空间位置对聚丁二酸丁二醇酯固相反硝化脱氮性能的影响

采用室内装置以可生物降解聚合物(BDPs)聚丁二酸丁二醇酯[Poly (butylene succinate),PBS]为碳源和载体构建固相反硝化系统,研究反应器内上、中、下3层PBS颗粒表面所附着的生物量、质量损耗以及反硝化脱氮速率.结果表明,在进水硝酸盐浓度为50 mg/L、水力停留时间(HRT)为4h的条件下,反应器具有良好的脱氮能力,第20d时出水硝酸盐浓度降到0.2476 mg/L,去除率为99.50％.在生物量和质量损耗的试验中发现,PBS的空间物理结构对表面附着的生物量和PBS质量损耗有着显著的影响,随高度的增加呈递减趋势;上、中、下3层PBS表面所附着生物量分别为7.65×108、1.48×109、3.64×109 CFU/cm3,质量损耗量分别为0.3517、0.6749、3.9336 g.反硝化脱氮速率测试结果表明,上、中、下3层PBS颗粒的硝酸盐去除能力存在极显著差异,去除率分别为38.479％、72.128％和99.233％;在前9h内亚硝酸盐的含量都呈升高趋势,浓度分别为9.7075、7.2982、10.0527 mg/L,随后的14h内开始下降,终浓度分别为6.9351、5.3473、0.2119 mg/L;总氮的去除率分别为58.3449％、70.0623％和99.1570％.     

两种不同方法处理粪便对生物絮团组分的影响

为研究两种保存方法处理后的粪便对生物絮团形成过程及絮团组分的影响,分别利用直接4℃保存(新鲜组)和冷冻干燥后保存(冻干组)两种方法处理鳗鲡残饵粪便培养生物絮团。结果表明,在絮团培养过程中,氨氮、亚硝酸和硝酸盐的变化趋势相同,冻干组氨氮平均浓度为(0.86±0.22)mg/L,新鲜组氨氮平均浓度为(0.83±0.42)mg/L,在第6天后,两组亚硝态氮浓度均在0.03 mg/L以下,在第17天,两组硝态氮浓度降为0.04 mg/L以下。营养组分中,两组絮团的粗灰分含量在培养后期均有所降低,含量分别为冻干组6.80%±0.00%,新鲜组5.97%±0.01%,差异显著;粗蛋白含量为冻干组33.44%±7.80%,新鲜组33.65%±3.17%,差异不显著;游离氨基酸种类为冻干组16种,新鲜组23种,且新鲜组的必需氨基酸含量均高于冻干组(其中8种差异显著,2种差异不显著);冻干组和新鲜组的脂肪酸中二十二碳六烯酸(DHA)含量分别为(0.15±0.10)mg/g和(0.07±0.13)mg/g,差异显著。综上,两种方法处理粪便均能较好地培养絮体,冻干处理原料对絮体脂肪酸有较好的保存作用,直接4℃处理原料则对必需氨基酸有较好的保存作用。     

水产养殖水体循环利用过程中碱度的变化及调控

水体中的碱度水平能通过改变水体中某些物质的存在形态进而影响养殖对象,也会通过影响养殖水体的自养硝化、异养反硝化和氨氮异养同化过程的效率进而对养殖对象产生影响。本文首先概述了水产养殖水体中碱度的标准,根据水体中微生物学过程、光合作用、呼吸作用对碱度的影响及碱度与pH、CO_2、硬度等水质指标的紧密联系,对循环利用的养殖水体中碱度的变化规律和调控策略进行总结。养殖水循环利用过程中碱度会明显降低,通过补充碱度或者替换新水的方式提高养殖水体中碱度到一定的水平,以满足自养硝化和氨氮的同化过程所消耗的碱度从而实现养殖水体的原位净化。关于养殖用水循环利用过程中碱度的变化机制和规律需开展大量基础的研究,为实现循环利用水体碱度控制和维持循环水高密度养殖系统pH的稳定提供参考。     

养殖用水重复利用过程中的C/N

环境基质中的C/N会影响水体中细菌菌体组成的C/N、细菌群落组成和细菌氮素代谢途径,进而会影响养殖水体的自养硝化、异养反硝化和氨氮同化过程的效率,影响养殖水体的重复利用率。文章对养殖水体中主要功能菌对基质中C/N的响应、养殖水体中C/N对硝化作用、反硝化作用和无机氮同化的影响及相应调控策略进行了分析和总结,可为提高水产养殖用水的氮素控制效率和养殖用水的重复利用率提供参考。     

低盐度对澳洲龙纹斑生长、血液及非特异性免疫酶的影响

研究低盐度对澳洲龙纹斑（Maccullochella peelii peelii）生长、血液生化、非特异性免疫能力的影响。将澳洲龙纹斑盐度驯化后,分别饲养于盐度为0、3、6、9的4组水体中60 d。结果表明,鱼体末体质量随盐度升高显著降低（P<0.05）,饲料系数在盐度0组达到最优（1.11±0.11）,成活率在盐度3组最高（98.33%±2.89%）。血液生化结果显示：随着盐度上升,肌酐含量呈逐渐降低趋势;尿素氮含量随盐度升高而上升,且在盐度9组[（7.00±0.26）mmol/L]显著高于0组（P<0.05）;其他指标均无显著性差异。非特异性免疫酶活力受盐度影响明显,其中碱性磷酸酶和溶菌酶活性均在盐度3组最高,超氧化物歧化酶活性在盐度6组最高,并显著高于其他组;盐度0组和6组的过氧化氢酶活力显著高于其他两组。综上,澳洲龙纹斑适宜在盐度为3的条件下养殖。     

生物絮凝对半咸水养殖水体中固体废弃物的处理效果

研究了1 500、2500mg/L总固体悬浮颗粒(TSS)浓度条件下生物絮凝技术对处理盐度为2％的水产养殖水体中固体废弃物中氮的去除效果.在试验条件下,养殖固体颗粒物中的氮可以被较快地释放,铵态氮、亚硝态氮、硝态氮的浓度分别在处理后2、1、1d达到最高,两处理组间无显著差异.加入葡萄糖使反应器中的碳∶氮超过10∶1,可以明显促进反应器中的无机氮快速同化,形成絮凝体.2 500 mg/L TSS处理组对无机氮的同化效果明显高于1500 mg/LTSS处理组.同时,研究了反应器对加入的10 mg/L铵态氮、20 mg/L铵态氮以及10 mg/L亚硝态氮的处理效果,2500mg/LTSS处理效果明显优于1500 mg/LTSS处理组,10 mg/L铵态氮和20mg/L铵态氮的降低速度为3.33 mg/(L·h).在相同时间内对亚硝态氮的转化效果不明显.     

以聚丁二酸丁二醇酯为碳源去除含盐水体硝酸盐及其动力学模型

以固体碳源反硝化工艺应用于闭合循环养殖废水的脱氮提供理论和技术参数为目的,研究了以一种非水溶性可生物降解多聚物材料（BDPs）聚丁二酸丁二醇酯（PBS）作为反硝化碳源和生物膜载体的填料床反应器对含盐水体硝酸盐的去除效果及动力学特征。结果表明：水力停留时间对NO3--N去除效果影响较大,NO3--N去除率随水力停留时间延长而提高。在温度为(29±1)℃,进水NO3--N质量浓度为25～236 mg/L的条件下,进水NO3--N负荷低于0.32 kg/(m3·d)时,NO3--N体积去除负荷随进水NO3--N负荷的增加呈线性上升;进水NO3--N负荷为0.32 kg/(m3·d)时达到最大NO3--N体积去除负荷为0.21 kg/(m3·d);进一步提高进水NO3--N负荷则NO3--N体积去除负荷开始下降且出水中出现NO2--N积累。动力学研究结果表明以PBS为碳源和生物膜载体的反硝化速率遵循一级反应动力学。用Eckenfelder模型拟合,求出反应速度常数K值和常数n值且相关性良好。采用该动力学模型参数可以预测出水NO3--N浓度并用于实际闭合循环养殖系统的工程设计和优化运行。     

硫/珊瑚石填料床的自养反硝化反应器

采用硫/珊瑚石填料床反应器去除人工合成废水中的硝酸盐.结果表明,该反应器通过硫自养反硝化作用能有效去除水体中硝酸盐氮.硫与珊瑚石体积比为1∶1、温度为(29±1)℃时,0.092-0.246 kg.m-3.d-1NO3--N为最适进水负荷,可确保NO3--N的去除率大于95%,且出水NO2--N含量低于1 mg.L-1;进水负荷达0.842 kg.m-3.d-1NO3--N时,达到最大体积去除负荷,为0.394 kg.m-3.d-1NO3--N,而相应出水NO2--N含量达40.95 mg.L-1.在不提高碱度的情况下,出水pH可始终维持在7.08以上.不同硫/珊瑚石体积配比对反硝化效率有显著影响,1∶1体积配比为该反应器最适填料配比.     

循环水养鳗系统生物过滤器中微生物群落的代谢特性

为了研究鳗鱼循环水养殖系统不同水处理单元的微生物群落碳代谢特征,实验采用Biolog Eco技术,分析了流化床两个槽和滴流式生物过滤器上、中、下三层的生物膜微生物群落功能多样性。结果显示,流化床两个槽和滴流式生物过滤器中、下层微生物多样性指数（Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数）无显著差异（P>0.05）,但均显著高于滴流式生物过滤器上层（P<0.05）。平均色度变化（AWCD）与主成分分析（PCA）均证明滴流式生物过滤器上层与其它采样点微生物代谢差异较大。各采样点微生物未对ECO板某一大类碳源表现出偏好,但对衣康酸、D-半乳糖醛酸、L-精氨酸、L-天门冬酰胺、L-丝氨酸、D-甘露醇、D-木糖、N-乙酰-D-葡萄糖氨、吐温40、吐温80、苯乙胺等单一碳源利用较好;而对γ-羟丁酸和α-丁酮酸以及D,L-α-磷酸甘油和1-磷酸葡萄糖利用较差。某些碳源种类如D-葡糖胺酸、α-D-乳糖、2-羟基苯甲酸仅能被部分采样点的微生物利用。本实验利用Biolog EcoPlateTM技术研究中试规模循环水处理单元微生物群落代谢特征,研究结果为生物过滤器的调控提供了一种新的思路即可以通过碳源调节,来促进生物膜微生物群落结构的改变以此提高水处理效率。     

驯化硝化型生物絮体养殖南美白对虾的初步研究

尝试在养殖中期逐渐降低碳源添加量至零,探讨驯化硝化型生物絮体对生物絮凝高密度南美白对虾养殖系统的水质、生物絮体细菌群落动态变化和对虾生长性能的影响。实验在3个跑道式养殖系统中进行,放养密度均为685尾/m~3。水质结果表明养殖前1~45 d,每日按日投饵量的100%~150%添加葡萄糖,能很好地降低氨氮的浓度,但对亚硝酸盐氮处理效果不明显。投糖量下降至零后,氨氮仍能维持在较低水平,亚硝酸盐氮浓度明显下降。利用高通量测序技术对生物絮体的细菌群落结构进行分析。检测结果表明在门水平上,异养型和硝化型生物絮体的主要优势菌群都是Proteobacteria(变形菌门)和Bacteroidetes(拟杆菌门)。在纲水平上,异养型生物絮体的优势菌群是Alphaproteobacteria(α-变形菌纲),而硝化型生物絮体的优势菌群有Alphaproteobacteria(α-变形菌纲)、Flavobacteria(黄杆菌纲)和Gammaproteobacteria(γ-变形纲)。系统在65 d后不添加碳源情况下,生物絮体的异养细菌丰度减少,硝化螺旋菌属(Nitrospiral)开始快速增多并发展成为硝化细菌的优势菌群属,异养型生物絮体逐渐转变为硝化型生物絮体。实验结束时,总投糖量占总投饵量的41.03%±7.86%。南美白对虾的存活率和产量分别为43.35%±7.57%和(3.03±0.59)kg/m3。研究表明驯化硝化型生物絮体能优化高密度零水交换对虾养殖系统生物絮体的细菌群落结构和丰度,改善养殖水环境,保证对虾的生长和存活,节约成本。