随着水产养殖业的快速发展,养殖尾水排放对水环境的影响日益受到关注。为推进水产养殖绿色可持续发展,"三池两坝"处理工艺被广泛应用于养殖尾水治理中。该工艺由沉淀池、过滤坝、曝气池、过滤坝和生态池五个部分组成,集物理沉淀、填料过滤、曝气氧化与生物净化于一体,可有效去除尾水中的悬浮物、氮、磷等污染物。其中,过滤坝(可再生滤坝)作为关键环节,其填料的选择直接影响处理效果。
在实际应用中,传统填料如砾石、鹅卵石等存在易堵塞、处理效率低、更换困难等问题。为此,科研人员以"三池两坝"工艺为研究对象,开展过滤坝填料的对比试验,选取砾石、多孔石、石墨烯-丙烯酸复合凝胶以及新型复合纤维三维网四种填料,系统分析其对不同污染物的去除效果。
●试验设计与方法
试验设计模拟实际过滤坝运行过程,设置四组填料组合:砾石组、多孔石组、石墨烯组(第一格为复合凝胶,第三格为多孔石)以及复合纤维三维网组。复合纤维三维网填料(可再生滤坝滤料)具有比表面积大、孔隙率高等特点,有利于微生物附着和生物膜形成。通过测定不同时间点出水中的溶解氧(DO)、pH、高锰酸盐指数(COD??)、总悬浮物(TSS)、总氮(TN)、氨氮(NH??-N)、总磷(TP)等指标,评估填料性能。
●研究结果与分析
研究结果表明:
1. 石墨烯复合凝胶在TSS、TN、NH??-N和COD??去除方面表现最优,尤其在悬浮物和氨氮去除中效果显著,可达一级排放标准;
2. 复合纤维三维网(可再生滤坝滤料)在生物处理方面表现突出,对TN和NH??-N的去除效果仅次于石墨烯组,且运行稳定性好,不易堵塞;
3. 多孔石在TN和NH??-N去除中随时间延长效果提升,适合用于二级过滤坝;
4. 砾石对TP去除效果最佳,随时间延长去除率上升,适合用于总磷含量较高的尾水处理。
●复合纤维三维网的特色优势
复合纤维三维网填料(可再生滤坝滤料)因其独特的三维网状结构,为微生物提供了良好的附着生长环境,形成了稳定的生物膜系统。
试验数据显示,该填料在运行16小时后对NH??-N的去除率可达58.3%,对TN的去除率达到45.6%,表现出良好的生物处理性能。
同时,其通透性良好,在整个试验期间未出现明显堵塞现象。其可再生性能优越,适合长期运行场景。
●结论
"三池两坝"工艺中过滤坝填料的选择应结合尾水中主要污染物类型、浓度以及处理目标进行优化配置。石墨烯复合凝胶适合用于高效去除悬浮物和氮类污染物,砾石适用于除磷,复合纤维三维网在生物处理方面具有独特优势且运行稳定,多孔石则可用于增强氨氮和总氮的去除效果。多种填料的科学组合使用可显著提升系统整体净化效率,该研究为养殖尾水处理工艺的优化提供了重要参考,对推动水产养殖绿色发展具有重要意义。
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