利用复合微生物降解养殖水体中亚硝酸盐的初步研究

在养殖水体中对保存的芽孢杆菌、反硝化细菌、乳酸菌降解亚硝酸盐的能力进行比较,发现3种菌株对亚硝酸盐均能较好地降解,但降解速度不同,反硝化细菌>乳酸菌>芽孢杆菌;对3种菌株混合接种发现,具有较好净化水质效果的最佳接菌配比为芽孢杆菌∶反硝化细菌∶乳酸菌=1∶1∶2,在30℃、接种量为1%的条件下,以该配比接种亚硝酸盐,硝酸盐初始质量浓度分别为12.85、54.42mg/L的模拟养殖水体中,其亚硝酸盐、硝酸盐降解率在24h内均超99.99%,水体中的pH值显著降低,水体中的氨氮变化较小,可以实现对养殖水体的快速脱氮。     

单级生物接触氧化法去除海水养殖废水中的无机氮

利用在填料上人工接种微生物组成的浸没式生物接触氧化单级处理系统对养殖废水进行净化,效果良好。在试验水体体积与处理系统体积之比约为100∶1的情况下,对氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮起始质量浓度分别为4.0 mg/L、1.76 mg/L、800 mg/L,COD质量浓度为16.33 mg/L的养殖废水进行处理,发现处理系统中进行着强烈的硝化和反硝化作用:处理30 h,氨氮质量浓度下降并一直保持在0.1 mg/L;亚硝酸盐氮浓度48 h内,前6 h从1.76 mg/L短暂上升到2.24 mg/L,然后持续下降,最低到0.22 mg/L;对硝酸盐氮的反硝化作用能力也很强,经48 h处理,硝酸盐氮质量浓度从800 mg/L下降到180 mg/L。根据对处理过程中的水质测定,浸没式生物接触氧化单级处理试验系统具有较强的生物脱氮能力。     

不同流向对曝气生物滤池处理对对虾养殖污水效果的影响

采用上流式和下流式曝气生物滤池处理凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖污水,连续进行30 d,分析出水水质,并观察系统运行情况和装置污染状况。研究了养殖污水中化学需氧量、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、无机氮及活性磷酸盐6项指标的去除效果。实验结果表明:从养殖污水主要污染物指标的去除效果和稳定性上看,上流式优于下流式曝气生物滤池。在系统进水化学需氧量质量浓度为7.62～8.20 mg/L、氨氮质量浓度为0.62～0.65 mg/L、硝酸盐氮质量浓度为0.54～0.59 mg/L、亚硝酸盐氮质量浓度为0.23～0.27 mg/L、无机氮质量浓度为1.40～1.47 mg/L、活性磷酸盐质量浓度为0.24～0.29 mg/L,水温为25℃～30℃时,上流式曝气生物滤池对养殖污水中6项指标的去除率分别为:45.2%、88.9%、58.5%、78.8%、75.3%和25.1%。可见,对氨氮的去除效果最佳,亚硝酸盐氮和无机氮次之,化学需氧量和硝酸盐氮的去除效果较差,活性磷酸盐去除率最低。     

杭州西湖底泥反硝化作用初探

反硝化作用作为水体彻底去除硝态氮的主要途径之一,主要发生在沉积物中。为了调查杭州西湖高硝态氮水体中底泥反硝化作用及其影响因子,2013年12月(冬季)和2014年6月(夏季)在西湖5个子湖区和3个湖湾的13个点位(X1~X13)进行样品采集,以底泥中硝酸盐还原酶活性和反硝化强度代表反硝化作用。结果表明,西湖水体冬夏两季TN浓度分别为1.568~2.613 mg/L和1.117~2.848 mg/L,硝态氮在TN中占比平均值分别为76%和72%。冬夏两季的底泥反硝化强度分别为0.132~1.350 mg/g和0.643~1.286 mg/g,硝酸盐还原酶活性分别为0.015~5.092μg/g和0.665~19.123μg/g;其中,硝酸盐还原酶活性冬季与夏季差异极显著(P<0.01),而冬季和夏季的反硝化强度没有显著性差异(P>0.05)。夏季底泥反硝化强度与水温和泥温极显著正相关(P<0.01),与水体氨氮呈显著负相关(P<0.05),底泥硝酸盐还原酶活性与底泥总有机碳(TOC)呈显著正相关(P<0.05)。冬季底泥反硝化强度与硝酸盐还原酶活性呈极显著正相关(P<0.01),与表层水体溶解氧(DO)呈显著正相关(P<0.05)。在沉水植物盖度对反硝化作用影响的调查中发现,一定盖度的沉水植物可以促进反硝化作用,但过多的沉水植物也会抑制反硝化作用。     

三种水(湿)生植物对浑河水体氮去除能力研究

以黄菖蒲、菖蒲和溪荪鸢尾3种常见水生植物为材料,通过室内水培试验研究了对不同程度富营养化水体中氮的去除能力。根据浑河水体富营养化状态,设置了2种处理:W0处理(低浓度)总氮15 mg/L、氨氮7.5 mg/L,W1处理(高浓度)总氮60 mg/L、氨氮30 mg/L。结果表明:3种植物对总氮氨氮都有较好的去除效果。在高低浓度组中,黄菖蒲、菖蒲和溪荪鸢尾总氮去除率分别为71.17%、95.03%,46.69%、78.31%和51.98%、80.34%;氨氮去除率分别为93.33%、69.37%,58.61%、97.33%和73.03%、84.00%。在低浓度处理中,总氮去除效果为黄菖蒲溪荪鸢尾菖蒲,氨氮去除效果为菖蒲溪荪鸢尾黄菖蒲;在高浓度处理中,总氮和氨氮去除效果均为黄菖蒲溪荪鸢尾菖蒲。黄菖蒲较适用于氮污染形式主要为氨氮且浓度较高的富营养化水体,菖蒲适用于低浓度富营养水体中的氨氮去除。浑河水体富营养化问题中氨氮浓度较高,应优先选择黄菖蒲。3种水生植物都是在前2周就已经发挥了较大的去除作用,在后2周内去除效果并不明显。黄菖蒲和溪荪鸢尾2种植物的营养去除增效均在第17~23天达到最大值。     

不同pH和滤料对硝化细菌消氨效果的影响

为了解在不同pH和滤料条件下硝化细菌对氨氮(NH_4~+-N)和亚硝酸盐氮(NO_2~--N)的去除效果,通过试验,探讨了5.0~10.0等6个pH梯度以及陶环、珊瑚石、生物刷和生物球等4种滤料的消氨效果。在pH 8.0~9.0时,至试验第7天氨氮去除率分别达99.86%、98.95%,明显高于pH 6.0、7.0和10.0组(去除率分别为66.18%、71.43%和70.51%)。在pH 7.0~9.0时,亚硝酸盐氮浓度的增加小于氨氮浓度的下降,特别是在pH 9.0时两者浓度变化差异明显。生物刷、陶环、珊瑚石和生物球分别在试验的第3、4、6、7天,氨氮去除率达100%。陶环组和珊瑚石组,NO_2~--N质量浓度在达到最高值(9.60 mg/L和10.00 mg/L),之后开始逐步下降。生物刷组和生物球组在达到最高值(9.55 mg/L和11.00 mg/L)之后基本维持不变。结果表明:硝化细菌适宜碱性的环境条件(pH 8.0~9.0),水体pH 9.0最有利于硝化细菌对NH_4~+-N和NO_2~--N的去除。不同滤料对硝化细菌去除NH_4~+-N和NO_2~--N有不同的影响。陶环对硝化细菌去除NH_4~+-N和NO_2~--N都有良好效果,生物刷只对去除NH_4~+-N有良好效果,珊瑚石只对去除NO_2~--N有良好效果。多种滤料配合使用有利于产生优势互补的效果。     

水芹对富营养化水体的净化效果研究

利用聚乙烯板作为浮床栽植水芹(Oenanthe javanica),观测其对4组不同富营养化程度水体的净化效果。结果表明,水芹对总磷(TP)有较好的去除效果,初始浓度越高去除率越低,去除率范围53.3%～84.0%;水芹对低于5mg/L的总氮(TN)有较好的去除效果,去除率也随初始浓度升高而降低,去除率范围36.1%～85.7%,如果总氮浓度过高(达到20mg/L左右),去除效果不明显。试验组氨氮(NH3-N)的浓度虽然有明显的降低,但与对照组比没有明显优势,水芹对亚硝酸盐氮(NO2--N)的去除作用不明显,硝化细菌对氨氮和亚硝酸盐氮的去除起主要作用,水芹通过降低水中总氮水平对氨氮和亚硝酸盐氮有一定间接的去除作用。在整个试验过程中,各组高锰酸盐指数(CODMn)维持在较低水平(<3mg/L),未观察到栽植水芹对高锰酸盐指数的降低作用。     

硝化细菌对海水水族箱硝化功能建立过程的影响

氨和亚硝酸盐对海水观赏鱼具有很强的毒害作用,是海水水族箱的主要去除目标。研究考察投加硝化细菌对海水水族箱硝化功能建立的影响。结果表明,投加硝化细菌制剂可以明显缩短硝化功能建立的时间。投加菌剂的实验组水族箱可在9 d时间将40 mg/L氨氮降低到检测不出,亚硝酸氮在第七天出现峰值(37.4 mg/L),亚硝酸氮在第十五天降低到检测不出。不投加菌剂的对照组将40 mg/L氨氮降低到检测不出需要25 d,亚硝酸氮在第二十五天出现峰值(36.6 mg/L),亚硝酸氮在第四十三天降低到检测不出。即实验组完成硝化功能建立需要15 d,而对照组则需要43 d。投加硝化细菌制剂后,海水水族箱内氨氧化细菌、亚硝酸盐硝化细菌可在短时间内形成优势,使氨氮、亚硝酸氮维持在较低浓度水平,缩短硝化系统建立的时间;在不投加菌剂的情况下,氨氧化细菌虽然可在一定时间内形成优势,使氨氮浓度降低,但由于亚硝酸氧化细菌生长更为缓慢,水族箱中亚硝酸积累问题严重。     

菱角对农村富营养化水体营养盐吸收的初步研究

为探究浮叶植物对农村富营养化废水中营养盐的去除效果,选定华龙村4个典型水塘,以人工种植菱角(Trapa bispinosa)为试验对象,研究菱角对富营养化水体中总氮(TN)、硝态氮(NO_3~--N)、氨态氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)及化学需氧量(CODCr)的净化能力。结果表明,经过75 d的试验研究,试验区水塘的TN、NH_4~+-N和NO_3~--N的浓度分别从55 mg/L、25 mg/L和3 mg/L降至13 mg/L、4.3 mg/L和2.1 mg/L,去除效率分别为62.3%、74.5%和23.5%;TP及CODCr的浓度从3.3 mg/L和120 mg/L分别降至1.45 mg/L和52.5 mg/L,去除效率为56.9%和56.3%;对照区水塘各营养元素去除率较低。菱角对农村废水中的N、P有一定的吸收作用,对重度富营养化水体,水生植物优先吸收NH_4~+-N,对TN的去除影响较大;NO_3~--N的去除主要依靠微生物的反硝化作用;TP的吸收需要更长的时间。菱角对重度富营养化农村废水营养盐的去除具有重要意义,且可以取得一定的经济效益。本研究为应用水生植物处理农村生活污水中的营养盐提供科学依据。     

高效絮凝脱氮除磷菌剂对黄尾鲴夏花培育池水质及生产效果的影响

为解决黄尾鲴夏花培育过程养殖水体中氮、磷等营养物质含量上升的问题，探讨了不同浓度的高效絮凝脱氮除磷菌剂对养殖水体氮、磷去除的效果。30d的水族缸养殖实验验证了当高效絮凝脱氮除磷菌剂的剂量为0.2 mg/L时，养殖水体氨氮的含量始终在0.15 mg/L以下；氨氮去除率可达90.5%～99%,亚硝酸盐氮的含量始终在0.08 mg/L以下，亚硝酸盐氮去除率可达93.8%～99%;总磷去除率可达72.8%～99%;生物絮团在第三天就能形成。此外，通过大田实验得到使用高效絮凝脱氮除磷菌剂培育黄尾鲴夏花成活率可达71.25%～72.5%,养殖效益每亩可达3862.5～3937.5元。表明高效絮凝脱氮除磷菌剂能显著提高耐低温黄尾鲴的苗种成活率和养殖经济效益。     

一株高效脱氮菌株的分离鉴定及应用潜力分析

为了获得对虾养殖池塘中高效去除亚硝态氮和氨氮的菌株,采用富集培养分离的方法,从养殖水体中筛选得到1株去除亚硝态氮和氨氮的菌株,培养24 h后的去除率分别为96.17%和88.27%,编号为O-11。基于形态学、分子生物学及生理生化鉴定结果,明确了该菌株基本生物学特征以及可能的分类地位。分离菌株在20~30℃时有利于亚硝态氮的去除,而温度为20~35℃时对氨氮的去除效果较好;分离菌株在盐度小于30的环境中对亚硝态氮的去除能力受盐度变化的影响不大;在碱性环境中分离菌株对氨氮的去除能力较高。安全性检验可知,在菌浓度为10~5~10~8 cfu/mL的菌株O-11对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)是安全的,且在菌浓度为10~5 cfu/mL时能显著提高对虾的存活率,促进对虾生长。这说明,分离菌株O-11在水产养殖水体中有害氮脱除方面具有潜在的应用价值。     

循环海水养殖系统中生物膜快速形成的模拟试验

在20L水箱中加入15L人工污水模拟工厂化循环水养殖系统的生物滤池,采用优势菌种挂膜法,对滤材种类、混合菌液添加比例及接种次数等条件进行了优化,确定了快速挂膜的最佳实验室工作条件。在21d内对试验水体中的NH+4、NO-3和NO-2进行了监测。试验结果显示,最优试验条件为使用塑料弹性滤材作为生物膜载体,每7d接种1次优势菌液,硝化细菌∶反硝化细菌∶芽孢菌∶动胶菌添加比例为2∶1∶1∶1,在此条件下,第7d开始形成生物膜,第14d生物膜基本形成,第21d形成均匀完整的生物膜。成熟的生物膜在15d内对水体NH+4的最大降解量可超过5.00mg/L,即成熟生物膜降解NH+4的速率为每日降解超过0.50mg/L。当初始NH+4为5.00~10.00mg/L,成熟生物膜对NH+4和NO-2的降解能力在15d内可达到上限。     

氨氮质量浓度及附着基筛选对硝化细菌氨氮净化影响

将带有试验硝化细菌——食油假单胞菌X14-1-1的等面积陶粒、聚氯乙烯、纤维、火山岩、无纺布和流化床6种材料的附着基分别放入1 L的充气瓶内,在36℃、130 r/m in的摇床上混合培养48 h后,洗脱计数测定菌种附着数量.模拟氨氮去除率试验中氨氮初始质量浓度为0(不加硫酸铵)、10、20、30、40、50、60 m...     

辣木籽去除水中余氯研究

研究辣木籽(Moringaseed)去除水中余氯效果,为水净化处理实际应用提供科技支撑。用超纯水溶解含氯消毒片(有效氯含量为800～900 mg/片)制备含氯水,总余氯起始浓度分别为1、2、4 mg/L,其中游离余氯为0.94、1.94、3.91mg/L,化合余氯为0.06、0.06、0.09mg/L。每一总余氯浓度设3试验组和1对照组。其中试验组分别加入0.16、0.80、4.00g/L的辣木籽水提液50mL,对照组加入纯水50mL。计算反应时间0.5、2、4、24h各水样中游离余氯、总余氯和化合余氯的浓度。结果表明:辣木籽水提液对游离余氯去除效果明显,0.80g/L辣木籽水提液对总余氯浓度4mg/L的水有良好的净化效果,且游离余氯去除率达90%;在处理过程中,化合余氯浓度先升高后降低,升高程度与余氯浓度呈正相关性;4.00g/L水提液对较低余氯浓度水体的化合余氯去除率达99%,但处理余氯浓度高的水体时会使化合余氯含量升高。需要进一步研究的问题是在去除过程中化合余氯浓度在一段时间内增高、辣木籽净水活性成分的提取工艺和与其他净水方法协同处理废水技术等。     

褐煤的碳缓释特征及其对池塘底泥脱氮作用的影响

厌氧氨氧化和反硝化作用是底泥生物脱氮的主要过程,碳源是调控厌氧氨氧化和反硝化作用的关键因子。本研究以褐煤为对象,对褐煤的静态碳释情况及其对池塘底泥中脱氮作用的影响进行了研究。结果显示,褐煤在室温条件下的碳释放规律符合二级动力学方程,具备作为反硝化碳源的可行性;在脱氮实验中,发现褐煤对底泥上覆水体中的亚硝酸盐氮(NNO₂^--N)的去除具有促进作用,NNO₂^--N的去除率随褐煤浓度的增加而升高,当褐煤质量浓度为40 g/L时,N\${\rm{O}}_2^ - $\-N去除率最高达99.61%,此时硝酸盐氮(NO₃^--N)的浓度也最低;同时发现,水体中氨氮(NH₄⁺-N)氧化的最适褐煤质量浓度为10 g/L,其去除率达99.39%;对底泥中的厌氧氨氧化菌群进行Illumina高通量测序发现,其中浮霉菌门占比最大(39.6%~71.8%),优势菌属为Candidatus Brocadia (13.9%~35.8%)和Desulfovibrio (17.1%~34.8%),添加褐煤组Candidatus Scalindua菌属比例高于未添加组;荧光定量PCR得出,随着褐煤质量浓度升高,底泥中的反硝化菌丰度呈增长趋势,而厌氧氨氧化菌丰度则低于无褐煤添加组,表明添加褐煤对底泥反硝化有促进作用,而对厌氧氨氧化有一定的抑制作用。研究表明,褐煤具备作为反硝化碳源的条件,可用于池塘养殖底泥脱氮作用。     

一株异养硝化菌AD-28氨氮去除特性研究

以异养硝化菌——嗜碱假单胞菌AD-28为试验对象,通过单因子试验测定好氧条件下碳源、碳氮比、温度、pH、溶解氧、初始氮质量浓度及盐度等不同因素对嗜碱假单胞菌AD-28生长及氨氮去除的影响。试验结果表明,适用于嗜碱假单胞菌AD-28生长和氨氮去除的最佳条件为:碳源柠檬酸钠、丁二酸钠、乙酸钠,碳氮比20,温度25～35℃,pH 6.0,转速120r/min;在最佳条件下,嗜碱假单胞菌AD-28对初始质量浓度为20～160mg/L的氨氮去除率在24h内达95%以上。嗜碱假单胞菌AD-28能直接以氨氮为底物进行高效的硝化作用,并能耐受较低的温度(15℃)和较高的盐度(NaCl质量浓度为50g/L),在调节养殖水体水质方面具有广阔的应用前景。     

工厂化海水养鱼循环系统的工艺流程研究

讨论了一种经济型的封闭式海水养殖水处理技术。包括机械过滤固体废弃物、泡沫分离悬浮物、臭氧消毒、生物膜降解“三态氮”、滴滤除去气态废弃物、贝壳调节pH、氧气罩与溶氧罐混合氧浴增氧等工艺,并就研制的活性生物填料进行了净水实验。结果表明,经过以上系统处理后的水质指标为：COD＜2．8mg／L,SS＜7．2mg／L,非离子氨＜0．02mg／L,细菌含量低于自然海水,养殖牙鲆平均单产为29．92kg／m^2,成活率为95．39％。     

Nitrogen removal characteristics of <Emphasis Type="Italic">Pseudomonas stutzeri</Emphasis> F11 and its application in grass carp culture

This study was designed to investigate the denitrification characteristics of Pseudomonas stutzeri F11 under different environmental conditions and to evaluate the effect of these characteristics on nitrogen removal and the water microbiome in an experimental grass carp aquaculture system. The results showed that the optimal growth conditions of strain F11 were (1) ammonia-nitrogen (N), nitrite-N, or nitrate-N as sole N source; (2) initial ammonia-N concentration of 10–30 mg N/l; (3), initial nitrite-N concentration of 200 mg N/l; (4) sodium citrate as carbon source; (5) rotation (r) speed of 200 r/min; a C:N ratio of between 2 and 10; (6) culture at 32–37 °C. The addition of P. stutzeri F11 to the experimental grass carp aquaculture system reduced the levels of ammonia-N, nitrite-N, and total N in the water over an extended range, but had no effect on nitrate-N level. Results of the 454 pyrosequencing analysis indicated that the structure of the microbial community in the aquaculture water changed significantly after the addition of P. stutzeri F11 preparations. The addition of P. stutzeri F11 to the aquaculture system also altered the microbiome metabolism in the water, especially the bacteria involved in nitrogen metabolism. These results suggest that the addition of P. stutzeri F11 to an experimental grass carp aquaculture system decrease nitrogen levels and alter the microbial community structure of the water; as such, this bacterial strain could be a potential candidate for the regulation of water quality in aquaculture systems.