海水养殖尾水综合治理工程——以山东烟台青鳞铺区域为例

时间：2024-05-23

王磊，施娜娜

（1.烟台市海洋环境监测预报中心，山东烟台 264003；2.莱州市海洋发展和渔业服务中心，山东烟台 261400）

面对传统撒网捕鱼方式下渔业资源日渐枯竭的状况，我国及时转变资源利用方式，实施了“以养为主”的重大政策调整。1986年，我国颁布实施《渔业法》，以法律形式确立了“以养为主”的发展方针，建立了养殖水域滩涂确权发证、捕捞许可、渔业资源增殖与保护等一系列管理制度，保障了渔业生产者的合法权益，促进了渔业的持续健康发展。2006年我国海水养殖产量超过捕捞产量，实现了海洋渔业产业结构转变的历史性跨越。在取得巨大成就的同时，海水养殖业也面临着海洋环境污染、产生大量固废垃圾、占用近岸滩涂等问题[1]。2019年2月，农业农村部等十部委联合印发《关于加快推进水产养殖业绿色发展的若干意见》，2022年1月生态环境部和农业农村部联合印发《关于加强海水养殖生态环境监管的意见》，2022年3月国务院办公厅印发《关于加强入河入海排污口监督管理工作的实施意见》，对加强海水养殖尾水治理方面都提出明确的要求。近年来，烟台市以生态、优质、高效、安全为发展理念，加快现代渔业转型升级，推动水产养殖业绿色发展，探索实施集中连片海水养殖池塘和工厂化养殖的区域综合治理，取得了良好效果。

1 工程概况

青鳞铺位于山东半岛西北部，莱州湾东岸，周围海域为水深0~6 m的砂质浅滩，是黄渤海鱼类重要的产卵场和育幼场[2]，同时也是重要的水产养殖区，有数量众多的海水养殖池塘和海水工厂化养殖单位，主要养殖海参、大菱鲆、牙鲆、对虾等名优品种。由于历史原因，养殖单位普遍未办理审批规划手续，经营管理方式粗放，渔业设施陈旧落后，沟渠错综复杂，进排水不畅，养殖排放的大量尾水未经处理直排入海，加之填海造陆和围堰池塘造成水动力减弱，导致该海域水体富营养化问题突出，在春夏高温季节容易引发赤潮，对水产养殖业和海洋环境造成潜在威胁。

为改善海洋生态环境，探索区域协同治理方法，为水产养殖入海排污口整治、陆海统筹污染防治提供样板，开展了青鳞铺区域海水养殖入海排污口综合整治项目。共投资近400万元，将工厂化养殖大棚、海水养殖池塘、进排水沟渠和园区绿化等进行有机整合，将原有的26个分散入海排污口，改造为3个主干进排水沟渠，共涉及40多家水产养殖单位，养殖面积约200 hm2。通过建设海水工厂化养殖尾水池塘梯度利用工程、池塘多营养层次生态养殖工程、池塘进排水控制工程、池塘养殖尾水生态处理工程、池塘岸堤绿化工程等，打造海水养殖尾水梯度利用和现代生态渔业示范项目，实现海水养殖污染的长效治理和有效监管（图1）。

图1 青鳞铺区域海水养殖入海排污口综合整治项目主要改造工程

2 工程建设

2.1 海水工厂化养殖尾水池塘梯度利用工程

该区域海水工厂化养殖大菱鲆和牙鲆，采用长流水模式，通过抽取地下海水作为养殖用水。每日养殖尾水排放量约为养殖水体的2~3倍。通过日常监测发现，该区域海水工厂化养殖尾水中氮、磷营养盐浓度，为邻近海域海水中浓度的5~10倍[3]，不但增加了邻近海域海水富营养化程度，也造成地下海水资源的浪费。该项目根据农业农村部2020年水产绿色健康养殖“五大行动”主推的“三池两坝”养殖尾水处理技术，结合海水工厂化鱼类养殖特点和实地空间条件，在池塘内隔出不同功能模块，养殖尾水分别经过沉淀池、过滤坝I、曝气池、过滤坝II和综合生态处理池，分梯度去除大小颗粒悬浮物，氧化分解有机物，有效降低氮磷，并做到养殖尾水的二次利用。

2.1.1 管道

改造养殖大棚排水口，以直径0.6 m水泥管道，将养殖尾水引流至尾水处理池塘的沉淀池，根据尾水流向，按照北高南低的原则逐步降低管道标高，使尾水顺畅进入沉淀池，在管道弯折的地方预留沉沙井，以备后期检修和疏通。

2.1.2 沉淀池

占池塘面积30%，池底铺设地膜防渗，地膜上铺设15~20 cm厚砂石保护层。以水泥构件建成溢流堰，与其余池塘隔开，安装污泥泵2台，定期清理淤泥。

2.1.3 过滤坝

占池塘面积5%，在沉淀池与曝气池、曝气池与生物处理池之间建设过滤坝。过滤坝采用两排空心砖结构搭建外部框架，间隔1.5 m，空心砖方向与水流方向保持一致。中间填充滤料（鹅卵石、牡蛎壳、陶瓷粒等），主要起到吸附水体中泥浆、脏物和有害微生物的作用。

2.1.4 曝气池

占池塘面积10%，铺设曝气盘，以2台罗茨鼓风机进行曝气，池底铺设地工膜作为隔绝层防止底泥污染物的释放。主要作用：加快有机污染物氧化分解，增强水体自净能力，改善水质。

2.1.5 生物处理池塘

占池塘面积55%，以大型藻类为主的综合生态池，有效水深2 m，池堤用土工布护坡，塘内坡度为1∶1，塘外坡度为1∶2，池底排水坡度为1%。向排水口倾斜。主要养殖硬毛藻（1 500~3 000 kg/hm2），增设以海马齿、西洋海笋等耐海水陆生植物为主的生态浮床（1 500 m2/hm2），吸收氮、磷营养盐，养殖对虾和底播海参（不超过5头/m2）。

2.2 池塘多营养层次生态养殖工程

该区域海水养殖池塘养殖以海参为主，部分养殖南美白（日本）对虾，利用自然潮汐，通过3条主干沟渠进行进水和排水，池塘内养殖品种单一。海参养殖主要依靠天然饵料，不投喂人工饵料，常年养殖，平时基本不排放尾水，通过监测发现，海参池塘内水质同邻近海域水质基本相同。养殖对虾要进行人工投饵和投放微生态制剂，每年4—10月开始养殖，每天换水20%左右，通过监测发现，对虾池塘内水体中悬浮物、化学需氧量和氮磷营养盐要显著高于邻近海域海水中浓度。该项目充分利用本地生物品种，开展“南美白（日本）对虾-三疣梭子蟹-菲律宾蛤仔-半滑舌鳎”地方特色养殖模式示范，充分利用养殖生物之间互惠互利关系，利用三疣梭子蟹、鱼类等摄食病虾防止疾病传播、贝类可滤食水体中的有机碎屑、浮游生物可调节水质的特点，建立池塘生态健康养殖模式。提高自然饵料利用率，减少人工投饵，加强池塘内水循环，降低养殖尾水氮磷排放，促进池塘生态的良性循环，在创造较高经济效益的同时兼顾生态效益。

2.3 池塘进排水控制工程

该区域3条主干沟渠与外海直接相连，潮汐对岸滩冲刷作用明显，易造成岸堤水土流失，同时沟渠淤积严重，进排水不畅，养殖产生的污染物在沟渠内富集，来不及处理即直接排海，易造成外海水体富营养化。养殖池塘进排水看天吃饭，退潮时池塘水位显著下降，蓄水不足，污染物浓缩效应明显，养殖生物易受到胁迫，养殖产量难以提高。该项目一是在3条主干沟渠与外海连接处构建控制闸门，涨潮时开闸进水，落潮时关闸存水；二是对主干沟渠进行清淤护坡，使主干沟渠宽度达到约10 m，水深约1 m。通过设施建设一方面可稳定控制园区内池塘养殖水位，增加池塘蓄水量，有利于养殖增产增收；另一方面，可大大增加养殖尾水的水力停留时间，提高污染物的处理效率和处理通量，减少岸堤水土流失，有利于保护邻近海域生态环境。

2.4 池塘养殖尾水生态处理工程

该区域工厂化养殖排放的尾水、混合池塘尾水，通过3条主干沟渠直接排入外海，没有进行相关处理，工厂化养殖和海水池塘由于养殖密度大，饵料投放量多，尾水中悬浮物和氮磷营养盐含量较高，对邻近海域的富营养化有一定程度影响。该项目通过在3条主干沟渠下游构建尾水综合处理栈，每条主干沟渠布置长度约100 m，每栈在水底设置膜组件单元，在水面设置生态浮岛，并以绳索和锚链固定，实现对养殖尾水的生态化处理。

2.4.1 膜组件

将微生物膜附着生长在透氧中空纤维膜表面，污水在透氧膜周围流动时，水体中的污染物在浓度差驱动和微生物吸附等作用下进入生物膜内，通过生物代谢和增殖，被微生物利用，使水体中的污染物同化为微生物菌体，固定在生物膜上或分解成无机代谢产物，从而实现对水体的净化[4]。单组件长2 m，表面积约3.6 m2，共布设膜组件295套，单元间距设置为5 m。

2.4.2 生态浮岛

以水生植物为主体，运用无土栽培技术，以高分子材料等为载体和基质，充分利用水体空间生态位和营养生态位[5]。浮岛上种植海马齿、西洋海笋、茅草等耐盐碱挺水植物，植物根系通过持续吸收尾水中的氮磷等营养盐生长。生态浮岛设置在两个膜组件之间，每个5 m2，每条沟渠布置10个，共布置30个，合计300 m2。

2.5 池塘岸堤绿化工程

该区域由于海水养殖开挖池塘和修筑道路等原因，岸堤裸露程度较高，遇到风暴潮和强降雨等极端天气灾害，易造成岸堤水土大量流失，不但引起排水沟渠水质超标，还可能冲毁堤坝。“南红北柳”是国家“十三五规划”湿地修复工程主要指导方针，“北柳”是指在北方以种植柽柳、芦苇、碱蓬为主，海草、湿生草甸等为辅，有效恢复滨海湿地生态系统。该项目参考国家“南红北柳”生态修复指导方针，在裸露的池塘岸堤和3条主干沟渠两侧栽培柽柳和碱蓬进行绿化，每2 m人工栽培柽柳树苗一棵，树间隙栽培碱蓬作为辅助，并预留间隙待芦苇、海马齿等自然植被恢复，共种植柽柳树苗4 000棵，栽培碱蓬苗2万棵，绿化岸堤近7 km，形成与当地环境一致的自然植被风光，实现水土保育，减少土壤流失和水体污染，促进池塘生态良性循环。