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.     

墨瑞鳕循环水养殖系统中不同生物膜反应器水处理效率及微生物群落对比分析

固定床生物膜反应器(fixed-bed biofilm bioreactor, FBBR)和移动床生物膜反应器(moving- bed biofilm reactor, MBBR)在养殖水体氨氮(NH4+-N)和亚硝酸氮(NO2–-N)污染控制中已有较为广泛的研究,然而相关研究大多是在实验室完成的,目前尚缺乏实际生产的循环水养殖系统(recirculating aquaculture system, RAS)中FBBR和MBBR水体净化效能的对比研究。因此,本研究将FBBR (弹性毛刷滤料)和MBBR (PVC多孔环滤料)并联接入实际生产的墨瑞鳕(Macculochella peeli) RAS中,实现二者的同步连续运行(35 d),考察了其出水水质变化和微生物群落结构。出水水质变化表明,FBBR和MBBR中氨氧化能力的形成快于亚硝氮氧化能力,硝化能力渐趋成熟,可以有效控制养殖水体中的NH4+-N和NO2–-N浓度,但会导致养殖水体中硝酸氮(NO3–-N)积累和pH下降;单因素方差分析表明,FBBR出水中NH4+-N、NO2–-N、NO3–-N浓度和pH与MBBR出水无显著差异,两反应器的硝化效率相似。FBBR和MBBR在微生物群落上的相同点在于：优势菌门为变形菌门(Proteobacteria) (相对丰度分别为69.42%和86.92%),优势菌纲为γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria) (40.71%和63.36%)和α-变形菌纲(α-Proteobacteria) (26.58%和21.74%),优势菌属为不动杆菌属(Acinetobacter) (27.50%和53.29%);硝化菌由亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和硝化螺菌属(Nitrospira)构成;硝化螺菌属的相对丰度远高于亚硝化单胞菌属,两反应器中可能存在完全氨氧化菌。两反应器在微生物群落上的不同点在于FBBR微生物群落的丰富度和多样性以及硝化菌的相对丰度均高于MBBR。本研究可以为RAS养殖水体净化提供技术支撑,助推循环水养殖模式的推广应用。     

预培养生物膜法在海水循环水养殖系统中的应用效果

为缩短新建海水循环水养殖系统生物过滤器硝化功能构建时间,通过预培养生物膜的方法获得已建立完全硝化功能的2.5 m3过滤材料,将其置于新建系统的生物过滤器中进行硝化细菌接种,系统放养美国红鱼(Sciaenops ocellatusL innaeus)。结果表明:经12 d系统的硝化功能成熟,养殖池氨态氮维持在0.50 mg/L左右,亚硝态氮维持在0.10 mg/L以下,系统运行34 d,硝态氮上升至63.58 mg/L。18~48 d系统稳定运行阶段,养殖池出水口氨态氮平均值0.44 mg/L,进水口氨态氮平均值0.05 mg/L,一次性平均去除率88.64%。系统的日换水量1%。养殖1个月,美国红鱼成活率90.91%,养殖密度达28.65 kg/m3水体。预培养生物膜法有效缩短了海水生物过滤器硝化功能构建的时间,具有操作简单、节约时间、系统运行稳定的特点,将使内陆地区开展海水鱼养殖变为可能。     

欧洲循环水养殖技术综述

综述了欧洲封闭循环水养殖业概况,介绍了欧洲循环水养殖在鱼类养殖中的应用和欧洲循环水养殖工艺及其特点,提出了几点对我国发展水产养殖业的借鉴意见。     

生物膜法SBR（BSBR）在循环养殖水处理中影响因素分析

膜法SBR（sequence batch reactor）是将SBR法与接触氧化法相结合的一种新型生物膜法处理工艺。此研究以总氨氮（TAN）及总氮（TN）的去除反应速度作为考察指标,分析生物膜法SBR（biofilm sequence batch reactor,BSBR）处理水产循环养殖系统水体中影响TAN及TN去除效果的主要因素。其中,pH和碱度对硝化反应有很大的影响,pH控制在6．3以上时TAN处理效果较好。溶解氧（DO）对反硝化反应也有较大的影响,同时考虑到水生生物的生长需求,在此试验系统中进入反应器的水体DO最好能控制在4．5～6．5mg·L^-1。水温保持在20％左右,可以保证有一个较好的脱氮效果。     

脱二氧化碳装置对循环水养殖系统pH的影响

为了调节循环水系统中养殖水体的pH,根据气体交换原理,设计一种脱二氧化碳(CO_2)装置。采用该装置去除养殖水体中的CO_2,并对由于CO_2含量累积造成的pH下降进行调节,使养殖鱼类处在一个适宜的pH环境中。试验时水温控制在(25±0.5)℃,每1 h取水样测1次pH,每4 h测1次碱度。水样取自养鱼桶内的水,检测前先对水样用40μm孔径针头过滤器进行过滤处理,实验周期24 h。结果显示,循环水系统加装脱二氧化碳装置能有效去除CO_2,使水体稳定在一个适宜的pH范围(7.39~7.42);CO_2质量浓度呈降低趋势,24 h后由开始的13.16 mg/L降低到7~8 mg/L,降低近50%,而不加装脱二氧化碳装置的循环水系统CO_2质量浓度持续上升,24 h后增加到37 mg/L左右,pH持续降低,最终降低到6.72~6.81。研究表明,脱二氧化碳装置能够有效去除水体中的CO_2,使水体pH维持在一个适宜鱼类生长的范围。     

循环水养殖系统中养殖密度对松江鲈生长的影响

为研究配合饲料条件下循环水养殖系统(RAS)中养殖密度对松江鲈生长的影响,选取体长为(2.97±0.12)cm、体质量为(0.26±0.03)g的松江鲈,分别按40尾/m²(A组)、80尾/m²(B组)和120尾/m²(C组)共3个养殖密度,在RAS中进行了为期240 d的养殖试验。试验结果显示：A组鱼的终末体质量、终末体长、体质量日增长量、存活率等均显著高于其他两组,A组鱼的体长日增长量显著高于C组(P<0.05);不同密度组间鱼体肥满度无显著性差异(P>0.05)。试验组单位面积产量由高到低依次为：C组(2.83 kg/m²)、B组(2.51 kg/m²)、A组(1.72 kg/m²)。试验组鱼体质量与体长均呈幂函数相关(m=aL^b,a=0.007 6～0.008 9,b=3.123 6～3.209 4),体长、体质量生长均以三次函数拟合较好。各组间的鱼体长、体质量变异系数均差异显著(P<0.05),其中B组最小...     

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。     

循环水养殖系统氧锥运行参数设计

以氧锥为气水混合装置的纯氧增氧系统溶氧效率高,但需产生一定气耗及能耗。本研究运用物质平衡等相关原理,对通入氧锥纯氧气体流量、养殖水体流量进行科学设计,分析其运行成本,并讨论设计关键问题。结果显示：采用一定锥体结构尺寸氧锥,当通入其纯氧气体流量为14.6 L/min、养殖水体流量为1 327.3 L/min(养殖系统水循环量79.6 m³/h)时,能充分利用氧锥81.88%～89.07%高溶氧效率,提供1 026.8～1 116.9 g/h养殖系统需氧量,完全满足养殖水体300 m³、养殖密度6 kg/m³的凡纳滨对虾循环水养殖溶氧量需求。氧锥运行耗氧1 252.7 g/h,耗电2.9 kW·h。研究表明,本设计对提高纯氧增氧系统技术性能,推进纯氧增氧在高密度循环水养殖中广泛应用提供支持。     

光环境因子对循环水养殖系统中大西洋鲑生长和摄食的影响

采用正交实验法,研究了不同光色(白光,A1;蓝光,A2;红光,A3)、光周期(24L︰0D,B1;12L︰12D,B2;8L︰16D,B3)和光强(0.88 W/m2,C1;4.55 W/m2,C2;8.60 W/m2,C3)对循环水养殖系统中体质量(850.97±82.77)g的大西洋鲑(Salmo salar)生长和摄食的影响。实验设A1B1C1(1)、A1B2C2(2)、A1B3C3(3)、A2B1C2(4)、A2B2C3(5)、A2B3C1(6)、A3B1C3(7)、A3B2C1(8)、A3B3C2(9)9个处理组,在相应设定条件下饲养180 d。结果表明,在光色为红光、光周期为12L︰12D和光强8.60 W/m2条件下大西洋鲑的成活率最高,但光色、光周期和光强对成活率的影响差异不显著(P0.05);实验期间各组鱼的相对增重率和肥满度差异均不显著(P0.05);至第120天,2、5、6组鱼的体长特定生长率显著高于1组(P0.05);至第180天,1、2、4、7、8组鱼的体质量特定生长率显著高于6组(P0.05),1、2、3、4、7、8、9组鱼的日增重显著高于6组(P0.05),9组鱼的体质量变异系数显著低于7组(P0.05)。9组鱼血浆中生长激素显著高于1、2、3、4、6、7和8组(P0.05);摄食率、饲料转化效率和饲料系数最佳时的光照条件为:红光、12L︰12D、8.60 W/m2,但光色、光周期和光强对摄食率、饲料转化效率及饲料系数的影响差异不显著(P0.05)。本实验条件下,较为适宜的光照条件是:红光、12L:12D、8.60 W/m2。     

循环海水养殖中生物滤器生物膜研究现状与分析

综述了循环海水养殖中生物滤器生物膜的研究进展,包括生物膜的形成、结构、原理、生物多样性以及功能,重点阐述生物膜的微生物学特征,介绍微生物生态学方法,特别是分子生态学方法在生物膜研究中的应用及其在生物膜微生物群落结构与功能研究的最新成果.     

工厂化水产养殖水体的pH值在线自动控制系统

工厂化水产养殖水体的pH值在线自动控制系统=Automatic control system of pH value in the recirculating aquaculture[刊,中]/朱明瑞(中国水产科学研究院黑龙江水产研究所,黑龙江 哈尔滨150070),曹广斌,蒋树义,韩世成//水产学报,－2007,31（3）,－335～342 根据鱼类养殖的水体适合pH值范围为6.5～8.5,硝化细菌进行硝化反应去除氨氮的pH值在7.0以上,养殖水体的pH值大于8.75就会产生大量对鱼类有毒的非离子态氨的生产实际情况,进行了工厂化水产养殖水体的pH值控制研究。由于pH值的中和过程是非线性的,很难控制,所以本文根据水产水体养殖的要求确定将pH值控制在7.0～7.5之间的稳定范围内,确保整个控制过程在pH值变化的线性范围,降低控制难度。控制采用PID算法,以占空比方式控制电磁阀添加中和剂,实现对pH值的控制。中和剂选择NaOH和NaHCO3,并进行了稳定控制配比试验,浓度分别为2 g•L-1和20 g•L-1的配比组,获得满意效果。本控制系统使用电磁阀而不是变频器或是调节阀之类昂贵作为执行元件,方法简单,成本低廉,控制准确可靠,是一种非常适用于工厂化水产养殖的pH值在线自动控制系统。图8表6参9     

抽屉式生物滤器在漠斑牙鲆循环水养殖中的效果研究

采用自行设计的抽屉式生物滤器应用于漠斑牙鲆(Paralichthys lethostigma)闭合循环水养殖系统,研究其对循环养殖水的处理效果及漠斑牙鲆的增重和饲料利用率的影响。结果表明:经过60 d的循环水养殖,漠斑牙鲆从初始时的(225.4±11.9)g增加到结束时的(337.5±10.3)g,增重率49.97%;试验饲料系数1.06,养殖密度24.1 kg/m3,成活率100%;抽屉式生物滤器对于NH4+-N、NO2--N和COD去除率分别为(10.61±1.88)%、(14.90±3.06)%和(16.11±1.70)%,可满足漠斑牙鲆养殖水体的水质要求。     

Evaluation of a trickling biofilter in a recirculating aquaculture system containing channel catfish

Six 1060 liter recirculating culture systems were tested, differing only in the quantity of filter medium and the recirculating flow rate. After a preliminary loading trial to determine approximate carrying capacities, 45·4 kg of channel catfish Ictalurus punctatus averaging 35·6 cm were stocked in each system. After 15 weeks, final loadings ranged from 67 to 85 g liter^?1 system capacities (85–109 g liter^?1 culture tank densities). Water quality was good to excellent when the packed towers contained the medium. Dissolved oxygen was probably the most limiting factor of total production. However, the rate of production was influenced by the combined effect of concentrations of dissolved oxygen, NH₃N and/or NO₂^?N otherwise considered safe.     

双层浮球生物滤器设计及其水产养殖水处理性能试验

工厂化水产养殖水体的处钾主要包括增氧、分离（分离固体物和悬浮物）、生物过滤（降低BOD、氨氮和亚硝酸盐）、曝气（去除二氧化碳等）和杀菌消毒等处理过程。其中,悬浮物和氨氮去除是主要技术难点。自20世纪80年代,各国学者深入研究了固定滤床和流化滤床、喷淋滤床和浮球生物滤器（bead filter）等悬浮物和氨氮综合处理装置的性能。     

环境因子对缢蛏滤水率的影响

采用实验生态学方法研究环境因子对缢蛏（Sinonovacula constricta)滤水率的影响规律。结果表明：温度、盐度和pH对缢蛏的滤水率有极显著影响（F＞F0．01）。当温度、pH值分别在15－30℃和6－9时，缢蛏的滤水率呈一个峰值变化，当温度为20℃、pH值为8时，其滤水率分别达到最大值；当盐度在6－30时，随着盐度的增大缢蛏的滤水率亦逐渐增高。     

Effects of formalin chemotherapeutic treatments on biofilter efficiency in a marine recirculating fish farming system

Formalin (a 33–38% aqueous formaldehyde solution) is currently used for bath treatments to control ectoparasitic infections of fish. Its effects on nitrification were evaluated in a semi-closed pilot scale saltwater recirculating turbot culture system. Tested treatments included 1 h static exposure to 20, 30, 40, 50, 60, 70, 90 mg l⁻¹ formaldehyde without flushing, and long-term (i.e., 2, 4 and 6 h) exposures with constant 60 mg l⁻¹ formaldehyde in a recirculating system. Formaldehyde has no apparent effect on the ammonia oxidative bacterial community. However, a significant effect on nitrite oxidation was observed in 1 h static exposures of concentrations higher than 40 mg l⁻¹, and in recirculating system exposures of 60 mg l⁻¹ formaldehyde for more than 4 h. Repeated treatments may be hazardous for nitrifying bacteria, which could induce an increase in nitrite concentration. Nitrite concentrations should be monitored when treatments are repeated or when they last a long time in recirculating aquaculture systems.     

Economic feasibility of recirculating aquaculture systems in pangasius farming

This study aims to analyze the economic feasibility of recirculating aquaculture systems (RAS) in pangasius farming in Vietnam. The study uses a capital budgeting approach and accounts for uncertainty in key parameters. Stochastic simulation is used to simulate the economic performance of medium and large farms operating with a traditional system or RAS. Data are obtained through structured surveys and a workshop in the Mekong River Delta. Results show that for large farms, net present value increases from an average of 589,000 USD/ha to 916,000 USD/ha after implementing RAS. Overall, the probability that RAS is a profitable investment is found to be 99% for both farm sizes. With RAS, the crucial parameters determining profitability are price, yield, costs of fingerling, feed, and initial investment. Findings on the robustness of the economic performance of RAS are useful to support public and private decision making towards increasing the sustainability of pangasius production.