日本九洲水环境治理与水产养殖考察

文/苏州中驰环境科技发展有限公司 丁永良 张贻标 
 
    日本羽山株式会社(HAYAMA) 坂口忠吉 沈盈盈 孙慧锋
 
   一. 概 况
 
     日本羽山株式会社位于日本福冈县大牟田市，福冈是海港城市，历史悠久，是日本弥生文化的发祥地，古迹较多，保存着具有中国古代迠筑特色的庙宇与住宅，很多与中国大陆贸易往来繁荣时期的历史遗迹。
福冈县位于北九洲，交通发达，充满活力，是南日本九洲及及冲绳的政治经济文化中心。福冈渔业发达，新鲜水产种类繁多，素有“食在福冈”的美名，时尚生食海鲜。福冈因地理位置靠近亚洲大陆和其他历史背景，所以被称为“亚洲的大门”。

    此行主要考察了福冈、岛原、宫崎、佑世保等地的水环境治理、水产养殖、城市与农业污水处理、工业化养鱼、网箱养鱼、养鸡场、养猪场及其畜禽粪便处理、城市泔脚处理，以及羽山株式会社的高效微生物在这些领域的应用。而这些高效微生物，近年来已在我国大陆的水环境治理及水产养殖(虾、蟹)方面，也都已有成功的案例(另有专题报告)。开始我们对日本九洲的水质进行了检测：
 
    表1. 日本九洲地区水质分析                 PPM、MV、%0

    下面把这次在日本考察的见闻分述如下：
 
    二. 分 述
 
    1. Hm1600 L、Hm1600P高浓度天然菌
 
     本制剂系羽山株式会社产品，可分解海、淡水养殖场、河道、湖泊、水库的有机污泥及恶臭，分解水产养殖水体中的污染物中的氨氮、硫化氢、沼气等有害物质。恢复与改善贝类和鱼、虾的生态环境，促进生物链的成长，抑制水域中青苔生长，防止病害，改善水质，提高养殖对虾的品质与口味。在促进生长分解污泥的同时，促进饵料生物的生长，化害为利，因此可节约饲料，降底饲料系数，提高单位产量。分解的同时还会分泌出有益的氨基酸和叶红素等成份，可防止病害，并能提高鱼的色泽，提高观赏鱼的观赏价值与经济价值。
 
    Hm1600L型是速效型，Hm1600P型是缓释型，均可用于净水及分解污泥，二菌宜同时使用。每4公顷(60亩)养殖水体，一年加一次，Hm1600L及Hm1600P各1公斤。前者可以水溶化后在水面撒布，后者要用无纺布小袋(每袋50克左右)，均匀分插入河底，使其缓慢释放。此举，在日本鹿儿岛班节对虾养殖场4000M3池水成功饲养了10万尾斑节对虾。
 
    本产品已在中国大陆养虾、养蟹、水环境治理并与纳米科技复合应用，用户2011年决定扩大推广。本产品同样可用于农业生产，提高产量，防止病害，改善品质，用于禽畜养殖亦有同效。海上网箱养殖，用量要倍增。
 
    本产品用于污泥治理，效果显著，2010年8月日本福冈岛原渔港渔協出资对该渔港300米海滩30厘米深的污泥进行清除，投菌22公斤，2个月后海湾的海水能见度提高，4个月后淤泥清除，见到硬底。此举因为改善了水域环境，使周边的紫菜生产得益，提高了产量与质量。福冈县北九洲市井の浦湾也早已应用这一技术，成功地清理了污泥，净化了水质。净水效果见表2。
 
     表2. Hm1600L、Hm1600P净水效果
 
 
 
     检测地点：福冈县北九洲市井の浦湾
 
     表3. Hm1600L、Hm1600P大水面净水效果

    
     去除了Vroglena藻引起的水质恶臭，抑制藻类繁殖，1个月后臭气从7级降低到3级，Vroglena藻未检出，水库透明度提高，可见砂底，已作自来水厂水源用水。

    2. 高效微生物用于养鸡
 
    宫崎县岛原养鸡场占地面积1万M2，养鸡2.5万只，员工6人，鸡舍为泥地，为塑料棚舍，鸡笼为左右二层，鸡粪自然干燥，没有污水。饲养500天产蛋率降到70%即淘汰，最高可达90%。
 
    鸡饲料中添加0.5～1.0%的菌种添加剂，鸡不得病，不用药，饲料系数为2，产的蛋比重大，65克1只。蛋白质含量高，蛋白稠度大，蛋黄可以用手抓起，口感好，蛋价高出市场价25%（2200日元/斤），为有机食品。
 
    鸡舍中蜘蛛网满布，多年不打扫，据说上面有多种有益菌，可防鸡病，有利鸡健康生成，不见蚊蝇，无恶臭。

    鸡粪出棚后，在鸡粪棚舍处理4天，无臭味。再移位堆放30天，垛高1.8 m，宽2.5 m。由机械翻堆，自然发酵后出售，含水量40%、含N2.0、P3.2、K4.3。20公斤1袋，售价500日元，施肥量1 kg/m2。周边为有机农业示范区，土地呈黑色。种经济作物、茶叶与烟草。种有机蔬菜，可增产，产品可直接进超市。种葡萄，含糖量达19%，种的生菜也有甜味。

    3. 土壤改良剂

    羽山株式会社的HM-5000型无机土壤改良剂，快速使土壤形成团状结构。可去除河道污泥，畜禽粪尿的异味，和周边环境调和，融合。可用于固化斜面，防止泥土流失，固定池岸与江河土壤。用于各种土方工程、疏浚工程的尾水脱水，固液分离及水净化处理，河道，湖泊水体净化，及水产品加工厂等食品工加工厂污水处理。
 
    土壤经HM-5000型改良剂改良后，可培育健壮抗病的农作物，分解土壤中硫化氢等有害物质，改良为透气性好的颗粒状土壤，提高农作物的产量与质量。

    羽山株式会社的Hm-1000P、Hm-1300P高浓度生物土壤改良剂，是针对水稻栽培，花卉及蔬菜的水栽及土栽的菌种制剂。可去除由于施肥的原因，导致土壤营养过剩，产生硫化氢等有害物质，使土壤适宜植物生长，防止作物障碍，预防病虫害，增产并提高品质。
 
    4. 无机凝聚剂

    羽山株式会社生产的HM-6000型无机凝聚剂是一种快速凝聚剂，可用于污水净化去除SS，污泥脱水，改善河道湖泊及养鱼水域的生态环境，对水性涂料及顔料废水的脱色也有特效，其特点是：
 
    1.本产品系中性无机凝固剂，安全性高，使用方便，能在不影响周边环境产生不利后果的基础上，净化各种污水。
 
    2.投入污水，搅拌，水中SS迅速凝聚、沉淀形成球状结构，固液明显分离。

    3.固形物沉淀迅速，简化设备，减少投资。
 
    4.固形物强韧、粘性小、好脱水，脱水快。
 
    5 .适用于养殖污水的脱水、脱色。
 
    5. 光触媒过滤器

    光触媒过滤器是新一代的空气净化机。光触媒是纳米二氧化钛光触媒半导体，产生的光波与空气中的水和氧气作用形成活性氧，这种活性氧有强力的氧化能力。光触媒过滤器具有4大功能。
 
    1.分解氨氮、硫化氢等恶臭，以及甲醛、乙酸、甲苯、二甲苯、VOC、TVOC、烟味等，及稀薄有毒气体分解。
 
    2.抗菌、除菌作用，防止浮游在空气中的细菌和病毒的繁殖，制造健康的空气，洁净的空气。
 
    3.负离子效果，发生负离子80万个/CM3•S（距离1M）和光催化剂产生双重效果，具有增效的功能。
 
    4.对有害物进行分解，对空气中的各种化学物质污染物质，有害物质、细菌、病毒能迅速吸收与分解。
 
   日本东京大学富士通研究所光触媒口罩，瞬间杀菌率达99%，并能吸收分解花粉等有害物质，产品已面市。
 
    空气经过光触媒过滤器处理后，作为清洁气源，对水环境治理及水产养殖均具有广泛的潜在市场。
 
 
   氨分解去除试验                        
 
 
 
    细菌分解去除试验
 
    6. 负离子发生器
 
    负离子发生器（AirTamer）日本称空气驯服器。A300型是一种袖珍式的小型负离子空气净化器，大型的可用于室内环境净化，负离子发生量可达100万个/CM3•S以上。

    这种先进的离子发生设备，能净化空气中传播的污染物，如病毒、花粉、烟雾、霉菌、尘螨等都能消除掉。经国际权威实验室测试，本设备较同类空气净化器具有高达110%的污染物去除能力。无需配置空气过滤器，静音操作，没有噪音， 使用灵活，可戴在脖子上或放在桌上，一旦运行就能呼吸到新鲜空气。省电，一节锂电池可工作7天。原产地美国（Filterstream Compahy USA）,专利号：61A1001，售价$59.99。

   负离子发生器发生的高浓度负离子空气作为气源，对水环境治理与水产养殖也具有广阔的潜在市场。

    7. 超微细气泡发生装置
 
     超微细气泡发生装置与离心水泵组合,空气压力0.3-0.4MPA,经水泵叶轮气泡被切割成10um以下，水中溶氧可达超饱和，亦可作气浮用。将水中悬浮物气浮上升至表层而去除，水即澄清。可用于水产养殖，水产品加工污水处理，河道及海水净化，及去除水中重金属离子。

    福冈县生产的PWB-ZZV型超微细气泡发生处装置处理200m3水体12小时，其水质变化如下：
 
   表4. 超微细气泡发生装置净水效果
 
 
 
    8. 工业化养鱼
 
    工业化养鱼日本称海水鱼陆上养殖，长崎县佐世保市有一家专业研发水循环系统设施的专业公司（FELCO）,生产多种试验研究用循环水槽、高档浴池、水产研究用组装式豪华型水处理成套设备，也承建产业化的简易型陆上养鱼车间。
 
    该公司（FELCO）已承建简易型陆上养鱼车间数十套，用于高密度养殖海水鱼、河豚、鲍鱼，车间为工棚式，无窗户，泥地，全部为地面池。

    豚养殖车间有40个13×13×1.5M FIT鱼池（FIT材料可用来造船），每只鱼池储水200T,正方形去角，外喷泡沫塑料5CM保温，饲养河豚鱼4万尾。每天投饲料1次（大鱼）-3次（小鱼），达1公斤30CM出售。 单位产量50公斤/m3。水是循环利用的，不用药，不换水.

    每池均配约50m3过滤池一个，每小时循环量90T/H，过滤材料是单一的、经表面处理的天然纳米材料，接种净水微生物,净化水质，并可消除鱼粪、残饲等有机污泥。采用高氧水养殖，供氧量90L/分，水中溶氧达100PPM，经过紫外线杀菌装置，进入鱼池增氧。

    鲍鱼养殖车间有40个6×1.5×1.0M FIT鱼池。中间有隔墙，呈环道式，每池均配过滤池，结构同河豚鱼车间过滤池。用隔膜泵冲气，自吸式水泵循环，每小时1次，每池饲养 鲍鱼2500只，达80克出池。

    这种产业化的简易型养鱼车间值得推广。无微滤机、去氮器、臭氧等设备。可以替代流水养鱼及“工厂化”养鱼设备。水源为深井水，经砂滤及100纳米中空纤维过滤，每天补给水量5‰。
               
    9. 网箱养鱼

    海上网箱养殖河豚，网箱尺度10×10×7M,重100公斤，网线材料PE，目大2-4cm，全网用200升特殊功能涂料浸泡2.5小时，下海后6-12个月不长藻、珊瑚、贝类等非饲养生物。我们在海上实地考察，见网上无附着物，像新网一样。而同一水域的绳缆均疯长非饲养生物。我国不用涂料的网具，15天即需换网。日本的网箱结构简单，由木架与泡沫塑料浮筒组成。
 
    每网箱饲养河豚鱼1500尾，饲养18个月达1200克出售，单位水体产量每5.7公斤/m3，网箱养殖海区水质良好，清澈透明，海水呈蓝色,未受污染。
网箱养殖用船均为玻璃钢船，日本的沿岸捕捞渔船、游艇均已玻璃钢化，木船、铁船已淘汰出局。
 
    由于近年来发展陆上工业化养鱼，河豚生长周期短，饲料系数低，产品质量好，口感又好，投资效益高、环境污染少，网箱养殖面积在缩小。海上鲍鱼养殖也逐步由陆上养殖替代，海上未见网箱养殖群。
 
    河豚网箱养殖与陆上养殖生长比较

 
     鲍鱼网箱养殖与陆上养殖生长比较

 
    10. 锦鲤鱼养殖
 
    日本锦鲤鱼是日本“国鱼”，与中国金鱼一样，深受国民爱戴。养殖很普遍，有露天池养殖与车间养殖二种形式，均为常温养殖。

    1、露天池养殖：为水泥池与塑料池二种，池形及水深不统一。池周设置防鸟网，以防鸟害。循环过滤，采用池顶过滤箱，仅用过滤棉及泡沫型料过滤，接种净水微生物，水清澈透明。
 
    2、养鱼车间养殖：为长方形水泥地，设圆形过滤筒，循环过滤池水，定期反冲排污，每次由低转速电机搅拌机搅拌3分钟。饲养母锦鲤鱼，不要求水质清澈透明，而有安全感。每尾10公斤以上母锦鲤鱼售价为160万人民币，而公锦鲤鱼仅为1.6万人民币。
 
                  
 
    11. 活水鱼箱

   
    日本时尚吃生猛海鲜，餐饮店均饲养活海鲜。采用塑料活鱼箱，活鱼箱一端设循环水过滤系统、臭氧杀菌系统、降温及保温系统、纯氧增氧系统，饲养密度较高，水清澈透明。
 
    表5. 活水鱼箱主要参数

  
  
     12. 免换水鱼缸及净化球

     羽山株式会社装配的免换水鱼缸，是“傻瓜鱼缸”。公司办公室的鱼缸已15个月未换水，未用药，水清澈透明。鱼缸中仅设3个装置：循环水泵，将水汲入顶部过滤槽，过滤槽中仅设过滤棉及泡沫塑料，水中投入2个泡沫净化球，水中添加1100L净水剂。泡沫净化球有20、40、60MM三种规格可浮于水面，有抑制藻类繁殖、净化水体、去除异味、预防疾病等功能，为羽山株式会社开发新产品。鱼缸中未设充气装置，所以水中溶氧低，仅2-3PPM，说明1100L净水菌在低氧环境中仍有净水功能。
 
    13. 人造水藻

    人造水藻是一种生物填料，是净水微生物的载体，使微生物固定化，而提高微生物的活力与效率，可以加速生态的自然循环过程。
 
    人造水藻是属于“软性填料”，因为比表面积大大超过传统的“硬性填料”，其净水效果可提高20%～80%。
 
    人造水藻又名人造水草、生物基、生态基，日本称“生物绳”。国产的人造水藻一般只采用一种材质，功能单一。而日本的人造水藻采用多种材质于一体，而俱有多种功能，例如以下多种纤维：
 
    1.聚丙烯：最具有亲水性，容易吸附微生物。
 
    2.维尼纶与尼龙：即使附着大量微生物，也能保持形状稳定性。
 
    3.聚偏二氧乙烯：带正电荷，容易吸附带负电荷的微生物。
 
    日本的人造水藻主要用于水环境治理、河道、景观水、水库，污水处理厂，以及水产养殖的净水及人工繁殖。其中维尼纶纤维本身也带正电荷，并具有亲水性，容易吸附微生物，所以紫菜（海苔）养殖也已被采用。
人造水藻用于水产养殖，我们与复旦大学生物系，1987年已成功开发，并获国家实用专利（专利号：87.2.11896.7），还获上海市科技成果奖。近年又开发了纳米功能人造水藻用于水产养殖与水环境治理。
 
    14. 城市污水处理厂
 
    福冈县大牟田市与我国山西省大同市是姐妹城市，大牟田市有2个污水处理厂，南部污水处理厂负责处理进入管网80%城市污水。日处理能力13500吨，月电费3000万日元，年处理成本6.5亿日元，占地面积7万M2，采用活性污泥法与添加高效菌种相结合的工艺，增氧机增氧。因为该厂在市区，全部污水池是封闭的，以防异味及噪音外泄。污水处理效果甚佳，出水清澈透明，经臭氧消毒后可以直接养鱼。
 
    表6. 大牟田市污水处理厂净水效果
 
 
 
    每天产生100吨污泥， 产沼气10M3,可减量1/3。沼气燃烧污泥，残渣供水泥厂用。管网下水道中可以走人，厨房下脚，化粪池出液均可进入下水道。家庭化粪池粪便有专业公司抽去，集中处理。
 
    羽山株式会社的1100P菌种加入活性污泥池，可持续稳定一年以上，提高水质，减少污染。
 
    15. 养猪场污水处理站
 
    宫崎县岛原养猪场饲养1800头肉猪，每天有污水6～8吨，污水处理站处理水池采用超新工艺—管柱桩连桩法，可以节约土建投资20%。污水处理采用活性污泥处理法加高效净水菌。污水处理站，占地250M2，水容量280M2。工艺流程是先厌氧后好氧，用2台5千瓦离心风机充气增氧，因为已推广猪饲料中添加了活菌剂，所以，污水池中不需要再人工接种菌种了，出水水质达标，但呈淡黄色。
 
    表7. 宫崎县岛原养猪场污水处理效果
 
 
    固态猪粪堆放发酵，由机械翻堆，自高温杀菌，4天预处理后，再堆放1个月后销售，每吨售价1500日元，由机械化翻垛机翻堆。有机肥每袋20公斤，可售40日元。
 
    16．泔脚资源化处理

    羽山株式会社高级微生物还应用于泔脚资源化处理，运用特有的微生物强化技术，通过向泔脚中加入具有特定功能的微生物，增加其对特定污染物的降解能力，从而改善整个处理体系去除难以降解污染物的处理效果。

    日本政府规定，酒店餐厨垃圾必须进行严格处理。福冈县集中处理站均采用1m3大型卧式发酵罐，外有保温层。以谷壳、小木片为载体，加菌后每天搅拌1~2小时，7天后即转化为棕黑色有机肥。达到减量化，无害化，资源化。
 
    该站也销售家庭与单位用小型泔脚处理机，为不锈钢外壳，有多种型号，产品远销北京。
 
   表8 小型泔脚处理系统

 
   三. 后  语
 
    本次考察首先让我们接受了一个新的理念，就是日本同行生产上正在探索与追求投资少而利益最大化的实用技术，生产上并不追求投资大、电耗大的所谓高水平设施。但在生活上则先走一步，他们把最先进的净水设施用在家庭浴缸中，每台售价达150万人民币。人先享受，而不是鱼。
 
    爱因斯坦说：“要把复杂的问题简单化，而不是只简单一点儿”，羽山株式会社做到了这一点，用菌种可以同时解决水体净化与污泥的消解，因此可以大大简化水环境治理与水产养殖的工艺与装备，而达到简单化、“傻瓜化”.使工业化养鱼成本与效益优于传统的流水养鱼与网箱养鱼，并大大降低了对环境的污染。
 
    日本的设施农业棚舍都很简陋，基本上是工棚式的，泥土地，塑料布或塑料板围栏，就连奶牛场也一样，不像我们一定要“工厂化”，“现代化”。他们“硬件”很简单，但养殖工艺“软件”很先进，水平高，而简单易行，投资省，效益高，安全生产，低碳，环保。
 
    日本九洲的河道与天然水域已基本得到治理，所以，这些治水业者都纷纷向国外开拓市场，而在这方面我国蕴藏着巨大的商机。