碳源及C/N对复合菌群净化循环养殖废水的影响

为了解决循环养殖废水水质处理过程中存在的脱氮碳源不足问题,从而提高整个循环养殖废水生物脱氮效率.实验以高NO3-N降解能力和低NO2--N积累量为碳源优化指标,研究了乙醇、丙三醇、葡萄糖、蔗糖、乙酸钠和酒石酸钾钠6种碳源及不同碳氮比(C/N)对复合菌群净化循环养殖废水效果的影响.碳源初筛结果显示,当以葡萄糖、蔗糖等糖类物质为外加碳源时,实验过程中NO2--N积累现象较明显,最高可达12.4 mg/L;当以醇类物质为外加碳源时,NO2--N积累量较低,最高也只有1.3 mg/L.碳源复筛结果显示,不同碳源及C/N对养殖废水的NH4+-N去除率并无显著差异,且各处理组的NH4+-N去除率高达98.2％,显著地高于对照组(P＜0.05);以乙醇为外加碳源且C/N为3∶1时,复合菌群对养殖废水的TN、NH4+-N和NO3--N去除率分别高达93.3％、98.9％和91.8％,均显著地高于对照组(P＜0.05).综合考虑外加碳源的实用性和经济性等因素,选取乙醇作为复合菌群净化养殖废水的外加碳源,相应的C/N为3∶1.虽然外加碳源短期内会引起水体CODMn含量大幅升高,但可被复合菌群迅速降解;此外,外加碳源还能改善水体pH值,经处理组净化后的水体pH值维持在7.2～7.8.结果表明,循环养殖废水水质净化过程中添加相应的碳源并适当控制C/N能显著改善池水水质,提高生物脱氮效率.     

碳源及C/N对反硝化细菌净化循环养殖废水的影响

针对目前循环养殖废水水质处理过程中存在脱氮碳源不足的问题,本文以高NO3--N降解能力和低NO2--N积累量为碳源优化指标,研究了乙醇、丙三醇、葡萄糖、蔗糖、乙酸钠和酒石酸钾钠6种碳源及不同碳氮比（C/N）对复合菌群净化循环养殖废水效果的影响。试验结果显示,不同碳源及C/N对养殖废水的NH4 -N去除率并无显著差异,且各处理组的NH4 -N去除率高达98%左右,显著地高于对照组（p<0.05）;当以葡萄糖、蔗糖等糖类物质为外加碳源时,试验过程中有明显的NO2--N积累现象;当以醇类物质为外加碳源时,NO2--N积累量几乎为零,且NO3--N去除率高达90%左右,显著地高于对照组（58.96%）;特别是以乙醇为外加碳源且C/N为3.0时,复合菌群对养殖废水的TN、NH4 -N和NO3--N去除率分别高达93.28%、98.90%和91.82%。虽然外加碳源短期内会引起水体CODMn含量大幅升高,但可被反硝化细菌迅速降解;此外,外加碳源还能改善水体pH值,经处理组净化后的水体pH值维持在7.5左右。试验结果表明,循环养殖废水水质净化过程中添加相应的碳源及并适当控制C/N比能显著改善池水水质,提高生物脱氮效率。     

添加营养物质提高商品水质净化菌剂净化能力的研究

利用室内试验,研究了添加营养物质提高商品水质净化菌剂SYMCORE BZTTM的净化能力的方法。研究分两部分,第1部分设1个对照组和2个试验组,研究了添加营养物质对水质净化菌剂的净化能力的影响;第2部分设1个对照组和15个试验组,研究了营养物质添加量配比与净化效果的关系。通过计算葡萄糖和磷酸盐的添加量对COD、NH4+-N和NO2--N去除率的影响,建立了相关模型。实验结果表明,添加葡萄糖和磷酸二氢钾能显著提高水质净化菌剂对养殖废水的净化能力。添加葡萄糖使COD、NH4+-N和NO2--N的去除率分别提高了21.92%、34.43%和57.41%;添加磷酸盐使COD、NH4+-N和NO2--N的去除率分别提高了30.02%、53.45%和15.08%。当C∶N∶P=62.5∶4.85∶1时,水质净化菌剂对养殖废水中COD的净化效果最佳;当C∶N∶P=37.5∶4.51∶1时,对氨氮的去除效果最好;当C∶N∶P=25∶2.97∶1时,对亚硝酸氮的净化能力最高。葡萄糖与磷酸盐的添加量与3种污染物去除率的关系可以用二项式曲线拟合。实验结果与拟合结果相符。为养殖废水的生物修复和微生物制剂的推广应用提供了理论和技术依据...     

金沙江一级支流龙川江水体氮磷含量动态分析

2007～2009年在龙川江楚雄水文站进行采样分析,对龙川江氮(N)、磷(P)含量变化及输出特征进行了研究.结果表明,总氮(TN)和总磷(TP)月均含量分别为1.088～3.834 mg/L和0.091～2.036 mg/L;其中,N以NO3--N为主,占总氮含量的39.4%～93.7%;P输出以颗粒态磷(PP)为主,占TP的93.6%.TN、NH4+-N和NO3--N的含量随着流量增大而呈现出先升高、后降低的趋势,据此分析流域内主要的N源为农业面源污染;总磷含量随悬浮物含量和流量的升高而升高,且相互之间存在着极其显著的正相关关系.控制雨季土壤的冲刷侵蚀是有效控制磷径流输出的最重要方式.     

印度小竹节草的生物修复潜力研究

为探究印度小竹节草的生物修复潜力,本研究采用实验生态学方法研究了印度小竹节草对铜绿微囊藻的抑制作用和富营养化水体氮磷的去除效果。实验通过分别设置4个栽培密度（1,2,3和4 g/L）,3个营养盐梯度（中营养,富营养和极富营养）,跟踪检测了培养液中硝氮（NO3-N）、亚硝氮（NO2-N）、氨氮（NH4-N）、总氮（TN）和总磷（TP）的浓度变化;并对印度小竹节草与铜绿微囊藻共培养下铜绿微囊藻的生长状况及营养盐的衰减状况进行了初步研究。结果表明,印度小竹节草具有很强的营养盐去除能力,栽培密度为4 g/L时,TN和TP去除率最高,分别为99.50%和93.45%,各处理组间的TN和TP去除率差异性不显著。营养程度对印度小竹节草N、P吸收速率具有极显著性影响,N、P吸收速率随着各组 N、P 浓度的升高而增加,极富营养处理组TN、TP吸收速率达到最高,分别为1.11和0.15 μmol/(g ? h)。同时,极富营养处理组TN、TP去除率也显著高于其他处理组,分别高达99.46%和90.75%。共培养实验表明,印度小竹节草对铜绿微囊藻具有较好的抑制效果,抑藻率高达99.89%。实验组TP浓度后期大幅度下降,与对照组存在极显著差异性,且NH4-N浓度极显著低于对照组。综合以上实验结果,印度小竹节草可考虑作为生物修复物种在富营养化水体进行种植,同时在铜绿微囊藻水华预防方面也具有一定的应用潜力。     

水力停留时间、水温与氨氮浓度对浸没式生物滤池氨氮去除速率的效应

本文研究了采用浸没式生物滤池处理集约化养殖污水时 ,水力停留时间 (HRT/min)、水温(T/℃ )、总氨氮浓度 ([TAN] ,mgNH+4-N/L)对总氨氮去除速率 (R/gNH+4-N/m3 h)的效应。对实验数据的分析结果表明 ,它们之间的经验方程为 :当 [TAN]≥ 2 85mgNH+ 4-N/L ,R =0 2 6+ 0 2 9·HRT + 0 0 0 8·HRT·T -0 0 1·HRT2 ;当 [TAN]≤ 2 85mgNH+ 4-N /L ,R =(-0 78+ 0 2·HRT + 0 0 0 3·HRT·T -0 0 0 7·HRT2 )·[TAN ]+ 0 2 45。上述模型可说明在单因素作用时 ,氨氮去除速率与水温线性正相关 ,与总氨氮浓度为零级、一级反应关系 ,与水力停留时间呈双曲线相关。一定的水温、氨氮负荷条件下 ,存在使氨氮去除速率最大的水力停留时间 ,这对最优化设计与运行浸没式生物滤池有指导意义     

养殖水电化学同步脱氮响应面优化与验证

本研究先通过单因子实验分析了电流密度、极板面积比、极板间距和初始pH对总氨氮(TAN)和硝态氮(NO3–-N)去除率的影响。采用Design-Expert软件中Box-Behnken的中心组合原则设计四因素三水平响应面实验,考察不同影响因子对脱氮效率的影响,并建立响应面模型优化反应条件,最后对优化的反应条件进行验证。结果显示,电流密度、极板面积比、极板间距和初始pH的变化对TAN去除影响不大,在所选反应条件下,TAN去除率均高于80%,但反应条件的改变显著影响硝酸盐(NO3?)的去除,NO3?去除率在29.8%~80.9%范围内变化。响应面模型的回归系数R2为0.9340,校正系数R2为0.8681,说明该模型具有较好的准确性。NO3?去除最优反应条件：电流密度为25.6 mA/cm2,阴阳极板面积比为1.6∶1,极板间距为2.5 cm,初始pH为6.6,对该反应条件下的脱氮效果展开实验验证发现,TAN去除率为87.3%,NO3?去除率为81.5%。研究表明,电化学处理可实现对TAN和NO3–-N的同步去除,同时,响应面模型的运用有助于优化电化学法在养殖水处理中的脱氮效率。     

叶轮气浮装置设计及其在海水循环水养殖系统中的净化效果

为使气浮分离技术在工厂化循环水养殖水处理中的应用更加优化与规范化,改善气浮分离法的集成应用效果,通过优化设计适于循环水养殖水处理需求的各零部件,组装成叶轮气浮装置,集成应用于石斑鱼海水(盐度15)循环水养殖系统中。水质检测结果显示,进气量10 m3/h、水力停留时间(HRT)25 min是本实验叶轮气浮装置的最佳运行工况;最佳工况下,本叶轮气浮装置对总悬浮颗粒物(TSS)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)、总氨氮(TAN)和亚硝酸盐氮(NO2--N)的平均去除率分别为42.13%、35%、32.69%、10.27%和7.64%,最高去除率分别为46.76%、40%、38.31%、14.04%和13.87%。研究表明,叶轮气浮装置能通过泡沫分离去除有机物,同时降低水体中的COD和TN水平,而对溶解性的TAN和NO2--N去除效果较差。     

不同氮素形式的C/N对生物絮团氨氮转化效率及营养组分的影响

碳氮比(C/N)调控是生物絮团养殖的核心技术特征,相关研究和实践中C/N中的碳和氮有不同的表征形式,本研究用溶解有机碳(dissolved organic carbon, DOC)表征碳,分别用总氮(total nitrogen, TN)、溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen, DIN)、总氨氮(total ammonia nitrogen, TAN)表征氮,比较了相同C/N、不同氮素形式条件下生物絮团的氨氮去除能力、基本营养组分、氮代谢相关功能基因及总异养菌数量。实验设置A组DOC/TN为20, B组DOC/DIN为20, C组DOC/TAN为20。各实验组8 h内可将10 mg/L氨氮降低到1 mg/L以下, TAN去除速率分别为(2.11±0.05)mgTAN/gTSS·h、(2.00±0.02)mgTAN/gTSS·h和(2.09±0.02)mgTAN/gTSS·h,A组显著高于B组(P<0.05),C组与A、B组无显著差异。各组絮团粗蛋白含量无显著差异,C组絮团粗脂肪含量显著高于B组和A组(P<0.05),主要氨基酸和脂肪酸组分含量...     

几种环境因子对循环水养殖系统中生物膜净化效率的研究

为研究环境因子对生物膜水质净化效果,对爆炸棉为滤料的生物滤器进行了试验。采用优势菌种挂膜后,在不同水温、溶氧(DO)、盐度、p H条件下,研究生物滤器对人工加富的海水养殖废水水质的净化效果。结果显示,水温28℃时,化学需氧量(CODMn)、氨氮(NH4+-N)、亚硝酸盐氮(NO2--N)、磷酸盐(PO43--P)去除率分别为69.3%、93.7%、93.7%、19.4%;DO 6.00 mg/L时,CODMn、NH4+-N、NO2--N、PO43--P去除率分别为72.8%、91.7%、97%、15.6%;盐度25时,CODMn、NH4+-N、NO2--N、硝酸盐氮(NO3--N)、PO43--P去除率分别为57.1%、98.4%、99.9%、100%、42%;p H 7.5时,CODMn、NH4+-N去除率分别为72.8%、93.3%。研究表明,水温28℃、DO 6.00mg/L、盐度25和p H 7.5为该生物滤器最适水质净化条件,此时生物膜净化效率较高,出水水质较好。     

蕹菜和水鳖对泥质与沙质底养殖水体的净化效果研究

为解决淡水池塘集约化投饲养殖水体的营养物质富集问题,采用围隔试验方法,研究了蕹菜(Ipomoea aquatica)和水鳖(Hydrocharis dubia)两种植物对泥质和沙质两种底质养殖水体的净化效果。研究发现:泥质底水体的氨氮、亚硝酸盐氮和总磷(TP)自净去除率显著低于沙质底,而泥质底水体的高锰酸盐指数(CODMn)自净去除率显著高于沙质底(P<0.05);不同底质水体中,两种植物对水体氨氮、亚硝酸盐氮、总氮(TN)和CODMn的去除率显著高于相应对照组(P<0.05);12.5%与25.0%的水鳖处理对营养物质的去除率基本无显著差异(P>0.05),12.5%的蕹菜与水鳖处理组仅在泥质底水体中水鳖(MSBI)对氨氮的去除率显著小于蕹菜(MKC)以及MSBI对亚硝酸盐氮的去除率显著高于MKC(P<0.05);泥质底水体中植物处理对氨氮、亚硝酸盐氮、TN、TP和CODMn的最大去除率分别为60.07%、54.78%、52.68%、23.96%和47.32%,沙质底分别为72.43%、83.54%、57.20%、37.07%和40.75%;此外,试验末植物处理组水体的所测营养物质均存在一定程度的上升。沙质底水体中氨氮、亚硝酸盐氮和TP等营养物质波动较大且自净去除率高于泥质底;在泥质和沙质底水体中蕹菜和水鳖浮床均具有显著净化作用,本地种水鳖可作为生态浮床的潜力净水植物;浮床应用过程中应加强收割与收获等管理,以避免水体二次污染。     

3种微藻对海水集约化对虾养殖尾水氮磷的去除效果

基于对虾生物絮团集约化养殖尾水含有高浓度硝态氮和磷酸盐的特征，比较分析钝顶螺旋藻（Spirulina platensis）、牟氏角毛藻（Chaetoceros muelleri）、盐藻（Dunaliella sp.）3种微藻在配制尾水中的存活生长状况及其对无机氮磷的去除效果，以期筛选出适宜的微藻用于后续尾水净化技术。采用显微镜计数法测定藻细胞密度，国标法测定总无机氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮和磷酸盐的含量。结果显示，钝顶螺旋藻在实验前后的藻细胞密度变化不大（P>0.05），约为3.32×106 个/mL和5.88×106 个/mL；牟氏角毛藻和盐藻细胞密度有明显增加（P<0.05），分别从初始的4.00×104 个/mL和2.50×105 个/mL升高至实验结束时的1.66×106 个/mL和1.06×107 个/mL。经过16 d实验，钝顶螺旋藻组对硝态氮和总无机氮去除率分别为79.60%和46.06%，显著高于其他各组（P<0.05），第8天时对磷酸盐的去除率可高达98.55%；牟氏角毛藻组16 d的磷酸盐去除率为98.25%，显著高于其他各组（P<0.05）。研究表明，3种微藻均可在对虾养殖尾水环境中存活，且对尾水氮磷具有较好的净化效果。     

碳源对海水水族箱脱氮系统运行效果的影响

研究不同碳源对海水水族箱脱氮系统运行效果的影响,从而为系统高效运行提供依据。结果表明,当初始硝酸盐浓度为100 mg/L时,分别以乙醇、乙酸钠、柠檬酸钠和葡萄糖作为唯一碳源,海水水族箱中硝酸盐去除效果达到99%所需时间分别为8 d9、d1、0 d和11 d。以葡萄糖和柠檬酸钠为唯一碳源时,水族箱中亚硝酸盐呈现出先积累再消耗的变化规律,亚硝酸盐峰值浓度分别为16.7 mg/L和17.6 mg/L,并分别在13d和11 d降解到0.1 mg/L以下;而分别以乙醇和乙酸钠作为唯一碳源时,水族箱中亚硝酸盐氮浓度均维持在0.1 mg/L以下。以乙醇作为唯一碳源时,水族箱中DO迅速下降,8 d时稳定在2 mg/L左右,分别投加其他3种碳源时,水族箱中DO始终维持在6 mg/L以上。除柠檬酸钠外,投加碳源后水族箱中浊度和pH未出现明显变化。     

天津周边海域表层水体理化要素分布特征和水质评价

通过对天津周边海域表层水体的一些理化要素进行调查,得到化学需氧量(CODMn)、活性磷酸盐(PO34--P)、氨氮(NH4+-N)、亚硝酸盐氮(NO2--N)及硝酸盐氮(NO3--N)含量从离岸近的海域向外海方向递减。水温、pH值、盐度的变化趋势则正好相反;在此次调查期间,天津周边海域海水中无机氮的主要存在形式为NO3--N和NO2--N;相关性分析表明,盐度与化学需氧量、活性磷酸盐、无机氮、亚硝酸盐氮在p=0.01水平上均呈极显著负相关;活性磷酸盐与无机氮、NO2--N和NH4+-N含量均在p=0.01水平上呈极显著正相关;由N/P比和E值的平面分布图可以得到,沿岸N/P比最低,离岸越远的地方N/P比越高。E值的平面分布恰恰相反。北塘附近海域依然是富营养化最严重的区域;本调查海域主要是磷限制,无机氮仍然是此海域的首要污染因子,其次是化学需氧量。     

生物强化移动床生物膜反应器处理水产养殖循环水初步研究

利用自制的硝化细菌菌剂促进移动床生物膜反应器(Moving bed biofilm reactor,MBBR)的挂膜启动,分析不同载体氨氮负荷、碳氮比条件下反应器运行状况,并进一步进行了实验室模拟循环水养殖草金鱼实验。结果显示,利用自制硝化菌剂能够完成整个移动床反应器的启动过程,在接种15 d后使循环出水氨氮稳定在1 mg/L以下。单位体积载体氨氮负荷实验表明,MBBR能够在100 mg TAN/(L填料·d)条件下,使出水满足一般水产养殖水质要求(氨氮0.5 mg/L,亚硝氮0.1 mg/L)。进水碳氮比在1以内时MBBR能够稳定高效运行。在实验室模拟循环水养殖过程中,经菌剂强化的MBBR能维持循环出水氨氮低于0.5 mg/L,亚硝氮低于0.05 mg/L。     

不同C/N对草鱼池生物絮团的形成及水质的影响研究

为了研究草鱼池生物絮团形成所需的适合C/N,实验分析不同C/N水平对水泥池中生物絮团的形成、水质及草鱼生长的影响。对照组投喂基础饲料(C/N为10.8∶1),实验组在基础饲料上添加葡萄糖,控制C/N分别为15∶1、20∶1和25∶1。结果显示,当C/N≥15时,形成的生物絮团可以有效的调节水质,降低水体中的氨氮、亚硝酸盐氮水平;各组的生物絮团体积指数(FVI)随养殖时间逐步增加,在第14天趋于稳定;随着C/N增高,尽管实验组水体中形成的生物絮团粗蛋白含量显著高于对照组(P<0.05),但是草鱼生长却呈下降趋势。综合而言,生物絮团技术应用于草鱼养殖适宜的C/N为15,该比值能促进生物絮团的形成,并能有效降低水中的氨氮、亚硝酸盐氮水平。     

不同流向对曝气生物滤池处理对对虾养殖污水效果的影响

采用上流式和下流式曝气生物滤池处理凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖污水,连续进行30 d,分析出水水质,并观察系统运行情况和装置污染状况。研究了养殖污水中化学需氧量、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、无机氮及活性磷酸盐6项指标的去除效果。实验结果表明:从养殖污水主要污染物指标的去除效果和稳定性上看,上流式优于下流式曝气生物滤池。在系统进水化学需氧量质量浓度为7.62～8.20 mg/L、氨氮质量浓度为0.62～0.65 mg/L、硝酸盐氮质量浓度为0.54～0.59 mg/L、亚硝酸盐氮质量浓度为0.23～0.27 mg/L、无机氮质量浓度为1.40～1.47 mg/L、活性磷酸盐质量浓度为0.24～0.29 mg/L,水温为25℃～30℃时,上流式曝气生物滤池对养殖污水中6项指标的去除率分别为:45.2%、88.9%、58.5%、78.8%、75.3%和25.1%。可见,对氨氮的去除效果最佳,亚硝酸盐氮和无机氮次之,化学需氧量和硝酸盐氮的去除效果较差,活性磷酸盐去除率最低。     

Effect of the particle size on the ammonia removal rate and the bacterial community composition of bioflocs

The total ammonia nitrogen (TAN) removal efficiency and bacterial community composition of bioflocs with <50-μm particle size, > 50-μm particle size and un-sieved bioflocs were investigated in the current study. The initial ratio of dissolved organic carbon to TAN (DOC/TAN) in the three groups were about 14:1. No significant difference was found in the removal rate of TAN, average concentrations of TAN and nitrite nitrogen among the three groups (P > 0.05). The C/N (w/w) ratio of the > 50-μm bioflocs was significantly higher than those of the other groups. No significant differences were found in the crude protein content in the bioflocs among the three groups. The development of the bacterial community compositions of the bioflocs was analyzed by Illumina MiSeq sequencing analyses. Most OTUs were shared among the three groups at all the sampled time points. With the increase in the relative abundance of phylum Firmicutes, that of phylum Proteobacteria, Chorolexi, and Bacteroidetes decreased in all the three groups. The phylum Firmicutes and genus Bacillus were predominant in all the sampled time points. At the end of the experiment, genus Bacillus accounted for 81% in the < 50-μm group, 82% in the > 50-μm group, and 75% in the un-sieved group.     

碳源对海水反硝化细菌活性的影响及动力学分析

分别以乙酸钠(1.8∶1)、柠檬酸钠(3.5∶1)、葡萄糖(3∶1、6∶1、7∶1)、甲醇(3.2∶1)为唯一碳源,研究不同碳源及碳氮比对反硝化细菌活性的影响。结果表明,不同碳源及碳氮比情况下均能实现对硝酸盐的去除,其中,以乙酸钠为碳源时去除效率最高,10h去除率可达78.8%;以甲醇为碳源时去除效率最低,24h去除率为71.9%。以柠檬酸钠和甲醇作为唯一碳源时,观察到亚硝酸盐的积累,峰值分别为16.9mg.L-1、15.3mg.L-1;以葡萄糖、乙酸钠作为唯一碳源时,亚硝酸盐氮含量较低。用单一底物Monod方程模拟不同碳源条件下NO3--N去除情况,发现模拟值与实验值吻合良好。     

不同浓度臭氧对循环水养殖系统生物膜活性及其净化效能的影响

本文通过在循环水养殖系统中添加不同浓度的臭氧,研究其对循环水养殖系统生物膜活性及其净化效能的影响.结果显示,当氧化还原电位(ORP)小于450 mV时,氨氮的去除率随着臭氧浓度升高而升高,最高去除率达39.9％,亚硝酸盐氮的平均去除率为28.2％,生物膜菌群的平均存活率为88.1％,生物膜对养殖水体氨氮和亚硝酸盐氮的处理效果良好;当氧化还原电位为500 mV时,经过臭氧24 h处理,氨氮和亚硝酸盐氮的去除率分别由36.5％、28.1％降到12.2％、8.4％,而臭氧4h处理后,生物膜对氨氮和亚硝酸盐氮的去除率分别由47.5％、32.1％降到5.0％、3.3％,水处理效果明显下降,生物膜菌群存活率由88.1％降到31.5％.由此可见臭氧添加浓度对生物膜及净化效能有重大影响.综合试验结果和分析评估,建议封闭循环水养殖系统的臭氧添加量以控制生物滤池内的氧化还原电位低于400 mV为宜,可保证循环水系统的安全性和经济性.