復合生物過濾技術(shù)的原理
植物過濾是指通過水生植物對污染物的吸收、降解、轉(zhuǎn)移等作用,達到減少或終消除養(yǎng)殖循環(huán)水污染的目的,使循環(huán)水得到凈化。如常用的作為植物濾器的大型藻類通常生命周期長、生長快,能通過光合作用吸收水體中溶解態(tài)的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)來合成自身,有效降低養(yǎng)殖水體中的氨氮含量。對大型海藻化學成分的分析表明,大型海藻組織中具有豐富的氮庫,可以有效吸收、存儲大量的營養(yǎng)鹽,而且大型藻類吸收氨對光照的要求較低,更有利于其對富營養(yǎng)水體中氨的去除和吸收。當這些海藻收獲時,營養(yǎng)鹽就從循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)外部,將環(huán)境污染物轉(zhuǎn)化為海藻產(chǎn)品。因此,該技術(shù)具有低成本、低能耗等優(yōu)點。諸多研究表明,水生植物還能有效增加養(yǎng)殖水體的溶解氧,并可回收植物產(chǎn)品作為養(yǎng)殖生物的餌料,大大增加了水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的生產(chǎn)率。但單獨利用水生植物凈化養(yǎng)殖水體,有機物的去除效率比較低。
微生物濾器能將水中有機物和氨氮分別降解、氧化為毒性相對較低的鹽,使養(yǎng)殖水體得到一定程度的凈化,但不會將溶解態(tài)的氮從封閉養(yǎng)殖系統(tǒng)中去除,而是將氨氮轉(zhuǎn)化為鹽,從而導致鹽的大量積累。據(jù)報道,水中鹽的積累會影響魚體的滲透壓和血細胞的運氧能力,特別是引起魚體色澤和肉質(zhì)下降,而且富含鹽的養(yǎng)殖廢水直接排放,還會造成水體富營養(yǎng)化。
動物過濾是指濾食性動物在養(yǎng)殖系統(tǒng)中通過濾食水中的顆粒態(tài)物質(zhì),從而起到凈化水質(zhì)的作用。雙殼貝類具有很強的濾水能力,如扇貝、貽貝、文蛤和牡蠣的濾水率均可以達到5 L/(g·h)。腐屑食性的魚類通過攝食養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的大顆粒殘餌及底質(zhì)中的有機質(zhì)而成為水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境清潔者。此外,海綿也有很高的濾水率,它們能夠過濾大量細小的顆粒物質(zhì),包括浮游植物、浮游動物、微生物、有機碎屑等,使養(yǎng)殖循環(huán)系統(tǒng)有機物負荷大大降低 。
復合生物過濾技術(shù)根據(jù)生態(tài)學中的食物鏈關(guān)系,配置生物種群,使環(huán)境資源得以充分利用,增加系統(tǒng)生產(chǎn)力,并將系統(tǒng)中的營養(yǎng)鹽、有機物等廢棄物大限度地轉(zhuǎn)化為環(huán)境友好型產(chǎn)品。復合生物過濾技術(shù)是遵循生態(tài)學原理的工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖工藝設(shè)計。