1. Préface
Avec l'amélioration de la technologie de l'aquaculture de l'eau de mer et l'expansion de la demande du marché, l'aquaculture industrielle de l'eau de mer en Chine s'est développée rapidement au cours des 10 dernières années.résidus chimiques, et les rejets biologiques riches en azote, phosphore, matière organique,Les substances toxiques contenues dans les eaux usées de l'aquaculture exacerberont l'eutrophisation et la pollution de l'eau des eaux marines adjacentes.La pollution de l'eau, à son tour, limite le développement de l'aquaculture.Le traitement et le recyclage des eaux usées de l'aquaculture reçoivent progressivement une attentionAu cours des dernières années, des chercheurs nationaux et étrangers ont mené des recherches appliquées sur les matériaux physiques, chimiques,et technologies de traitement biologique pour les caractéristiques des eaux usine de l'eau de mer et des eaux usées de l'aquacultureAprès un traitement physique, chimique et biologique, les concentrations de la demande d'oxygène chimique (COD), des solides en suspension (SS), des particules en suspension (SS) et des particules en suspension (COD) ont été déterminées.L'eau des eaux usées de l'aquaculture est réduite et recyclée.
2Technologie de traitement physique des eaux usées de l'aquaculture
Les techniques de traitement physique classiques comprennent principalement la filtration, la neutralisation, l'adsorption, la précipitation, l'aération et d'autres méthodes de traitement.qui sont des composants importants des processus de traitement des eaux uséesLa filtration mécanique, la technologie de séparation de mousse et la purification de l'ozone sont efficaces pour le rejet et le recyclage des eaux usées de l'aquaculture industrielle.
2.1 Filtration mécanique
En raison du fait que la plupart des aliments pour animaux et des excréments résidant dans les eaux usées de l'aquaculture sont sous forme de grandes particules en suspension,La technologie de filtration physique est la méthode la plus rapide et la plus économique pour éliminerLes équipements de filtration courants comprennent des filtres mécaniques, des filtres à pression, des filtres à sable, etc.les filtres mécaniques (machines de microfiltration) sont largement utilisés et ont de bons effets de filtrationIl existe au Japon un type de machine à filtrer, qui fonctionne en aspirant l'eau de la piscine avec une pompe à eau et en la pulvérisant dans un réservoir filtrant à travers un tuyau de pulvérisation.Le réservoir de filtre contient une couche de petite particule de zéolite et un filtre spécialement conçu, et l'eau filtrée retourne à l'étang de poissons.
2.2 technologie de séparation de mousse
La technologie de séparation des mousses a été largement utilisée dans le traitement des eaux usées industrielles.Il peut non seulement éliminer les substances organiques telles que les protéines avant qu'elles ne soient minéralisées en ammoniates et autres substances toxiques, éviter l'accumulation de substances toxiques dans les masses d'eau, mais aussi fournir l'oxygène dissous nécessaire aux masses d'eau de l'aquaculture,qui joue un bon rôle dans le maintien de l'environnement écologique des masses d'eau aquacoles.
2.3 Purification de l'ozone
The intermediate substance hydroxyl radicals (· OH) decomposed by ozone in water have strong oxidizing properties and can decompose organic compounds that are difficult to decompose with general oxidantsPar conséquent, l'utilisation de l'ozone pour le traitement des eaux usées peut non seulement éliminer rapidement les substances nocives telles que les bactéries, les virus et l'ammoniac, mais également augmenter l'oxygène dissous dans l'eau,atteindre ainsi l'objectif de purification des eaux usées de l'aquacultureIl y a des rapports selon lesquels l'ozone a un effet significatif sur l'élevage de poissons et de crevettes.9% des bactéries présentes dans l'eau de mer peuvent être éliminées par l'ozoneLa combinaison de l'ozone et des biofiltres se traduit par une teneur élevée en oxygène dissous dans les effluents, qui peuvent être réutilisés pour augmenter la densité de l'aquaculture.
3Traitement électrochimique
The research results on the removal of dissolved nitrite and ammonia nitrogen in water by electrochemical method show that the time and energy consumption for complete removal of nitrite decrease with the increase of conductivityLorsque le courant d'entrée maximal est de 2 A, la consommation d'énergie est la plus faible et le pH n'a presque aucune influence sur le courant d'entrée et la conductivité.il est bénéfique pour l'élimination des nitritesL'ammoniac est éliminé plus rapidement que les nitrites.
4Technologie du traitement biologique
Le traitement biologique des eaux usées d'aquaculture est un moyen typique de stabiliser les polluants organiques, y compris le procédé des boues activées et le procédé du biofilm.
Utilisant principalement l'absorption et le métabolisme des micro-organismes pour dégrader la matière organique et les nutriments dans les masses d'eau,Il s'agit actuellement du moyen le plus économique et le plus efficace de traiter les polluants dissous.Les aliments et les excréments libérés pendant le processus d'élevage sont principalement composés de glucides, de protéines, de graisses et d'autres éléments tels que le carbone, l'azote et le phosphore.qui ont une bonne biodégradabilitéPar conséquent, la technologie de traitement biologique peut être utilisée efficacement pour traiter les eaux usées de l'aquaculture industrielle,dont l'efficacité des souches biologiques et leur mode de croissance fixe sont deux aspects importants qui déterminent l'effet du traitement.
4.1 Processus des boues activées
Le système de traitement des boues actives est l'une des principales technologies de la technologie de traitement biologique des eaux usées.Il est composé de bons micro-organismes et de leurs substances organiques et inorganiques adsorbées et adhérées, et a la capacité d'adsorber et de décomposer les polluants organiques dans l'eau, démontrant ainsi son activité d'oxydation biochimique.Le procédé traditionnel de traitement des boues actives a été développé en procédés de traitement des boues actives par fossé d'oxydation (SBR) et par méthode AB.Meske et al. ont étudié le traitement de l'eau recyclée de l'aquaculture à l'aide d'un procédé de boues activées et ont constaté que la teneur en NH4+-N ne pouvait pas répondre aux exigences de réutilisation.a utilisé une méthode de fonctionnement proche de la SBR pour le traitement anaérobie aérobie dans les canaux de drainage aquacoles, et l'effet a été bon. Nugul et al. ont utilisé la méthode SBR pour traiter les eaux usées de l'aquaculture de l'eau de mer et ont exploré l'effet de la salinité.l'effet de dénitrification était bon.
4.2 Méthode du biofilm
La méthode du biofilm comprend principalement des biofiltres, des tourne-disques biologiques, des équipements d'oxydation par contact biologique et des lits fluidisés biologiques.ces technologies ont été appliquées dans l'utilisation en cycle fermé des eaux usées d'aquacultureLa clé d'un traitement efficace des eaux usées de l'aquaculture industrielle est de sélectionner des communautés microbiennes efficaces et proliférantes qui peuvent prospérer et se développer dans les milieux d'eau de mer.Actuellement, l'application des bactéries photosynthétiques, des bactéries Yulei et des bactéries nitrifiantes dans le traitement des eaux usées de l'aquaculture a été principalement étudiée tant au niveau national qu'international [9].En raison de sa forte densité, forte activité et vitesse de réaction, immobilized microorganisms have significant removal effects on ammonia nitrogen and certain difficult to biodegrade organic compounds compared to conventional microbial biofilm biological treatment technologies [10]Par conséquent, cette technologie devrait devenir une technologie de traitement biochimique importante pour le traitement des eaux usées de l'aquaculture industrielle.
4.2.1Filtre biologique
Les filtres biologiques utilisés dans les installations d'élevage intensif de poissons comprennent le débit horizontal, le débit ascendant et le débit descendant.Si un biofilm ne peut pas se former à la surface du matériau filtrantDans le cas de la biofilmation, il est impossible de parler du traitement des eaux usées par le filtre.qui permet aux micro-organismes de s'adsorber sur la surface du matériau filtrantLe matériau d'emballage dans le filtre biologique est le porteur d'organismes, principalement des pierres broyées, des cailloux, du coke, des scories de charbon, du nid d'abeille en plastique,et divers produits synthétiques artificiels; le filtre biologique peut être utilisé en continu sans avoir besoin de remplacer le matériau du filtre.et la structure et la surface des matériaux d'emballage doivent favoriser la croissance des biofilms et la capture des particules organiques en suspension. la Chine et d'autres pays utilisent le processus de filtration par réservoir de sédimentation → filtre biologique → réservoir de sédimentation secondaire → filtre biologique, dans lequel le remplissage est constitué de fibres mixtes,qui peuvent être réutilisés après traitement à grande échelle des eaux d'aquaculture intensive dans les estuaires. Sauthier et al. ont utilisé l'étang (aération) → filtre mécanique → désinfection ultraviolette → filtre biologique submergé (réservoir de dénitrification) → réutilisation de l'étang de poissons, et l'effet du traitement était très bon.Tian Wenhua et d'autres ont constaté que l'utilisation de la zéolite comme matériau filtrant dans les biofiltres gazeux pour le traitement des eaux usées est efficace..
4.2.2Disque biologique en rotation
Le tourne-disque biologique se compose d'une série de disques fixés sur l'arbre, avec un espace entre les disques.et l'autre moitié est exposée au-dessus de la surface de l'eauLes microorganismes présents dans l'eau et l'air se fixent à la surface du disque, formant un biofilm.et l'eau sur le disque coule le long de la surface du biofilm en raison de son propre poidsL'oxygène dans l'air est absorbé, mélangé, diffusé et infiltré dans l'eau par la rotation du tourne-disque.augmenter l'oxygène dissous dans l'eau et purifier la qualité de l'eau.
4.2.3. tambour biologique
Le tambour à rotation biologique est une variante du disque à rotation biologique, qui a été développé au milieu des années 1970 et s'est rapidement développé au Danemark et en Allemagne.tandis que l'Allemagne a développé un type multi tambourL'emballage à l'intérieur du tambour comprend des boules en plastique, des anneaux en plastique et des disques ondulés.Certains rotors biologiques sont également équipés de dispositifs de collecte de gaz à l'extérieur pour augmenter l'oxygène dissous dans l'eauLes trois formes typiques de rotors biologiques sont les suivantes: 1) la structure extérieure de l'enveloppe est faite de plastique polyéthylène dur, avec des disques ondulés de chlorure de polyvinyle à l'intérieur,et le rotor se compose de 16 petits rotors; (2) La coque extérieure de la bouteille est en acier et la surface de l'ondulation en polyéthylène dur fixée sur l'arbre à l'intérieur de la bouteille est polygonale;(3) Il y a de petits récipients autour du corps du tambour rotatifLorsque le tambour rotatif tourne vers le haut, les petits récipients sont remplis d'eau.et le récipient vide est rempli d'air entrant dans l'eauLe volume de l'eau purifiée est de 15 à 25 fois celui du tambour biologique rotatif.
4.2.4Le lit fluidisé biologique
Les lits fluidisés biologiques (BFBS) sont une méthode de biofilm à haute charge appliquée dans le traitement secondaire des eaux usées (oxydation de la matière organique,la nitrification partielle) pour le traitement des eaux usées organiques et la dénitrificationMichael et al. ont utilisé un réacteur qui combine la filtration par goutte à goutte de nitrification aérobie avec un lit fluidisé de dénitrification anaérobie.La substance organique en suspension riche en nitrates et dissoute à la surface a été envoyée au lit de sulfureJewell et al. ont utilisé les effets de nitrification et de dénitrification d'un lit élargi dans la circulation de l'eau aquacole, tout en traitant le BOD5, le SS et l'azote,entraînant des niveaux d'azote d'ammoniac dans les effluents inférieurs à 0Cette technologie est largement utilisée dans le traitement par oxydation, nitrification et dénitrification de la matière organique dans l'eau et les eaux usées.,Le procédé biologique du lit fluidisé jouera un rôle plus important dans l'ingénierie du traitement des eaux.
4.3 Traitement biologique naturel de la technologie de l'aquaculture
L'utilisation d'organismes naturels pour le traitement des masses d'eau aquacoles comprend principalement les zones humides, les étangs de stabilisation et les systèmes de traitement des sols.Son avantage est qu'il peut obtenir un effet de traitement relativement complet pour les masses d'eau contenant de l'azote et du phosphore.La zone naturelle d'eau de l'aquaculture non intensive est un système typique de zones humides avec une bonne capacité d'auto-purification.,l'écosystème aquatique des étangs de poissons a lui-même une forte capacité à purifier les polluants, et dans le traitement des masses d'eau aquacoles,la capacité de purification des bassins de pêche pour les polluants peut être pleinement utilisée pour purifier les eaux usées.
5Le flux de processus de recyclage des eaux usées de l'aquaculture
Il existe différents types de dispositifs de traitement de l'eau avec des structures et des flux de processus différents.Drainage des bassins → bassin de collecte → bassin d'oxydation → bassin de sédimentation → bassin de réchauffement et d'oxygénation → réutilisation des bassins, dans ce processus, le bassin d'oxydation est un tambour biologique rotatif;Drainage des étangs → réservoir de sédimentation → filtre biologique de remontée → tour de pulvérisation d'eau oxygénation → chauffage et désinfection → réutilisation des étangs, peut éliminer 99% d'azote d'ammoniac, l'eau douce/l'eau réutilisée est de 1/9; évacuation des étangs de poissons → oxygénation → filtrage du calcaire en amont → réservoir de sédimentation → oxygénation → réutilisation,avec l'eau douce/l'eau de circulation représentant 1/5; Drainage des étangs de poissons → Filtre à gravier en amont → Filtre à gravier en aval → Réservoir de chauffage → Réutilisation;Drainage des étangs → bassin de capture → filtre à zéolite en amont → filtre à zéolite en aval → reconstitution de l'eau douce, régulation de la température → réutilisation des étangs de poissons.[17] a constaté qu'avec l'objectif de zéro rejet d'eaux usées dans les systèmes d'aquaculture, l'ingénierie écologique et la conception de procédés peuvent être réalisés pour les systèmes d'aquaculture, et un système d'aquaculture composite industrialisé typique sans déversement d'eaux usées peut être développé.
6. Résumé
La pénurie mondiale d'eau et la pollution de l'environnement étant de plus en plus graves, les pays adopteront à l'avenir des méthodes d'aquaculture en boucle fermée.la technologie d'utilisation globale et de rejet inoffensif des eaux usées de l'aquaculture présente une grande valeur de recherche et de développement et de larges perspectives d'applicationLa diversité des polluants présents dans les eaux usinelles de l'aquaculture détermine la complexité du processus de traitement.lors de la conception du procédé de traitement des eaux usines d'eau de mer et des eaux usées d'aquaculture, les principes d'efficacité et d'économie doivent être respectés.les technologies de traitement biologique doivent être utilisées pour satisfaire aux exigences de qualité de l'eau après traitement, ce qui permet d'obtenir de bons effets de traitement et d'atteindre l'objectif de l'aquaculture circulaire.
