日本九洲水環境治理與水產養殖考察

文/蘇州中馳環境科技發展有限公司 丁永良 張貽標 
 
    日本羽山株式會社(HAYAMA) 坂口忠吉 沈盈盈 孫慧鋒
 
   一. 概 況
 
     日本羽山株式會社位于日本福岡縣大牟田市，福岡是海港城市，歷史悠久，是日本彌生文化的發祥地，古跡較多，保存著具有中國古代迠筑特色的廟宇與住宅，很多與中國大陸貿易往來繁榮時期的歷史遺跡。
福岡縣位于北九洲，交通發達，充滿活力，是南日本九洲及及沖繩的政治經濟文化中心。福岡漁業發達，新鮮水產種類繁多，素有“食在福岡”的美名，時尚生食海鮮。福岡因地理位置靠近亞洲大陸和其他歷史背景，所以被稱為“亞洲的大門”。

    此行主要考察了福岡、島原、宮崎、佑世保等地的水環境治理、水產養殖、城市與農業污水處理、工業化養魚、網箱養魚、養雞場、養豬場及其畜禽糞便處理、城市泔腳處理，以及羽山株式會社的高效微生物在這些領域的應用。而這些高效微生物，近年來已在我國大陸的水環境治理及水產養殖(蝦、蟹)方面，也都已有成功的案例(另有專題報告)。開始我們對日本九洲的水質進行了檢測：
 
    表1. 日本九洲地區水質分析                 PPM、MV、%0

    下面把這次在日本考察的見聞分述如下：
 
    二. 分 述
 
    1. Hm1600 L、Hm1600P高濃度天然菌
 
     本制劑系羽山株式會社產品，可分解海、淡水養殖場、河道、湖泊、水庫的有機污泥及惡臭，分解水產養殖水體中的污染物中的氨氮、硫化氫、沼氣等有害物質。恢復與改善貝類和魚、蝦的生態環境，促進生物鏈的成長，抑制水域中青苔生長，防止病害，改善水質，提高養殖對蝦的品質與口味。在促進生長分解污泥的同時，促進餌料生物的生長，化害為利，因此可節約飼料，降底飼料系數，提高單位產量。分解的同時還會分泌出有益的氨基酸和葉紅素等成份，可防止病害，并能提高魚的色澤，提高觀賞魚的觀賞價值與經濟價值。
 
    Hm1600L型是速效型，Hm1600P型是緩釋型，均可用于凈水及分解污泥，二菌宜同時使用。每4公頃(60畝)養殖水體，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，后者要用無紡布小袋(每袋50克左右)，均勻分插入河底，使其緩慢釋放。此舉，在日本鹿兒島班節對蝦養殖場4000M3池水成功飼養了10萬尾斑節對蝦。
 
    本產品已在中國大陸養蝦、養蟹、水環境治理并與納米科技復合應用，用戶2011年決定擴大推廣。本產品同樣可用于農業生產，提高產量，防止病害，改善品質，用于禽畜養殖亦有同效。海上網箱養殖，用量要倍增。
 
    本產品用于污泥治理，效果顯著，2010年8月日本福岡島原漁港漁協出資對該漁港300米海灘30厘米深的污泥進行清除，投菌22公斤，2個月后海灣的海水能見度提高，4個月后淤泥清除，見到硬底。此舉因為改善了水域環境，使周邊的紫菜生產得益，提高了產量與質量。福岡縣北九洲市井の浦灣也早已應用這一技術，成功地清理了污泥，凈化了水質。凈水效果見表2。
 
     表2. Hm1600L、Hm1600P凈水效果
 
 
 
     檢測地點：福岡縣北九洲市井の浦灣
 
     表3. Hm1600L、Hm1600P大水面凈水效果

    
     去除了Vroglena藻引起的水質惡臭，抑制藻類繁殖，1個月后臭氣從7級降低到3級，Vroglena藻未檢出，水庫透明度提高，可見砂底，已作自來水廠水源用水。

    2. 高效微生物用于養雞
 
    宮崎縣島原養雞場占地面積1萬M2，養雞2.5萬只，員工6人，雞舍為泥地，為塑料棚舍，雞籠為左右二層，雞糞自然干燥，沒有污水。飼養500天產蛋率降到70%即淘汰，最高可達90%。
 
    雞飼料中添加0.5～1.0%的菌種添加劑，雞不得病，不用藥，飼料系數為2，產的蛋比重大，65克1只。蛋白質含量高，蛋白稠度大，蛋黃可以用手抓起，口感好，蛋價高出市場價25%（2200日元/斤），為有機食品。
 
    雞舍中蜘蛛網滿布，多年不打掃，據說上面有多種有益菌，可防雞病，有利雞健康生成，不見蚊蠅，無惡臭。

    雞糞出棚后，在雞糞棚舍處理4天，無臭味。再移位堆放30天，垛高1.8 m，寬2.5 m。由機械翻堆，自然發酵后出售，含水量40%、含N2.0、P3.2、K4.3。20公斤1袋，售價500日元，施肥量1 kg/m2。周邊為有機農業示范區，土地呈黑色。種經濟作物、茶葉與煙草。種有機蔬菜，可增產，產品可直接進超市。種葡萄，含糖量達19%，種的生菜也有甜味。

    3. 土壤改良劑

    羽山株式會社的HM-5000型無機土壤改良劑，快速使土壤形成團狀結構。可去除河道污泥，畜禽糞尿的異味，和周邊環境調和，融合。可用于固化斜面，防止泥土流失，固定池岸與江河土壤。用于各種土方工程、疏浚工程的尾水脫水，固液分離及水凈化處理，河道，湖泊水體凈化，及水產品加工廠等食品工加工廠污水處理。
 
    土壤經HM-5000型改良劑改良后，可培育健壯抗病的農作物，分解土壤中硫化氫等有害物質，改良為透氣性好的顆粒狀土壤，提高農作物的產量與質量。

    羽山株式會社的Hm-1000P、Hm-1300P高濃度生物土壤改良劑，是針對水稻栽培，花卉及蔬菜的水栽及土栽的菌種制劑。可去除由于施肥的原因，導致土壤營養過剩，產生硫化氫等有害物質，使土壤適宜植物生長，防止作物障礙，預防病蟲害，增產并提高品質。
 
    4. 無機凝聚劑

    羽山株式會社生產的HM-6000型無機凝聚劑是一種快速凝聚劑，可用于污水凈化去除SS，污泥脫水，改善河道湖泊及養魚水域的生態環境，對水性涂料及顔料廢水的脫色也有特效，其特點是：
 
    1.本產品系中性無機凝固劑，安全性高，使用方便，能在不影響周邊環境產生不利后果的基礎上，凈化各種污水。
 
    2.投入污水，攪拌，水中SS迅速凝聚、沉淀形成球狀結構，固液明顯分離。

    3.固形物沉淀迅速，簡化設備，減少投資。
 
    4.固形物強韌、粘性小、好脫水，脫水快。
 
    5 .適用于養殖污水的脫水、脫色。
 
    5. 光觸媒過濾器

    光觸媒過濾器是新一代的空氣凈化機。光觸媒是納米二氧化鈦光觸媒半導體，產生的光波與空氣中的水和氧氣作用形成活性氧，這種活性氧有強力的氧化能力。光觸媒過濾器具有4大功能。
 
    1.分解氨氮、硫化氫等惡臭，以及甲醛、乙酸、甲苯、二甲苯、VOC、TVOC、煙味等，及稀薄有毒氣體分解。
 
    2.抗菌、除菌作用，防止浮游在空氣中的細菌和病毒的繁殖，制造健康的空氣，潔凈的空氣。
 
    3.負離子效果，發生負離子80萬個/CM3•S（距離1M）和光催化劑產生雙重效果，具有增效的功能。
 
    4.對有害物進行分解，對空氣中的各種化學物質污染物質，有害物質、細菌、病毒能迅速吸收與分解。
 
   日本東京大學富士通研究所光觸媒口罩，瞬間殺菌率達99%，并能吸收分解花粉等有害物質，產品已面市。
 
    空氣經過光觸媒過濾器處理后，作為清潔氣源，對水環境治理及水產養殖均具有廣泛的潛在市場。
 
 
   氨分解去除試驗                        
 
 
 
    細菌分解去除試驗
 
    6. 負離子發生器
 
    負離子發生器（AirTamer）日本稱空氣馴服器。A300型是一種袖珍式的小型負離子空氣凈化器，大型的可用于室內環境凈化，負離子發生量可達100萬個/CM3•S以上。

    這種先進的離子發生設備，能凈化空氣中傳播的污染物，如病毒、花粉、煙霧、霉菌、塵螨等都能消除掉。經國際權威實驗室測試，本設備較同類空氣凈化器具有高達110%的污染物去除能力。無需配置空氣過濾器，靜音操作，沒有噪音， 使用靈活，可戴在脖子上或放在桌上，一旦運行就能呼吸到新鮮空氣。省電，一節鋰電池可工作7天。原產地美國（Filterstream Compahy USA）,專利號：61A1001，售價$59.99。

   負離子發生器發生的高濃度負離子空氣作為氣源，對水環境治理與水產養殖也具有廣闊的潛在市場。

    7. 超微細氣泡發生裝置
 
     超微細氣泡發生裝置與離心水泵組合,空氣壓力0.3-0.4MPA,經水泵葉輪氣泡被切割成10um以下，水中溶氧可達超飽和，亦可作氣浮用。將水中懸浮物氣浮上升至表層而去除，水即澄清。可用于水產養殖，水產品加工污水處理，河道及海水凈化，及去除水中重金屬離子。

    福岡縣生產的PWB-ZZV型超微細氣泡發生處裝置處理200m3水體12小時，其水質變化如下：
 
   表4. 超微細氣泡發生裝置凈水效果
 
 
 
    8. 工業化養魚
 
    工業化養魚日本稱海水魚陸上養殖，長崎縣佐世保市有一家專業研發水循環系統設施的專業公司（FELCO）,生產多種試驗研究用循環水槽、高檔浴池、水產研究用組裝式豪華型水處理成套設備，也承建產業化的簡易型陸上養魚車間。
 
    該公司（FELCO）已承建簡易型陸上養魚車間數十套，用于高密度養殖海水魚、河豚、鮑魚，車間為工棚式，無窗戶，泥地，全部為地面池。

    豚養殖車間有40個13×13×1.5M FIT魚池（FIT材料可用來造船），每只魚池儲水200T,正方形去角，外噴泡沫塑料5CM保溫，飼養河豚魚4萬尾。每天投飼料1次（大魚）-3次（小魚），達1公斤30CM出售。 單位產量50公斤/m3。水是循環利用的，不用藥，不換水.

    每池均配約50m3過濾池一個，每小時循環量90T/H，過濾材料是單一的、經表面處理的天然納米材料，接種凈水微生物,凈化水質，并可消除魚糞、殘飼等有機污泥。采用高氧水養殖，供氧量90L/分，水中溶氧達100PPM，經過紫外線殺菌裝置，進入魚池增氧。

    鮑魚養殖車間有40個6×1.5×1.0M FIT魚池。中間有隔墻，呈環道式，每池均配過濾池，結構同河豚魚車間過濾池。用隔膜泵沖氣，自吸式水泵循環，每小時1次，每池飼養 鮑魚2500只，達80克出池。

    這種產業化的簡易型養魚車間值得推廣。無微濾機、去氮器、臭氧等設備。可以替代流水養魚及“工廠化”養魚設備。水源為深井水，經砂濾及100納米中空纖維過濾，每天補給水量5‰。
               
    9. 網箱養魚

    海上網箱養殖河豚，網箱尺度10×10×7M,重100公斤，網線材料PE，目大2-4cm，全網用200升特殊功能涂料浸泡2.5小時，下海后6-12個月不長藻、珊瑚、貝類等非飼養生物。我們在海上實地考察，見網上無附著物，像新網一樣。而同一水域的繩纜均瘋長非飼養生物。我國不用涂料的網具，15天即需換網。日本的網箱結構簡單，由木架與泡沫塑料浮筒組成。
 
    每網箱飼養河豚魚1500尾，飼養18個月達1200克出售，單位水體產量每5.7公斤/m3，網箱養殖海區水質良好，清澈透明，海水呈藍色,未受污染。
網箱養殖用船均為玻璃鋼船，日本的沿岸捕撈漁船、游艇均已玻璃鋼化，木船、鐵船已淘汰出局。
 
    由于近年來發展陸上工業化養魚，河豚生長周期短，飼料系數低，產品質量好，口感又好，投資效益高、環境污染少，網箱養殖面積在縮小。海上鮑魚養殖也逐步由陸上養殖替代，海上未見網箱養殖群。
 
    河豚網箱養殖與陸上養殖生長比較

 
     鮑魚網箱養殖與陸上養殖生長比較

 
    10. 錦鯉魚養殖
 
    日本錦鯉魚是日本“國魚”，與中國金魚一樣，深受國民愛戴。養殖很普遍，有露天池養殖與車間養殖二種形式，均為常溫養殖。

    1、露天池養殖：為水泥池與塑料池二種，池形及水深不統一。池周設置防鳥網，以防鳥害。循環過濾，采用池頂過濾箱，僅用過濾棉及泡沫型料過濾，接種凈水微生物，水清澈透明。
 
    2、養魚車間養殖：為長方形水泥地，設圓形過濾筒，循環過濾池水，定期反沖排污，每次由低轉速電機攪拌機攪拌3分鐘。飼養母錦鯉魚，不要求水質清澈透明，而有安全感。每尾10公斤以上母錦鯉魚售價為160萬人民幣，而公錦鯉魚僅為1.6萬人民幣。
 
                  
 
    11. 活水魚箱

   
    日本時尚吃生猛海鮮，餐飲店均飼養活海鮮。采用塑料活魚箱，活魚箱一端設循環水過濾系統、臭氧殺菌系統、降溫及保溫系統、純氧增氧系統，飼養密度較高，水清澈透明。
 
    表5. 活水魚箱主要參數

  
  
     12. 免換水魚缸及凈化球

     羽山株式會社裝配的免換水魚缸，是“傻瓜魚缸”。公司辦公室的魚缸已15個月未換水，未用藥，水清澈透明。魚缸中僅設3個裝置：循環水泵，將水汲入頂部過濾槽，過濾槽中僅設過濾棉及泡沫塑料，水中投入2個泡沫凈化球，水中添加1100L凈水劑。泡沫凈化球有20、40、60MM三種規格可浮于水面，有抑制藻類繁殖、凈化水體、去除異味、預防疾病等功能，為羽山株式會社開發新產品。魚缸中未設充氣裝置，所以水中溶氧低，僅2-3PPM，說明1100L凈水菌在低氧環境中仍有凈水功能。
 
    13. 人造水藻

    人造水藻是一種生物填料，是凈水微生物的載體，使微生物固定化，而提高微生物的活力與效率，可以加速生態的自然循環過程。
 
    人造水藻是屬于“軟性填料”，因為比表面積大大超過傳統的“硬性填料”，其凈水效果可提高20%～80%。
 
    人造水藻又名人造水草、生物基、生態基，日本稱“生物繩”。國產的人造水藻一般只采用一種材質，功能單一。而日本的人造水藻采用多種材質于一體，而俱有多種功能，例如以下多種纖維：
 
    1.聚丙烯：最具有親水性，容易吸附微生物。
 
    2.維尼綸與尼龍：即使附著大量微生物，也能保持形狀穩定性。
 
    3.聚偏二氧乙烯：帶正電荷，容易吸附帶負電荷的微生物。
 
    日本的人造水藻主要用于水環境治理、河道、景觀水、水庫，污水處理廠，以及水產養殖的凈水及人工繁殖。其中維尼綸纖維本身也帶正電荷，并具有親水性，容易吸附微生物，所以紫菜（海苔）養殖也已被采用。
人造水藻用于水產養殖，我們與復旦大學生物系，1987年已成功開發，并獲國家實用專利（專利號：87.2.11896.7），還獲上海市科技成果獎。近年又開發了納米功能人造水藻用于水產養殖與水環境治理。
 
    14. 城市污水處理廠
 
    福岡縣大牟田市與我國山西省大同市是姐妹城市，大牟田市有2個污水處理廠，南部污水處理廠負責處理進入管網80%城市污水。日處理能力13500噸，月電費3000萬日元，年處理成本6.5億日元，占地面積7萬M2，采用活性污泥法與添加高效菌種相結合的工藝，增氧機增氧。因為該廠在市區，全部污水池是封閉的，以防異味及噪音外泄。污水處理效果甚佳，出水清澈透明，經臭氧消毒后可以直接養魚。
 
    表6. 大牟田市污水處理廠凈水效果
 
 
 
    每天產生100噸污泥， 產沼氣10M3,可減量1/3。沼氣燃燒污泥，殘渣供水泥廠用。管網下水道中可以走人，廚房下腳，化糞池出液均可進入下水道。家庭化糞池糞便有專業公司抽去，集中處理。
 
    羽山株式會社的1100P菌種加入活性污泥池，可持續穩定一年以上，提高水質，減少污染。
 
    15. 養豬場污水處理站
 
    宮崎縣島原養豬場飼養1800頭肉豬，每天有污水6～8噸，污水處理站處理水池采用超新工藝—管柱樁連樁法，可以節約土建投資20%。污水處理采用活性污泥處理法加高效凈水菌。污水處理站，占地250M2，水容量280M2。工藝流程是先厭氧后好氧，用2臺5千瓦離心風機充氣增氧，因為已推廣豬飼料中添加了活菌劑，所以，污水池中不需要再人工接種菌種了，出水水質達標，但呈淡黃色。
 
    表7. 宮崎縣島原養豬場污水處理效果
 
 
    固態豬糞堆放發酵，由機械翻堆，自高溫殺菌，4天預處理后，再堆放1個月后銷售，每噸售價1500日元，由機械化翻垛機翻堆。有機肥每袋20公斤，可售40日元。
 
    16．泔腳資源化處理

    羽山株式會社高級微生物還應用于泔腳資源化處理，運用特有的微生物強化技術，通過向泔腳中加入具有特定功能的微生物，增加其對特定污染物的降解能力，從而改善整個處理體系去除難以降解污染物的處理效果。

    日本政府規定，酒店餐廚垃圾必須進行嚴格處理。福岡縣集中處理站均采用1m3大型臥式發酵罐，外有保溫層。以谷殼、小木片為載體，加菌后每天攪拌1~2小時，7天后即轉化為棕黑色有機肥。達到減量化，無害化，資源化。
 
    該站也銷售家庭與單位用小型泔腳處理機，為不銹鋼外殼，有多種型號，產品遠銷北京。
 
   表8 小型泔腳處理系統

 
   三. 后  語
 
    本次考察首先讓我們接受了一個新的理念，就是日本同行生產上正在探索與追求投資少而利益最大化的實用技術，生產上并不追求投資大、電耗大的所謂高水平設施。但在生活上則先走一步，他們把最先進的凈水設施用在家庭浴缸中，每臺售價達150萬人民幣。人先享受，而不是魚。
 
    愛因斯坦說：“要把復雜的問題簡單化，而不是只簡單一點兒”，羽山株式會社做到了這一點，用菌種可以同時解決水體凈化與污泥的消解，因此可以大大簡化水環境治理與水產養殖的工藝與裝備，而達到簡單化、“傻瓜化”.使工業化養魚成本與效益優于傳統的流水養魚與網箱養魚，并大大降低了對環境的污染。
 
    日本的設施農業棚舍都很簡陋，基本上是工棚式的，泥土地，塑料布或塑料板圍欄，就連奶牛場也一樣，不像我們一定要“工廠化”，“現代化”。他們“硬件”很簡單，但養殖工藝“軟件”很先進，水平高，而簡單易行，投資省，效益高，安全生產，低碳，環保。
 
    日本九洲的河道與天然水域已基本得到治理，所以，這些治水業者都紛紛向國外開拓市場，而在這方面我國蘊藏著巨大的商機。