越南庆和大学开发虾塘废水三阶段处理技术,日处理200升系统投产

上海
越南庆和大学开发虾塘废水三阶段处理技术,日处理200升系统投产

越南庆和大学研究团队近日完成一项针对集约化虾塘废水的三阶段水处理技术开发,并建成日处理200升的试验系统。该技术将农业副产物制备的活性炭、可见光响应型光催化材料与移动床生物反应器(MBBR)工艺串联,旨在同步降解养殖水体中的抗生素残留、甲壳类杀虫剂及难分解有机物,为东南亚水产养殖业的循环水改造提供工程化路径。

三阶段耦合工艺破解复合污染难题

集约化对虾养殖在提升单位面积产量的同时,也伴随着高浓度有机废水的排放。未经妥善处理的尾水中通常含有兽用抗生素、防治寄生虫的化学药剂以及大量代谢残留物。若直接排入周边水系,不仅会导致底泥污染累积,还会加速水体中耐药菌的演化扩散。传统单一净水手段往往只能针对某一类污染物,难以兼顾处理效率与现场操作门槛。该技术方案的核心在于分质分级处理逻辑,通过物理拦截、化学氧化与生物代谢的接力作用,实现多靶点污染物的同步削减。

首段采用改性活性炭进行物理化学吸附,研究团队创新性地以木薯茎秆等农业废弃物为原料活化制备炭材料。相较于商业粉末活性炭,生物质基多孔炭在孔隙结构调控上更具针对性,能够有效富集大分子有机杂质及部分极性药物分子。经过粗过滤后,水体进入第二段光催化反应区。开发出的二氧化钛基复合材料具备可见光吸收特性,通过能带结构修饰拓宽了光谱响应范围。这意味着在处理设施部署时,无需依赖高能耗的人工紫外光源,可利用自然采光或低功率LED阵列维持催化活性,显著降低电力消耗。材料表面的疏水改性处理也有助于减少藻类滋生带来的表面覆盖问题。

MBBR生物膜技术与本土原料供应链

第三阶段引入移动床生物反应器(MBBR)工艺,通过悬浮填料为微生物群落提供高比表面积的附着载体。在好氧与兼氧环境的协同作用下,残余氨氮、溶解性有机物及部分未被光解的微量药物被进一步矿化。这种“吸附截留-光化学氧化-生物降解”的组合策略,避免了单一技术路线的短板。MBBR系统本身具有水力停留时间短、耐冲击负荷强、污泥产量低等优势,非常适合水质波动较大的实际养殖工况。研究团队基于前期材料表征数据,已初步验证该系统对常见广谱抗生素及甲壳类杀虫剂的去除效能。

从供应链角度看,该项目强调核心耗材的本土化替代潜力。除木薯渣外,研发团队还测试了使用中部沿海地区出产的钛铁矿提取二氧化钛用于光催化剂合成。若后续实现工业化放大,将有效减少对进口水处理药剂的依赖,降低长期运维的物料采购成本。目前试验系统已稳定运行于实验室环境,各项指标均达到设计预期。下一步的工作重心将转向处理通量的阶梯式提升、全生命周期运行成本核算,以及针对不同盐度与碱度养殖尾水的适应性改良。

循环水养殖改造与设备选型关注点

随着全球对水产品抗生素残留监管趋严,以及国内工厂化循环水养殖(RAS)模式的快速普及,水产尾水处理正从末端达标排放向资源化回用转型。该三阶段耦合系统的模块化设计思路,对国内中小型养殖场的水改项目具有参考意义。在实际工程应用中,需重点关注悬浮填料的流化稳定性与防堵塞设计。MBBR填料长期处于高速水流冲刷下,易发生磨损或结块,选型时需确认材质耐磨等级及布气布水均匀性。此外,光催化材料在复杂水体中面临有机物竞争吸附导致的失活风险,定期反冲洗或原位再生机制是保障连续运行的关键。

对于从事水处理设备集成或环保材料供应的企业而言,此类农业废弃物衍生滤料与可见光催化体系的结合,提供了差异化产品开发的切入点。国内厂商在考察此类海外技术路线时,应重点评估其规模化放大的工程兼容性。例如,如何将200升/日的实验室原型转化为吨级连续流处理单元,涉及流体动力学模拟、反应器内构件优化及自动化控制逻辑的重构。在RAS系统实际运行中,碳氮比的动态平衡会直接影响MBBR的生物脱氮效率,需配套精准的回流泵与溶氧控制系统。未来若能与微滤机、蛋白分离器或臭氧氧化单元深度整合,将更契合现代集约化水产基地的智能化运维需求。当前技术仍处于中试放大前的参数优化阶段,建议下游应用方结合当地电价、药剂价格及环保排放标准进行综合经济性测算后再行导入。

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