CN114868685A - 一种对虾高位池养殖污染物原位治理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于对虾养殖与环境工程领域，公开了一种对虾高位池养殖污染物原位治理的方法，同步进行高位池的对虾养殖和污染物治理，节约空间和时间，实现对虾绿色养殖，养殖时采用加压空气塘底通气的方式，使塘底溶氧浓度≥4mg/L，在养殖水体中接入合适的微生物菌种，在养殖的过程中，通过补充碳源控制水体的碳氮比5～15：1之间，对虾养殖完成后，尾水无需额外处理，可达标排放。通过本发明的技术方案可改善对虾养殖的水体环境，提高对虾健康水平，在提高对虾养殖效率的同时，在不影响养殖面积和高位池结构的前提下，实现对虾水体边养殖边治理，不额外增加处理时间和成本，现实环境效益和经济效益的双丰收。

Description

一种对虾高位池养殖污染物原位治理的方法
技术领域
本发明属于对虾养殖与环境工程领域，特别涉及一种对虾高位池养殖污染物原位治理的方法。
背景技术
对虾高位池养殖模式，通过集约化养殖，可获得较高的亩产，每亩批产量最高可达5000kg以上。由于集中度高，单产量和产值都高，高位池养殖模式受到水产养殖业普遍欢迎，获得广泛推广。高位池在促进生产的同时，也给环境增加了巨大压力。由于养殖对象密度高，单位体积投入饲料量大，导致污染物也被集中，导致养殖尾水中的有机物、氮、磷等污染物居高不下，对养殖周边环境构成严重威胁。近年来，对虾养殖尾水诱发的环境问题，屡屡被媒体曝光，被环境行政部门督办。同时，对虾养殖水体中形成的氮化物，易被转变成对对虾有毒性的氨离子和亚硝酸根离子，从而导致对虾健康水平下降，严重的甚至导致对虾死亡，给养殖户带来重大损失。
行业中，现在推广的尾水治理模式是养与治功能分区。在养殖区域内专门开辟出一遍池塘用作治理塘。通过在治理塘中构建植物、藻、微生物、滤食性水生动物构成的生态系统，消纳养殖池塘排放出来的尾水，经过净化后，再回用或排放。该法虽然可以有效缓解水产养殖尾水对环境的污染，但也存在局限性。首先，需要开辟专门的治理区域，降低了全国整体养殖面积，使水产总产量受到压制，降低水产品供应能力。其次，在更多的地方，不在可供专门开辟出来进行尾水治理的养殖区域。也有尝试借鉴工业或生活污水治理模式，进行养殖水体循环利用。该模式由于成本高，目前并不能获得大面积推广使用。
本发明正是为了克服上述现有技术的不足，提供一种对虾高位池养殖污染物原位治理的方法，在不占用额外的养殖面积、不改变现行高位养殖池结构的情况下，实现对虾养殖尾水的达标排放。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种对虾高位池养殖的原位污染物治理的方法。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种对虾高位池养殖的原位污染物治理的方法，包括以下步骤：
在对虾高位养殖池中，在池底安装曝气装置；将曝气盘接通气管；空气经增压后，进入通气管，输送到曝气盘，气泡从曝气盘的微孔中释放到高位池底；气泡从池底上升，与水体接触，在气液界面进行气体交换，O2自气相进入液相，CO2自液相进入气相；在液相中投入对虾，加入有益微生物菌种、碳源、藻类和微量元素添加剂；在养殖过程中，一边通气增加氧气供应，驱赶二氧化碳，一边通过微生物和藻类消除残饵或粪便产生的污染成分，维持养殖水体的稳定，并在养殖结束后达标排放。
在上述技术方案中，所述的高位养殖池可以是方形、圆形、不规则形、平底或弧形底；
在上述技术方案中，所述的高位养殖池的质地可以是混凝土、土工膜、帆布、不锈钢或其它材料构成；
优选地，在上述技术方案中，所述的高位养殖池安装有进水与排水管；
在上述技术方案中，所述曝气装置可以是纳米管或气泡石；所述纳米管可以是做成圆形、方形或其它形状，其材质可以是三元乙丙橡胶、硅橡胶、聚氯乙烯等；所述气泡石可以为任意形状，其材料可以是白刚玉、碳化硅、矿砂、树脂等；
在上述技术方案中，所述空气增压方式采取罗茨风机、旋涡式气泵或空气压缩机等设备；
在上述技术方案中，所述空气通过曝气装置分散成细小气泡，增加气液界传质界面，促进氧自气相向液相扩散溶解，维持塘底溶解氧≥4mg/L；
在上述技术方案中，所述液相可以是淡水、海水与淡水的混合水体或养殖尾水，其盐度为0.01～16‰；
在上述技术方案中，所述对虾可以是南美白对虾、日本对虾、罗氏沼虾或其它商业化养殖的对虾；
在上述技术方案中，对虾养殖密度范围为150～900尾/平方米。
在上述技术方案中，所述有益微生物菌种选择通过人工培养体系培养的、对环境适应能力强微生物菌种，菌种加入量不低于103cfu/L；优选地，选择经验证对对虾无害的好氧和兼性厌氧微生物菌种；更优选地，选择但不限于枯草芽杆菌、巨大芽杆菌、酵母菌、乳球菌、植物乳杆菌等，形成优势菌群，压制有害菌群繁殖；
在上述技术方案中，所述碳源可以但不限于葡萄糖、蔗糖、白砂糖、红糖、淀粉等，通过加入碳源，维持碳氮比5～15：1；
在上述技术方案中，所述藻类通过人工培养体系培养后，加入到高位池养殖体系中；优选地，所述藻类可以但不限于小球藻、硅藻、金藻等，添加量不低于2×104cfu/L；
在上述技术方案中，所述微量元素添加剂可以但不限于锰、锌、铜、钴、钼、钙、镁、铁等；
在上述的对虾高位池养殖的原位污染物治理的方法中，微生物利用液相中的氧、碳源、氮、磷等进行生长繁殖，并与藻形成共生关系，促进藻生长，并在此过程中，消除养殖过程中形成的碳、氮、磷等污染物。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
(1)本发明通过改善对虾养殖的水体环境，提高对虾健康水平，在提高对虾养殖效率的同时，在不影响养殖面积和高位池结构的前提下，实现对虾水体边养殖边治理，不额外增加处理时间和成本，现实环境效益和经济效益的双丰收。
(2)通过本发明的技术方案，对虾高位池养殖过程中或养殖完成后，水体中的总磷低于0.4mg/L，总氮低于2.5mg/L，可直接排放或循环利用。
附图说明
图1为本发明实施例1中所使用的地膜式长方形高位池的结构图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。
在本发明的实施例中，尾水中总磷检测采用钼氨酸分光光度法，总氮检测采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法。碳氮比的检测：以过硫酸钾法检测总氮，燃烧氧化-非分散红外吸收法测定总碳，碳氮比＝总碳/总氮。
实施例1
地膜式长方形高位池，长×宽＝40m×50m，弧形底，结构见图1。
采用直径80cm的聚氯乙烯纳米曝气盘。前后左右每3m设置一个。曝气盘接PVC空气管道。PVC空气管道再接7.5kW罗茨风机。罗茨风机产生的空气流，经过空气管道进入曝气盘，形成微小气泡，自塘底浮上水面。
虾塘注入海水与淡水的混合水体，盐度为15‰。水最深处为1.2m。水经 15kg次氯酸钠消毒后，用3kg维生素C去除残留的氯。放入体长1cm南美白对虾苗。放苗量100万尾。
接种入枯草芽孢杆菌，加入量为终浓度103cfu/L，由于枯草芽孢杆菌除氮较快，无需外加碳源可维持碳氮比；加入2×104cfu/L的小球藻。
虾体长1-2cm时，投量标准为0号料0.08kg/万尾；2-3cm时，0号料0.24kg/ 万尾；3-4cm时，1号料0.4kg/万尾；5-6cm时，1号料1.2kg/万尾；6-7cm时， 2号料1.8kg/万尾；7-8cm时，2号料2.3kg/万尾；8-9cm时，3号料2.7kg/万尾；9-10cm时，3号料3.2kg/万尾。
6至8月间，自然气候条件下，连续养殖90天。
养殖过程中，不间断通入空气，保证塘底溶氧浓度≥4mg/L。
养殖过程中，除了在第30、45、60、75天补入含锰、锌、铜、钴、钼等微量元素的添加剂外，不再补充其它物质。
养殖完后，南美白对虾平均体重76条/kg，总产量1.25万公斤，成活率95％。
养殖完成后，检测虾塘水体总磷为0.36mg/L，总氮为2.36mg/L。对虾养殖完成后，尾水中各项控制指标达到海水养殖水排放要求(SC/T 9103-2007)，可直接排放或循环利用。
实施例2
混凝土结构高位池，长×宽×高＝5.2m×4.8m×1.1m。
池内按50cm的间距布置树脂型气泡石，接0.5cm管径TPE管，TPE管再与5kW空气压缩机相连。
池中注入淡水，加海盐调节坡度在14～16％之间，投苗前用三氯异氰尿酸1kg消毒水体12小时，后加入0.5kg硫代硫酸钠脱除残留的消毒剂。放入体长约1.5cm南美白对虾苗，密度为300尾/m2。
投苗后，接入巨大芽孢杆菌，使终浓度≥2×103cfu/L。加入2×104cfu/L 的小球藻和硅藻(9：1)。
养殖时间3～6月份，100天。室内养殖。养殖过程中，按NRC2011饲料推荐标准投料。每间隔3天，投一次蔗糖作碳源。每次投糖量为2～5kg。根据检测到的碳氮比，适当调节投加量，控制碳氮比为5～15之间。
养殖过程中，检测总碱度。根据检测结果，补充含钙、镁、锌、铁等的微量元素，维持总碱度在300～500ppm之间。
养殖完成后，测得南美白对虾体重为140条/kg，收获对虾47.3kg，成活率 88.4％。尾水中总磷为0.22mg/L，总氮为1.84mg/L。对虾养殖完成后，尾水中各项控制指标达到海水养殖水排放要求(SC/T 9103-2007)，可直接排放或循环利用。
实施例3
高位池选择帆布材质，圆形，尺寸为直径为8m，深度1.5m，用不锈钢为支架支撑。
池内布置碳化硅纳米气泡石。布置量为6个，均匀布置。气泡石规格为Φ 1.8cm×3cm。气泡石通过TPE管与罗茨风机出风口连接。罗茨风机出风口与 PTE之间通过PVC管改径。
池内注入淡水，水深1.1m。投苗前，用过硫酸氢钾1kg消毒16小时。用硫代硫酸钠200g消除水体中的过硫酸氢钾残留。
接种入枯草芽孢杆菌，使终浓度≥1.5×103cfu/L；加入2×104cfu/L的小球藻。
投入罗氏沼虾淡化苗，投苗规格为25天龄，数量为12000尾。
养殖周期140天，养殖时间为4～9月，自然气候条件。虾苗入池后第2天开始投喂饲料，初期投喂蛋白含量为42％的专用饲料，后逐步转为蛋白含量为41％饲料。除清塘前15d日投喂1次外，其余每日投喂2次，分别为06： 00—07：00和17：00—19：00，傍晚投喂量约占日投喂量的60％，前期日投饲量为1万尾0.1kg，逐日增加，成虾日投喂量为存塘量的3％～5％，以2 h内吃完为宜，并根据天气、蜕壳、吃食等综合因素加以调整，遇恶劣天气停料。
养殖过程中，每20天补充一次钙离子。每次补氯化钙1kg。连续通气，保持池底溶解氧浓度≥4mg/L。以红糖做碳源，控制水体的碳氮比在5～15之间。
养殖完成后，测得平均对虾体重为15.3g/尾，成活率97.4％。养殖尾水中的总磷为0.12mg/L，总氮为1.38mg/L。对虾养殖完成后，尾水中各项控制指标达到淡水养殖水排放要求(SC/T 9101-2007)，可直接排放或循环利用。
实施例4
在实施例3的基础上，在尾水中继续投入罗氏沼虾苗，重复实施例3的养殖过程。
养殖完成后，测得平均对虾体重为13.1g/尾，成活率94.5％。养殖尾水中氮磷为0.33mg/L，总氮为3.32mg/L。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对虾高位池养殖的原位污染物治理的方法，其特征在于包括以下步骤：
在对虾高位养殖池中，在池底安装曝气装置；将曝气盘接通气管；空气经增压后，进入通气管，输送到曝气盘，气泡从曝气盘的微孔中释放到高位池底；气泡从池底上升，与水体接触，在气液界面进行气体交换，O2自气相进入液相，CO2自液相进入气相；在液相中投入对虾，加入有益微生物菌种、碳源、藻类和微量元素添加剂；在养殖过程中，一边通气增加氧气供应，驱赶二氧化碳，一边通过微生物和藻类消除残饵或粪便产生的污染成分，维持养殖水体的稳定，并在养殖结束后达标排放。
2.根据权利要求1中所述的对虾高位池养殖的原位污染物治理的方法，其特征在于：所述的高位养殖池为方形、圆形、不规则形、平底或弧形底；所述的高位养殖池的质地为混凝土、土工膜、帆布或不锈钢材料；
优选地，所述的高位养殖池安装有进水与排水管。
3.根据权利要求1中所述的对虾高位池养殖的原位污染物治理的方法，其特征在于：所述曝气装置为纳米管或气泡石；所述纳米管为圆形、方形或其它形状，其材质为三元乙丙橡胶、硅橡胶或聚氯乙烯；所述气泡石为任意形状，其材料为白刚玉、碳化硅、矿砂或树脂。
4.根据权利要求1中所述的对虾高位池养殖的原位污染物治理的方法，其特征在于：所述空气增压方式采取罗茨风机、旋涡式气泵或空气压缩机；所述空气通过曝气装置分散成细小气泡，增加气液界传质界面，促进氧自气相向液相扩散溶解，维持塘底溶解氧≥4mg/L。
5.根据权利要求1中所述的对虾高位池养殖的原位污染物治理的方法，其特征在于：所述液相为淡水、海水与淡水的混合水体或养殖尾水，其盐度为0.01～16‰；
所述对虾为南美白对虾、日本对虾、罗氏沼虾或其它商业化养殖的对虾。
6.根据权利要求1中所述的对虾高位池养殖的原位污染物治理的方法，其特征在于：对虾养殖密度范围为150～900尾/平方米。
7.根据权利要求1中所述的对虾高位池养殖的原位污染物治理的方法，其特征在于：所述有益微生物菌种选择通过人工培养体系培养的、对环境适应能力强微生物菌种，加入量不低于103cfu/L；优选地，选择经验证对对虾无害的好氧和兼性厌氧微生物菌种；更优选地，选择枯草芽杆菌、巨大芽杆菌、酵母菌、乳球菌或植物乳杆菌。
8.根据权利要求1中所述的对虾高位池养殖的原位污染物治理的方法，其特征在于：所述的碳源为葡萄糖、蔗糖、白砂糖、红糖或淀粉，通过加入碳源，维持碳氮比5～15：1。
9.根据权利要求1中所述的对虾高位池养殖的原位污染物治理的方法，其特征在于：所述藻类通过人工培养体系培养后，加入到高位池养殖体系中；优选地，所述藻类为小球藻、硅藻或金藻，添加量不低于2×104cfu/L。
10.根据权利要求1中所述的对虾高位池养殖的原位污染物治理的方法，其特征在于：所述微量元素添加剂为锰、锌、铜、钴、钼、钙、镁、铁中的至少一种。
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