水力停留时间对厌氧反应器脱氮效果的影响

本研究使用自主设计的厌氧反硝化器,以斜发沸石为填料,自然挂膜,与循环水养殖系统一级生物滤池串接,探索不同水力停留时间(HRT)下反应器的脱氮效果。结果显示,在实验过程中,反应器对无机氮(IN)、总氮(TN)均有较好的去除效果。在低水力停留时间(HRT7.43h)下,反应器主要去除的是氨氮(NH_4~+-N);高水力停留时间下(HRT≥7.43h),反应器主要去除的是硝酸盐氮(NO_3~–-N)。当HRT为17.52h时,反应器的脱氮效果最好,NO_3~–-N去除率为77.48%。此后,HRT延长,脱氮效果下降。脱氮效果越好,亚硝酸盐氮(NO_2~–-N)、NH_4~+-N积累越严重,NO_2~–-N最先开始积累。本研究可为厌氧反硝化装备的开发提供参考。     

移动床生物膜反应器处理低浓度氨氮养殖废水试验

采用移动床生物膜反应器(MBBR)处理低浓度氨氮养殖废水,在不同水力停留时间(HRT)和不同曝气条件下,分析MBBR处理人工模拟的低浓度氨氮(2 mg/L左右)养殖废水的进出水氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的浓度变化,探讨HRT和曝气量对MBBR处理低浓度氨氮养殖废水的影响,并以实际鲟鱼养殖废水(氨氮浓度0.5～1.5 mg/L)和其他研究成果进行验证和比较.结果显示:MBBR的最优HRT为6～8 min,最优曝气量为180 L/h,相应的氨氮去除率为70％ ～ 75％,氨氮去除负荷为560～700 g/(m3.d),填料生物膜厚度为26～38 μm;膜表层结构多样,物种丰富,膜生长良好.该反应器对处理低浓度氨氮养殖废水具有的高效能力.     

水力负荷对移动床生物滤器硝化功能的影响

为探索移动床生物滤器在封闭循环水养殖水体净化方面的作用,研究分析水力停留时间(HRT)和曝气量等水力负荷条件变化对移动床硝化效率、流化状态和养殖系统稳定性的影响规律。研究表明,低氨氮负荷条件下,HRT从6.7 min延长至10 min,移动床总氨氮(TAN)去除率随着HRT的延长而升高;而HRT在从10 min延长至20 min,TAN去除率并不会随着HRT的延长而升高;HRT在10 min时,TAN去除率较高且水流量较大,硝化效率最高,单位体积TAN去除率(VTR)平均达(63.11±26.77)g/(m3.d),最高达到110.19g/(m3.d);曝气流化状态的移动床TAN去除率和VTR均显著高于未曝气移动床。     

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。     

竹子填料海水曝气生物滤器除氮性能

生物滤器是循环水养殖系统的关键水处理单元,主要用于去除水体中水溶性的氮化物.采用人工模拟海水养殖废水,在系统运行的水力停留时间HRT为1h,水温为18～25 ℃,气水比为3∶1,初始C/N＝3∶1,pH为8.05～8.53条件下,对竹子填料浸没式生物滤器的挂膜过程和稳定运行阶段系统去除氨氮的运行特性,以及挂膜过程中的硝化细菌群落变化进行了实验研究.结果表明,在较低的NH+4-N浓度条件下,采用竹子填料的生物滤器有较快的挂膜速度,挂膜成功后滤料表面上生长的氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌的数量分别为4.5×105、1.5×105(光面)和1.1×106 CFU/ml(粗面).具有较高且稳定的氨氮去除效果,氨氮去除效率达到80%,出水浓度小于0.06 mg/L,满足海水循环养殖系统中的应用要求.     

生物强化反应器净化循环养殖废水的研究

利用生物膜的高效截留原理,设计了生物强化反应器,在装有弹性纤维载体的反应器内接种具有硝化反硝化作用的复合菌群,经6周左右的人工挂膜后,弹性纤维载体表面出现了肉眼可见的生物膜。试验以循环养殖废水为研究对象,探讨了不同水力停留时间(HRT)和温度(WT)对生物强化反应器净化水质效果的影响。结果显示,HRT和WT对生物强化反应器净化养殖废水效果的影响显著(P<0.05)。对HRT和WT各处理水平下的COD_Mn、TN和NH ₄-N去除率进行差异显著性分析,并综合考虑反应器的运行时间、费用和操作等因素,选取HRT=18 h、WT=30 ℃作为反应器的最佳运行条件,在此条件下反应器稳定运行3周左右。试验期间,COD_Mn、TN及NH ₄-N的平均去除率分别达44.18%、51.31%及82.08%。此外,还对反应器内载体表面的生物膜进行了可培养微生物数量动态监测。强化反应器在正式运行的25 d内,其生物膜上的可培养微生物数量不断增多,氨氧化细菌数量由35.91?10⁴ CFU/mg增长到89.43?10⁴ CFU/mg,硝化细菌数量由25.75?10⁴ CFU/mg增长到61.65?10⁴ CFU/mg,反硝化细菌数量由14.23?10⁴ CFU/mg增长到100.95?10⁴ CFU/mg;氨氧化细菌和硝化细菌在与氮素循环相关的可培养细菌中占据着主导地位(59.95%～81.25%)。脱氮细菌不断地吸附于载体表面,并成功地定殖和繁殖使得生物膜不断成熟和稳定(TN和NH ⁴-N去除率分别达51.31%及82.08%)。结果表明,生物强化反应器对循环养殖废水中COD_Mn、TN和NH ₄-N的去除效果明显。     

循环水养殖系统生物挂膜的消氨效果及影响因素分析

针对工厂化循环水养殖系统,利用海水中的自然净化微生物挂膜,挂膜成功后,形成了很好的硝化作用,进行不同水温、进水氨氮浓度和水力停留时间(HRT)影响因素实验。结果表明,相同的进水氨氮浓度,随着水温的升高,不同水温之间氨氮浓度变化差异显著(P0.05)。在28℃水温时,经过生物膜120 h的净化处理,进水氨氮浓度降低到最低;随着进水氨氮浓度和HRT的增大,氨氮去除率及特殊去除率也不断的增大,但在同一进水氨氮浓度下,氨氮特殊去除率随着水力停留时间的延长反而降低。     

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。     

不同水力停留时间和进水硝酸盐浓度下香蕉杆为碳源的固相反硝化性能研究

固相反硝化去除水产养殖尾水中硝酸盐氮(NO₃^–-N)具有广阔的应用前景,水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)和进水硝酸盐浓度(influent nitrate concentration,INC)是影响反硝化系统反硝化性能的主要因素之一,需要对HRT进行优化,掌握其最大NO₃^–-N处理能力。本研究首次以香蕉杆为反硝化反应器的外加碳源,在流场环境下,测定不同HRT和INC下反硝化系统对NO₃^–-N、亚硝酸盐氮(NO₂^–-N)、氨氮(NH₄⁺-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)的去除效果。并采用基于Illumina Miseq测序平台的高通量测序技术,对反硝化系统运行初期及末期的细菌群落进行16S rDNA V3和V4区测序分析。结果显示,香蕉杆反应器的最佳HRT为20 h,对应NO₃^–...     

序批式生物膜法处理水产养殖废水的研究

目前我国水产养殖废水直接排放的现象较多,使受纳水体富营养化和生物多样性降低;同时养殖水体中残饵、水生生物排泄物容易引起水体溶解氧下降、病原体增加并产生有害物质如氨氮、亚硝酸盐等,引起养殖对象发病甚至死亡.提出采用以组合填料为载体的序批式生物膜反应器处理水产养殖废水.通过试验确定了最佳运行模式:水力停留时间12 h,其中瞬时进水→厌氧(3 h)→曝气(5 h)→添加原水(添加比1:3)→缺氧(3 h)→曝气(1 h)→沉淀(0.5 h)→排水(0.5 h),并考察了试验对污染物的去除特性.试验结果表明了序批式生物膜法处理水产养殖废水的可行性,对有机物、氨氮、TN、TP的平均去除率分别为91.1%、85.1%、75.8%、89.5%,处理后出水可回用于水产养殖.     

水力停留时间对养殖污水固相反硝化处理效果的影响研究

为考察水力停留时间(HRT)对不同硝酸盐氮(NO3--N)浓度的养殖污水脱氮效果的影响,建立以聚己内酯(PCL)为碳源和生物膜载体的固相反硝化反应器,经历20 d培养,反应器成功启动。试验结果表明,当进水NO3--N浓度分别为100 mg/L以下、150 mg/L、200~300 mg/L时,反应器的最佳HRT分别为4、5.5和6 h,出水NO3--N浓度达到最低值,分别为17.9 mg/L、23.9 mg/L和34.1~47.4 mg/L,同时溶解性有机碳(DOC)没有大幅增加。反应器对氨氮(NH4+-N)亦有一定的去除效果,在反应器启动运行后,出水NH4+-N浓度明显下降,且在不同进水NO3--N及HRT下均稳定在5 mg/L左右,出水亚硝酸盐氮(NO2--N)一直维持在0.14 mg/L以下;同时,反应器对养殖污水中的溶氧(DO)和p H变化有一定抗性,缓冲能力较强。本研究对水产养殖脱氮的实验室研究和实际运行、管理具有参考意义。     

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。     

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。     

序批式生物膜法处理水产养殖废水的研究

目前我国水产养殖废水直接排放的现象较多, 使受纳水体富营养化和生物多样性降低; 同时养殖水体中残饵、水生生物排泄物容易引起水体溶解氧下降、病原体增加并产生有害物质如氨氮、亚硝酸盐等, 引起养殖对象发病甚至死亡。提出采用以组合填料为载体的序批式生物膜反应器处理水产养殖废水。通过试验确定了最佳运行模式: 水力停留时间12 h, 其中瞬时进水y 厌氧( 3 h) y 曝气( 5 h) y 添加原水(添加比1B 3) y 缺氧( 3 h) y 曝气( 1 h) y 沉淀( 0. 5 h) y 排水( 0. 5 h), 并考察了试验对污染物的去除特性。试验结果表明了序批式生物膜法处理水产养殖废水的可行性, 对有机物、氨氮、TN、TP的平均去除率分别为91. 1%、85. 1%、751 8%、89. 5%, 处理后出水可回用于水产养殖。     

国外渔业文摘

<正>过氧化氢在养殖水体中的降解动力学养殖系统水体在进行不定期的预防性和治疗性处理时就要用到过氧化氢(HP)。因延长了水力停留时间以及因为达到消灭致病菌浓度的治剂必须不能损害养殖鱼品或生物滤器中硝化菌,因此在循环水养殖系统中使用化学制剂具有挑战     

虹鳟鱼在双层浮球式生物滤器封闭循环水系统中的养殖试验

本文介绍了虹鳟鱼在双层浮球式生物滤器封闭循环式养殖系统中的养殖试验。该养殖系统主要包括射流暴气增氧、沉淀分离和双层浮球生物过滤器过滤,过滤悬浮物能力达到90％,氨氮处理能力达到149~(gm-3.d-1)(在养殖水体15度条件下),利用臭氧催化氧化法完成杀菌、消毒及二次去除氨氮作用。在8个养殖水体为1m~3的养殖池,放养1015尾平均体重240g虹鳟鱼的循环水养殖系统中,应用动力为0．75kW、处理能力为20 T/h的BAF—20型双层浮球生物过滤设备进行循环养殖水体的处理。在养殖试验过程中,对养殖水体的pH、DO、COD、悬浮物、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐等水化学指标进行了监测,并对虹鳟鱼在养殖过程中不同阶段的生长情况进行了测量。结果表明,在水体循环周期为2次/h,换水周期为一次/每两周的条件下COD≤15mg/l、氨氮≤1mg/l、亚硝酸盐≤0．13mg/l、硝酸盐≤24mg/l,经对比养殖试验表明,没有循环鱼池的水体和经过浮球式生物滤器封闭循环系统的循环水体的各项指标具有明显的差别。试验表明浮球式生物滤器封闭循环水系统完全满足虹鳟鱼工厂化养殖生产的要求,确保虹鳟鱼养殖水体的水质和鱼类生长环境,达到良好养殖效果。     

高效脱氮降磷菌株的筛选及在工厂化鳗鲡养殖中的应用

为提高对工厂化鳗鲡精养殖水体水质的原位改良能力和养殖尾水的氮磷减排，通过对鳗鲡养殖尾水处理池中采集的淤泥进行分离筛选，获得一株高效好氧反硝化聚磷菌。经16S rDNA序列鉴定分析，确定为坦氏不动杆菌(Acinetobacter tandoii),将其命名为坦氏不动杆菌PP-1。开展了菌株PP-1对鳗鲡养殖水质总磷和硝酸盐氮降解效果的试验，结果显示水力停留时间在12 h、24 h的总磷降解率分别达到56.31%和81.82%,硝酸盐氮降解率分别达到65.5%和90.37%。开展了菌株PP-1在美洲鳗鲡工厂化养殖中的应用研究，结果显示，水力停留时间在24 h的总磷和硝酸盐氮的降解率分别达到58.8%和56.1%。研究表明，坦氏不动杆菌PP-1有助于降低美洲鳗鲡养殖水体的总磷和硝酸盐氮质量浓度，促进美洲鳗鲡的生长，同时具备良好的应用安全性。该研究为解决鳗鲡养殖水体中的氮磷同步降解问题提供了新的参考，具有重要的应用价值。     

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     

封闭循环水产养殖系统中三种生物滤池除氨氮效果的比较

分析了封闭循环水产养殖系统中生物滤池所采用的软性滤料、弹性滤料、半软性滤料3种生物滤料的特点,对填装这3种滤料的生物滤池处理养殖污水中氨氮的能力进行了比较和分析。实验结果表明,(1)在同样的水力停留时间下,加入同体积滤料的3个生物滤池对氨氮的去除能力不同,3个生物滤池的氨氮去除率均随着进水氨氮质量浓度的增加而降低;(2)在不同的水力停留时间条件下,每个生物滤池对氨氮的去除能力不同,水力停留时间为80 min时的氨氮去除率最高。在该系统中综合考虑水力停留时间及滤料的不同,弹性滤料滤池在水力停留时间为80 min时去除氨氮的效果最好,平均去除率达到53.2%。     

厌氧/缺氧/好氧序批式反应器处理养殖尾水的脱氮除磷性能研究

为了探究厌氧/缺氧/好氧(anaerobic/anoxic/aerobic, A²/O)工艺试验装置处理模拟养殖尾水的处理效果，本研究在反硝化聚磷菌富集阶段，经过聚磷菌的活化、反硝化聚磷菌的富集、保持系统稳定三个阶段的富集培养，系统除磷率达到80%。在利用反硝化除磷菌处理模拟养殖尾水期间，通过A²/O工艺试验装置连续性进水出水，系统出水硝酸盐氮(NO^-₃-N)去除率全程达到了95%。出水的磷酸盐(PO₄^3-)去除率40%～50%,出水总氮(TN)去除率也稳定在88%,出水的总磷(TP)去除率在30%～50%。探究A²/O工艺试验装置处理高硝酸盐氮生物絮团尾水和循环水养殖尾水的处理效果时，通过额外添加乙酸钠充当碳源的方式，添加碳源维持碳氮比在3.4∶1的组别脱氮效果显著，但除磷效果不显著，未达到SC/T 9101—2007《淡水池塘养殖水排放要求》一级排放标准，需要进一步处理。