生物絮凝反应器处理水产养殖废水的中试研究

运用序批式生物絮凝反应器,研究不同混合液悬浮固体浓度(MLSS,1 500 mg/L、3 000 mg/L和5 000mg/L)下反应器对循环水养殖系统吉富罗非鱼(GIFT Oreochromis niloticus)养殖废水的处理效果。结果表明:反应器内氨氮(TAN)、亚硝氮(NO-2-N)和硝氮(NO-3-N)出水浓度分别为(0.29~0.39)mg/L、(0.005~0.006)mg/L、(7.11~7.60)mg/L,平均去除率分别为82.20%~86.20%、98.40%±0.89%、38.40%~40.00%(P0.05),体积去除负荷为(2.51~2.64)g/(m3·d)、0.56 g/(m3·d)、(8.52~9.78)g/(m3·d);溶解性无机氮(DIN)的去除率为43.20%~44.60%,体积去除负荷为(10.25~11.61)g/(m3·d)。三组絮体蛋白质含量差异不显著,分别为30.00%±1.32%、29.87%±0.67%、31.00%±0.75%;粗脂肪含量分别为9.51%±0.94%、4.37%±0.42%、3.65%±0.22%,MLSS 1500 mg/L组显著高于其他两组(P0.05)。微生物群落结构分析表明反应器中生物絮体主要为变形菌门(44.66%、44.51%、44.29%),其次是拟杆菌门(13.89%、13.98%、14.07%);优势菌属包括Alishewanella、Blastocatella、Amaricoccus、Rhodobacteraceae_unclassified、Terrimonas、Devosia等。实验表明中试生物絮凝反应器具有较好的脱氮效果,有助于实现养殖废水的资源化应用。     

曝气方式对序批式反应器培养生物絮凝体 的活性与营养组分的影响

以水产养殖固体废弃物为原料,利用序批式反应器培养生物絮凝体,研究连续曝气和间歇曝气方式对序 批式反应器培养生物絮凝体的活性与营养组分的影响。结果表明,间歇曝气方式可抑制序批式反应器中的硝化作用, 试验期间亚硝酸盐和硝酸盐平均浓度分别为0.93(依0.26)、0.90(依0.21) mg/L;而连续曝气反应器中,亚硝酸盐和硝酸盐积 累较高,试验结束时反应器内亚硝酸盐和硝酸盐浓度分别达到8.68、20.78 mg/L。间歇曝气序批式反应器培养的生物絮 凝体中有机氮占总氮比率逐渐上升,平均值为81.85(依1.27)%;连续曝气反应器中有机氮占总氮比率逐渐下降,平均值 为61.11(依4.30)%。间歇曝气反应器中生物絮凝体最大蛋白含量为34.38(依0.15)%,连续曝气反应器中最大蛋白含量为 28.59(依3.50)%,间歇曝气反应器培养的生物絮凝体的平均粗蛋白含量比连续曝气反应器中高5.85(依0.26)%。     

循环水养殖系统中浸没式生物滤器的水处理效果

生物过滤技术是循环水超高密度工厂化养殖系统维持生产正常进行的核心技术。运转良好的生物过滤装置都有很好的硝化效果,但不同工况参数会影响生物滤器的硝化效率。已有的相关生物滤器报道均是实验室试验结果,缺乏直接以生产系统为对象的研究。本试验对浮球式生物滤器在不同工况下的水处理效率进行比较,结果发现:(1)无曝气条件下,NH4-N转化率在HRT为18 min时最大为28.77%;NO2-N转化率随着水力停留时间增加而增加,在HRT为36 min工况时达到最大,为67.20%;COD去除率在HRT为36 min时最高,达到6.56%;另外,不曝气各工况下出水溶氧和pH都有较明显下降。(2)曝气量为1 m3/h条件下,滤器水处理效率随HRT延长而增加;NH4-N转化率和NO2-N转化率分别由HRT为9 min时的7.54%和49.30%增加到HRT为36 min时的39.03%和71.78%;COD去除率在HRT为36 min时最高,为6.16%;曝气量为1 m3/h各工况下出水溶氧和pH略有增加。(3)曝气量为2 m3/h条件下,滤器水处理效率也随HRT延长而增加;NH4-N转化率和NO2-N转化率在HRT为36 min时达到最高,分别为27.27%和74.92%;COD去除率在HRT为9 min时最高,为5.30%;曝气量为2 m3/h各工况下出水溶氧和pH也都略有增加。(4)对无曝气和有曝气各工况进行比较,结果显示有曝气组各工况水处理效率优于无曝气组,曝气水平为1 m3/h时处理效率最好。     

循环水养殖系统中浸没式生物滤器的水处理效果

生物过滤技术是循环水超高密度工厂化养殖系统维持生产正常进行的核心技术。运转良好的生物过滤装置都有很好的硝化效果,但不同工况参数会影响生物滤器的硝化效率。已有的相关生物滤器报道均是实验室试验结果,缺乏直接以生产系统为对象的研究。本试验对浮球式生物滤器在不同工况下的水处理效率进行比较,结果发现:(1)无曝气条件下,NH4-N转化率在HRT为18 min时最大为28.77%;NO2-N转化率随着水力停留时间增加而增加,在HRT为36 min工况时达到最大,为67.20%;COD去除率在HRT为36 min时最高,达到6.56%;另外,不曝气各工况下出水溶氧和pH都有较明显下降。(2)曝气量为1 m3/h条件下,滤器水处理效率随HRT延长而增加;NH4-N转化率和NO2-N转化率分别由HRT为9 min时的7.54%和49.30%增加到HRT为36 min时的39.03%和71.78%;COD去除率在HRT为36 min时最高,为6.16%;曝气量为1 m3/h各工况下出水溶氧和pH略有增加。(3)曝气量为2 m3/h条件下,滤器水处理效率也随HRT延长而增加;NH4-N转化率和NO2-N转化率在HRT为36 min时达到最高,分别为27.27%和74.92%;COD去除率在HRT为9 min时最高,为5.30%;曝气量为2 m3/h各工况下出水溶氧和pH也都略有增加。(4)对无曝气和有曝气各工况进行比较,结果显示有曝气组各工况水处理效率优于无曝气组,曝气水平为1 m3/h时处理效率最好。     

碳源添加方式对海水生物絮凝系统启动效率的影响

合理地添加碳源有利于生物絮凝系统的构建。为快速完成海水生物絮凝系统启动,在盐度为30的生物絮凝系统启动阶段探究了3种添加碳源(葡萄糖)方式对启动效率的影响。第一种在实验初始时一次性添加葡萄糖到生物絮凝系统中,使碳与总氮质量比达到15以上;第二种在系统运行的第1～10天,每天加入A组所添加葡萄糖总量的10%,此后若氨氮(TAN)上升至1 mg/L以上,则按照C/TAN为6来添加葡萄糖;第三种每天按照C/TAN为6来添加葡萄糖。结果显示:3个处理组的氨氮在实验期间总体上处于较低水平,亚硝酸氮和硝酸氮均有明显积累,但在系统运行第59天时降至最低水平。3组系统中絮体的胞外聚合物和粗蛋白等营养指标均呈现下降趋势。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:3组生物絮体的主要优势菌群都属于变形菌门(Proteobacteria),持续添加碳源能够丰富生物絮凝系统中微生物种类。实验进行第55天时,3个处理组的生物絮凝系统启动完成。实验表明:在启动初始阶段以DOC/TN为15的比例添加葡萄糖及在系统运行期间按DOC/TAN为6的比例添加葡萄糖能够更好地形成生物絮凝系统。     

循环水工厂化养殖系统中浮球式生物滤器在不同工况下的水处理效果

本试验对浮球式生物滤器在不同工况下的水处理效率进行比较,结果表明:(1)无曝气条件下,随着水流量的降低,滤器的硝化效率呈增加趋势;NH4-N转化率和NO2--N转化率分别由水流量8 m3/h时的15.87%和23.84%增加到水流量2 m3/h时的38.85%和71.37%;COD去除率在4 m3/h的水流量下最高,达到10.33%;另外,不曝气各工况下出水溶氧和pH有所下降。(2)有曝气条件下,滤器水处理效率随水流量降低而增加;NH4-N转化率和NO2--N转化率分别由水流量8 m3/h时的6.45%和51.45%增加到水流量2 m3/h时的32.67%和93.36%;COD去除率在水流量4 m3/h下最高,为12.20%;有曝气各工况下出水溶氧和pH都有所增加。(3)对无曝气和有曝气各工况进行比较,结果显示有曝气组各工况水处理效率优于无曝气组。(4)对试验中各工况的日水处理效果进行比较,认为有曝气条件下水流量维持在6 m3/h为适合生产的最佳工况。     

循环水工厂化养殖系统中浮球式生物滤器在不同工况下的水处理效果

本试验对浮球式生物滤器在不同工况下的水处理效率进行比较,结果表明:(1)无曝气条件下,随着水流量的降低,滤器的硝化效率呈增加趋势;NH4-N转化率和NO2--N转化率分别由水流量8 m3/h时的15.87%和23.84%增加到水流量2 m3/h时的38.85%和71.37%;COD去除率在4 m3/h的水流量下最高,达到10.33%;另外,不曝气各工况下出水溶氧和pH有所下降。(2)有曝气条件下,滤器水处理效率随水流量降低而增加;NH4-N转化率和NO2--N转化率分别由水流量8 m3/h时的6.45%和51.45%增加到水流量2 m3/h时的32.67%和93.36%;COD去除率在水流量4 m3/h下最高,为12.20%;有曝气各工况下出水溶氧和pH都有所增加。(3)对无曝气和有曝气各工况进行比较,结果显示有曝气组各工况水处理效率优于无曝气组。(4)对试验中各工况的日水处理效果进行比较,认为有曝气条件下水流量维持在6 m3/h为适合生产的最佳工况。     

不同碳氮比对杂交鳢稚鱼生长及养殖水质的影响

【目的】研究在养殖水体中不同碳氮比对杂交鳢稚鱼生长及养殖水质的影响.【方法】在水体零交换条件下,以杂交鳢稚鱼为研究对象,通过添加葡萄糖,研究不同C/N对杂交鳢池生物絮团的形成与营养成分、养殖水质以及杂交鳢的生长性能与肌肉营养成分的影响,从而筛选出生物絮团形成所需的适合C/N.在室内塑料桶中分4组,对照组投基础饲料(C/N=7.6∶1);试验组分3组,在基础饲料中分别添加葡萄糖,控制C/N分别为10∶1、15∶1和20∶1.【结果】15d后15∶1组和20∶1组的生物絮团已经形成,碳氮比越高,其所形成的生物絮团的粗蛋白含量越低;当C/N≥10时,可形成较多的生物絮团,并有效的调节水质,降低水体中的氨氮、亚硝酸盐;当C/N超过15时,对杂交鳢稚鱼生长产生不利影响.【结论】在杂交鳢稚鱼养殖水体中维持碳氮比为10∶1~15∶1,可达到水质调控目的,维持生物絮团系统处于良好运行状态.研究结果为生物絮团技术在肉食性鱼类中的应用提供了理论依据.     

构建硝化型生物絮凝系统过程中凡纳滨对虾养殖密度对水质与生长的影响

在室内构建硝化型生物絮凝系统过程中不用药、添加益生菌和零换水条件下,采用300、600、900尾/m33种养殖密度,通过90 d海水养殖试验,探索了密度对该养殖模式下凡纳滨对虾生长性能与水质的影响以及养殖的合适密度。结果表明:在构建硝化型生物絮凝系统过程中,随密度增加水质逐步下降,如BFT900组的DO由8. 21 mg/L降至3. 34 mg/L,p H由8. 24降至6. 75,TAN由0. 08 mg/L升至1. 64 mg/L,NO2--N由0. 10 mg/L升至10. 80 mg/L,NO3--N由0. 54 mg/L升至153. 70 mg/L,上述各组指标差异显著(P 0. 05),硝化型生物絮凝系统转化成功后,各组水质指标均处于对虾生长合适范围;存活率随密度增加而下降,BFT300、BFT600和BFT900这3个处理组存活率分别为84. 59%±8. 83%、74. 26%±6. 66%和54. 95%±4. 23%,3组之间存在显著差异(P 0. 05);养殖结束时,对虾的平均体长和体质量随密度增加而降低,BFT300组的对虾平均体长和体质量显著高于BFT600和BFT900组(P 0. 05);养殖产量BFT600组最高,为(5. 45±0. 48) kg/m3,与BFT900组差异不显著(P 0. 05),但显著高于BFT300组产量[(4. 08±0. 63) kg/m3];饵料系数随密度增加而升高,其中BFT300和BFT600组差异不显著(P 0. 05),但均显著低于BFT900组的饵料系数(1. 82±0. 62,P 0. 05)。据养殖综合效果和生产效益,构建硝化型生物絮凝系统过程中海水养殖凡纳滨对虾可据自身条件,养殖密度可参考300～600尾/m3确定。     

膜生物反应器用于猪场污水深度处理试验

为满足今后越来越严格的畜禽污水排放标准,提高水处理效果,达到污染物排放的减量化,减轻环境污染负荷,采用中空纤维膜生物反应器作为猪场污水厌氧后的好氧工艺进行深度处理,对该工艺的处理效果、负荷特性及膜过滤性能变化等作了试验研究。结果表明,在低溶解氧(多在1mg·L-1以下)、MLSS(污泥浓度)维持在8.48～13.1g·L~(-1)的条件下,COD和NH_4~ -N负荷分别平均为1.32和0.6kg·m~(-3)·d~(-1),均远高于普通活性污泥法,且随着负荷的增加仍能保持稳定的去除率。负荷的降低主要是由膜出水量的降低造成的,保证膜通量、降低膜污染是获得高效、高质处理效果的关键所在。在运行近两个月时,由于未排泥发生污泥膨胀现象,SRT过长,池内混合液沉降性能变得很差,探索合适的SRT(污泥停留时间)也是一个实际运行的关键所在。     

栽培料不同碳氮比对鸡腿菇产量和品质的影响

研究了栽培料不同碳氮比对鸡腿菇产量和品质的影响。结果表明:碳氮比为28∶1(A2)、32∶1(A3)的培养料栽培的鸡腿菇子实体产量较高,分别为285.5 g和258.8 g,与其他处理差异均达极显著水平(P<0.01)。A1、A2、A3处理子实体中的氨基酸各组分、各类氨基酸、维生素及脂肪酸含量都较其他处理高。从品质和效益方面综合考虑,生产中鸡腿菇的栽培料的碳氮比可控制在28~32∶1。     

不同剪切力对生物絮团粒径及其水处理效果的影响

将9个锥形反应器按搅拌强度分为低转速组（300 r/min）、中转速组（600 r/min）和高转速组（900 r/min）,经过21 d培养,形成成熟稳定的生物絮团后,进行快速转化试验和Biolog-ECO试验。结果显示：低转速组絮团颗粒结构松散、边缘模糊,中、高转速组絮团结构紧实、边缘整齐;絮团粒径随剪切力增大而减小;絮团粒径大小及占比与剪切力大小成反比。絮团培养过程中水质变化和快速转化试验表明,各组对NH4+-N和NO2--N均有良好的去除效果。Biolog-ECO试验表明,低转速条件下生物絮团的微生物群落多样性优于其它两组;在碳源喜好性上,各组生物絮团微生物表现出对氨基酸类利用率最高,对酚酸类利用率最低。另外,微生物碳源代谢主成分1相关系数0.5以上的碳源有19种,主成分2相关系数0.5以上的碳源有13种,α-D-乳糖、β-甲基-D-葡萄糖苷、γ-羟基丁酸、衣康酸和苯乙胺能够被不同处理组絮团中的微生物特异性利用。     

养殖水处理技术的研究进展

工厂化封闭循环水养殖的关键技术之一是水处理技术。作者针对养殖废水的特点,综述了用固／液分离、泡沫分离、膜过滤、生物过滤、臭氧处理、紫外辐射消毒等技术处理养殖废水的原理及最新研究进展。     

循环水处理系统处理鳗鲡养殖污水的应用实验

设计了一套由氧化沟、生物膜池、上下行滤池、蓄水池、紫外消毒器五部分组成的水产养殖循环水处理系统,并直接应用于鳗鲡养殖生产．结果表明：该系统对氨氮、亚硝酸盐氮、总磷、浊度、化学耗氧量的平均去除率分别为25．2％、52．2％、46．1％、77．4％和52．6％;处理后的出水,上述各指标的量依次为0．471mg／L、0．039mg／L、0．270mg／L、3．6NTU、6．25mg／L;经紫外消毒后的出水,细菌总数从2．87×10^3CFU／mL减少到5．63×10^2CFU／mL,弧菌去除率达100％．养殖实验期间鳗鲡生长良好,本水处理系统进一步改良完善后可应用于鳗鲡等水产动物的循环水养殖．     

C/N对沼气产气量的影响

以鲜猪粪和风干稻草为原料,采用批量发酵法研究不同C／N（18／1、23／1、28／1、33／1、38／1、43／1）对厌氧发酵产气量和产气特性的影响。结果表明,在常温条件下,各处理沼气发酵均能迅速启动,但C／N为23／1的处理发酵启动最快;C／N为33／1的处理60d发酵平均日产气量、总产气量和偈产气率最高。     

不同碳氮比饼肥发酵液对香蕉苗期枯萎病的影响

香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型Fusarium oxysporum f.sp.cubense(FOC)侵染引起的一种毁灭性土传维管束病害,严重影响世界香蕉产业的健康发展。为了寻求一种有效的生物防治香蕉枯萎病的方法,将饼肥以5种不同的碳氮比进行发酵,并用发酵液处理香蕉幼苗。盆栽试验结果表明,5种碳氮比饼肥发酵液均对香蕉枯萎病有一定防病效果,其中BF15处理防病效果最好、达到61.3%,显著高于其他处理。进一步研究发现,相比只接病原菌的B处理,5种碳氮比饼肥发酵液处理均能提高香蕉幼苗株高、鲜重、叶绿素含量以及SOD、POD、CAT活性,同时降低MDA含量和相对电导率。其中BF15处理与B处理相比,株高、鲜重、叶绿素含量以及SOD、POD、CAT活性分别提高37.5%、69.6%、47.6%、68.9%、48.4%、59.8%,MDA含量及相对电导率分别下降53.8%、50.2%。说明该饼肥以碳氮比为15进行发酵,其发酵液处理对香蕉枯萎病的防治效果较为理想。