废水处理
在不断重复利用水的再循环系统中养殖鱼类，不会使鱼类生产中的废物消失。 污垢或排泄物从鱼仍然必须结束的地方。
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_ 图 6.1 养殖鱼类中氮 (N) 和磷 (P) 的排泄 请注意作为溶解物质排泄的 N 量。 资料来源：Biomar 和丹麦环境保护局。 _
由于系统内简单的生物降解或矿化，RAS 内的生物过程将在较小的规模下减少有机化合物的数量。 然而，RAS 产生的大量有机污泥仍需处理。
_ 图 6.2 进出再循环水产养殖系统的流量草图。 _
大多数 RAS 都会有过程水溢出，用于平衡进出系统的水。 这种水与鱼游泳的水相同，除非溢出的水量过多，并且每年通过这一点的排放量升级，否则不会造成污染物。 再循环速度越密集，通过溢流排出的水就越少。
离开再循环过程的废水通常来自机械过滤器，粪便和其他有机物分离到过滤器的污泥出口。 清洁和冲洗生物过滤器还增加了再循环循环的总废水量。
可以通过不同的方式处理离开 RAS 的废水。 通常会在污泥处理系统之前安装一个缓冲罐，该系统将污泥从排放水中分离出来。 污泥将进入积累设施进行沉积或进一步的机械脱水，然后再扩散到土地上，通常作为农场的肥料和土壤改良，也可用于沼气生产以发热或发电。 机械脱水还使污泥更易于处理，并最大限度地减少处理，从而使处置或可能的费用变得更便宜。
_ 图 6.3 污泥和水在系统上的循环体内外的路径。 循环率越高，从系统（dott ed 线）排出的水量就越低，要处理的废水量就越低。 资料来源：水利科技。 _
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_ 图 6.4 水技术皮带用于污泥脱水的二次水处理。 _
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_ 图 6.5 在丹麦再循环鳟鱼养殖场后放置的植物泻湖-前后过度生长。 资料来源：根据波夫比约，DTU Aqua。 _
污泥处理后的废水通常会含有高浓度的氮，而磷在污泥处理过程中几乎可以完全去除。 这种排放水称为排水，通常与 RAS 的溢出水一起排放到周边地区、河流、海洋等。 排水和溢出水中的营养物质含量可通过将其引导到植物泻湖、根区或渗流系统进行去除，其中剩余的磷和氮化合物可以进一步减少。
_ 图 6.6 EcoFutura 项目探讨了随着尼罗罗非鱼的种植而种植西红柿的可能性。 资料来源：普里瓦 (荷兰) _
作为替代方案，排水水可用作水生物系统中的肥料。 Aquaponics 是一种系统，其中鱼类的废物被用于种植蔬菜、植物或草药，通常在温室内。 对于较大的鱼类养殖系统，建议将污泥用于农业用地和沼气，而废水则用于水生物，因为根据温室的培养，处理和调整更容易。
排放水中的氮含量也可以通过脱硝化去除。 如第 2 章所述，甲醇最常用作这种厌氧过程的碳源，这种厌氧过程将硝酸盐转化为将氮释放到大气中，从而从废水中去除硝酸盐。 脱硝化也可用于再循环系统内，以减少 RAS 工艺水中的硝酸盐含量，从而降低硝酸盐浓度，从而最大限度地减少系统中对新水的需求。 在再循环系统之外进行脱硝化处理，以减少氮排放到环境中。 作为甲醇使用的替代办法，污泥处理系统的废水可用作碳源。 使用废水作为碳源需要对脱硝室进行严格的管理，反洗和清洁室可能会变得更加困难。 在任何情况下，高效的脱硝系统可以显著减少污水中的氮含量。
应该指出的是，鱼类排泄废物的方式不同于其他动物，如猪或奶牛。 氮主要通过鳃排出尿液，而较小的部分则由肛门的粪便排出。 磷仅与粪便一起排泄。 因此，氮的主要部分完全溶解在水中，不能在机械过滤器中去除。 除去机械过滤器中的粪便将捕获固定在粪便中的一小部分氮，并在较大程度上捕获磷的量。 水中剩余的溶解氮将主要在生物过滤器中转化为硝酸盐。 在这种形式下，氮气很容易被植物吸收，可用作农业中的肥料，或者简单地在植物泻湖或根区系统中去除。
| 参数 | 跑道 | 跑道 | 跑道 | 自清洗罐 | 自清洗罐 | 自清洗罐 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 40 μ | 60 μ | 90 μ | 40 μ | 60 μ | 90 μ | |
效率, | 效率, | 效率, | 效率, | 效率, | 效率, | |
| 托-P | 50-75 | 40-70 | 35-65 | 65-84 | 50-80 | 45-75 |
| 托-N | 20-25 | 15-25 | 10-20 | 25-32 | 20-27 | 15-22 |
| 技术支助服务 | 50-80 | 45-75 | 35-70 | 60-91 | 55-85 | 50-80 |
_ 图 6.7 从机械过滤器中去除氮（N）、磷（P）和悬浮固体（SS）。 资料来源：德国巴登-符腾堡州渔业研究站。 _
鱼缸中的粪便应立即流入机械过滤器，而不会在途中被粉碎。 粪便的完整性和固体性越强，去除的固体和其他化合物的含量就越高。 图 6.7 显示了 50 微米机械过滤器中氮、磷和悬浮固体（有机物）的估计去除量。
再循环速度越高，使用的新水就越少，需要处理的排放水就越少。 在某些情况下，根本不会返回周围环境的水。 然而，这种 “零排放” 养鱼业的建造成本高昂，废物处理的运行成本也很高。 此外，废物处理的日常操作将需要大量关注，以使其有效地工作。 对于零排放鱼类养殖，人们还应该意识到，总是需要进行一定数量的水交换，以防止金属和磷化合物在系统中的积累。 底线是，当局和养鱼农民必须商定排放许可证，以便保护环境，同时拥有经济可行的养鱼业务。
| 生产 500 吨鳟鱼 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 农场类型和治疗类型 | 每公斤新水消耗量 每年生产的鱼 | 每个新水的消费量 立方米每小时 | 系统用水量的每日新水消耗量 | 氮排放量，公斤/年 |
| 流通与沉淀池塘 | 30 平方 米 | 1 700 平 方 米/小时 | 1 000% | 20 吨 N |
| 带污泥处理和植物泻湖的 RAS | 3 平方 米 | 170 平 方 米/小时 | 100% | 10 吨 N |
| RAS 超密集型污泥处理和脱硝 | 0.3 平方 米 | 17 平 方 米/小时 | 10% | 5 吨 N |
_ 图 6.8 不同再循环强度下氮气排放的比较 计算基于 500 吨/年系统的理论实例，总水容量为 4 000 毫米 ^3 ^，其中 3 000 毫米 ^3 ^ 是鱼缸容量。 减少氮的排放不是再循环的程度，而是废水处理技术的应用。 然而，由于废水量减少，再循环速度更加密集，处理废水越来越容易。 _
将密集养殖鱼，无论是再循环还是传统养殖，与广泛的水产养殖系统（例如传统鲤鱼养殖）结合起来，是处理生物废物的一种简单方法。 当密集型农场的多余水流入鲤鱼池区时，集约系统的养分被用作肥料。 来自广阔池塘的水可以在密集型农场中作为工艺用水重复使用。 在广泛的池塘中生长的藻类和水植物将被食用的草食鲤鱼，这些鱼最终被收获并用于消费。 在密集系统中获得了有效的饲养条件，并且结合广阔的池塘面积考虑了环境影响。
图 6.9 匈牙利综合强化广泛养鱼系统。 机会的数量似乎是无限的。 资料来源：拉斯洛·瓦拉迪，渔业、水产养殖和灌溉研究所，匈牙利萨尔瓦斯。 _
- 资料来源：联合国粮食及农业组织，2015 年，雅各布·布雷格巴勒，《水产养殖再循环指南》，http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf。 经许可复制。 *