【正文】 環(huán) 水 養(yǎng)殖模式的構(gòu)建對(duì)養(yǎng)殖廢水的凈化效果及再循環(huán)利用，并沒有從經(jīng)濟(jì)角度詳細(xì)闡明。 從 2022 和 2022 兩年的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，淡水池塘循環(huán) 水 養(yǎng)殖模式的構(gòu)建對(duì)水體氮和磷的凈化效果顯著。水體氨氮和亞硝酸鹽氮污染一直是養(yǎng)殖戶關(guān)注的焦點(diǎn)，因?yàn)楦邼舛鹊陌钡蛠喯跛猁}氮本身對(duì)魚類具有毒性。從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來看，各月份池塘中的氨氮和亞硝酸鹽氮總體水平居高 不下，個(gè)別月份由于水質(zhì)管理方面的原因更會(huì)猛然升高，而循環(huán) 水 凈化模式好比是一個(gè)緩沖系統(tǒng)（ buffer），能將氨氮和亞硝酸鹽氮始終保持在低水平上。在這個(gè)緩沖系統(tǒng)中起重要作用的是各級(jí)凈化水體中的水生植物。其中水葫蘆、水花生、空心菜等植物的凈化作用已在各地得到廣泛應(yīng)用。這些植物不僅自身能吸收氮和磷，其發(fā)達(dá)的根系更為微生物的生長提供了適宜的小生境，保證了微生物對(duì)廢水中有機(jī)污染物的吸收和轉(zhuǎn)化作用。而由睡蓮、美人蕉、蒲草等構(gòu)成的濕地能夠充分吸收廢水中的氮和磷來滿足自身的生長。因此，該循環(huán)模式不僅表現(xiàn)出對(duì)氨氮和亞硝酸鹽氮的 去除效果，而且對(duì)總氮和總磷的去除率也相當(dāng)可觀，其對(duì)總氮的去除率為 %%，對(duì)總磷的去除率為 %%。數(shù)據(jù)進(jìn)一步表明，新建的淡水池塘循環(huán) 水 養(yǎng)殖模式正處于系統(tǒng)完善階段，并沒有成熟。從理論上來講，構(gòu)建三級(jí)凈化的目的應(yīng)是逐級(jí)加倍發(fā)揮凈化效果，而數(shù)據(jù)反映了各級(jí)凈化效果區(qū)分不明顯，雖然三級(jí)凈化作為一個(gè)整體的凈化系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了凈化養(yǎng)殖廢水的目的。這可能是因?yàn)樵谌粘５墓芾磉^程中由于孽生使得水生植物密度過大，從而引起水質(zhì)變化反復(fù)。 淡水池塘循環(huán) 水 養(yǎng)殖模式是由水源、池塘、生態(tài)溝渠（一級(jí)凈化）、 二級(jí)凈化塘和三級(jí)凈化塘構(gòu)成的一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)養(yǎng)殖廢水循環(huán)再利用的系統(tǒng)。近兩年來的運(yùn)行結(jié)果表明，通過三級(jí)凈化后，養(yǎng)殖廢水中氨氮水平能維持在 ，在 6月份氨氮水平只有 ，亞硝酸鹽氮水平能維持在 ，總氮水平在各月份均能保持在淡水五類水平以下，總磷水平均能保持在淡水三類標(biāo)準(zhǔn)以下，葉綠素 a 的清除效果也很明顯，其去除率從 %到 %不等。該模式能夠有效地清除養(yǎng)殖廢水中過量的氨氮、亞硝酸鹽氮、總氮、總磷和葉綠素。但各級(jí)凈化模塊并不能逐級(jí)加倍發(fā)揮凈化效果，這可能 是因?yàn)樵谌粘５墓芾磉^程中由于孽生使得水生植物密度過大，從而引起水質(zhì)變化反復(fù)。說明新建的淡水池塘循環(huán) 水 養(yǎng)殖模式正處于系統(tǒng)完善階段，并沒有成熟。 池塘循環(huán)水養(yǎng)殖模式下養(yǎng)殖面積與凈化面積的配比關(guān)系研究 雖然此次池塘循環(huán)水養(yǎng)殖模式的構(gòu)建實(shí)例解決了養(yǎng)殖廢水中氮、磷等富營養(yǎng)化物質(zhì)的分級(jí)利用和水資源的循環(huán)使用，但是 在蘇南地區(qū)土地面積、水域面積并不富裕，很難有大面積的凈化塘配置。該實(shí)例中對(duì)于尾水排放處置的三級(jí)系統(tǒng)，同樣存在這個(gè)問題，并沒有交代清楚養(yǎng)殖面積和凈化面積合理的配比關(guān)系。 本文通過參照水生植物對(duì)養(yǎng)殖尾水中污染物的 吸收能力和養(yǎng)殖魚類的產(chǎn)排污系數(shù)，再結(jié)合淡水池塘養(yǎng)殖過程中的水質(zhì)管理的一般規(guī)律，給出了淡水池塘循環(huán)水養(yǎng)殖模式中養(yǎng)殖池塘面積和凈化池塘面積之間配比關(guān)系的計(jì)算方法（ the Computational Mode on the Relationship between the Area of Fish pond and Purification pond，簡稱 CMRAFP，下同 ），為今后在池塘循環(huán)水養(yǎng)殖模式構(gòu)建中降低經(jīng)濟(jì)成本，最終實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的補(bǔ)償提供理論基礎(chǔ)。 CMRAFP 的設(shè)計(jì)原理 凈化池塘的設(shè)計(jì)要求 應(yīng)滿足養(yǎng)殖池塘模塊中在若干池塘同時(shí)換水的情況下水體存放的要求，而水體污染物的凈化程度應(yīng)滿足養(yǎng)殖池塘用水的需要，即達(dá)到《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（ GB1160789）的要求。 參數(shù)的設(shè)定 在 CMRAFP 的計(jì)算中，涉及到一些參數(shù)的設(shè)定，本文在計(jì)算該模型前將這些設(shè)定的參數(shù)列于表 1。 表 1 CMRAFP 的計(jì)算過程中涉及到的參數(shù) 參數(shù)的中文名稱 參數(shù)的英文名稱 英文 簡稱 參數(shù) 的計(jì)量 單位 養(yǎng)殖池塘的水深 The depth of fish pond H0 m 凈化池塘的水深 The depth of purification pond H m 每次換水的深度 The decreased depth in waterexchanging procedure Δh m 養(yǎng)殖池塘的面積 The area of fish pond S0 m2 凈化池塘的面積 The area of purification pond S m2 魚類的養(yǎng)殖周期 The duration of aquaculture T0 d 水生植物的生長周期 The growth duration of the aquatic plant T d 每次換水間隔的天數(shù) The frequency of water exchanging Δd d 一次換水污染物的排放量 The discharge value of the pollutants per waterexchanging Σm0 g 一次換水所要去除的污染物的量 The removal value needed of the pollutants per water exchanging ΣΔm g 凈化池塘水生植物對(duì)污染物的吸收量 The absorption amount of the pollutants by aquatic plants in purification pond M g 污染物的濃度 The concentration of the pollutants V mg/L 污染物去除濃度 The removal concentration of the pollutants Δv mg/L 養(yǎng)殖池塘污染物的排放濃度 The discharge concentration of the pollutants in fish pond V 總 mg/L 水源本底污染物的濃度 The benchmark concentration of the water V 本 mg/L 一次換水的體積 The volume per water exchanging V0 m3 水生植物對(duì)污染物的吸收值 The absorption value of the aquatic plants to pollutants K g/m2 養(yǎng)殖魚類的產(chǎn)排污系數(shù) The ratio of produce to discharge of the pollutants in fish pond K0 g/kg 凈化池塘水生植物的覆蓋率 The ratio of the area of aquatic plants to the area of purification pond Q % 養(yǎng)殖魚類的畝產(chǎn)量 The yield of fish pond per 667 m2 M0 kg 換水池塘所占的比例 The ratio of water exchanging fish pond Δn 無量綱 CMRAFP 的計(jì)算過程 養(yǎng)殖池塘面積（ S0）和凈化池塘面積（ S）的 關(guān)系 凈化池塘的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足養(yǎng)殖池塘在若干塘口同時(shí)換水一定深度的情況下水體存放的要求，即 S?H= S0?Δh?Δn 從而得出養(yǎng)殖池塘和凈化池塘面積的關(guān)系（ 公式 1）： S0= H/ (Δh?Δn) ?S 按養(yǎng)殖池塘所排放的污染物濃度計(jì)算： 養(yǎng)殖池塘一次換水所排放的污染物的量 Σm0 為： Σm0=v?V0 而 V0= S0?Δh?Δn 由上兩式可得： Σm0=v?Δh?Δn?S0 事實(shí)上，一次換出來的水所含污染物我們并不需要全部清除，而只要將排放的污染物濃度凈化到滿足《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》就可以了，因此，我們?cè)O(shè)計(jì)每次 只要將污染物濃度降低 Δv，因此，一次換水所要凈化去除的污染物的量 ΣΔm為： ΣΔm=Δv ?Δh?Δn?S0 假如養(yǎng)殖池塘所排放出來的廢水在凈化池塘停留 Δd（每次換水間隔的天數(shù)），凈化池塘水生植物對(duì)污染物的吸收量 M 的計(jì)算公式如下： M=(S?Q?K?Δd)/T 根據(jù)凈化池塘設(shè)計(jì)要滿足養(yǎng)殖池塘在若干池塘同時(shí)換水一定深度的情況下水體污染物凈化達(dá)到《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求原則，則有： ΣΔm=M 即 Δv ?Δh?Δn?S0=(S?Q?K?Δd)/T 從而得出養(yǎng)殖池塘和凈化池塘面積的關(guān)系（公式 2）： S0= （ Q?K?Δd） /（ Δv ?Δh?Δn?T） ?S 按養(yǎng)殖魚類的產(chǎn)排污系數(shù)計(jì)算： 養(yǎng)殖池塘所排放出來的廢水在凈化池塘停留 Δd（每次換水間隔的天數(shù)），凈化池塘水生植物對(duì)污染物的吸收量 M 的計(jì)算公式如下： M=(S?Q?K?Δd)/T 如果水源本底污染物的濃度 V 本 ，則養(yǎng)殖池塘污染物的排放濃度 V 總 應(yīng)為： V 總 =（ M0?K0?S0） /(?T0?H0 ?S0)+ V 本 如果我們考慮在一般情況下水源本底污染物的濃度 V 本 是符合《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的，而我們通過凈化池塘凈化出來的水質(zhì)也達(dá)到《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，那么，通過凈化 池塘吸收的污染物的濃度 Δv為： Δv= V 總 V 本 =（ M0?K0?S0） /(?T0?H0 ?S0) 即在水源水質(zhì)符合《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的情況下，凈化池塘所要去除的污染物的濃度就是養(yǎng)殖魚類產(chǎn)生的污染物的濃度。那么，在 Δd 天期間，在有 Δn 個(gè)養(yǎng)殖池塘同時(shí)換水（換水深度為 Δh）的情況下，凈化池塘所要吸收的污染物的量 Σm為： Σm=（ M0?K0?Δh?Δn?Δd） /(?T0?H0) ?S0 根據(jù)凈化池塘設(shè)計(jì)要滿足養(yǎng)殖池塘在若干池塘同時(shí)換水一定深度的情況下水體污染物凈化達(dá)到《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求原則 ， 則有： ΣΔm=M 即： (S?Q?K?Δd)/T=（ M0?K0?Δh?Δn?Δd） /(?T0?H0) ?S0 從而得出養(yǎng)殖池塘和凈化池塘面積的關(guān)系（公式 3）： S0=（ ?T0?H0?Q?K） /（ M0?K0?Δh?Δn?T） ?S CMRAFP 的應(yīng)用 — 以總氮（ total nitrogen，簡稱 TN）的去除為例 根據(jù)公式 1， 結(jié)合淡水池塘養(yǎng)殖過程中的水質(zhì)管理的一般規(guī)律 ，如果每次換水 ，有三分之一的養(yǎng)殖池塘需要換水，凈化池塘的水深設(shè)計(jì)為 ，則： H=， Δh =， Δn =1/3，代入公式得： S0=15S 即： 1 畝凈化池塘可以凈化 15 畝養(yǎng)殖池塘，也就是養(yǎng)殖池塘和凈化池塘的面積比為 15比 1。由公式 1 得到的養(yǎng)殖池塘和凈化池塘的面積比例應(yīng)當(dāng)是最基本的比例。 根據(jù)公式 2，如果水草的覆蓋率 Q 為 50%，只考慮對(duì) TN 的去除率，則水生植物對(duì)污染物的吸收值 K 大約為 30 g/m2， 15 天換水一次，則 Δd 為 15 天，水生植物的生長周期為 4個(gè)月，則 T 為 120 天，將 TN 從 5mg/L 降到 ，則 Δv為 ，換水 ，則 Δh為 ，有 1/3 的養(yǎng)殖池塘換水，則 Δn 為 1/3，將 這些數(shù)據(jù)代入公式 2 得： S0= S 即：一畝凈化池塘可以凈化 畝養(yǎng)殖池塘。由公式 2 得到的凈化池塘與養(yǎng)殖池塘的比例我們只考慮了水生植物對(duì)污染物的凈化作用，而沒有考慮凈化池塘中的微生物、藻類，以及凈化池塘的沉降和過濾等作用，而這些作用應(yīng)該都反應(yīng)在 K 值上，因此，對(duì)于公式 2， K值應(yīng)當(dāng)是有待探討的變量； 根據(jù)公式 3，以養(yǎng)殖草魚為例，養(yǎng)殖周期為 200 天，養(yǎng)殖池塘水深 2m，凈化池塘水草覆蓋率為 50%，還是以水生植物對(duì) TN 的去除為目的，則 K 為 30g/m2,水草生長周期為 120天，養(yǎng)殖池塘畝產(chǎn) 1500 公斤，草魚的產(chǎn) 排污系數(shù)為 10g/kg，每次有 1/3 池塘換水，換水深度為 30 公分，將這些數(shù)據(jù)代入公式 3 計(jì)算，得到： S0= 即：一畝凈化池塘可以凈化 畝養(yǎng)殖池塘。由公式 3 所得的結(jié)果除與養(yǎng)殖產(chǎn)量有很大的關(guān)系外，還與二個(gè)變量有關(guān)，一個(gè)是水生植物對(duì)污染物的吸收能力，另外一個(gè)就是養(yǎng)殖魚類的產(chǎn)排污系數(shù)，通過公式 3 的計(jì)算也可以簡接地說明養(yǎng)殖魚類產(chǎn)排污系數(shù)的大小，因?yàn)樵隰~類產(chǎn)排法系數(shù)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)過程中，恰恰勿略了養(yǎng)殖環(huán)境的自凈能力，也就是說魚類的產(chǎn)排污系數(shù) K0 值應(yīng)當(dāng)比實(shí)際調(diào)查出來的結(jié)果高。 上述給出的三個(gè)池塘循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖 模式凈化池塘和養(yǎng)殖池塘面積之間的關(guān)系式在實(shí)際應(yīng)用中可以相互參照使用。公式 1 是從物理上考慮，凈化池塘所能承接的水首先必須滿足養(yǎng)殖池塘的一次集中換水量；公式 2 應(yīng)當(dāng)是較為客觀地反應(yīng)了凈化池塘和養(yǎng)殖池塘面積之間的關(guān)系，公式中的 K 值是一個(gè)我們正在努力提高的數(shù)值，而在實(shí)際情況下， K 值也應(yīng)當(dāng)高于舉例中提到的數(shù)值，所以 :1 是一個(gè)較為保守的比例；而公式 3 更能全面地反應(yīng)凈化池塘和養(yǎng)殖池塘二者之間的制約關(guān)系，不同的養(yǎng)殖產(chǎn)量、不同的養(yǎng)殖品種都會(huì)影響到凈化池塘和養(yǎng)殖池塘面積比例，而我們提高凈化池塘的凈化能力則可以減少凈化池塘的 使用面積，從而提高養(yǎng)殖效益。 在公式 2 和公式 3 的推導(dǎo)過程中，我們的前提是水源水質(zhì)是符合《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)淮》的，同經(jīng)凈化池塘凈化的水質(zhì)也滿足《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)淮》（ GB1160789）的要求。在實(shí)際應(yīng)用中，我們還可以根據(jù)當(dāng)?shù)貙?duì)養(yǎng)殖尾水的凈化要求來確定 Δv的大小。 利用 CMRAFP 來解釋武進(jìn)的池塘循環(huán)水養(yǎng)殖模式的實(shí)例 武進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖場采用池塘循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖模式，凈化區(qū)域分為三級(jí)，一級(jí)凈化區(qū)域的面積為 12 hm2，二級(jí)凈化區(qū)域的面積為 26 hm2，三級(jí)凈化區(qū)域的面積為 2 hm2，總的凈化面積為 40 hm2，養(yǎng)