养殖用水和废水处理的目的就是用各种方法将污水中含有的污染物质分离出来，为无害物质，从而使水质保持洁净。根据所采取的科学原理和方法，可分为物理法、化学法、生物法。

一、养殖用水和废水的物理处理 
在养殖用水和废水中往往含有较多的悬浮物（如粪便、残饵等）或其他水生生物（如鱼、虾、浮游动物、水草等），为了净化或保护后续水处理设施的正常运转，降低其他设施的处理负荷，都要将这些悬浮或浮游有机物尽可能用简单的物理方法除去。物理方法主要是利用物理作用，其处理过程中不改变污染物的化学性质。处理方法包括：栅栏、筛网、沉淀、气浮、过滤等。

（－）栅栏

通常用在养鱼水源进水口，目的是为了防止水中个体较大的鱼、虾类、漂浮物和悬浮物进人进水口。否则，容易使水泵、管道堵塞或将敌害生物带入养鱼水体。栅栏通常是用竹箔、网片组成，也有用金属结构的网格组成。

（二）筛网

筛网材料通常为尼龙筛绢。筛网可去除浮游动物（小虾、枝角类、桡足类等）和尺寸较小的有机物（如粪便、残饵及悬浮物等）。生产上，作为幼体孵化用水，往往在水源进水田，在栅栏的内侧再安置筛网，以防小型浮游动物进人孵化容器中残害幼体。为便于清除，往往将部分筛网做成漏斗形口袋状。在工业化养鱼的水处理设施上，养殖废水的循环使用，第一步就是用筛网将粪便、残饵、悬浮物等有机物清除。为有利于清除，往往将筛网设计成转鼓式、旋转式、转盘式。由于筛绢网在不停地旋转，筛绢主要起拦集有机物的作用，筛绢孔隙不易变形，也不易损坏，而且也有利于筛绢的清洗和脏物的收集。

（三）沉淀

沉淀是借助水中悬浮固体本身重力，从静止或缓流的液体中，使密度比悬浊液大的颗粒物质与水分离的过程。沉淀主要分为三种类型：

（l）自由沉淀　水中悬浮固体物质的浓度不高，颗粒无凝聚性，在沉淀过程中颗粒间不相互黏合，形状和尺寸均不变，其沉降速度也不变，这种沉淀称自由沉淀。

（2）絮凝沉淀　水中悬浮固体虽浓度不高，但固体颗粒有凝聚性能，在沉淀过程中颗粒能互相黏合，成为较大的絮凝体，且沉降速度在沉淀过程中逐渐增大，称为絮凝沉淀。

（3）化学沉淀　在污水加化学药剂，产生化学反应，生成不溶性化合物，然后把这种不溶性化合物通过沉淀分离出来。

在养殖上应用得较多的是沉淀池上加盖，以便使水中浮游藻类在黑暗中沉淀下来，这种方法称暗沉淀。通常需静止沉淀48 h后，方能澄清。根据水在沉淀池中流动的方向，沉淀池分力平流式、竖流式和辐流式沉淀池等。

（四）气浮（浮选）

气浮法是靠通人空气，以微小气泡作为载体，使水中的悬浮物微粒黏附于气泡上，借助气泡的浮力带动上浮，从而使杂物与水分离。采用气浮法可大大提高水中微粒上浮的速度。例如微小的油珠，自由上浮速度仅1 um/s左右，而黏附于气泡后，其速度可以上升到l mm/s，上浮速度提高l千倍。气浮法的布气方式有：射流布气、扩散板布气、叶轮布气、加压溶气（即加压下强制空气溶解于水中，然后突然减压，便产生众多微小气泡）等方法。

（五）过滤

1、微滤机　微滤机由一个四周布满了筛网的圆筒组成，水流从圆筒一端沿轴向流入，沿径向滤过筛眼。反冲装置安装在筛网上部外侧，由于筛子转动，局部被堵塞的筛网面，经过上方方向喷射高压水的反冲装置，粘在筛网上的颗粒被冲离筛网顺水流去；反冲洗沟道设在筛网内部上半部分，在筛网内，保持反冲洗沟道高于污水水位，反冲洗沟道汇集反冲水流到排水管，滤过筛眼的污水汇集到蓄水桶内，再通过管道排出。蓄水桶底设排水阀，可以定期清污。微滤机筛网选用镍网，旋转筛骨架、轴承、管道及接头、防护罩、蓄水桶等均由ABS制成（ABS是由聚丙腈-丁二烯-苯乙烯共聚物三种化学单体构成），螺丝为不锈钢材料，可以有效地防止锈蚀且能耗较低。

2、砂滤器　让水流过一层沙子或其他微粒物质的过滤装置称为砂滤器。

（1）砂滤器净化水体主要机理

①截流作用　当水流经有孔隙的砂层时，各种杂质中比砂层孔隙大的颗粒首先被截流在孔隙中，随着砂滤时间的增长，部分孔隙变小，而后进人较小的杂质颗粒也相继被截流下来，水体从而得到净化。

②掣电作用　砂滤层砂粒上面的凹槽可以认为是无数微小的沉淀池，由于滤料颗粒很小，总沉淀面积很大，这些特殊微小的沉淀池依靠重力沉降、扩散等因素作用，将水中微小颗粒沉淀在滤料表面上。

③凝聚作用　滤层中微小砂粒表面与水中杂质在过滤中不停碰撞接触，在水力、分子引力作用和静电作用下，产生吸附作用，将水中杂质颗粒凝聚在砂粒表面上。

砂粒的大小决定能穿过过滤器的颗粒最大直径。砂粒越大，能滤过的颗粒就越大。砂粒的直径一般为0.02～2.0mm。也可以用碎石、活性炭或其他材料代替沙子。

（2）砂滤器的种类

（1）重力式无压砂滤池　水一般从顶部进人，经由滤床流下。由凿空管道或单纯的凿孔底板组成净水收集系统。净水从一侧流出，重力提供了水经由过滤装置流出所必需的能量，

重力浸没式无压砂滤池的一般结构结构，其过滤层为4层，最上层为直径1.0 mm左右的中砂，厚度为50 cm，第2层为直径3.0 mm的粗砂，厚度为30 cm，第3层为直径30～50 mm的鹅卵石，厚度为20 cm，最下层为直径100～300 mm的块石，厚度为50 cm。各滤层之间为用l mm左右的双层聚乙稀网相隔。在滤料层和配水系统之间还应安置承托层或称垫层。承托层由承托板和承托支柱组成。承托板为钢筋水泥板，上设若干小孔，安置在过滤池底层。这种结构的过滤池其承托板以下的空间实际上是暗沉淀池，其安置平稳，排污、冲洗极为方便，但造价较贵。也可采用多孔砖作承托层或者用大的鹅卵石作为垫层，但排污清洗不便。砂滤池需要反冲洗，反冲洗是水流反向流过滤池的过程。其目的在于清除填塞的颗粒物质。反冲洗往往使滤床膨胀，同时也恢复滤床的渗水性。

（2）压力砂滤器　压力砂滤器除了将滤器封闭在一个耐压容器中，利用泵给滤器加压头之外，其他方面与重力砂滤器相同。流速也比较高，势必能驱使微粒物质更深地进人滤床内，从而使滤器的深度得到更充分地利用。在给定的速度下，压力滤器要比重力滤器小，这是它的主要优点。

（3）袋式机械过滤器　滤器由内外两个圆桶组成，底部向中心倾斜，离底部一定距离水平焊镀锌钢管作内桶支架，沿池壁高度方向焊接T形支架以支撑内桶。内桶由不锈钢制成，桶壁密布圆孔（桶底亦是同样圆孔）。内桶内放人非织造布袋，超出内桶部分反卷，压入内桶上口，桶口套上橡胶圈。桶顶设计有压盖和卡紧装置，进水口按长压力表。在生产使用中，当布袋表面黏附的悬浮颗粒物过多，影响水流正常通过时，桶内水压增大，压力表指针读数超过预定值时，通过阀闸把水导人另一只过滤器，关闭该过滤器进水阀门，打开压盖，取出非织造布袋，反冲洗干净后放人内桶备用。

二、养殖用水和废水的化学处理 
养殖用水的化学处理是利用化学作用，以除去水中的污染物。通常加化学药剂，促使污染混凝、沉淀、氧化还原和络合。

（—）重金属的去除

EDTA作为一种金属离子螯合剂，已广泛用于水产养殖生产之中。EDTA是乙二胺四乙酸[(CH2COOH)2NCH2CH2N（CH2COOH）2]的简称。由于其溶解度很小(常温下每100ml水溶解0.02g)，故常用其二钠盐(Na2H2Y2H2O),也简称为EDTA。后者溶解度大(常温下每100ml水溶解1.11g)，饱和水溶液浓度为0.3M。据刘中（1998）实验，用2mg/L的EDTA处理海水后，水中的重属离子含量显著降低。在养殖生产中，一般EDTA的用量在2～6mg/L之间，具体数量决定于水中重金属离子的数量和水体环境条件。一般认为向养殖水体中投放EDTA，一方面可保持某些元素的溶解度，例如，铁离子可与磷酸根形成难溶的磷酸盐沉淀，EDTA加入后可保持了铁和磷酸盐的溶解性，从而易于水生生物吸收；另一面可降低某些重金属离子的毒性，因为多数金属元素，以游离的离子存在时毒性最大。但值得注意的是，EDTA本身对于微藻和虾、蟹并无促进生长作用，当无有害金属离子存在时，反而不利。EDTA也并不能从水中除去有害的重金属元素，只是改变了其存在形态，把水中呈游离态存在的重金属离子变为毒性相对较小的配合态。EDTA-Na2。

（二）氧化还原法

在养殖生产上最常用的是空气氧化法，将水中的无机物和溶解有机物通过氧化还原反应转化为无害物质或转化为易于从水中分离的气体或固体。

池塘淤泥中的有机物在缺氧环境下（在微生物的作用下）产生大量硫化氢、氨等有毒物质，采用水质改良机械（翻动淤泥或将其吸出暴露在空气中）或干池曝晒，使H2S转化成SO42-，NH3氧化为NO2-并进一步氧化为NO3-。它们不仅无毒，而且是植物良好的营养。

地下水中的铁，在缺氧的地下水中的铁以还原态形式（Fe2+）存在，二价铁乃水溶性，因此刚从深井中抽出的水无杂质、无色透明。但它们一旦遇到空气中的氧气，水中的Fe2+即氧化为Fe3+，Fe3+则为固态物质，水即呈现铁锈色。为此，可将深井水先用增氧机曝氧、增氧，利用空气中的氧气，一方面向水中增氧以供养殖用水本身需要，另一方面，使水中Fe2+氧化为Fe3+，同时Fe3+与水中的OH-形成呈絮状沉淀的Fe（OH）3而加以除去。其化学方程式为：4Fe2+＋O2＋2H2O＋8HCO3-＝4Fe（OH）3↓＋8CO2。

（三）混凝法

水中的悬浮物质大多可通过自然沉淀法去除，而胶体颗粒（大小为0.001～0.1μm）则不能依靠自然沉淀法去除，在这种情况下可投加无机或有机混凝剂，促使胶体凝聚成大颗粒而自然沉淀。使用混凝技术，其BOD5的去除率可达30％～60％，悬浮物和浊度的去除率可提高30％～95％。

1、作用原理　混凝按原理包括二种方式：一是凝聚，二是絮凝。

（1）凝聚　天然水中黏土胶粒带负电荷，加人带正电荷的混凝剂（如铝盐），使胶体的电位降低并接近于等电状态，此时胶体的静止排斥力消失，使胶粒失去稳定性而互相聚集在一起称为凝聚。

（2）絮凝　投放的三价铁盐或铝盐以及高分子混凝剂经水解和缩聚反应，生成线状结构的高分子聚合物。这种高分子聚合物可被胶体颗粒吸附，它又可与另一个表面有空位的胶粒吸附，这样聚合物就起了架桥作用。本来是微小颗粒，由于混凝剂的架桥作用，使水中悬浮的小颗粒相互结合，形成一个非常松散的六维结构的网状物，该网状物即称为絮凝体（俗称矾花）。其个体大，很容易通过过滤和沉淀法加以除去。

2、混凝剂种类

（1）铝盐　如明矾［Al2（SO4）3K2SO4·24H2O］、硫酸铝［Al2（SO4）3·18H2O］等，属无机混凝剂。应用的适温范围为20～40℃，pH＝4～8，pH＝4～7时去除有机物效率高，而当pH＝5～7.8时清除悬浮物较好。上述两类混凝剂的优点是：凝聚作用快，腐蚀性小，使用方便，∏生条件好。其缺点是：混凝剂呈酸性往往需加碱性助凝剂，其作用温度要求在20～40℃，低温环境效果差，而且除色效果也差。

目前生产上推广一种无机高分子混凝剂，工业上称碱式氯化铝（BAC），化学上称聚三氯化铝（PAC），俗称聚合铝或碱式铝。其优点是：用量少，仅为硫酸铝用量的1/4～1/2；反应迅速，水温低时也能很好反应；絮体沉淀快，容易过滤；其pH的适宜范围为5～9，最佳pH为6～6.8；加药后，pH降低值小，一般不必加碱性助凝剂，可以单独使用；其腐蚀性小，具除浊度、除色度、除重金属、除藻类、除细菌、除病毒等功能。因此，PAC已成为当前主要的无机混凝剂。

（2）铁盐　主要有三氯化铁（FeC13·6H2O）和硫酸亚铁（FeSO4·6H2O）等。其中以三氯化铁最为常用。其纯度高，渣量少，易溶解，产生的絮凝体大，沉降快，脱色效果好，而且不受水温影响，pH＝6～11均可。对于pH较高、水温较低的海水，用三氯化铁作为混凝剂效果往往比硫酸铝好。但缺点是在溶解时会产生一定量的氯化氢气体，会刺激人的鼻黏膜（溶解时人应带口罩），高浓度情况下对金属有一定的腐蚀性（溶解的容器应为塑料桶）。

（3）聚丙烯酰胺（PAM）　属有机合成高分子混凝剂。目前市售的产品分阳离子型和阴离子型工种。对于含泥量较多的养殖用水，pH在7以上，土壤粘粒带负电荷，则应采用阳离子型的PAM。使用时，将该混凝剂溶于水中，全池泼洒。PAM对于高浊度水、低浊度水、废水、污泥蜕水均有明显效果，但价格较贵。必须强调指出，聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺聚合而成，其中还有少量未聚合的单体，这种单体是有毒的。因此其投加量必须适当限制。如作饮用水，PAM最大投加量为lmg/L。

（四）消毒法

消毒，主要是杀灭对养殖对象和人体有害的微生物，降低有机物的数量，脱氮、脱色和脱臭。水体消毒的方法较多，常用的有：

1、二氧化氯

二氧化氯（ClO2）在常温下为淡黄色气体。在室温约4 kPa的压力下，它能溶解于水中2.9 g/L，制成无色、无味、无臭、不挥发的稳定性液体。这种液体在-5～95℃具有良好的稳定性。二氧化氯是一种广谱杀菌消毒剂和水质净化剂。具高度的氧化能力，可使微生物蛋白质中的氨基酸氧化分解，从而使微生物死亡。可杀灭细菌、病毒、芽孢、原生动物和藻类。生产上往往用作池塘水体、鱼体消毒，如市售的强力杀菌消毒剂等。

二氧化氯也是一种氯化物，但它与通常氯化物又有所不同，其特点是：①二氧化氯只起氧化作用，不起氯化作用；②二氯化氯不与氨作用；③在pH为6～10的范围内杀菌效率几乎不受pH变化的影响；④消毒能力高于氯化物仅次于臭氧，但与臭氧比较，它的优点在于它仍有剩余消毒效果；⑤二氧化氯还有很强的除酚能力。

作为消毒剂其用量通常为5～10 mg/L。使用前先将原液10份与柠檬酸或白醋1份充分混合并加盖于暗处活化3～5 min后，再全池泼洒。

二氧化氯作为消毒剂使用时应注意以下事项：①原液应保存在通风、阴凉、避光处；②盛装和稀释的容器应采用塑料、玻璃或陶瓷制品，忌用金属类；③原液不得入口；④不可与其他消毒剂混用；⑤因其水溶液能被光分解，故户外消毒时不宜在阳光下进行；⑥其杀菌效果随温度的降低而减弱。

2、臭氧

臭氧（O3）是O2的三价同素异构体，在常温下是一种不稳定的淡蓝色气体，有特殊的刺激味，顾名思义称为臭氧。

（l）臭氧的特点　①臭氧在水中的氧化能力高于氯化物（O3在水中的氧化还原电位为2.07 V，氯为1.36 V，二氯化氯为1.50 V），它能破坏和分解细菌的细胞壁，并迅速扩散透入细胞内杀死病原体。其灭菌速度比氯化物快300～600倍；②臭氧在水中分解的中间产物——羟基（OH-）具有很强的氧化性，不仅有很强的杀菌消毒能力，而且还可以分解一般氧化剂难以破坏的有机物，如可对水中污染物：氨、硫化氢、氰化物等进行降解；③臭氧的沸点为-11℃，故对臭氧可进行低温液化。在标准压力和温度（STP）下，其水中的溶解度比氧气大13倍。在蒸馏水中，水温20℃时其半衰期为20 min，但在有杂质的水中臭氧即迅速分解。故经臭氧处理后的水，就含有饱和的溶解氧；④臭氧在水中极易分解，故处理后，水中没有残留量，可随即使用。

（2）臭氧在养殖上的应用　由于臭氧具上述特点，它既可迅速及时地杀灭水中的病原微生物，又可以降低氨氮，增加溶氧，而且省去像用氯化物处理后要去除余氯的麻烦，可随即应用。因此在养殖上可用于工厂化育苗的循环水处理、大型水族馆的循环水消毒等。应用时应注意两个技术关键：①通常臭氧由臭氧发生器生成，生产出的臭氧必须在密封的反应室内，与水充分混合，防止臭氧因混合时间短而逸出。因为臭氧是有毒的，对人体有害；②必须确定臭氧的最佳使用量和接触时间。不同的水质，其有机物含量不同。不同的用水要求，消毒的标准也不同。比如游泳池水的消毒，臭氧的最佳用量为l～l.7 mg/L，接触时间为1～2 min；饮用水消毒杀菌，臭氧的最佳用量为1～4 mg/L，接触时间为10～12 min。各类水产养殖用水的水质不同，因此，应用时必须先进行试验，确定最佳用量和接触时间。

（3）用臭氧处理养殖用水的优缺点　优点：①臭氧氧化能力强，即使在低浓度的条件下也能在短期内迅速反应，处理后的水几乎不合颜色和臭味；②臭氧是一种高效杀菌剂，在低于氯的剂量下，对任何病菌都有强烈的杀菌能力，而且作用迅速可靠；③臭氧的氧化产物往往是无毒或生物可降解的物质，不像用氯化物消毒后，产生有一定毒性的氯氨和余氯；④臭氧氧化后，不生成污泥，可大大减少有机物的沉积。⑤处理设备占地面积小，易于控制并实现自动化。缺点：①用臭氧发生器的电耗较大，处理成本较高；②处理后的水，没有持续灭菌的功能，易遭二次污染。

三、养殖用水和废水的生物处理 
（一）生物膜法（生物过滤器）

利用细菌把含氮有机化合物转化为硝酸盐的过程称为生物过滤。在所有生物滤器中，都产生某些氨化和脱氨基作用，将氨转化成亚硝酸盐和将亚硝酸盐转化成硝酸盐。生物滤器的滤料是碎石、卵石、焦炭、煤渣、塑料蜂窝、高分子材料载体填料、植物载体填料等，生物滤器能连续使用，不需要更换滤料。

生物滤器在启用前30～40d先过水运转，接种和培养生物，使滤料表面形成一层明胶状的黏膜，即生物膜，主要是好气菌、原生动物、细菌等，它们以氨、溶解有机物质为食料、在呼吸作用中氧化，从而获得生命进行繁殖，而微生物又是更大的原生动物的食料，由于生物间的互相依赖，保持平衡状态，水中的有机废物最终被分解为二氧化碳、氨、硝酸盐、硫酸盐等简单的化合物，水就得到了净化。生物膜净化废水的机理见图2-3所示。

生物膜法主要有以下两种类型：

1、生物滤池　生物滤池就是在池内设置填料（或滤料），经充氧曝气后的废水以一定流速不断地通过填料，使填料上长满生物膜，以降解废水中的有机污染物。生物滤池的滤料早先与物理过滤的滤料相同，但一旦生物膜老化脱落后，其滤缝很容易堵塞，给冲洗带来了困难。故目前生物滤池实际上大多均用填料代替。常用的填料有粒径3cm～5cm的煤渣和石砾（以多微孔的煤渣最佳，其表面积大，挂膜能力强）。近年来塑料工业发达后，已大量使用聚乙烯、聚酰胺材料制造的波形板式、蜂窝式、生物球式的填料。其特点是质轻、强度高、耐腐蚀，大小一致，其表面积达100m2/m3～200m2/m3。

生物滤池优点：①水流较通畅，过滤前后水头差小，水中溶氧供应充足，适于好氧性微生物的生长和繁殖。②填料上布满微生物，其生物量大。据测定，1m3的填料表面的活性生物量达125g，因此其降解有机物的能力强。BOD5负荷为0.1kg/m3·d～0.3kg/m3·d，高的可达0.5kg/m3·d～1.5kg/m3·d。③脱氮、除磷效果明显。④沉淀污泥少，易于管理，不散发臭气。

生物滤池法缺点：①点地面积较大。②为防止老化的生物膜脱落后堵塞滤缝，污染环境，填料在运转过程中需经常反冲、及时排污。

2、生物转盘　生物转盘由一串固定在轴上的圆盘状片组成，盘片之间有一间隔，盘片一半浸在水中，另一半露出水面。水和空气中的微生物附在盘片的表面上，结成一层生物膜，转动时，浸没在水中的盘片露出水面，盘片上的水中自重而沿着生物膜表面下流，空气中的氧通过吸收、混合、扩散、渗透等作用，随转盘转动而被带人水中，使水中溶氧增加，使生物膜中的微生物吸收和降解水中的有机物，水质得到净化。

生物转盘优点：①转盘本身可向水中增氧（近年来，转盘内增添了曝气管，增氧效果更佳），故水中溶氧充足。生物膜绝大部分为好氧性微生物，很少形成厌氧层。②有机物的负荷高，通常盘片上BOD5负荷高达10～20 g/m2·d。③占地面积小。

生物转盘缺点：①造价较高。②技术要求较高，如不符合要求，则处理效果差。③需要另加动力以驱动转盘，其运转成本较高。

（二）活性污泥法

活性污泥是由多种菌体、原生动物和悬浮状胶体混合组成的一种菌胶团。实际上它是一种絮凝状细菌体的总称。它有对废水中的污染物进行吸附、分解、吸收、降解或沉淀等作用。一般能除去BOD5的95％、悬浮物95％、细菌98％、总氮25％～55％、总磷10％～30％、重金属30％～70％。但该法工艺流程较复杂，设备投资大，通常处理高浓度的污水，且有大量污泥需分离，故养殖上不采用。

（三）微生物净化剂

目前利用某些微生物将水体或底质沉淀物中的有机物、氨氮、亚硝态氮分解吸收，转化为有益或无害物质，而达到水质（底质）环境改良、净化的目的。微生物净化剂具有安全、可靠和高效率的特点。目前这一类微生物种类很多，统称为益生菌（Effective microbes，简称“EM”菌）。常用的有光合细菌、“海可发”（Aquafine）、东江菌（玉垒菌）、蜡状芽孢杆菌（SOD菌）、硝化细菌等。

在使用这些有益菌时，应注意以下事项：①严禁将它们与抗生素或消毒剂同时使用。②为使水体中保持一定的浓度，最好在封闭式循环水体中应用。或施用后3d内不换水或减少其换水量。③为尽早形成优势生物种群，必须缩短潜伏期，故应提早使用。④液体保存的有益细菌，其本身培养液中所含氨氮较高，也应提前使用。

（四）水生植物种植法

利用水生植物细胞吸收水体中氮、磷无机养料，然后采收这些水生植物产品，就能把这些无机物从养殖水中清除。用活的植物去除无机物主要有：一是接种浮游植物（藻类），配合以细菌过滤。虽然浮游植物可以清除掉无机物，但需要有一定的收获藻类的装置。二是大型水生植物，水生植物一方面可作为动物的饵料，另一方面很容易收获和从水中捞出。植物滤器滤出效率取决于水中营养物的浓度、光照强度、明－暗周期、植物种类、水温和滤器入流水中营养物的平衡。如南京莫愁湖从1980年开始在湖内栽藕之后，年产鲜藕250t左右。如以藕中的氮、磷分别占鲜重2.5％和0.4％计，每年可从湖中取出氮6250kg、磷1000kg，既美化了环境，又改善了湖水水色、透明度、悬浮物等感官性状。