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。     

不同有机碳源及C/N对生物滤池净化效果的影响

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,各组对NO2--N的去除率差异性不显著(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,其他3组随着C/N升高,CODMn去除率先迅速增大然后趋于稳定;各组NO3-N和TN去除率呈先升高后降低趋势,且变化显著(P＜0.05),当C/N=4时,分别达到最高值.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TAN、NO3--N、TN和CODM的去除率显著高于对照组(P＜0.05);而对照组NO2--N的去除率最高,达到93.59％;添加乙醇,生物滤池对水体中TAN、NO2-N、NO3-N和TN的去除效果优于其他3种碳源.研究表明,当C/N=4时,乙醇作为外加碳源能很好地提高生物滤池的净化效率.     

玉米芯强化生物反应器对罗非鱼循环养殖废水脱氮效果研究

研究了以玉米芯同时作为反硝化碳源和生物膜载体的人工强化生物反应器对罗非鱼(Oreochromis spp.)循环养殖废水的脱氮效果,并对新型反应器脱氮微生物多样性进行了分析。结果表明,实验室条件下,人工强化挂膜方式可明显缩短装置的启动时间,新型脱氮装置具有良好的脱氮效果,氨氮可从(8.00±2.22)mg·L~(-1)降至3.50 mg·L~(-1),硝酸盐可从(31.50±1.57)mg·L~(-1)降至0.5 mg·L~(-1),较好地实现了高溶氧养殖废水的同步硝化反硝化作用,总氮去除率达85%以上。微生物群落结构分析表明,人工富集培养的硝化菌和反硝化菌均较为成功,随着装置运行时间的延长,玉米芯表面生物膜菌群也随之发生变化,参与脱氮的硝化细菌菌属主要由亚硝酸螺菌属(Nitrosospira)、亚硝酸单胞菌属(Nitrosomonas)、亚硝酸球菌属(Nitrosococcus)3个属组成;丰度最大的反硝化菌属为产碱菌属(Alcaligenes)、副球菌属(Paracoccus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)。     

循环水养殖用水中反硝化碳源研究现状

通过硝化作用和反硝化作用可以有效控制循环水养殖系统水中的氧氮、亚硝酸盐和硝酸盐.进行水产养殖用水硝化作用的生物过滤器的研究已经系统而深入,而关于养殖用水反硝化作用的脱氮反应器的研究则并未引起相应的关注.水产养殖用水进行异养反硝化必需添加碳源.在已有的研究中,经常使用的甲醇等有机液体碳源存在添加量不易控制、出水有残留等弊端;可生物降解聚合物被证明是比较理想的水产养殖用水异养反硝化碳源的选择之一;近年来对以养殖活动中产生的残饵和粪便作为异养反硝化内供碳源的研究也引起了广泛的关注.总结了近年来循环水养殖系统异养反硝化不同种类碳源的效率、在实际生产中的可操作性的相关研究进展.     

不同曝气策略对SBBR处理模拟水产养殖废水净化效率的影响

为研究不同曝气策略对序批式生物膜反应器(SBBR)净化模拟的罗非鱼工厂化养殖废水的影响,实验设计构建了5个形态结构相同的SBBR反应器,探究在两个既定溶解氧(DO)水平下(即曝气段DO=2或3 mg/L)不同曝停比(1h/5h、2h/4h、3h/3h、4h/2h、5h/1h)对其净化效率的影响。研究结果显示:不同曝停比工况下氮素去除途径主要为同步硝化反硝化。总氨氮的去除率随曝停比的增大呈升高趋势。在曝气段DO=2 mg/L工况下,总无机磷氮的去除率随曝停比的增加呈升高趋势,硝化过程是影响氮素去除的主要因素。而在曝气段DO=3 mg/L工况下,总无机磷氮的去除率随曝停比的增加呈先升高后降低的趋势,在曝停比为4/2时达到最高。实验工况下不同溶解氧水平对COD的去除无显著影响,但是不同曝停比对COD的去除却有显著影响。在曝气段DO=2 mg/L工况下,出水磷浓度随曝停比的增加呈先积累后去除趋势,且磷素的去除率随曝停比的增加而增加。而在曝气段DO=3 mg/L工况下,磷素去除率均为正值,且随曝停比的增加先升高后降低,在曝停比为4/2时达到最高。     

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。     

高效脱氮菌强化挂膜生物滤器对海水养殖尾水净化效果研究

为了提高海水养殖尾水的净化效率,研究了利用高效脱氮菌强化挂膜后的生物滤器对静止和流动养殖尾水的净化效果.首先利用自主筛选的3株适应海水环境、可有效去除氨氮、亚硝酸氮及有机物的高效脱氮菌[花津滩芽孢杆菌(Bacillus hwajinpoensis)SLWX2、嗜碱盐单胞菌(Halomonas alkaliphila)X...     

人工湿地反硝化外加碳源研究进展

碳源作为反硝化过程的电子供体,是影响人工湿地反硝化过程的主要因素。针对污水中碳氮比偏低时,需要考虑使用外加碳源提供反硝化电子供体,以保证反硝化反应的顺利进行。本文阐述了现有人工湿地反硝化碳源补充的相关研究进展,对不同外加碳源的效能进行了对比分析,并对人工湿地脱氮研究的方向作了展望。     

池塘封闭循环水养殖废水脱氮的试验研究

确定封闭循环水养殖池塘系统对养殖水体的脱氮能力.循环净水系统主要有生物合成固氮、污泥吸附分离脱氮、光化学脱氮、微生物脱氮、物理脱氮等环节,采用海洋监测国家标准方法对系统中的南美白对虾(Penaeus vannamei)养殖水体进行跟踪监测.结果表明:系统对养殖水体中硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和氨氮的去除率分别为10.37%～27.35%、22.45%～44.74%和22.00%～79.53%,脱氮解毒效果较好.     

一株异养硝化-好氧反硝化菌株的分离鉴定及其对养殖废水的脱氮效果

养殖废水排放严重制约海水养殖业健康发展,为了筛选出适用于养殖废水高效脱氮的菌株,利用BTB培养基从对虾育苗尾水沉淀池塘底泥和海水养殖废水处理池中分离纯化得到5株好氧反硝化菌株。经异养硝化能力试验研究发现5种菌株均具有一定的硝化能力,其中WM2菌株氨氮去除效果显著,去除率达到76.3%,经形态学鉴定、16S rDNA基因序列分析和系统发育树构建分析,鉴定其为革兰氏阴性菌,属于海生杆菌(Marinobacterium)属,海生杆菌属作为脱氮细菌研究在以往的研究中鲜有报道。将菌株WM2接种到实际的半滑舌鳎工厂化养殖废水中,处理48 h后的氨氮去除率达到89.38%、硝态氮去除率为88.77%、亚硝态氮去除率为99.66%,脱氮效果显著。因此本研究筛选出的菌株WM2作为新型异养硝化-好氧反硝化细菌对养殖废水脱氮具有良好的应用潜力。     

Effects of C/N ratio on nitrogen removal with denitrification phase after a nitrification-based biofloc aquaculture cycle

In the current study, we set up a denitrification process to remove the nitrogen pollutants, especially nitrate (NO₃^–-N), from the wastewater after a nitrification-based biofloc technology (BFT) aquaculture cycle. Five different treatments (CN0, CN1, CN2, CN4 and CN6, respectively) were used, which involved addition of extra carbohydrate with variable ratios of elementary organic carbon to NO₃^–-N by weight (C/NO₃^–-N ratio equal to 0, 1, 2, 4, and 6, respectively). With CN2, CN4, and CN6 treatments, NO₃^–-N was decreased (with increasing alkalinity) to ≤ 6.42 ± 0.30 mg·L⁻¹ and low amounts (close to zero) of nitrite (NO₂^–-N) were achieved. However, there were high concentrations of residual NO₃^–-N and/or NO₂^–-N in CN0 and CN1. CN2 achieved the best denitrification, wherein 81.00 ± 0.95% of the initial input nitrogen was removed. By fitting the equations, the highest nitrogen recycling rate (23.08 mg-N·g-C⁻¹) was achieved with a C/NO₃^–-N ratio of 4.16. Denitrifying bacteria were the dominant bacteria in all extra carbohydrate added treatment groups. Although denitrifying polyphosphate accumulating organisms contributed to the removal of phosphorus, high concentrations of residual soluble reactive phosphate (SRP) were observed in all treatment groups. Overall, extra addition of carbohydrate with C/NO₃^–-N ratio ≥ 2 is advisable for nitrogen removal, while the highest nitrogen recycling rate will be achieved with a ratio of 4.16.     

固定化微生物联合大型水生植物净化养殖废水的实验研究

在实验室条件下,以固定化菌种枯草芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、弯曲芽孢杆菌(B.flexus)和大型水生植物粉绿狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)为实验材料,研究微生物与水生植物两者单独或联合作用等不同处理模式对水体不同形态氮素的去除效果及氨化细菌(AB)、亚硝化细菌(NOB)、硝化细菌(NB)和反硝化细菌(DB)4类氮循环细菌的动态分布情况,实验阶段为25 d。结果表明,与固定化微生物(I)、粉绿狐尾藻(M)分别单独作用相比,两者联合作用(I+M)对水体氮素和CODMn的去除效果显著。比较实验前15天,I+M对养殖废水亚硝态氮(NO2-N)和铵态氮(NH4-N)的去除率分别达50.83%和62.38%,显著高于I(39.55%和51.17%)与M(40.78%和53.31%)(P<0.05)。实验结束时,I+M水体CODMn的去除率达67.23%,显著高于I(48.23%)与M(33.35%)分别单独作用(P<0.05);I+M对养殖废水硝态氮(NO3-N)的去除率高达88.74%,显著高于I(67.85%)(P<0.05),但与M无显著差异。另外,I+M植物根系表面4类氮循环细菌的数量相比M组均有不同程度的增加,而载体表面的4类氮循环细菌数量实验后期整体呈现下降趋势,其中I+M载体表面AB数量始终比I低1.8~2.6个数量级。主响应曲线分析(PRC)表明,水体浊度、NO3-N、TN等对造成组间差异的贡献较大,实验前中期I+M组对养殖废水的净化效果强于两者分别单独作用,但实验末期I组与UC组间的总体差异大幅度减小,且I+M与M的差异很小。结论认为,利用固定化微生物与粉绿狐尾藻联合处理循环养殖废水能有效提高对养殖水体NO2-N、NH4-N、CODMn等的去除效果,从而减轻氨氮和亚硝态氮等物质对养殖生物的毒害,使得养殖生物能维持正常的物质代谢,但在实际工厂化养殖生产中应综合考虑养殖废水的水质状况、固定化菌种组分及其生理生化特性、植物种类及搭配等因素,使反应器的设计更加科学以确保系统稳定、高效、持久地运行。本研究旨在为构建高效、稳定的养殖废水生态净化模式提供科学依据。     

利用菌类处理水产养殖废水技术研究

水产养殖需水量巨大,如每养殖1吨对虾则需用8.6万吨海水.若采用传统的频繁换水的方式来改善水质,一方面会造成水资源的极大浪费,另一方面也会给环境施加巨大的压力.因此,如何将水产养殖废水进行绿色化处理循环再利用,就成为当前亟待解决的课题.本试验采用多种菌类对养殖废水进行了无公害处理,旨在为水产养殖废水的循环再利用提供参考...     

淡水养殖尾水处理研究现状及进展

随着我国水产养殖业的快速发展,水产养殖方式从传统粗放养模式向规模化、集约化转变,加上养殖尾水肆意排放,养殖尾水污染日益严重。淡水水产养殖水处理技术的研究受到越来越多的关注。引起水质污染的物质有以下几种：有机物、氨氮、亚硝态氮等。     

封闭循环水系统生物滤池气水比对水质净化效能的影响

通过在全封闭循环水系统中养殖半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis Gunthe), 研究了不同气水比对曝气生物滤池净化效能, 以及对DO、pH值的影响。结果表明: 本试验系统在温度为(19±1)℃, 系统循环次数为15次, 养殖池DO保持在12 mg/L以上的运行条件下, 随着气水比由0.75 : 1~1.50 : 1的增加, 生物滤池氨氮的去除率由35.0%增加至52.0%, NO₂-N的去除率由8.2%增加至44.6%, 气水比对硝化反应影响显著, 但对化学需氧量COD的去除率影响并不显著, 其平均去除率为10.14%; pH值有增加的趋势, 生物滤池进水口到出水口的pH值由7.97增加至 8.08; 气水比最佳运行参数为1.25:1。同时还发现1级生物滤池进水口DO接近饱和, 1级到末级滤池间DO仅降低了10%左右, 系统pH值在7.9~8.1。本研究所获参数, 可供生物膜法处理养殖循环水的条件优化作参考。

     

水产养殖废水处理技术的研究进展及发展趋势

综述了各种处理技术在水产养殖废水处理中的应用概况,并指出综合生态型水产养殖系统是今后的主要发展趋势.     

Effects of carbon source addition on microbial community and water quality in recirculating aquaculture systems for Litopenaeus vannamei

Fisheries Science - In order to study the effects of carbon source addition on the bacterial community, water quality and shrimp growth in the recirculating aquaculture system of Litopenaeus...     

人工湿地及其在水产养殖废水处理中的应用

近年来我国水产养殖业迅速发展,同时水体污染、富营养化日益严重,这严重制约了水产养殖业的发展。如何简便有效地处理养殖废水成为水产养殖业健康持续发展的关键。人工湿地作为一种经济、高效的废水生态处理技术,日益受到人们广泛的关注。本文主要介绍了人工湿地的构建、分类、废水处理机理及其在养殖废水处理中的应用。