海马齿人工生态浮床在工厂化海水养殖尾水处理中的应用效果分析

海马齿，别名滨水菜、蟳螯菜，属番杏科、海马齿属，多年生肉质草本植物，主要分布于热带和亚热带海岸。海马齿具有较强的耐盐特性，近些年已被广泛地运用于近岸海域或潟湖富营养化水体生态修复治理。海马齿具有发达根系，能够有效移除水体中的氮磷营养、悬浮颗粒物、重金属和多环芳烃等有机物，达到净化水质作用。目前关于海马齿在养殖水体净化的研究主要侧重在养殖水体原位修复和实验室研究阶段，对海马齿人工浮床异位修复工厂化海水养殖尾水的工程化实践少有报道，基于此，本研究通过建造尾水处理构筑物并在其中栽植海马齿来构建循环养殖系统并净化养殖尾水，监测海马齿生物量、尾水净化效果以及处理能力，为海马齿在海水工厂化养殖尾水处理中提供工程实践经验和参考。一材料与方法1.材料（1）实验生物。海马齿来源于深圳市蓝汀鼎执生物科技有限公司“恩平海马齿种苗培植基地”，采用茎段移植方式扦插种植海马齿，具体操作方法：选取生长旺盛、长势均匀的海马齿作为母本，从分枝顶部摘取含3~5个节的茎段洗净，长度为15~20cm，摘除茎段近根部叶片形成实验用苗株。将准备好的海马齿苗株扦插于生态浮床上，株距0.10~0.15m，种植密度64株·m⁻²。培育条件：水温18~33℃、盐度约31‰、pH7.80~8.15。经6个月时间，海马齿株高达到21.6~41.4cm，平均株重22.7g，可用于本实验。（2）实验设施。本试验在深圳市蓝汀鼎执生物科技有限公司东涌养殖基地进行，该基地共有水泥池106个，占地面积约10亩，养殖品种包括石斑鱼、对虾、鲍鱼、花螺、鳗鱼等。养殖尾水通过排水明渠集中流入尾水处理构筑物中。浮床采用废旧的鲍鱼立体养殖底托，材质为硬质聚乙烯，长×宽为1.2m×0.5m，底托自带空隙，通过扎带把海马齿种苗固定（见图1）。▲图1海马齿浮床净化水池面积为100㎡，深度为1.8m。整体采用地下式结构，外形为长方形，与养殖区的高程差约为-0.5m，明渠重力流自动进水。池壁为砖混结构，池壁厚度为240mm，三层防水并水泥砂浆罩面。水池底板采用商品混泥土整体浇筑而成，底板厚度为10cm，采用HRB300φ6双层双向配筋、间距150mm，以提高水池的强度和稳定性。池底坡度为0.5%。为了延长水力停留时间，提高养殖尾水的处理效果，水池分为2个区域，养殖尾水流经第一个区域后通过溢流进入第二个区域继续进行处理，经处理达标的尾水通过在池边设置的循环泵回流至蓄水池。在第一个区域设置了牡蛎壳和珊瑚石填料层作为粗过滤处理。为防止其他杂物或生物污染净化池，保护净化池的安全稳定运行，沿水池四周设置了钢制围护结构，其高度为2m。（3）工艺设计。整个养殖基地各养殖池排出的尾水通过排水孔进入排水明渠，汇集以后统一流入尾水处理构筑物中，首先经过装有珊瑚石、活性炭等填料的过滤池进行粗过滤；再进入海马齿浮床的主体处理单元中，利用海马齿发达的根系吸附截留悬浮物，吸收尾水中氮磷；经过生物净化后的尾水进入二沉池，通过循环泵抽取上层海水回流至蓄水池重新利用，其他部分排出（工艺流程见图2）。试验从2021年11月1日开始到2022年10月30日结束。▲图22.数据收集和分析（1）水质指标。从2022年7月1日到2022年9月1日，连续两个月在每周三和周六取样测定进水和出水的氨氮和悬浮物浓度指标。其中，ＮＨ₄⁺－Ｎ采用靛酚蓝分光光度法测定，悬浮物浓度采用重量法测定（海洋监测规范，2007）。通过下式计算污染物去除率：去除率（%）=（进水浓度-出水浓度）/进水浓度×100%。（2）生物量。采割其中50㎡的海马齿，采割下的海马齿洗去根系吸附的污泥并沥干流水，分成50份，依次称量鲜重，取其平均值。（3）尾水处理能力。记录2022年7月深圳市蓝汀鼎执生物科技有限公司东涌养殖基地的海水日补充量（m³）并与2019年7月对比，日尾水处理能力=处理前日补充海水量-处理后日补充海水量，通过下式计算循环利用率：循环利用率=（处理前补充海水量-处理后补充海水量）/处理前补充海水量×100%。二结果1.氨氮和悬浮物去除情况尾水中悬浮物的去除率为84.94%（见表2-1），氨氮平均去除率为51.17%（见表2-2）。▲

表2-1悬浮物去除情况▲

表2-2

氨氮去除情况2.

海马齿生物量采割50m²的海马齿，采割下的海马齿洗去根系吸附的污泥并沥干流水，分成50份，依次称量鲜重，海马齿总鲜重为553.94kg，单位面积（m²）海马齿鲜重为11.08千克（见表2-3）。▲

表2-3

生物量称量记录3.

处理能力采用海马齿净化尾水前平均日补充海水量为7.76m³，采用海马齿净化尾水后平均日补充海水量为2.64m³，日处理量为5.13吨，养殖用水的平均循环利用率为66.06%（见表2-4）。▲

表2-4

尾水净化能力三结论与建议利用本工艺处理海水养殖尾水具有如下优势：（1）可有效解决海水养殖尾水的处理问题，海马