工厂化水产养殖是应用工程技术、水处理技术和高密度水产养殖技术进行渔业工业化生产的技术模式。随着水产养殖业向现代化水平的发展，工厂化水产养殖技术作为我国水产养殖业现代化的支撑技术，受到科学研究者和渔业生产部门的高度重视，在相关的养殖工艺、水质控制、净化处理等方面进行了深入研究，取得了较大进展，有些技术已经在生产中获得应用。其中养殖水体的处理技术，作为工厂化养殖技术的关键技术之一，随着研究的不断深入，获得较快发展，形成了机械、化学、生物和综合处理等多项技术，为工厂化水产养殖的进一步发展奠定了基础。

工厂化水产养殖水体的处理主要包括几个方面，即：增氧、分离（分离固体物和悬浮物）、生物过滤（降低BOD、氨氮和亚硝酸盐）和暴气（去除二氧化碳等）、消毒、脱氮等处理过程，其中悬浮物和氨氮去除是需要解决的主要技术难点。

本文根据近年的研究进展和国内外研究资料，对养殖水处理技术及其应用进行了总结和归纳，为工厂化养殖的设计和管理提供必要的技术资料，并期望在此基础上，进一步研究先进技术和处理方法、开发出相关的高效养殖工程设施和设备。

3．养殖水体中的氨氮及其处理技术

工厂化养殖水体中的氨氮主要是由于养殖鱼类的代谢、残饵和有机物的分解而引起。一次性过流试验表明，高密度流水养殖排水中的氨氮浓度一般为1.4 mg/l 左右。投喂的饲料中，大约有40%饲料蛋白的氮被鲑鳟鱼类转化成氨氮（NH3+ NH4+），在饵料系数为1.0的情况下，鲑鳟鱼类每增长1kg就会产生33g N 。如不进行处理，氨氮在循环养殖水体中的积累呈快速直线上升的趋势。

养殖鱼类排泄的氨氮中，大约只有7–32%的总氮是包含在悬浮物中，大部分溶解于养殖水体中，分别以离子铵NH4+和非离子氨NH3的形式存在，并且随着pH值和温度的变化而相互转化。研究物理、化学和生物的氨氮处理先进技术和有效方法，是工厂化水产养殖的重要课题。

氨氮在养殖水体中的积累会对鱼类产生毒性作用，其中非离子氨对鱼类毒性作用很大。工厂化养殖水体的氨氮总量一般不应超过1mg/l ，非离子氨不应超过0.05mg/l。由于离子铵NH4+和非离子氨NH3在不同pH值和温度条件下相互转换，因此在控制养殖水体氨氮积累的同时，应注意根据温度的变化调节pH值，从而使非离子氨保持在较低水平。

3.1 空气吹脱

空气吹脱的原理是应用气液相平衡和介质传递亨利定律，在大量充气的条件下，减少了可溶气体的分压，溶解于水体中的氨NH3穿过界面，向空中转移，达到去除氨氮的目的。空气吹脱的效率直接受到pH值的影响，在高pH值的条件下，氨氮大部分以非离子氨的形式存在，形成溶于水的氨气：

HH4++ OH- NH4OH H2O + NH3↑

在pH值为11.5时，水气体积比为1：107的条件下，空气吹脱可去除95%的氨氮，在正常养殖水体也可获得一定的效果。

空气吹脱应用的关键是pH值的调整，使处理过程既能提高处理的效率，又能适应养殖鱼类对水体pH值的要求。同时空气吹脱需要空气的流量大，养殖水体水温易受影响。

3. 2 离子交换吸附

离子交换吸附是应用氟石或交换树脂对水体中的氨氮进行交换和吸附。氟石的吸附能力约为1mg/g，设计适宜可吸附95%的氨氮，在达到吸附容量后，可用10%的盐水喷林24小时进行再生，重复使用。在工厂化养殖中应用氟石有较好的效果，但其再生操作烦琐、时间长。有些研究利用氟石作为生物处理的介质，在氟石上接种硝化细菌，达到提高生物处理效率的目的。

3. 3 生物处理

生物处理是利用硝化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌对水中的氨氮进行转化和去除。亚硝化细菌 (Nitrosomonas europaea and Nitrosococcus mobilis)把氨氮转化为亚硝酸盐、硝化细菌(Nitrobacter winogradski and Genus Nitrospira)把亚硝酸盐转化为硝酸盐。如果进行彻底脱氮处理，可利用反硝化细菌进行处理。由于反硝化过程是在厌氧条件下（溶解氧低于1mg/l）进行，应用于水产养殖有一定的困难。研究表明，硝酸盐对鱼类的影响很小，一些养殖鱼类可抵抗大于 200 mg/l浓度的硝酸盐。因此，水产养殖水体的处理，很少应用反硝化过程。

生物处理具有投资少，效率高的特点，受到广泛的关注和应用。有资料显示，应用硝化和亚硝化细菌附着浮球进行氨氮处理，氨氮的转化率为380g /（m3·day），饵料负荷能力为32kg/（m3·day）。

但是，硝化细菌的最佳生长温度在30℃以上，温度降低其活性降低，处理能力下降，低于15℃已经很难利用。有些研究涉及了低温下优势细菌的驯化、培养和利用技术，获得低温下生物处理的良好效果，是水产养殖水体处理的重要研究方向。

3. 4 臭氧氧化处理

臭氧作为消毒和去除悬浮物在水产养殖上获得广泛应用，其也有一定的氨氮氧化效果。研究表明臭氧的直接氧化可去除水体中氨氮的25.8%，在加入催化剂的条件下，可大幅度提高其氧化效率。臭氧氧化氨氮的方法在水产养殖上还没有深入研究，利用催化方法提高臭氧氧化氨氮的效率，应用于养殖水体的处理，可为水产养殖的氨氮处理开辟新途径。

3. 5 电渗析处理

电渗析处理的原理是水体在电场的两极流动时，水中的带电离子在直流电场的作用下定向移动，阴离子透过阴膜进入阴离子集水槽，阳离子通过阳膜进入阳离子集水槽，从而可把水体中的离子氨去除。由于氨氮在pH值为7的中性条件下，非离子氨仅为氨氮总量的0.55%，99% 以上是离子氨，所以电渗析处理可获得好的处理效果。

电渗析处理具有分离效率高、装置紧凑、自动化容易的特点，已经广泛地应用于化工、食品、冶金和航天领域的水处理工程。结合工厂化水产养殖的实际，研究可用于养殖水体处理的电渗析设备，应是工厂化水产养殖水处理技术研究的新领域。

另见：

1.工厂化水产养殖中的水处理技术---(1)增氧

2.工厂化水产养殖中的水处理技术--(2) 悬浮物及其处理