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1、池塘循环水养殖实践陈家长 研究员（ ）中国水产科学研究院淡水渔业研究中心渔业环境保护研究室目前，随着渔业生产水平的不断提高，池塘单位水体的鱼载量也在很大程度上得到了增加，但由于鱼种放养密度的增加，大量的饲料投入和鱼类代谢物积累而产生的有机污染物也越来越多，从而导致池塘内源性污染加重。养殖环境的恶化不仅引起鱼类疾病频繁发生，而且使池塘的换水量和换水频率加大。Phillips等报道，池塘养殖尼罗罗非鱼和斑点叉尾鮰，每生产1kg鱼分别消耗2.1万L和0.30.5万L水。池塘养殖自身污染的加重，导致养殖废水的排放量大大增加，这不仅浪费了宝贵的水资源，而且还进一步加剧了近海、江河、湖泊等水域的富营养化
2、进程。传统的粗放性经营、资源依赖型水产生产方式所带来的生态失衡、环境恶化、资源萎缩、水产品质量下降等状况已十分明显，因此，探索出一条高效、节水、绿色、环境污染少的池塘养殖模式已迫在眉睫。循环经济(circular economy)由美国学者K波尔丁在20世纪60年代提出，是与传统经济活动的“资源消费产品废物排放”开放型(或称为单程)物质流动模式相对应的“资源消费产品再生资源”闭环型物质流动模式。实施循环经济最重要的操作原则是3R原则，即“减量( Reduce)、再用(Reuse)、循环(Recycle) ”。池塘养殖循环经济模式是在循环经济理念指导下产生的一种新型养殖模式，它是指把同一养殖体系
3、分为多个功能不同的养殖模块，将某一养殖模块排放出的养殖废水和食物残渣作为另一养殖模块的物质资源来利用的同时，使养殖废水得以净化，从而达到水资源循环使用、营养物质多级利用和降低环境污染的目的。我国的池塘养殖模式发展于上世纪七十年代末，至今仍以“进水渠+养殖池塘+排水渠”为主要形式。随着养殖水平的不断提高，单位水体的渔获量也随之增加，但是大量的饲料投入和鱼类代谢产物的积累导致池塘内源性污染加重，养殖废水的排放量也大大增加。有研究表明，在池塘养殖投喂的湿饲料中，有5%-10%未被鱼类食用，而被鱼类食用的饲料中又有25%-30%以粪便的形式排出。池塘养殖废水的排放，不仅浪费了宝贵的淡水资源，更加剧了周
4、围湖泊、河流等水域的富营养化程度。因此，对养殖废水净化修复技术的研究和对池塘养殖模式的升级改造越来越受到重视。对池塘养殖模式的升级就是要改变“进水渠+养殖池塘+排水渠”的形式，即改变“资源消费-产品-废物排放”这一开放型物质流动模式，以“资源消费-产品-再生资源”这一循环型物质流动模式来替代。相对于前者的传统经济活动，后者被称之为循环经济。淡水池塘的循环养殖模式就是在循环经济理念指导下产生的一种新型的养殖模式，它将同一养殖体系分为多个功能不同的模块，并将某一养殖模块排放出的养殖废水作为另一养殖模块的物质资源来利用的同时，使养殖废水得以净化，从而达到水资源循环使用、营养物质多级利用的目的，彻底实
5、现淡水池塘养殖废水“零排放”的目的。 本文列举了循环水养殖的实践，并分析了养殖面积与净化面积之间的效能关系，进一步比较了以循环水养殖为代表的异位修复技术与以“鱼-菜共生”模式为代表的原位修复技术，在此基础上，对我国淡水池塘环境生态修复技术进行了展望。池塘循环水养殖实践实践一 蚌、鱼混养在池塘养殖循环经济模式中净化效能研究三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）又称河蚌、三角蚌，是广泛分布于我国淡水湖泊等水域的大型双壳类底栖动物，也是我国特有的优良育珠蚌。它具有强大的滤水滤食功能，在水体生态系统的改良中起着重要的调节作用。利用蚌类净化水质正日益受到重视，石岩等报道河蚌能有效降低N、P等指
6、标。赵沐子等比较了不同贝类对水质的净化效能，结果表明，与褶纹冠蚌相比螺蛳对叶绿素a消除率的优势更大，而褶纹冠蚌对悬浮物的消除量比螺蛳好，认为底栖性软体动物具有净化水质的作用。张根芳等研究认为鱼、蚌混养能使水体富营养化得到有效控制。但将蚌、鱼混养作为一个独立净化单元来净化流动性养殖废水的研究目前则鲜见报道。本试验建立地池塘养殖循环经济模式将养殖区分为主养区、混养区、表面流人工湿地区和水源区四个部分，分析了作为一个独立净化单元的蚌、鱼混养区对主养区养殖废水的净化效果，以期为富营养性水污染的治理寻找一种更经济的净化途径，为池塘养殖业的可持续发展提供一个新的养殖模式。本研究中的池塘养殖循环经济模式由主
7、养区、混养区、表面流人工湿地区和水源区四个部分组成（图1）。混养区主养区 1主养区2人工湿地水源区图1系统组成及工艺流程示意图主养区由主养区1和主养区2两部分组成，主养区1由八口池塘组成，总面积3.53 hm2，平均水深皆为2.1m；主养区2包括面积分别为1.67 hm2（12塘）和1.00 hm2（13塘）的两口池塘，平均水深皆为1.6m。混养区面积1.33 hm2，平均水深1.5m。人工湿地面积1.00hm2。水源区面积0.67 hm2，平均池深1.2m。主养区的排水靠水泵来完成，在该区每个池塘的排水端布设2.2千瓦的潜水泵1台, 另一端设循环水入口。其他各区的进、排水靠地势按功能区为单位
8、阶梯式降低产生的势能来完成，在进、排水口设置阀门来控制水的进出。各功能区养殖生物的放养表1 各功能区养殖生物的放养情况放养种类主养区112塘13塘混养区人工湿地水源区数量(尾)规格(g/尾)数量(尾)规格(g/尾)数量(尾)规格(g/尾)数量(尾)规格(g/尾)数量(尾)规格(g/尾)数量(尾)规格(g/尾)三角蚌35000190长吻鮠2400001.1170001054000320白鲢4240180200018012001801000180黄颡鱼12506050060狗鱼40020花鱼骨100030青鱼301500草鱼50950鳙鱼500400河蟹15006.78006.7鳜鱼6001300
9、130012001注：主养区2由12和13塘组成.各养殖区放养生物的种类、数量和规格如表1所示。混养区于2005年3月上旬开始放养，根据当地条件，挂袋吊养具有较强净水能力的三角帆蚌，每袋装三角帆蚌两个，网袋之间吊养间距40cm，每排网袋间距2m，网袋中的三角帆蚌一般离水面20cm，单层吊养；同时混养不同比例的白鲢、鳙鱼、瓦氏黄颡鱼、花鱼骨、青鱼和草鱼。主养区1于2005年6月开始放养，因该区各塘中放养生物的种类、规格和放养密度都是一致的，故只列出了总量，同时该区还放养了少量的匙吻鲟。主养区2（12塘、13塘）中主养鱼类和配养鱼类的放养时间不同，12塘中长吻鮠、白鲢和白斑狗鱼的放养时间分别为20
10、05年2月、2005年3月和2005年7月，13塘中长吻鮠、白鲢和瓦氏黄颡鱼的放养时间分别为2005年2月、2005年3月和2005年7月。由于养殖废水中含有大量的有机物及营养盐类，且主养区养殖废水经混养区初步净化后NO2-N等有害物质的含量已显著下降，为充分利用水体及饵料资源，在人工湿地和水源区均放养少量河蟹和鳜鱼。混养区养殖生物的营养来源及系统运行在放养初期对混养区进行适当施肥以满足养殖生物的生长需要。待2005年7月上旬系统正式运行后，混养区停止施肥，开始接纳主养区排出的养殖废水作为其营养源。混养区采用连续进、排水法，日进、出水量分三个阶段：7月上旬到9月上旬为2000m3/d，9月中旬
11、到10月上旬为1500 m3/d，10月中旬到12月上旬为1000m3/d，即混养区水体的日交换量分别占该区总水量的10%、7.5%和5%（本单位以往的生产经验表明，在与本系统中主养区养殖模式基本相同的情况下，整个养殖期间的总换水量为原水体总量的0.6倍，换水集中于7月到9月上旬，10月上旬后一般就不换水了。本研究中为了提高水质以及便于对不同测定时间下混养区的净化效果进行分析比较，同时保证混养区养殖生物有连续不断的营养源，并结合对收获干塘时排出的养殖废水进行净化而对日进、出水量做了上述设定）。在满足混养区日进水量的条件下，主养区中各养殖池塘采用轮流式排水法，排水塘的确定是依据各塘的实际水质状况
12、选择水质最差的一个进行连续排水，排水量以使该塘水面下降30-50cm为准。然后选择下一水质最差的池塘继续向混养区排水。接下来的以此类推。排水后的主养区池塘立即从水源区补水至原水位。生产过程中，在运用混养区和人工湿地对主养区养殖废水进行多级净化的同时还不定期向主养区施放一些有益微生物制剂，并根据各塘的面积配备相应功率的增氧机。同时在水源区对人工湿地出水在养殖生物耐受范围内进行消毒，并用微生物制剂改善水质，以保证主养区用水安全。试验期间整个主养区的投饲量随养殖生物的生长而相应加大，11月下旬水温已低于13，长吻鮠开始停食，此时停止投饵。水样采集、测试指标及测试方法系统运行期间，在混养区的进水口和排
13、水口各设一个监测站，分别代表混养区进水水质和经三角帆蚌净化后的水质。从2005年7月30日起，每月一次分别对两监测站进行采样分析，每个监测站布设6个采样点，将6次测定的平均值作为最终结果。采样时间分别为7月30日、8月28日、9月29日、10月28日和12月2日的上午10点左右。测定指标包括：1）水温（WT）；2）pH；3）透明度（SD）；4）溶氧（DO），便携式溶氧仪；5）总鳞（TP），硝酸-硫酸消解法；6）正磷酸盐（PO43-P），氯化亚锡还原光度法；7）总氮(TN)，过硫酸钾氧化-紫外分光光度法；8）硝酸盐氮（NO3-N），酚二磺酸光度法；9）亚硝酸盐氮（NO2-N），N-（1-萘基）-
14、乙二胺光度法；10）氨氮（NH4+-N），纳氏试剂光度法；10）高锰酸盐指数（CODMn），酸性法；11）叶绿素a（Chla）。污染物去除率的计算按下述公式进行：式中C1、C2分别为混养区进、出水污染物浓度，V1、V2分别为混养区进、出水体积。不考虑蒸散失水，则V1=V2。 混养区进出水理化参数变化系统运行期间对混养区进、出水水温（WT）、pH、溶解氧（DO）等理化参数的测定结果表明：进出水水温没有差别，从7月30日到12月2日各采样时间下的水温分别为30、27、24、18和10。各测定时间下的进、出水pH没有表现出显著差别，总体变化在6.62-7.57之间（图2）。如图3所示，各测定时间下的
15、出水溶解氧，除12月2日外，均高于进水溶解氧。蚌、鱼混养对主要水质污染指标的净化效果2005年7月30日-2005年12月2日，对混养区进、出水水质进行了5次监测，各测定时间下的污染指标变化情况如表2所示。表2 混养区进、出水中主要污染指标变化 测试指标7月30日8月28日9月29日10月28日12月2日NH4+-N进水浓度（mg/L）0.350.610.660.650.43出水浓度（mg/L）0.240.30.380.390.32去除率（%）31.4350.8242.424025.58NO2-N进水浓度（mg/L）0.0590.0780.0770.0440.08出水浓度（mg/L）0.049
16、0.0540.0420.0340.065去除率（%）16.9530.7745.4522.7318.75NO3-N进水浓度（mg/L）0.981.241.652.221.07出水浓度（mg/L）0.660.790.851.530.8去除率（%）32.6536.2948.4831.0825.23TN进水浓度（mg/L）2.122.563.263.791.9出水浓度（mg/L）1.551.851.652.851.53去除率（%）26.8927.7349.3924.8019.47PO43-P进水浓度（mg/L）0.230.280.370.3960.196出水浓度（mg/L）0.150.1820.176
17、0.230.16去除率（%）34.7835.0052.4341.9218.37TP进水浓度（mg/L）0.660.71.321.240.98出水浓度（mg/L）0.420.40.660.980.86去除率（%）36.3642.8650.0020.9712.24CODMn进水浓度（mg/L）6.297.408.008.806.18出水浓度（mg/L）3.964.124.035.004.21去除率（%）37.0444.3249.6343.1831.88Chla进水浓度（mg/m3）10.115.074.984.421.63出水浓度（mg/m3）0.800.690.530.760.54去除率（%）9
18、2.0986.3389.4082.7666.87SD进水（m）0.400.350.450.330.50出水（m）0.60.510.690.560.70TLI（）进水63.6963.7265.8167.3158.40出水50.3351.1150.2856.0051.08注：混养区进口和出口各设一测站，每个测站设6个采样点，表中数据为6次测定结果的平均值.混养区进水水质变化由表2可见，从2005年7月30日到2005年12月2日，混养区进水口NH4+-N、NO3-N、PO43-P、TN、TP和CODMn的测定值均表现为先增加后降低的趋势，其中NO3-N、PO43-P、TN、TP和CODMn都在10
19、月28日达到最大值，之后便开始降低；NH4+-N在9月29日的测定值最高（0.66 mg/L），10月28日虽有所下降（0.65 mg/L），但下降不显著，基本和9月29日的测定值相同。各测定时间下混养区进水口叶绿素的含量表现为逐渐降低的趋势，具有很强的规律性。各测定时间下NO2-N的变化比较紊乱，表现为先升高，再降低，尔后又突然升高的现象。蚌、鱼混养对主养区养殖废水的净化作用如表2所示，从蚌、鱼混养对主养区主要污染物的去除率来看，从7月30日到12月2日，除叶绿素外，各污染指标的去除率基本表现为先升高后降低的趋势。其中NH4+-N在所有测定时间下的平均去除率为38.05%，8月28日的去除率
20、最大，12月2日的去除率最小；NO2-N、NO3-N、PO43-P、TN、TP和CODMn在所有测定时间下的平均去除率分别为26.93%、34.75%、36.50%、29.66%、32.49%和41.21%，并且均在9月29日去除率达到最大，12月2日时降低为最小。如表2所示，在前四次的测定结果中，蚌、鱼混养区对叶绿素a的去除率均维持在较高水平，12月2的去除率虽然与前几次的测定值相比明显下降，但仍然达到66.87%。在所有5次测定中，叶绿素a的平均去除率为83.49%。从透明度的变化情况来看，主养区养殖废水经蚌、鱼混养区净化后，透明度明显升高。在数据处理中采用卡尔森指数法计算了混养区进、出水
21、水质的综合营养状态指数（TLI（）（表2），结果显示7月30日、8月28日、9月29日和10月28日进水水质的综合营养状态指数均大于60而呈中度富营养状态，且富营养程度是逐渐加重的；经蚌、鱼混养区净化后的出水水质的综合营养状态指数均介于50-60之间而呈轻度富营养状态，甚至有些时候的综合营养状态指数已接近50而几将呈中营养状态。12月2日的进、出水水质虽然都表现为轻度富营养状态，但相比之下进水的富营养程度是远远大于出水的。 混养区进水水质变化由表2可以看出，从7月30日到10月28日，除叶绿素外，混养区进水中各项污染指标的测定值均表现为逐渐增加的趋势，这可能是由主养区的投饲量逐渐加大而造成的。
22、在本次试验过程中，随着鱼类的不断生长，投饲量是逐渐增加的。有报道认为池塘养殖投喂的湿饲料中有5-10%未被鱼类食用；而被鱼类食用消化的饲料中又有25-30%以粪便的形式排出。在鱼类养殖中大约有70%-80%的投喂饲料以溶解和颗粒物的形式排入环境。因此，投饲量的增加直接导致池塘环境污染加重，从而各污染指标的测定值出现了逐渐增加的趋势。11月下旬水温已低于13，长吻鮠开始停食，此时便停止了投饵，因此在12月2日的监测结果中混养区进水中主要污染指标的测定值呈现下降趋势。叶绿素a是植物光合作用的重要光合色素，通过测定浮游植物叶绿素含量可掌握水体的初级生产力情况，同时其也是反映水体富营养化程度的一个重要
23、参数。叶绿素a的含量与浮游植物总量有着极为显著的正相关关系，而浮游植物总生物量又受着水温，光照，N/P以及浮游植物种类组成等因素的影响。在本试验中，温度可能是影响浮游植物总生物量的主要因素，从而出现随着温度降低主养区排水中叶绿素a含量逐渐下降的现象。蚌、鱼混养对主养区养殖废水的净化作用贝类属滤食性动物，借外界进入体内的水流所带来的食物为营养。利用贝类和滤食性鱼类净化水质是根据生物操纵（Bio-manipulation）原理进行的，其主要是通过高营养级生物滤食水体中的浮游植物和有机碎屑，从而间接降低水体中N、P等营养盐含量，并最终使水质得以净化。在本次研究中，混养区对NO2-N、NO3-N、PO
24、43-P、TN、TP和CODMn的去除率均表现出先增大后减小的趋势，且都在9月29日时去除率达到最大，同时NH4+-N和Chla在此时的去除率也维持在较高的水平。这可能与三角帆蚌在不同条件下的滤水率不同有关，Mohlenberg等和林元烧等研究表明，贝类的滤水率与其体重之间符合幂函数关系F = aWb，滤水率F（cm3/min）随贝类干肉重W (g) 的增加而变大。同时水温直接影响三角帆蚌的新陈代谢，从而影响其摄食，随着水温的变化三角帆蚌的净化效率会发生巨大变化，彭建华等的研究表明大规格三角帆蚌在25时的滤水率最大，低于25时滤水率随着温度的增加而增加，高于25时，滤水率随着温度的增加而降低。
25、因9月29日的水温（24）接近25，所以此时的滤水率最大，从而净化效率也达到最高。加之9月29日时主养区向混养区的排水量减少可能也是造成去除率增加的一个因素。之后虽然主养区向混养区的排水量又进一步减少，蚌的体重也在不断增加，但温度的变化对滤水率的影响是居于主导地位的，所以9月29日后，随着温度的降低去除率表现为逐渐下降的趋势。Hildreth研究认为当流量为2-42 L/h时，流速对贝类的滤水率没有影响，而在滤水率保持不变的情况下，不断更新蚌周围的水体将对净化效果产生积极作用。在本试验所设计的池塘养殖循环经济模式中，混养区水体是保持着一定的流动状态的，而且其中搭配的一些滤食性鱼类更进一步增强了
26、该区水体的运动性。因此，在循环经济模式中采用的蚌、鱼混养比单纯静止水体中的蚌、鱼混养净化水质具有更大的优越性。当然，主养区养殖废水经过混养区后各污染指标的显著下降与混养区水体对主养区所排污水的稀释作用也是有很大关系的，但由于稀释作用不能使养殖废水中的污染物最终从水体中去除，同时，没有生物净化的长期稀释作用最终只能使稀释水也同样变为污水，因此在这里不再对稀释作用作深入讨论。实践二 表面流人工湿地在池塘养殖循环经济模式中的净化效能研究人工湿地(Constructed wetland)污水处理系统是指为了人类的利用和利益，通过模拟自然湿地，人为设计与建造的由饱和基质、水生植物、动物和水体组成的复合体
27、系。按水流方式的不同可将其分为表面流湿地、潜流湿地和垂直流湿地三大类型。人工湿地污水处理是20世纪70年代发展起来的一种污水处理技术，与传统的生化二、三级处理相比，人工湿地具有投资少、效果好、运行维护方便、氮磷去除率高、对负荷变化的适应能力强等优点，目前，已广泛应用于处理生活污水、工业废水、蓄积和净化暴雨径流、控制面源污染、恢复和净化受污河流、湖泊10等诸多方面。但将人工湿地，特别是表面流人工湿地用于池塘养殖循环经济模式中净化养殖废水的研究，目前比较鲜见，为此，本试验研究了表面流人工湿地在池塘养殖循环经济模式中对养殖废水的净化效能。本研究中的池塘养殖循环经济模式由主养区、混养区、表面流人工湿地
28、区和水源区四个部分组成（图1）。混养区主养区 1主养区2人工湿地水源区图1系统组成及工艺流程示意图Fig.1 The conceptual diagram of system structure and technics flow人工湿地面积1.00hm2，选种伊乐藻(Elodea nattalii)和香蒲(Typha angustifolia)作为湿地的主要净化植物，种植面积分别占湿地面积的40%和30%，并搭种少量苦草(Vallisneria natans)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、菱(Trapa natnas Linn var. bispinosa)等沉水
29、植物和浮叶植物，搭种水草占湿地面积的20%。同时放养适量螺蛳(Bellamya sp)，以增强人工湿地的水质净化作用。由于养殖废水中含有大量的有机物及营养盐类，且主养区养殖废水经混养区初步净化后，NO2-N等有害物质的含量已显著下降，为了充分利用水体及饵料资源，在该区放养了少量中华绒鳌蟹及鳜鱼。为了进一步提高该区的经济收入，在养殖废水净化量较少的秋冬季节将该区租给中华绒鳌蟹经纪人做囤蟹之用。主养区由主养区1和主养区2两部分组成，主养区1包括面积分别为0.20 hm2（1塘）、0.20 hm2（2塘）、0.20 hm2（3塘）、0.20 hm2（4塘）、0.53 hm2（6塘）0.93 hm2（
30、7塘）0.53 hm2（8塘）和0.74 hm2（9塘）的八口池塘，平均水深均为2.1m，用于培育1龄长吻鮠鱼种；主养区2包括面积分别为1.67 hm2（12塘）和1.00 hm2（13塘）的两口池塘，平均水深均为1.6m，用于养殖长吻鮠商品鱼，同时搭配少量白鲢、白斑狗鱼和瓦氏黄颡鱼。混养区面积为1.33 hm2（10塘），平均水深1.5m，用于挂袋吊养三角帆蚌，同时混养白鲢、鳙鱼、瓦氏黄颡鱼、花鱼骨、青鱼和草鱼等商品鱼。主养区的排水靠水泵来完成，在该区每个池塘的排水端布设2.2千瓦的潜水泵1台, 另一端设循环水入口；主养区进水以及其他各区的进、排水均靠地势按功能区为单位阶梯式降低产生的势能来
31、完成，在进、排水口设置阀门来控制水的进出。水源区面积为0.67 hm2，平均有效深度1.2m，用作水流从湿地净化区到主养区的过渡池(该区中对人工湿地出水在养殖生物耐受范围内进行适当的消毒，并用微生物制剂改善水质，以保证主养区用水安全)，同时作为补水池用于补充主养区因蒸发和渗漏而损失的水量。为充分利用水体，在该区放养少量河蟹及鳜鱼，并且在主养区换水量较少的秋冬季节将该区租给中华绒鳌蟹经纪人做囤蟹之用。各功能区养殖生物的放养表1 各功能区养殖生物的放养情况放养种类主养区112塘13塘混养区人工湿地水源区数量/ 尾规格/克数量/尾规格/克数量/尾规格/克数量/尾规格/克数量/尾规格/克数量/尾规格/
32、克三角蚌35000190长吻鮠2400001.1170001054000320白鲢4240180200018012001801000180瓦氏黄颡鱼12506050060白斑狗鱼40020花鱼骨 100030青鱼301500草鱼50950鳙鱼500400中华绒鳌蟹15006.78006.7鳜鱼6001300130012001各养殖区的放养种类、数量和规格如表1所示。混养区（10塘）于2005年3月上旬开始进行养殖生产，根据当地条件，挂袋吊养具有较强净水能力的三角帆蚌，每袋装三角帆蚌两个，网袋之间吊养间距40cm，每排网袋间距2m，网袋中的三角帆蚌一般离水面20cm，单层吊养；同时，混养不同比例
33、的白鲢、鳙鱼、瓦氏黄颡鱼、花鱼 骨、青鱼和草鱼。主养区1（1塘、2塘、3塘、4塘、6塘、7塘、8塘、9塘） 于2005年6月开始进行苗种培育，因该区各塘中放养生物的种类、规格和放养密度都是基本一致的，故只列出了总量，同时该区还放养了少量的匙吻鲟。主养区2（12塘、13塘）中主养鱼类和配养鱼类的放养时间不同，12塘中长吻鮠、白鲢和白斑狗鱼的放养时间分别为2005年2月、2005年3月和2005年7月，13塘中长吻鮠、白鲢和瓦氏黄颡鱼的放养时间分别为2005年2月、2005年3月和2005年7月。湿地运行2005年7月上旬人工湿地系统开始运行。此时主养区养殖废水首先排入混养区，经混养区初步净化后再
34、排入人工湿地。湿地采用连续式进水法，日进、出水量按混养区的排水量不同而相应分为三个阶段：7月上旬到9月上旬为2000m3/d，9月上旬到10月上旬为1500 m3/d，10月上旬到12月上旬的为1000m3/d，在这三个阶段中表面流人工湿地的水力负荷分别为200mm/d、150mm/d和100mm/d。生产过程中对养殖废水进行净化的同时还不定期向主养区施放一些有益微生物制剂。根据各塘的面积配备相应功率的增氧机。湿地运行后，除主养区外，其他各功能区均不投饵，其养殖生物的营养源靠主养区排放的养殖废水提供。主养区的投饲量随养殖生物的生长而相应加大，11月下旬，水温已低于13，长吻鮠开始停食，此时停止
35、投饵。水样采集、测试指标及测试方法系统运行期间，在人工湿地的进水口和排水口各设一个监测站，分别代表湿地进水水质和经湿地净化后的出水水质。从2005年7月30日起，每月一次分别对两测站进行采样分析，每个测站布设6个采样点，将6次测定的平均值作为最终结果。采样时间分别为7月30日、8月28日、9月29日、10月28日和12月2日的上午10点左右。测定指标包括：1）水温（T），温度计；2）pH ，pH计；3）透明度（SD），透明度盘；4）溶氧（DO），便携式溶氧仪；5）总P(TP)，硝酸-硫酸消解法；6）正磷酸盐（PO43-P），氯化亚锡还原光度法；7）总N(TN)，过硫酸钾氧化-紫外分光光度法；8
36、）硝酸盐氮（NO3-N），酚二磺酸光度法；9）亚硝酸盐氮（NO2-N）， N-（1-萘基）-乙二胺光度法；10）氨氮（NH4+-N），纳氏试剂光度法；10）高锰酸盐指数（CODMn），酸性法；11）叶绿素a（Chla）。各项指标的测试方法均按国家环保局编制的水和废水监测分析方法11进行。污染物去除率的计算按下述公式进行：式中C1、C2分别为混养区进、出水污染物浓度，V1、V2分别为混养区进、出水体积。不考虑蒸散失水，则V1=V2。湿地植物的生长状况湿地中的主要净化植物为香蒲和伊乐藻，同时搭种少量苦草、轮叶黑藻、菱等沉水植物和浮叶植物。香蒲的栽种密度为2株/m2，种植面积占湿地总面积的30%；伊
37、乐藻在栽种前，先将其切成15cm的小段，然后按间距3040cm人工载插，种植面积占湿地总面积的40%。待7月上旬人工湿地运行时，湿地植物已非常茂盛，香蒲种群密度达到23株/m2，株高2m左右；伊乐藻生物量达2.60kg/m2。其他搭种水草也长势良好。基质表面的植物覆盖度近100%。由于伊乐藻不耐高温，因此在高温季节（7月上旬）对其上部进行了刈割，并适当增加该区水位以降低底层水温。在试验过程中，随机选定了100株香蒲进行了为期两个半月地连续测定；同时，每次随机选取15个面积均为0.25m2的伊乐藻方块对伊乐藻的生长情况进行了测量。每次测量的时间间隔为15天左右。将多次测量的平均值作为最终测量结果
38、列于表2。表2 人工湿地中主要净化植物的生长情况 7月15日7月30日8月14日8月28日9月13日9月29日香蒲高度/cm210.25232.90253.00265.88272.44274.20生长率(cm/d)-1.511.340.920.410.11伊乐藻生物量(g/m2)1740.521738.121774.871905.912175.352531.67生长率(g/d)-0.162.459.3616.8420.27水温()323029272624 由表2 可见，香蒲的生长率是随着温度的降低而下降的。相反，伊乐藻的生长率是随着温度的降低而升高的，甚至在7月15日到7月30日期间出现了负增
39、长现象。出现这种情况的主要原因是由于当温度高于30时，伊乐藻的生长即受到抑制，而7月15日到8月14日的平均水温高于或非常接近30，所以此时伊乐藻的生长非常缓慢；加之7月上旬对伊乐藻进行的刈割可能损害了草体，致使7月15日到7月30日期间出现了负增长现象。之后，随着温度降低并逐渐向最适生长温度（25）的靠近，伊乐藻的生长率也开始逐渐增加。人工湿地系统进出水理化参数变化系统运行期间对混养区进、出水水温（T）、pH、溶解氧（DO）等理化参数的测定结果表明，进出水水温没有差别，各采样时间下的水温变化在1030，7月30日水温最高，为30，12月2日水温最低，为10（图2）。各测定时间下的进、出水pH
40、没有表现出显著差别，变化在6.628.21之间。如图3所示，各测定时间下的出水溶解氧均显著低于进水溶解氧。人工湿地对污染物的净化效果2005年7月30日2005年12月2日，对人工湿地进、出水水质进行了5次监测，各测定时间下的污染指标变化情况如表3所示。表3 人工湿地进、出水中主要污染指标变化 测试指标7月30日8月28日9月29日10月28日12月2日NH4+-N进水浓度（mg/L）0.240.300.380.390.32出水浓度（mg/L）0.020.050.080.100.14去除率（%）91.6783.3378.9474.3656.25NO2-N进水浓度（mg/L）0.0490.054
41、0.0420.0340.065出水浓度（mg/L）0.010.0250.020.020.04去除率（%）79.5953.7052.3841.1838.46NO3-N进水浓度（mg/L）0.660.790.851.530.8出水浓度（mg/L）0.120.320.330.640.45去除率（%）81.8259.4961.1858.1743.75TN进水浓度（mg/L）1.551.851.652.851.53出水浓度（mg/L）0.310.860.761.361.05去除率（%）80.0053.5153.9452.2831.37PO43-P进水浓度（mg/L）0.150.1820.1760.230
42、.16出水浓度（mg/L）0.0320.0660.0700.1000.084去除率（%）78.6763.7460.2356.5247.50TP进水浓度（mg/L）0.420.400.660.980.86出水浓度（mg/L）0.120.140.260.400.52去除率（%）71.4365.0060.6159.1839.53CODMn进水浓度（mg/L）3.964.124.035.004.21出水浓度（mg/L）2.362.062.212.962.86去除率（%）40.4050.0045.1640.8032.07Chla进水浓度（mg/m3）0.800.690.530.760.54出水浓度（mg
43、/m3）1.451.150.891.190.74去除率（%）-81.25-65.94-68.56-56.17-37.04SD进水（m）0.600.510.690.560.70出水（m）0.790.990.910.981.00TLI（）进水50.3351.1150.2856.0051.08出水39.8641.2842.7047.7646.16注：人工湿地进口和出口各设1个监测站，每个测站设6个采样点，表中数据为6次测定结果的平均值.Note: One monitoring station with six sampling points was set at influent and effluent of constructed wetland, respectively, and the data in the table was the average of six mensuration results.如表3所示，从表面流人工湿地对主要污染物的去除率来看， 7月30日12月2日，除叶绿素a（Chla）和高锰酸盐指数（CODMn）外，各污染指标的去除率基本表现为逐渐降低的趋势；NH4+-N、NO2-N、NO3-N、PO43-P、TN和TP在此期间的去除率分别变化在56.25%91.67%、38.46