第一章文献综述
1.1水产养殖废水现状
世界高密度养鱼仅30年历史，目前已发展到五大洲几十个国家，不限于发达国家。世界各地出现了许多大型、特大型养鱼工厂，成为世界新的投资热点与新经济增长点，其主要缘由是以下几个方面：水资源严重短缺1997年6月联合国就己发出警告，由于淡水资源减少，12亿人口将面临高度缺水。水资源是不可替代的自然资源，工农业都要用水，1吨水用于生产小麦产值0.3美元，用于工业生产产值14美元，用于传统养鱼产值0.07美元，用于高密度养鱼30美元以上[2]。所以高密度养鱼是节水型产业。“绿色”食品热销高密度养鱼的产品是在人工材料制造的鱼池中生产的，无土腥味，无污染，口感好;整个生产过程严格控制抗菌素的用量，使机体微生态保持平衡，产品是地道的“绿色”食品、健康食品，售价可高于传统养鱼的1礴倍。“蓝色”革命兴起高密度养鱼不受自然灾害及环境污染的影响，不受季节温差影响，可以全天侯生产，风险小而成为投资热点。投资回报期一般为2一4年，比较效益高。国际有许多特大型企业都已看好这一产业l2]，如美国洛克菲勒集团、可口可乐集团，日本日立集团、住友集团、伊藤忠集团等都纷纷投巨资于高密度养鱼。他们称“陆上养鱼”、‘冰道养鱼”。美国已把它列入“美国十大投资热点”之一，称之为“蓝色革命”。我国是世界上养鱼最早的国家之一，几千年的农业经济使养鱼生产长期停留在农村副业的地位，与农业生产一样，主要依靠劳力和水土资源。时至今日，我国近海捕捞多年来强调休养生息，要求实行零增长。
1.1.2高密度水产养殖水质特点
水产养殖中的水质是影响鱼类成活率的关键因素，而在诸多水质指标中，溶氧和氮化物(主要是氨氮)的含量是至关重要的。对于大多数鱼类，当养殖水体中溶氧量小于，非离子氨困H3含量大于25微克每升，就会影响鱼类生长，造成鳃受伤，甚至窒息死亡。在高密度水产养殖中，除了饲料之外，水质状况也是影响鱼类生长的一个重要因素。鱼类大量排泄物及残余饵料沉积在水中，尤其是其生活栖息的底层泥土中。氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌利用沉积在淤泥表层的生物残骸排泄物，作为细菌代谢活动的底物，把有机氮转化为各种形式的无机氮。通过表层淤泥的扩散作用，这些可溶性的无机氮又重新进入池水中l4]。有机物厌氧分解的产物导致池水中HZS、C场、NH3等有毒气体和物质的产生，使鱼类栖息环境恶化，从而使其的摄食和生长都受到影响，甚至导致中毒、疾病的发生和死亡。氮在体系中的积累是影响养殖生态环境的重要因子之一，氮的收支质量平衡对加强养殖生态环境的科学管理具有重要的作用。为了改善甲鱼的生存环境，养殖业主多采用频繁换水的方法，这势必造成水资源的巨大浪费;同时，不加节制的污水随意排放，容易造成环境污染。探讨建立水产养殖废弃物处理与废水处理循环使用，对指导生产，促进水产养殖规范化，科学化，提高养殖产量与经济效益，降低污水的环境污染和综合利用污水资源等，都具有重要的意义。水产养殖废水主要表现在以下几个方面:
第二章水产养殖废水处理系统模式选择及工艺设计研究
2.1引言
近年来我国水产养殖业迅速发展，导致水体污染、富营养化日益严重，这严重制约了水产养殖业的发展。怎样简便有效地处理养殖废水已经成为水产养殖业健康持续发展的关键。人工湿地作为一种经济、高效的废水生态处理技术，日益受到人们广泛的关注。随着人工湿地的进一步发展，农业面源污染治理将找到一条高效简便经济的道路，各地方因地制宜采取人工湿地处理面源污染将得到大力发展，环境将得到良好恢复。鱼类排泄的大量有害物质主要是氨氮，这些有害物质直接排泄在鱼类本身生活的环境(水)中。在自然水体中，由于水量大，鱼类不多，水中生物和植物可以通过吸收或转化而使这些有害物质‘自然降解’。高密度养殖由于水量小，鱼类多，水中其排泄物很快将水质污染，如不及时排出或更换水体，鱼类的自身排泄物会很快地使它们不能在原有水体中生存。因此，无论对哪一种高密度养鱼方式，对水质的要求都是类似的，其水质指标有以下几种:①水中溶解氧在一定范围内，水中溶氧和鱼产量成正比，水中溶氧量和饲料系数成反比。饲料系数又称增肉系数，是指养殖对象增加一单位重量所消耗饲料的重量，饲料系数越低，说明该饲料转化率提高，该饲料使用效果越好。水中溶氧量的标准，视不同养殖品种和不同水温而定。如罗非鱼在水温为25℃左右时，进水口处的溶氧量应为7毫克/升左右;出水口处的溶氧量应为3毫克/升左右;蛙鱼、蝉鱼在水温为15一18℃条件下，要求进水口处的溶氧量为10毫克/升左右，出水口处的溶氧量为7毫克/升左右。②pH鱼类对水的pH的适应有一定限度，一般的养殖鱼类，在pH为6.5一9.0的水中都能适应，但最适宜的范围是7.5一8.5。
第三章 人工湿地填料筛选研究 ..............................................46-56
3.1 材料与方法..............................................46-48
3.1.1 试验材料..............................................46-47
3.1.2 试验方法.............................................. 47-48
3.2 结果与分析.............................................. 48-54
3.2.1 填料对氨氮吸附的等温方程.............................................. 48-51
3.2.2 填料对TP的吸附等温方程..............................................51-54
3.3 结论..............................................54-56
第四章 人工湿地处理水产养殖废水..............................................56-74
4.1 人工湿地-水产养殖系统管理..............................................56-61
4.1.1 鱼苗投放和养殖.............................................. 56
4.1.2 人工湿地植物选种.............................................. 56-57
4.1.3 人工湿地的调试运行.............................................. 57-61
4.2 人工湿地运行效果与分析..............................................61-72
4.2.1 材料与方法.............................................. 61-62
4.2.2 结果与分析.............................................. 62-72
4.3 讨论.............................................. 72-73
4.3.1 湿地植物在湿地废水中的作用..............................................72-73
4.3.2 人工湿地对主要污染物的去除.............................................. 73
4.4 结论.............................................. 73-74
第五章 结论与展望..............................................74-76
5.1 研究结论..............................................74-75
5.2 展望..............................................75-76
结论
本研究设计构建了一套串联复合垂直流人工湿地处理水产养殖废水系统。湿地植物选用适宜当地环境的再力花、葛蒲、美人蕉、香根草;填料经过筛选研究后，选用经济实用的碎石。对系统水力负荷和水力停留时间等进行调节，达到稳定运行状态后，对人工湿地运行14个月以来的进出水水质进行了测试分析。主要研究结果如下:
1)串联复合垂直流人工湿地处理水产养殖废水系统设计。试验结合都阳湖周边水产养殖废水水质特点和渔业水质标准(GB11607一89)设计了人工湿地进出水水水质参数，使用一元推流模式和达西定律等经验模式定律设计了两组复合垂直流人工湿地。设计湿地表面积为816mZ，深1.0m，宽12m。选用的湿地植物生长正常，达到了预期的效果。
2)填料筛选。试验选用石灰石、沸石、蛙石、高炉渣、碎石和砂子六种填料作为供试材料。试验表明，所选六种填料对氨氮和总磷的吸附均较好的拟合了Freundli比和Langmuir线性等温吸附方程。本文较好的利用了两个等温吸附方程的参数来比较不同填料的吸附性能，其中氨氮吸附能力由强到弱依次是:沸石>砂子>碎石>蛙石>石灰石>高炉渣。对总磷各填料均较易吸附，吸附能力由强到弱依次是:蛙石>高炉渣>砂子>沸石>碎石>石灰石。本研究就地取材，选用经济实用效果好的碎石作为供试基质。
3)人工湿地系统运行管理和效果分析。通过对湿地水力负荷和水力停留时间的调节，湿地达到稳定的运行参数为:水力负荷485mm/d，水力停留时间24h。对人工湿地运行14个月以来的进出水水质进行测试分析结果表明，人工湿地进出水水质基本达到设计的进出水水质参数，出水水质达到了我国渔业水质标准(GB11607一89)中的相关标准要求，可以循环利用。
4)本一论文的创新点在于运用人工湿地系统处理郡阳湖周边水产养殖废水，为保护都阳湖“一湖清水”作了良好示范作用。在填料筛选中引入Freundiich和Langmuir吸附等温方程较好的运用了试验参数，找到了适合都阳湖周边的填料。水产养殖废水人工湿地处理工程设计与处理效能的研究。