循环水养殖系统中3种生物填料对水质的净化作用

为了研究生物填料在循环水养殖系统中的应用,在室内构建罗氏沼虾循环水养殖系统,研究3种类型的生物填料对水质的净化作用。结果表明,3种生物填料(聚乙烯小球M_1、陶瓷环M_2、弹性毛刷M_3)构成的生物滤池对养殖水体总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH_3-N)、亚硝态氮(NO_2-N)、化学需氧量(COD_(Mn))均有不同程度的去除效果,其中M_3对TN、TP、NH_3-N的平均清除率分别为17.81%、17.36%、18.04%,明显高于其他2种填料,M_2对NO_2-N的平均清除率为19.28%,明显高于M_1和M_3,3种填料对COD_(Mn)的平均清除率差异不明显。由结果可知,弹性毛刷填料对循环水养殖水质有较好的净化作用,是较为实用的生物填料。     

吉富罗非鱼养殖池塘水质调控集成技术研究

以吉富罗非鱼养殖池塘为对象,集成上、中、下层水质调控技术,研究其对池塘水质氮、磷净化效果。通过设置对照组(Y1)、5%蕹菜+5%填料+泼藻组(Y2)、5%蕹菜+5%填料+不泼藻组(Y3)、10%蕹菜+5%填料+泼藻组(Y4)、10%蕹菜+5%填料+不泼藻组(Y5)、5%蕹菜+10%填料+泼藻组(Y6)、5%蕹菜+10%填料+不泼藻组(Y7),测定高锰酸盐指数(COD_(Mn))、叶绿素a、总氮(TN)、NH_3-N、NO~-_2-N、NO~-_3-N、总磷(TP)、PO■-P等水质指标,并进行环境、效益评估。水质处理效果最优为NO~-_3-N、NO~-_2-N,COD_(Mn)、NH_3-N、PO■-P处理效果也较好,后期(8—9月)TP明显升高,Y4、Y5水质净化效果好。Y1、Y5经济效益较好。集成上、中、下层水质调控技术可显著增强水质氮、磷去除效果,Y5适合推广。     

池塘循环水养殖系统净化效果评价及分析

为了掌握养殖区水质在不同月份的变化规律,为以后的健康养殖模式提供科学且合理的理论依据,对养殖区池塘、人工湿地、沟渠、对照塘4个相关水体进行为期4个月的水质监测,测定水温(T)、溶解氧(DO)、水体透明度(SD)、pH值、氨态氮(NH_3-N)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD_(Mn))、总氮(TN)、亚硝态氮(NO-2-N)、叶绿素a(Chla)等指标。结果表明,池塘的T、TP、TN、SD、COD_(Mn)在7月与10月之间存在显著性差异(P0.05);人工湿地的pH值、TN、Chla在4个月中无显著性差异,T、TP、NH_3-N、NO-2-N、COD_(Mn)在7月与10月之间存在显著性差异(P0.05);沟渠的SD在4个月中无显著性差异,T、NH_3-N、COD_(Mn)、TN、TP、NO-2-N、Chla在7月与10月之间存在显著性差异(P0.05);对照塘的TN在4个月中无显著性差异,T、DO、SD、TP、NO-2-N、Chla在7月与10月之间存在显著性差异(P0.05)。其中养殖水体的营养状态大部分都处于重度富营养化,所以该养殖区域的养殖水富营养化程度比较严重,今后可以通过种植少量水生植物来对水质进行一定程度的净化。     

空心菜浮床栽培对寒冷地区养殖水体的净化效果

【目的】探寻空心菜在北方寒冷地区池塘养殖水体中的生长状况及对养殖水体的净化效果,为高纬度地区鱼菜共生模式的研究与应用提供科学依据。【方法】以无浮床不种植物为CK,6-9月在室外自然光条件下,进行水体中不同TN(总氮)、总磷(TP)负荷的长方体塑料水箱浮床覆盖率为50%的空心菜种植试验。【结果】空心菜能够适应较为广泛的营养条件,在池塘养殖水体中生长状况良好,相对生长速率(RGR)平均为0.116/d;相同覆盖率的空心菜浮床对不同TN、TP负荷的池塘养殖水体的去除效率无显著差异。【结论】空心菜在北方寒冷地区池塘养殖水体中生长良好,能促进养殖池塘水体水质净化,有效降低水体中NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、TN、TP、COD_(Mn)等污染物的含量。     

不同填料生物膜对海水养殖尾水的脱氮效能及微生物群落分析

为探究不同填料生物膜对海水养殖尾水氮污染物的处理能力,分别以无填料(C)、牡蛎壳(M)、珊瑚石(S)、弹性填料(T)和悬浮球填料(F)构建5组生物滤池,比较填料生物膜成熟时间、成膜情况及对不同氮污染物的24 h去除能力,同时利用高通量测序技术分析挂膜期间(20、40、60 d)填料生物膜上微生物群落的变化。结果表明：不同填料生物膜成熟时间需要46～50 d,珊瑚石所需时间最短(46 d);扫描电镜显示,弹性填料和悬浮球填料附着生物量最多,以杆状细菌为主;对氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的24 h去除率最高的填料分别是悬浮球填料(68.66%±6.27%)、珊瑚石(99.99%±0.00%)和悬浮球填料(6.73%±3.41%);高通量测序显示,随着挂膜时间延长,弹性填料生物膜上的细菌丰度显著增加,牡蛎壳和珊瑚石生物膜上的细菌多样性显著下降(P<0.05);在门分类水平上,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)是不同填料生物膜的主要优势菌群,硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、硝化刺菌门(Nitrospinae)的相对丰度随挂膜时间延长不断...     

高等水生植物与底栖动物对中华绒螯蟹养殖底质环境的协同净化效果

利用金鱼藻+田螺、浮叶眼子菜+田螺组合,2种植物覆盖率分别为20%、40%、60%,对中华绒螯蟹池底泥中总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD_(Mn))、氨态氮(NH_3-N)、亚硝酸态氮(NO~-_2-N)、硝态氮(NO~-_3-N)等因子的协同净化效果进行研究。研究结果表明,2种植物与中华圆田螺组合对底泥皆有明显净化效果,在植物覆盖率相同时,金鱼藻+田螺显著好于浮叶眼子菜+田螺;在植物相同时,植物覆盖率越高,净化效果越好,不同组合间净化效果差异明显;结合净化率、溶解氧(DO)昼夜变化情况,60%金鱼藻+田螺组合更适合用于中华绒螯蟹生态养殖。     

不同类型人工湿地处理富营养化水体的试验研究

【目的】针对富营养化水质,在同等条件下分别对表面流、潜流、垂直流3种人工湿地的净化作用进行对比,探索不同湿地类型应用于富营养化水体处理效率之间的差异。【方法】采用原位观测和室内化验的方法测定了人工湿地不同季节水质状况(TN、NH_4~+-N、TP、高锰酸钾指数、BOD_5和COD_(Cr)),研究了不同类型人工湿地对富营养化水体的净化作用。【结果】不同类型的人工湿地对水体的营养成分净化效果存在较大的差异,虽然具体的净化效果不尽相同,但3种类型的湿地对TN、NH_4~+-N、TP、高锰酸钾指数、BOD_5和COD_(Cr)去除率均体现出明显的季节变化特点,均呈倒"V"形的变化趋势,并在夏季达到最大水平的去除率,同样的月份,垂直流对水质各指标的去除效果最佳,其次是潜流、表面流,其中对BOD_5和COD_(Cr)的去除效果相对更佳,不同类型人工湿地对NH_4~+-N、TN的去除率在0.05的显著性水平下存在明显的差异,对高锰酸钾指数净化效果相差不大;垂直流和表面流对BOD_5和COD_(Cr)去除率差异并不显著。与潜流和表面流湿地相比,垂直流湿地植被N含量、P含量、N积累量和P积累量均为最高,而潜流和表面流差异不大。通过相关性分析发现,就这3种不同类型的人工湿地而言,其对NH_4~+-N、TN、TP的去除率分别与湿地植物N、P含量及累计量存在显著相关性,以此达到去除水质中N、P等元素的目的。【结论】垂直流人工湿地对富营养化水体的净化效果更佳。     

不同沉水植物及其组合对水质的净化效果

[目的]研究不同沉水植物及其组合对水质的净化效果。[方法]通过静态模拟试验,对3种不同的沉水植物(轮叶黑藻、苦草、粉绿狐尾藻)及其4种组合方式(苦+轮、苦+粉、轮+粉和苦+轮+粉)对水体中NH3-N、TP和COD_(Mn)的净化效果进行研究。[结果]单一沉水植物中,苦草对水体中TP和COD_(Mn)的净化效果相对较好,最大去除率分别达52.3%和43.2%,轮叶黑藻对NH3-N净化效果最佳,最大去除率达60.3%。4种组合方式中,苦+轮的水质净化效果相对最佳,对水体中NH3-N、TP和COD_(Mn)的最大去除率分别达62.6%、58.6%和40.2%。[结论]综合分析3种沉水植物及其组合方式对NH3-N、TP和COD_(Mn)的平均净化效果,轮叶黑藻、苦草、苦+轮和苦+粉的综合净化效果较好,表明轮叶黑藻、苦草、苦+轮和苦+粉更适合作为水体原位修复的种植植物。     

生物炭对多介质土壤层系统(MSL) 处理农村生活污水的效果

为了提高多介质土壤层(MSL)系统对农村生活污水的处理效果,利用稻壳生物炭为研究对象,探究生物炭对MSL系统处理农村生活污水效果的影响。结果表明,稻壳生物炭作为MSL系统填料时对污水中化学需氧量(COD)、氨态氮(NH_3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的去除效率有明显的提高,COD、NH_3-N、TN、TP去除率分别为木屑填料组的1.10、1.11、1.07、1.09倍,为稻秆填料组的1.20、1.25、1.16、1.16倍,且去除性能稳定。添加了生物炭的MSL系统中COD、NH_3-N、TN、TP的降解过程符合一级反应动力学模型。     

江西省中小型湖泊营养特性及其水体季节变化规律

选择江西省20个中小型湖泊水体进行不同季节的高锰酸盐指数(COD_(Mn))、总磷(TP)、总氮(TN)、叶绿素a(Chl.a)等水体营养指标参数分析,开展湖泊水体环境变化特征及生物响应机制研究。结果表明:叶绿素a、TN、NO_3-N、NO_2-N、NH4-N的具有强烈的季节性变化规律,且与TP浓度密切相关;TP 0.1mg/L时,叶绿素a、无机氮随总磷升高的趋势冬季大于其他季节,NO_3-N、NO_2-N与TN/TP有两个季节相关性较好;0.1mg/L TP 0.2mg/L时,各季节叶绿素a随总磷升高趋势增强,各季节无机氮随总磷升高趋势波动;TP 0.2mg/L时,叶绿素a、无机氮随总磷升高趋势增强。     

生物强化技术在河道水体治理中的应用

以琼江河潼南区小渡段为试验段,研究了以投加复合微生物菌剂为主、底泥曝气为辅的生物强化技术对水体中COD_(Cr)、NH_3-N、TP的降解效果。结果表明,对试验水体进行生物强化之后,COD_(Cr)、NH_3-N、TP的去除率分别达51.72%、41.44%、52.38%,水质稳定达到《GB 3838—2002》地表水环境质量标准的Ⅲ类水标准。说明生物强化技术可以有效地解决自然水体中污染物含量超标、水环境状况差等问题,为河道水体治理提供新的思路。     

复合人工湿地处理低浓度畜禽养殖废水的净化效果

为了解人工湿地对低浓度畜禽养殖废水的去除速度与净化效果,采用4级复合人工湿地以间歇进水的方式处理低浓度猪场废水,监测不同时期各级湿地进出水中TN、TP、NH_4~+-N、COD_(Cr)等污染物指标浓度的变化。结果表明,复合人工湿地进水中TN、TP、NH_4~+-N、CODCr年平均初始浓度分别为41.6、8.4、21.4、253.9 mg·L~(-1),去除率分别为94.66%、79.36%、91.04%、32.32%。其中1级湿地(芦苇-砾石垂直渗透流)对TN、TP和CODCr去除速度较快,分别为2.9、0.6、7.5 g·m~(-2)·d~(-1);2级湿地(芦苇-沸石垂直渗透流)对NH_4~+-N去除速度较快,为1.8 g·m~(-2)·d~(-1);3级湿地(芦苇-砾石水平潜流)和4级湿地(稻田水平表面流)对污染物的去除速度较低,对TN、TP、NH_4~+-N的去除速度均小于0.4 g·m~(-2)·d~(-1),对COD_(Cr)的去除速度小于2.3 g·m~(-2)·d~(-1)。污染物去除率受季节温度变化的影响较小。     

基于生物协同作用的强化生态浮床对养殖水体的净化效果

为了提高传统植物浮床对养殖水体的净化效果,降低养殖排放水污染,采用在凤眼莲Eichhornia crassipes浮床底部放置生物陶粒基质的方法构建强化生态浮床,研究了该强化生态浮床对养殖水体的净化效果。结果表明:用强化生态浮床净化水体16d时,对总氮(TN)、氨氮(NH+4-N)、亚硝氮(NO-2-N)、总磷(TP)、化学耗氧量(COD)的去除率分别达到48.57%、68.52%、77.05%、71.17%、47.22%,均显著高于凤眼莲组和生物陶粒组(P0.05);经强化生态浮床净化后的养殖水体中,TN、TP水平分别达到淡水池塘养殖排放水一级标准(SC/T9101—2007),NH+4-N浓度降至0.20mg/L以下,NO-2-N浓度降至0.01mg/L以下。研究表明,强化生态浮床中植物、基质和微生物的协同作用提高了其对污染物的去除效果。     

“空心菜-水芹”轮作对养殖池塘水质和底质环境的影响

通过测定TOC、COD、Chl、TN、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、TP、PO_4~(3-)-P等水质指标和底泥中TOC、TN、TP指标,探究"空心菜-水芹"轮作模式对不同养殖品种和养殖数量情况下养殖池塘水质和底质环境的影响。结果表明,在轮作模式前期,空心菜(Ipomoea aquatica)种植能显著降低甘露青鱼(Mylopharyngodon piceus)养殖场TOC、Chl、TN、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、PO_4~(3-)-P等水质指标,能显著降低苏州经济鱼亲本塘TOC、COD、Chl、NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N、TP等水质指标。轮作后期水芹(Oenanthe stolonifera)种植能降低甘露青鱼养殖场TOC、NO_3~--N、TP等水质指标,降低苏州经济鱼亲本塘TOC、COD、NH_4~+-N、NO_3~--N、TP等水质指标。轮作前、后期均能降低底质TOC、TN和TP含量。"空心菜-水芹"轮作模式能显著降低养殖池塘水体中TOC、NH_4~+-N、NO_3~--N、TP指标和底泥中TOC、TN、TP指标。     

多功能生态塘对高密度水产养殖尾水的净化效果

为实现高密度养殖尾水的高效净化和循环利用,选择由具有弹性填料的接触氧化塘、稳定塘和沉水涵养塘耦合的多功能生态塘,对高密度水产养殖尾水的净化效果进行研究。结果表明,当接触氧化塘填料生物膜挂膜成熟后,当养鱼塘尾水(总氮浓度为6.84~13.98 mg/L,总磷浓度为0.92~6.52 mg/L)与多功能生态塘之间水体交换量处于6.25%~37.50%时,耦合的多功能生态塘对高密度养殖尾水的总氮、总磷、硝态氮、亚硝态氮和氨态氮均有良好的去除效果,净化后水体亚硝态氮和氨态氮浓度均低于中国渔业养殖水标准值0.12 mg/L和0.02 mg/L,可循环至养鱼池再利用。因此,本研究耦合的多功能生态塘可达到改善水源水质,高效净化养殖尾水并循环利用的目的,对中国养殖业的可持续发展和水资源高效利用具有积极意义。     

不同生态浮床对景观水质的净化效果

【目的】明确不同生态浮床改善亚热带地区景观水质的效果,为我国南方地区应用生态浮床技术修复生态水环境提供参考依据。【方法】对比分析不同生态浮床对景观水体化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)去除能力及浮床植物生长状况的影响。【结果】美人蕉、鸢尾、花叶芦竹均能适应较高有机物及氮、磷浓度的水体,具有良好的适应性,对水体COD、TP、TN及NH4+-N也表现出良好的去除能力,但以美人蕉的净化效果最佳。美人蕉+组合填料生态浮床、美人蕉生态浮床、组合填料浮床对水体COD、TP、TN及NH4+-N的去除能力分别为33.75~48.98、0.23~0.93、3.71~10.26和4.12~8.44 mg/m2,3种不同生态浮床对水体COD、TP、TN和NH4+-N的去除能力存在极显著差异(P<0.01),去除能力排序为美人蕉+组合填料生态浮床>美人蕉生态浮床>组合填料浮床。【结论】美人蕉+组合填料生态浮床对水体COD、TP、TN及NH4+-N的去除效果最佳,较单一使用美人蕉生态浮床和组合填料浮床的净化效果更具优势,可作为我国南方地区修复生态水环境的首选生态浮床。     

生态沟-湿地系统对农田排水氮磷的去除效应

为探讨生态拦截系统对农田尾水氮、磷的去除效应及其应用前景,在太湖水源地陆域保护区原位构建生态沟-湿地系统对涵盖施肥期的农田尾水进行了拦截净化。结果表明,生态沟-湿地系统可对TN、NH_4+-N、TP平均浓度分别为23.45、19.87 mg·L-1和0.341 mg·L-1的高浓度农田尾水有效净化,出流最低TN、NH_4+-N分别可达地表Ⅴ类水和Ⅳ类水标准,出流TP稳定达到地表Ⅲ类水标准。生态沟对农田排水TN、NH_4+-N、TP平均去除率分别为49.95%、48.55%和53.22%,尾水进入人工湿地后得到再次净化,去除率分别为18.4%、9.43%和23.35%,系统总体去除率分别为59.6%、51.69%和60.92%。研究表明,生态沟末端配置人工湿地能有效提高氮、磷去除效率,系统具有一定的环境经济效益和可移植性,为太湖东部同类型农田排水的生态拦截提供案例参考。     

太湖地区河蟹“养殖-净化”复合系统氮磷循环模拟模型研究

以“养殖-净化”复合系统为对象,探讨河蟹养殖尾水达标排放（地表Ⅲ类水）的工程与技术措施。通过构建系统动力学模型,模拟河蟹养殖尾水达标排放的最佳养殖塘与净化塘的面积比,及不同饵料替代比例、水质调控技术与净化效率对养殖塘和净化塘水体TN和TP浓度的影响。模拟结果显示,在常规养殖条件下,要使净化尾水达到地表Ⅲ类水标准,养殖塘与净化塘的最佳面积比为20.5∶1。商品饲料代替5%、10% 和15%时,养殖塘TN浓度分别降低3.1%、6.3% 和 10.0%,TP浓度分别降低4.2%、8.3% 和8.3%;净化塘TN浓度分别降低4.5%、10.1% 和14.6%。养殖塘水质调控技术对养殖塘和净化塘水体的TN和TP浓度无显著影响。与水葫芦收获1次相比,收获2次和3次的养殖塘TN浓度分别显著降低10.0%和10.0%,TP浓度降低11.1%和11.1%;净化塘TN浓度分别降低16.1%和17.2%。水葫芦收获2次与3次对养殖塘和净化塘水体TN、TP浓度变化无显著影响。以上结果表明,河蟹养殖工程可以按照养殖塘与净化塘的面积比为20.5∶1进行构建,二塘水体的TN、TP浓度随商品饲料替代比例增加而降低;净化塘水葫芦只需收获2次,净化水质即可达标地表Ⅲ类水。     

有效微生物菌群与大薸联合净化养殖水体的效果

为了研究有效微生物菌群与水生植物构建的联合净化体系对集约化养殖水体的净化效果,在池塘水体中添加3.0×1010CFU/m3EM(有效微生物菌群)菌液的基础上移植水生植物大薸(Pistia stratiotes),构建了微生物-水生植物联合净化体系,研究了该体系对养殖水体的净化效果。结果表明,微生物-水生植物联合净化体系对总氮(TN)、氨态氮(NH+4-N)、亚硝态氮(NO-2-N)、总磷(TP)、化学耗氧量(COD)的净化效果均显著优于微生物EM菌液组(P0.05)。经联合净化后的水体中TN、TP水平降至淡水养殖池塘排放水一级标准,NH+4-N水平降至0.3mg/L以下,而NO-2-N水平则降至0.1 mg/L以下。微生物-水生植物联合净化体系对水质的净化效果与净化体系使用时间呈现较好的正相关关系,在前8 d对TN、NH+4-N、NO-2-N、TP去除速率较快。可见,在养殖池塘中采用EM菌液与大薸构建的微生物-水生植物联合净化体系能够有效去除水中氮、磷等营养物质,并且水生植物大薸覆盖面积为20%的净化效果比覆盖面积10%的效果好。     

不同比例"鱼腥草-薄荷-空心菜"浮床对吉富罗非鱼养殖池塘环境的影响

[目的]采用"鱼腥草-薄荷-空心菜"三明治模型浮床对吉富罗非鱼养殖池塘开展水质净化研究。[方法]2017年6—10月对鱼腥草、薄荷、空心菜进行三明治模型不同配比(植物种植比例为1∶1∶1,占比10%和20%)研究,测定COD_(Mn)、Chla、TN、NH4+-N、NO_3~--N、NO_2~--N、TP、PO_4~(3-)-P等水质指标和底质TN、TP指标。[结果]2017年7—9月三明治塘COD_(Mn)、Chla、TN、NO_2~--N、TP、PO_4~(3-)-P显著下降,对磷的去除效果较好,种植初期和后期容易造成水质TN、Chla等指标上升。[结论]构建三明治浮床时,10%浮床种植面积的净水效果较20%浮床种植面积好。