过氧化氢和过氧化硫酸钠复合物对高位池尾水的净化效果研究

摘要 [目的]研究不同使用量和处理时间下过氧化氢和过氧化硫酸钠复合物对养殖尾水各项水质指标的处理效果。[方法]从湛江市东海岛对虾高位池采集养殖尾水，使用过氧化氢和过氧化硫酸钠复合物处理后测定水样的pH、悬浮物、氨氮、亚硝酸氮（NO2--N）、磷酸盐和COD浓度。[结果]过氧化氢和过氧化硫酸钠复合物处理会使水体pH有所下降，仍保持在7.0以上，但并不能有效降低悬浮物浓度。过氧化氢可以有效降低尾水中氨氮、NO2--N、磷酸盐和COD的浓度，当过氧化氢浓度为4.00 mL/L时处理效果最佳，氨氮、NO2--N、磷酸盐和COD去除率分别为93.79%、57.88%、75.10%和76.70%。与过氧化氢相比，过氧化硫酸钠复合物对尾水中氨氮和NO2--N的去除效果并不理想，但对磷酸盐和COD的去除效果较好，当过氧化硫酸钠复合物浓度为0.12 g/L时，尾水中磷酸盐和COD的去除率分别达到87.96%和76.51%。[结论]过氧化氢和过氧化硫酸钠复合物在对虾高位池养殖尾水的处理中发挥了良好的作用，可为水产养殖尾水的处理提供一些参考依据。

关键词 过氧化氢;过氧化硫酸钠复合物;高位池;尾水处理;净化效果

中图分类号 S959  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2022）11-0081-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.11.021

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Research on the Purification Effect of Hydrogen Peroxide and Sodium Peroxide Sulfate Complex on Tail Water from Higher-place Ponds

ZHUO Hong-biao，LIU Jian-yong，FU Xue-li et al

（Fisheries College，Guangdong Ocean University，Zhanjiang，Guangdong 524088）

Abstract [Objective]To investigate the treatment effect of different concentrations and processing time of hydrogen peroxide and sodium peroxide sulfate complex on water quality indices of aquaculture tail water.[Method]The aquaculture tail water was collected from higher-place shrimp ponds on the Donghai Island of Zhanjiang and treated with hydrogen peroxide and sodium peroxide sulfate complex，pH，the concentrations of suspended solids，ammonia nitrogen，NO2--N，phosphate and COD in water samples were determined.[Result]After the treatment with hydrogen peroxide and sodium peroxide sulfate complex，pH of water body decreased and kept above 7.0，but the concentration of suspended solids was not effectively reduced.Hydrogen peroxide could effectively reduce the concentrations of ammonia nitrogen，NO2--N，phosphate and COD in tail water.When the concentration of hydrogen peroxide was 4.00 mL/L，the treatment effect was the best，the removal rates of ammonia nitrogen，NO2--N，phosphate and COD were 93.79%，57.88%，75.10% and 76.70%，respectively.Compared with hydrogen peroxide，sodium peroxide sulfate complex had an unsatisfactory removal effect on ammonia nitrogen and NO2--N in the tail water，while it had better removal effects on phosphate and COD.When the concentration of sodium peroxide sulfate complex was 0.12 g/L，the removal rates of phosphate and COD in tail water reached 87.96% and 76.51% respectively.[Conclusion]Hydrogen peroxide and sodium peroxide sulfate complex played a good role in tail water treatment of  higher-place shrimp ponds，which could provide some reference basis for the treatment of aquaculture tail water.

Key words Hydrogen peroxide;Sodium peroxide sulfate complex;Higher-place ponds;Tail water disposal;Purification effect

我国是水产养殖大国，养殖产量占世界总产量的57%以上[1]，但高度集约化的养殖方式引发的环境污染问题日益严峻。随着国家对水域生态环境保护工作日益重视，水产养殖尾水排放问题已受到各方的高度关注，各地纷纷加大水产养殖清理整治力度，对水产养殖业造成了较大的影响。然而，不同的养殖种类、养殖模式和养殖规模下养殖系统向周边水域环境排放废物的种类和数量也不同[2]。为推进水产养殖业的绿色、可持续发展，急需一种因地制宜、科学合理的水产养殖尾水处理方法。

高位池精养模式是主要的对虾养殖方式之一，超负荷的高密度养殖导致水质恶化的现象时有发生[3-4]。换水过程中会排放出富含氮、磷的有机污染物以及降解产生氨氮、亚硝酸氮、磷酸盐等无机污染物，这是造成近岸海域富营养化的重要原因。因此，养殖尾水处理的核心是解决氮、磷污染问题。化学氧化法作为一种化学处理技术，通过氧化剂将水体中污染物转化为微毒、无害物质，是尾水消毒的主要方法之一。李惠莲等[5]研究发现Mg（OH）2和Ca（OH）2在凡纳滨对虾养殖尾水中的除磷效果显著;在循环水养殖中，臭氧作为一种强氧化剂，被广泛应用于尾水的原位处理[6]。过氧化硫酸钠复合物是由硫酸钠、过氧化氢和氯化钠制备而成的固体加合物，性质稳定，溶于水后能迅速释放出原子态的氧，是一种安全、无毒的强氧化剂[7]。作为一种环境友好型的强氧化剂，过氧化氢在工业废水治理、土壤和地下水修复等方面扮演着重要的角色[8-9]，在水产养殖中多被应用于药物防治[10]和水体增氧[11]，迄今为止尚未见到将其应用于尾水处理的研究报道。笔者以pH、悬浮物、氨氮、亚硝酸氮、磷酸盐和COD为测定指标，探究过氧化氢和过氧化硫酸钠复合物2种氧化剂在凡纳滨对虾高位池养殖尾水处理中的应用效果，以期为高位池尾水处理提供一些理论和参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料 试验用水取自湛江市东海岛凡纳滨对虾高位池的养殖尾水，试验时间为2020年9月28日至10月3日，试验用水水温24～25 ℃，pH约7.52，其他水质指标如下：悬浮物370.0 mg/L、氨氮2.8 mg/L、NO2--N 1.3 mg/L、磷酸盐0.6 mg/L、COD 31.0 mg/L。试验在直径30 cm、高37 cm的塑料圆桶内进行。用于处理尾水的2种氧化剂过氧化氢和过氧化硫酸钠复合物均购自沧州绿邦生物科技有限公司。

1.2 试验设计

在预试验的基础上，取10 L同一批对虾高位池尾水置于塑料圆桶中，过氧化氢处理组设置5个浓度梯度，即分别向桶内加入2.5、5.0、10.0、20.0和40.0 mL的过氧化氢，使其浓度分别为0.25、0.50、1.00、2.00和4.00 mL/L;过氧化硫酸钠复合物处理组设置5个添加量梯度，即分别向桶内加入0.3、0.5、0.7、0.9和1.2 g，使其浓度分别为0.03、0.05、0.07、0.09和0.12 g/L。以上每个试验组均设置3个重复，搅拌均匀后分别在0、1、3、5、7和 9 h取样，检测其pH以及悬浮物、氨氮、NO2--N、磷酸盐和COD浓度等指标。

1.3 水质检测与数据处理

水温和pH等常规水质参数使用便携式分析仪检测，其他水质指标的检测方法主要参考《养殖水环境化学实验》[12]。其中，悬浮物浓度采用重量法测定，氨氮浓度采用靛酚蓝法测定，亚硝酸氮（NO2--N）浓度采用萘乙二胺光度法测定，磷酸盐浓度采用磷钼蓝法测定，COD浓度采用碱性高锰酸钾法测定。试验仪器为UV-5200紫外可见分光光度计。使用 Excel 2010软件进行数据处理与绘图。氨氮、NO2--N、磷酸盐、COD去除率计算公式均为 w=（c0-c1）/c0×100%。其中，w表示去除率;c0和c1 分别为初始和取样时各指标的质量浓度（mg/L）。

2 结果与分析

2.1 过氧化氢和过氧化硫酸钠复合物对养殖尾水pH的影响

向养殖尾水中添加不同量的过氧化氢和过氧化硫酸钠复合物，水体pH的变化如图1所示。试验初期，对照组和各处理组的水体pH下降较为明显，但随着试验时间的延长，水体pH在7～9 h内趋于稳定，均保持在7.0以上，符合SC/T 9103—2007《海水池塘养殖水排放要求》。

2.2 过氧化氢和过氧化硫酸钠复合物对养殖尾水中悬浮物浓度的影响

添加不同量的过氧化氢和过氧化硫酸钠复合物处理养殖尾水，结果如图2所示。在试验过程中，各试验组的悬浮物浓度在1 h内下降幅度最大，整体上呈现出先急剧下降后趋于平缓的变化趋势。试验结束时，各试验组的悬浮物浓度均在100 mg/L以上，即未达到SC/T 9103—2007《海水池塘养殖水排放要求》规定指标中的二级排放标准。

2.3 过氧化氢和过氧化硫酸钠复合物对养殖尾水中氨氮浓度的影响

用不同量的过氧化氢和过氧化硫酸钠复合物处理养殖尾水，处理效果如图3所示。过氧化氢处理9 h后，4.00 mL/L过氧化氢处理组氨氮浓度最低，氨氮去除率最高，为93.79%。过氧化硫酸钠复合物处理9 h后，各处理组氨氮浓度均在2.00 mg/L以上，处理效果明显比过氧化氢差，均未达到SC/T 9103—2007《海水池塘养殖水排放要求》规定指标中的二级排放标准。

2.4 过氧化氢和过氧化硫酸钠复合物对养殖尾水中NO2--N浓度的影响

用过氧化氢和过氧化硫酸钠复合物处理养殖尾水，其亚硝酸氮（NO2--N）浓度的变化如图4所示。从图4可以看出，不同质量浓度的过氧化氢处理养殖尾水在1 h内NO2--N浓度下降最快，试验结束时4.00 mL/L过氧化氢处理组NO2--N浓度最低，NO2--N去除率最高（57.88%）。用过氧化硫酸钠复合物处理养殖尾水，试验结束时各处理组NO2--N浓度均在1.10 mg/L以上，去除效果不理想。