碳源及生物膜干露时间对海水循环水养殖系统生物滤池净化效率的影响

摘要

生物滤池作为循环水养殖系统(RAS)水处理的核心单元，其净化效果直接关系到养殖效益的好坏，因此，目前关于如何提高生物滤池净水能力的研究越来越受研究人员青睐。在RAS中，有机碳源作为生物膜上微生物的重要营养物质，其在养殖水中的存在形式及含量大小，会对主要功能菌的代谢活动产生一定的作用，进而影响生物滤池的净水效果；生物膜干露时间长短与膜上主要功能菌群的数量变化之间存在一定关系，从而也会影响生物滤池净水能力。本文通过采用自制的循环水养殖模拟装置，系统地进行了关于有机碳源和干露时间在生物滤池净化过程方面的试验研究，主要研究内容与结果如下： 1、利用生物滤池模拟装置，以实际养殖废水为处理对象，探讨了4种常见有机碳源（葡萄糖、乙醇、红糖和淀粉）及不同碳氮比(C(TOC)/C(TN)=C/N)对有机物去除、硝化反应和异养反硝化作用等生物滤池主要净化过程的影响。碳源初选结果显示，同种碳源下，当C/N从0升高至6过程中，生物滤池对TAN（总氨氮）的去除率呈先升高后降低趋势；当C/N较小时，各组之间对NO2--N（亚硝酸盐氮）的去除率没有显著性差异（P>0.05），随着C/N继续升高，NO2--N去除率则显著降低（P<0.05）；乙醇组除外，随着C/N升高，其他3组对CODMn（高锰酸盐指数）的去除效果，先逐渐增强而后慢慢稳定；各组对NO3--N（硝酸盐氮）和TN（总氮）的去除效果先增强后减弱，且变化明显（P＜0.05），当C/N=4时，去除效果最好。碳源复选结果显示，在 C/N=4条件下，分别添加有机碳源（乙醇、淀粉、红糖和葡萄糖）的4组对C O DM n、TAN、N O3--N和TN的去除率与对照组相比，均明显较高（P＜0.05）；而对照组NO2--N的去除率最高，达到93.59%；乙醇组对水体中TAN、N O2--N、N O3--N和TN的净化效果好于其他3个碳源组。结果表明，乙醇作为外加碳源及C/N为4:1时，能很好地增强生物滤池的净化作用。 2、采用循环水养殖系统模拟装置，选择葡糖糖、乙醇、红糖和淀粉等4种碳源，按 C（TOC）/N=4控制添加量，对不同碳源组和对照组（不添加碳源）牙鲆幼鱼的养殖效果进行比较。结果显示，牙鲆幼鱼经过40 d的饲喂，对照组增重率最低，为104.0%，与乙醇组和葡萄糖组之间存在显著性差异（P<0.05）；各组存活率均超过85%；红糖组饵料系数略大于对照组，其它3组明显小于对照组；养殖过程中各组氨氮浓度均小于0.3 mg/L；硝酸盐浓度先升高后趋于稳定，稳定阶段对照组含量高于其它4组；添加少量可溶性有机碳源会导致养殖水体中有机物含量迅速升高，经过微生物分解利用短时间内又恢复正常。研究表明，向循环水养殖系统中添加适量有机碳源对牙鲆幼鱼的养殖效果起到促进作用。 3、为了在生产中建立科学的生物滤池清洗方法提供理论帮助，研究不同干露时间处理后，生物膜硝化作用效果及主要功能菌群数量的变化情况。结果表明：当干露时间为3h时，系统经过21h运行，生物膜对TAN和NO2--N的去除率分别最高，达到了80.1%和93.5%；各处理组经过相应干露时间处理后，生物载体上异养细菌和硝化细菌数量均明显减少；除了9h组和15 h组外，其它各组之间，主要功能菌群数量的差异非常显著（P<0.01）。综上所述，在实际生产中，在需要对生物滤池进行冲洗的情况下，冲洗时间应控制在3h左右。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

引言

第一章 文献综述

第一节 工厂化循环水养殖的特点与近况

第二节 有机碳源在生物滤池净化方面的研究

第三节 干露时间的研究

第四节 研究目的与主要内容

第二章 不同有机碳源及C/N对生物滤池净化效果的影响

2.1 前言

2.2 材料与方法

2.3 结果与分析

2.4 讨论

本章小结

第三章 不同有机碳源对牙鲆幼鱼循环水养殖效果的影响

3.1 前言

3.2 材料与方法

3.3 结果

3.4 讨论

本章小结

第四章 干露时间对生物膜净化效果的影响

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.3 结果与分析

4.4 讨论

本章小结

第五章 结论

参考文献

附录

致谢