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循环养殖系统中的废物处理
文章名：Waste treatment in recirculating aquaculture systems
作者：Jaap van Rijn
循环水养殖系统(RAS)作为室外或室内系统运行。由于这些系统中有许多采用集约化的鱼类生产方式，因此在这些系统的再循环回路和废水中进行废物处理是最主要的问题。在室外RAS中，这种处理通常是在再循环回路中完成的。在室内系统中，固体废物的收集和氨的硝化转化为硝酸盐通常是再循环回路中的主要处理步骤。在一些淡水和海洋室内RAS中，通过反硝化和污泥降解来减少废物。在许多RAS中，无论是室内还是室外系统，废水在最终排放前都要经过处理。这种污水处理包括污泥浓缩、污泥降解以及用于无机磷酸盐和氮去除的装置。淡水RAS产生的废物可在废物处理设施内处理，或以肥料或堆肥的形式用于农业用途，但从海洋RAS产生的废物的处理方法则较为有限。
水产养殖实践的有害影响是该行业最关注的问题，并受到公众意识增强的影响。通常,这些有害影响有关水产养殖活动对环境的影响,包括:
(1)破坏自然湿地和红树林等自然景观
(2)传播疾病
(3)由于外来鱼类的逃逸，自然鱼类种群的生物多样性减少
(4)地面和地表水的污染废水排放(Boyd, 2003)
循环水养殖系统(RAS)在养殖和水处理阶段之间对水进行循环水处理，这为上述一些问题提供了答案，因为它们使鱼类生产与周围环境相对隔离。然而，这种优势并非没有代价，因为在这些系统中，鱼的生产面临许多挑战。在这方面，水质控制和废物管理是这些挑战中最关键的挑战之一。废物管理系统的设计和管理，是废物产生和处理的成功管理的基础。在良好的培养条件下，RAS的操作对饲料的有效利用有显著的贡献，因此，低废物产量。此外，适当地将处理程序纳入再循环回路或废水流中，可能进一步有助于这些系统大大减少废物的产生。在大多数室内RAS中，鱼产生的大部分废物都被捕获并在集中的废水流中去除，在最终排放之前可以在现场进行处理。这种现场处理通常包括污泥浓缩和流动稳定，但也可以设计为允许细菌分解的固体废物。室外RAS大多位于较温暖的气候中，通常在循环回路中通过减少部分废物来运行。在后一种系统中，植物和藻类等光养生物经常参与再循环处理和污水处理。
水处理技术近年来发展迅速，新的处理方法层出不穷。同样在RAS领域，可以从许多不同的治理方法中进行选择。除了正确的成本/效益分析外，选择合适的处理方法主要取决于与再循环系统位置直接或间接相关的因素。气候条件、水的供应、排放规则和土地供应都是与地点有关的因素，这些因素是所采用的处理方法类型的主要决定因素。这些因素，加上养殖生物的市场价值，可以证明在某些情况下使用复杂的处理方法是合理的，而在另一些情况下，通过相对简单的水处理技术，可以获得最佳的经济效益。
在大多数室外RAS中，通过有机和无机营养被生物吸收的综合方法，废物的减少通常是在循环回路内完成的。由于场地和气候的限制，室内RAS通常根据不同的处理方案进行操作，其中重点是在再循环回路中进行固体收集和氨氮转化为硝酸盐，并可在排放前对浓缩污水进行处理。
随着鱼类需求的增加，以及公众对过度捕捞、节水、污染、动物福利和畜牧业伦理等问题的意识增强，对RAS的研究和商业开发在不久的将来将会呈现稳定的增长。发展具有成本效益和可持续的废物处理方法将是促进这些系统得到更广泛使用的一个重要方面。
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