固定化微生物技术原位削减河道黑臭底泥的中试研究

【目的】解决城市污水处理厂尾水排入河道引发的水体黑臭问题。【方法】在西安市某河道湿地内构建一封闭试验场,采用固定化微生物技术消除河道黑臭底泥和改善水质,为后续水生植物的修复和水质提升创造有利条件。【结果】经过3个月试验后,试验场内水体中CODCr、NH4+-N、TN、TP质量浓度基本可维持在22.0、5.0、11.5、1.7 mg/L左右,底泥的厚度减少50%左右,底泥颜色从黑色变成土黄色,底泥的生化降解能力增强。【结论】采用Ⅰ型和Ⅱ型固定化微生物协同技术可有效解决黑臭水体问题。     

基于传感器技术的智慧渔业饲养系统的设计

【目的】传统粗放式的水产养殖模式存在水质全凭感觉、喂养全凭经验、增氧全凭手控三大弊端,因此开展智慧化、集约化水产养殖模式研究具有重要现实意义。【方法】课题组综合运用传感器技术、自动控制技术等,设计开发了一套以传感器技术为核心的智慧渔业饲养系统。该系统由水质监测系统、智能调控系统、远程管控平台三部分组成,重点描述了水质监测系统中四大水质指标的检测方法,并分析了远程管控平台功能、系统通信方式和通信函数等软件设计。【结果】该系统可准确实时监测水质指标,并根据水质变化自动控制调控装置工作,同时具有提醒养殖户远程调控等功能。【结论】该系统能提高养殖户水产养殖效率,实现利益最大化和科学养殖,且能满足国内以四大家鱼为主的养殖场的养殖要求,具有较高的普适性。     

基于FAST的智能化水下投饵机器人设计

【目的】现有投饵机械主要集中于水上自动化投饵,但根据经验判断投饵量以及饵料的不定向移动容易造成资源浪费和环境污染,需对饵料投喂技术进行智能化改进。【方法】课题组基于物联网背景下的水产养殖,设计了一款立体监控智能化水下投饵机器人,该产品搭载定位器、传感器、水质监测装置和饵料投放装置。采用FAST分析法分析了淡水养殖户的用户需求,构建了投饵机器人的功能系统;以鲤鱼为试验对象,利用BP神经网络建立了智能化投喂模型,该网络经过43轮重复训练后选取了7组测试样本送入模型测试,分析了投喂模型定量投喂的真实程度;通过人机协同试验,系统性地研究了人机协同方式。【结果】该设计可以完成航行器自主避障巡航、水质监测和饵料定量投喂等任务,可以实时反馈水质监测信息和航行器行进路线。【结论】1）基于FAST的智能化水下投饵机器人可以达到科学养殖、健康养殖的目的,有助于减少养殖人员的工作任务、有效节约资源并改善环境,对智能化水下养殖机械和环境友好型水产养殖行业具有一定的研究价值;2）该产品目前仅适用于雾化饵料投喂,在普及方面还存在一定的局限。     

南美白对虾仿生态养殖研究

方法 :选取3个适合养殖南美白对虾的池塘,标上1号、2号、3号,其中1号池塘与胡子鲶混养;2号池采用生物絮团技术;3号池使用益生菌技术。三口池塘放养同批次的经淡化的虾苗,投喂的饲料一致,池水中的盐度无相异;但营养物质的增加不同。结果2号的养殖效果明显高于3号和1号。从水质类型来说,2号池采用生物絮团技术较适合南美白对虾生长水质,有利于环境保护。结论 :采用生物絮团技术养殖,池水形成生物絮团,促进水体物质循环,降低饵料系数,提高了成活率。     

自动投饲增氧系统装备的开发应用

<正>我国是世界第一水产养殖大国,养殖水产品产量占全世界的70%。随着国内水产养殖业规模的扩大,对配合饲料的需求亦不断增大。而投饲装备技术的优劣,直接决定了养殖鱼类的摄食率、健康程度和生长速度,影响养殖水体的水质条件。目前国内仍然主要依靠养殖户根据个人经验进行饲料投喂,存在劳动强度大的突出缺点。此外人工投饲过程中计量不精准、喂料不准时、颗粒碎料含量高、撒料不均匀等缺点易造成水体中饲料残留过多,最     

尼洋河水质沿程变化特征多元统计分析

【目的】了解尼洋河沿程水质状况,分析丰水期干流水体的主要污染指标,科学合理的说明尼洋河流域饮用水源地的水质对人体健康危害程度。【方法】基于2018年丰水期水质监测数据,运用多元统计方法分析了尼洋河干流上10个断面的水质监测指标,同时依据干流各个监测断面的水体指标检测结果,利用系统聚类分析方法将断面所在河流分为3组,监测断面分组结果与尼洋河流域上、中、下游分布基本一致。【结果】第1组水体以有机污染为主,TP与TN的质量浓度较高,水体污染程度较轻,污染源单一;第2组水体受有机污染与重金属多个指标的污染,水体水质较第1组差,污染来源相对复杂;第3组水体水质污染最为严重且污染指标最多。【结论】分析结果与单因子水质评价结果基本一致,尼洋河干流水质随河流方向有改善的趋势。     

典型滇池湿地公园的水质评价与污染源分析

【目的】评价典型滇池湿地公园的水质与污染源。【方法】基于单因子指数法和3种改进后的内梅罗指数算法对南滇池湿地公园、西华湿地公园和捞鱼河湿地公园的水质进行评价,评价指标体系包括COD、TN、TP、Zn、Ni、Pb、Cd、Cr共8个水质评价因子,并对3个湿地公园的水体污染源进行分析。【结果】3个湿地公园的COD、TN、TP和Cr的污染程度均较为严重,而Zn、Ni、Pb、Cd的污染程度较轻;捞鱼河湿地公园水体中的金属元素浓度最低,但TP浓度最高;南滇池湿地公园水体中的TN、Cr浓度最高,而西华湿地公园水体中的COD浓度最高。基于单因子指数法和3种改进的内梅罗指数法进行水质分析,3个湿地公园水质的评价等级均为劣V类,整体上捞鱼河湿地公园水质污染最严重,南滇池、西华湿地公园水质污染状况稍好。COD和TP是3个湿地公园所处流域中最主要的入湖污染物类型。【结论】在未来的滇池水质保护和管理工作中,应重视并加强对城市、农业面源及部分未收集的点源污染等方面的治理。     

利用污水养殖微藻研究进展

微藻细胞中含有多种可利用的营养成分和化工原料,利用污水培养微藻在生产有价值藻体的同时净化污水,降低了养殖成本,使原本高成本的微藻养殖成为可能。该文从微藻可利用的污水类型及对污水的净化效率、适应污水生长的微藻种类、微藻的采收以及污水养殖得到的藻粉用途等方面的研究进展进行概述,并对未来污水养殖微藻需要继续研究的方向进行了展望。     

浅谈淡水养殖水质净化技术与设备的现状和发展

水质净化技术与设备对淡水养殖业的发展具有重要作用.本文列举了目前应用于淡水养殖的水质净化设备的种类、用途及其发展现状;针对我国现阶段设备存在的问题做出了小结与建议,同时介绍了国内外针对水产养殖尾水处理的新型技术与工艺,为未来更科学地设计水产养殖废水处理系统提供了多角度的参考.     

浅析水产养殖过程中机械增氧机的应用

水产养殖中使用增氧机,有利于提高养殖的质量与效率。水质对水生物的影响至关重要,通过应用机械增氧技术,能够增加水体的营养度,进一步改善水质,对水产养殖具有重要的作用。本研究分析了水产养殖过程中机械增氧机的应用问题,有助于全面提高水产养殖机械化水平,提升水产养殖的产量与质量,增加水产养殖户的经济收益。     

基于畜禽养殖废水吸附培养的 Chlorococcum humicola环境适应性研究

妥善处理畜禽养殖污水等废弃资源是生态文明建设的必然要求,微藻可有效吸收利用污水中氮磷等营养成分。为了研究吸附生长方式下微藻细胞适应畜禽污水环境的机理,对微绿球藻Chlorococcum humicola进行畜禽污水培养,考察微藻氮磷吸收、生物膜产量、吸附率及生长适应性。结果显示:吸附培养有助于氮磷吸收和微藻生长,且Chlorococcum sp.具有柔性的环境适应性。鉴于当前治污减排面临的严峻形势,吸附式微藻去污技术应用前景广大,是未来获取微藻生物质的理想方式,可以实现取得巨大环保效益和获得源源不断的可再生资源的双赢。     

复合益生菌剂研制成功

益生菌剂具有调节动物体内菌群平衡、增强机体抵抗力和免疫力、促进动物生长发育等作用。江苏省农学院士肥所（邮编：210014）与靖江市远大浓缩饲料有限公司合作研制开发了一种由乡种微生物组成的复合益生菌剂，用这种菌剂作饲料添加剂，在断奶后的仔猪饲料中应用，提高生长速率19．2％、饲料利用率15．2％，显著减少仔猪的下痢发病率。该菌剂现已投入中试生产。复合益生菌剂研制成功     

广利灌区总干渠水质及氮磷污染初步评价

【目的】针对灌区绿色发展面临严峻挑战和水环境不断恶化等问题,探究广利灌区总干渠水质及氮磷污染现状及其对灌区水环境的影响,进一步提出灌区水环境问题解决建议。【方法】于2019年6—12月,在灌区内总干渠中选取具有代表性的6个断面,进行了6次水质监测,测定水体中的总氮(TN)、总磷(TP)、COD_Cr和BOD₅等反映水质和氮磷污染的基本指标。采用适用于我国河流水质综合评价的综合水质标识指数法和富营养化评价的对数型幂函数普适指数公式对河流水质及富营养化情况进行评价。【结果】①广利灌区86%的水体水质能满足Ⅴ类农业水域功能区的用水要求,且综合水质标识指数随时间和空间变化显著,7月66.7%水体处于劣Ⅴ类水标准,在三号闸和补源进水口取样点出现了黑臭水体。②广利灌区水体富营养化严重,灌区内水体100%处于富营养状态,富营养化评价综合指数(EI)峰值出现在7月补源进水口处(80.5),且41.6%的水体处于重富营养化状态。③TN平均质量浓度为5.30 mg/L,为地表水Ⅴ类水标准的2.65倍,TP平均质量浓度为0.156 mg/L,氮、磷比为33.97∶1,适宜藻类生长。【结论】广利灌区总体水质可满足农业功能区用水要求,但富营养化水平较高,尤其是氮污染严重,灌区内的原生态土渠和水生植物使河流具有良好的自净能力,能发挥其生态功能作用。因此,建议加强灌区内入河水体的污染控制尤其是氮磷污染的监测;同时渠道衬砌要考虑生态环境、配比生态衬砌和原生态土渠、河道搭配水生植物,进而对河水中的氮磷等污染物进行吸附,以改善灌区水环境。     

1998—2017年海河流域水资源变化趋势分析

海河流域是我国水资源开发利用程度最高、水资源最为紧缺、水质污染尤为突出的地区。【目的】明确该流域近年来水资源现状及变化趋势。【方法】统计1998—2017年海河流域水资源数据,分析了水资源量、供用水量和水质的变化趋势。【结果】海河流域人均水资源量不足全国人均的1/10,水资源极度匮乏且年际波动较大;在供水量方面,近年来地下水供给占比呈下降趋势,域外调水和其他水源供给占比呈增加趋势;在用水量方面,农业和工业用水量呈降低趋势,生活用水量不断提高,生态用水量快速增长;河流水质有所改善,但仍处于较差水平;大中型水库水质达标率较低,近况堪忧。【结论】海河流域水资源量与质的问题依然十分严峻,更加严格的水资源管理措施有待执行。     

浅析联合水热炭化技术处理猪粪的应用前景

【目的】畜禽粪便若处理不当易危害生态环境,并对人体健康和生猪养殖业的健康发展产生严重威胁,然而目前我国畜禽粪便的传统无害化处理及资源化利用方法仍存在不足。【方法】课题组提出联合水热炭化技术处理猪粪,分析了水热炭化反应机理及其研究现状,并对水热炭化产物应用前景进行了展望。【结果】水热炭化技术操作简单,反应条件温和,反应原料无需干燥处理且转化效率高,固液两相产物分离简便,猪粪水热碳在作为无机肥、有机肥以及土壤改良剂方面的特性更佳,具有更好的高值化应用潜力。【结论】本研究可为畜禽粪便的无害化处理和资源化利用提供新的思路,但猪粪与其他原料的联合水热炭化反应机理、产物形成机制以及所得联合水热炭化产物高值化应用的具体方向还需深入探寻。     

液态料发酵装置的设计与研发

【目的】针对目前市场上液态饲料人工配比加工时,配比误差大,无法精准把控,导致成料品质下降等问题。【方法】课题组设计了一种养殖用液态饲料发酵装置,该装置由混料罐、下料斗、称重器、电控阀、发酵罐、分流管、传输泵、搅拌罐以及传输管等部件组成,该装置集精准配比、多重搅拌、多层过滤、温度检测等功能于一体,能够有效解决液态饲料发酵、配比、控制等一系列问题,并且本机构结构紧凑,系统集成程度高,具有良好的可拓展性,可应用于各种液态混合物的发酵或加工中。【结果】该发酵装置不仅可以解决现有技术中液态饲料配比时误差大的问题,而且能较好地控制发酵时的环境状态。【结论】该发酵装置的设计极大地提高了液态饲料的发酵品质,更为其他液态混合体的发酵提供了良好的借鉴。     

“双碳”背景下农业废弃物基料化利用可行性分析

【目的】近年来,我国为解决严峻的碳排放问题,提出了“碳达峰、碳中和”的“双碳”目标。【方法】课题组从原理、应用及意义三个方面对农业废弃物基料化利用及新型基质种植技术进行了介绍,并明确提出未来农业废弃物基料化利用及新型基质种植技术的发展存在规模化问题、经济问题和政策环境问题,需要政府、企业及科研人员共同合作才能逐步解决。【结果】1）保证泥炭地的碳汇对于实现“双碳”目标有绝对重要的意义,对农业废弃物进行基料化利用替代传统泥炭基质,可以显著减少泥炭的开采,保证泥炭地的自然碳汇;2）对农业废弃物进行基料化利用不仅可以减少其他基质材料资源损耗,还能减少秸秆类废弃物燃烧导致的污染排放,而新型基质种植技术的发掘可以显著增加绿色植物种植面积,助力实现人工碳汇。【结论】未来,可以尝试建立“农业废弃物—基料化利用—植物种植—农业废弃物”的近闭环系统,不断克服技术难点、体系问题、规模化问题和政策环境等方面的挑战,以推动农业可持续发展。     

基于GLUE方法的湖库富营养化风险评估

【目的】更好地评估湖库富营养化及其引发藻类暴发风险的程度。【方法】基于BP神经网络,建立预测藻类浓度的水体富营养化模型,结合GLUE方法对水体富营养化模型的相关水质参数进行不确定性分析,分析各参数对水体富营养化程度的影响,并给出各参数90%置信区间作为风险范围,以供管理。【结果】BP神经网络可以较好地预测藻类浓度变化,纳什系数(NSE)及均方根误差(RMSE)均较小;pH、DO、CODMn、TN、TP、Chl-a与水华风险具有较为明显的正相关趋势,SSD存在负相关趋势,温度T则不明显;pH、TN、TP、Chl-a、SSD的高、低风险特征在区间内表现较为明显;T、DO、CODMn的风险特征则不明显。【结论】BP神经网络可建立水库藻类及其他类似复杂机制系统的模拟,各水质参数90%置信区间可用作其藻类暴发的风险评估范围。     

地震作用下渡槽内水体响应三维数值模拟与分析

【目的】研究输水渡槽在地震荷载作用下的水体响应特性,为渡槽振动条件下的流固耦合分析及满溢风险评估提供指导。【方法】采用FLOW-3D三维仿真软件,从地震荷载作用方式、地震荷载频率、渡槽内水体流量大小3个角度出发,设置了3组数值仿真实验,并由仿真结果分析了渡槽水体在典型地震荷载作用下的响应特性。【结果】渡槽边壁在靠近自由液面处受到水体的垂直作用力最大,其数值为底部和中部的10倍以上;施加单一方向地震荷载时,水平方向地震荷载水体波动比竖直方向大2.5%;地震荷载频率增大,水体运动剧烈程度先增大后减小,在一定区间内存在使得水体响应最为剧烈的频率;流量增大,水体对边壁的垂直作用力最大值被削弱20%以上,但水体漫顶的风险也随之增加。【结论】在渡槽结构进行抗震设计时应考虑自由液面附近的渡槽边壁强度。此外增大渡槽流量会减小水体对边壁的作用力,但渡槽漫顶风险也随之增加。     

紫菜采收设备技术发展与展望

【目的】紫菜生产发展日益规模化、现代化,需要与之匹配更先进的设施设备和技术,以更好满足紫菜的产业化、智能化发展要求。【方法】笔者通过分析国内外紫菜采收装备技术发展现状,发现目前的紫菜采收装备主要分为泵吸式紫菜采收装备技术、剪切式紫菜采收装备技术和打采式紫菜采收装备技术,并从研究紫菜生物力学特性、深化研究采收装备的理论体系、推动采收设施设备和系统实现自动化发展、切实提升采收设备和系统的集约化水平、有效打造紫菜全过程机械化栽培模式等方面进行了紫菜采收设备技术发展展望。【结果】我国在紫菜采收装备技术研发和技术探索方面仍存在不同程度的问题,在未来的发展过程中需要从多个方面协同推进,进一步改进创新设备和技术,动态调整紫菜栽培模式,助推紫菜的产业化、智能化、机械化发展。