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)。     

5种渔药对生物絮团去除氨氮效果影响的初步研究

为探究添加渔药是否会影响生物絮团氨氮去除能力,在淡水生物絮团反应器中加入常用剂量的氟苯尼考(0.45 mg/L)、多西环素(1.5 mg/L)、磺胺间甲氧嘧啶(4.8 mg/L)、磺胺嘧啶(4.5 mg/L)和恩诺沙星(15 mg/L) 5种常用渔药,分析生物絮团去除20 mg/L氨氮过程中的氨氮、亚硝态氮、硝态氮的质量浓度变化,比较各试验组中的菌群结构。试验结果显示：5种渔药在设定剂量条件下对氨氮的去除效果无显著影响,添加氟苯尼考和多西环素的反应器中亚硝态氮质量浓度和持续时间明显高于对照组,磺胺间甲氧嘧啶、磺胺嘧啶和恩诺沙星的反应器中亚硝态氮质量浓度和持续时间明显低于对照组;添加磺胺间甲氧嘧啶、氟苯尼考、多西环素的反应器中多样性指数和丰度与对照组差异不显著(P>0.05),磺胺嘧啶和恩诺沙星的反应器中菌群多样性明显高于对照组(P<0.05),物种丰度明显低于对照组(P<0.05);5种渔药中,15 mg/L恩诺沙星对菌群结构的影响最明显,其次为1.5 mg/L多西环素和0.45 mg/L氟苯尼考,4.8 mg/L磺胺间甲氧嘧啶和4.5 mg/L磺胺嘧啶则影响最小。本...     

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。     

用于海水鱼养殖池除氮的DHS－USB循环水系统

开发了由降流式挂海绵（DHS）反应器与上流式污泥床（USB）反应器组合构成的一个除氮循环水系统。将该系统应用于一个海水鱼养殖池,用以评价其除氮能力并确定脱氮反应的最佳C／N比。随着该系统的启动运转,海水鱼养殖池中的硝酸盐氮浓度保持在30 mg／L以下,而总氨氮和亚硝酸盐氮浓度则维持在0．1 mg／L以下。最佳脱氮率约为1．2。对微生物群落的分析显示,在DHS反应器中存在氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌,而在USB反应器中存在两种类型的脱氮细菌,即异养和自养脱氮菌,它们去除养殖池水体中的硝酸盐。     

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。     

养殖水体中微生物全程自养脱氮初步研究

利用3种微生物对养殖水体的不同脱氮特性,研究了微生物对养殖水体的全自养脱氮.结果表明,水温25～30 ℃、pH 7.0～7.3及最大DO 3.5 mg/L时,光合细菌、枯草芽孢杆菌以1:1的接种水平,养殖水体中氨氮、亚硝酸盐氮的去除率分别为85.4%、89.5%,可以很好地实现对养殖水体的全自养脱氮.     

硫铁矿人工湿地对微污染水源的水质净化效果

为进一步提升人工湿地在微污染水源条件下的同步脱氮除磷能力,以硫铁矿作为湿地填料设计构建了人工湿地装置,并采用挂膜法对硫铁矿进行硫自养型反硝化细菌表面负载,在此基础上研究硫铁矿人工湿地对水体中污染物的去除规律和去除机理,并通过高通量基因测序技术分析硫铁矿表面微生物的群落结构。结果显示,从UASB活性污泥中筛选出的硫自养型反硝化菌活性最高,脱氮效果最好;在微污染水源条件下,硫铁矿潜流人工湿地具有较好的同步脱氮除磷能力,在水力停留时间为60 h条件下,其对水体中的化学需氧量(COD_Cr)、氨氮(NH₃-N)、硝态氮(NO₃-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的平均去除率分别达到53.5%、60.9%、67.2%、49.2%、46.3%;矿石表面发现菌群群落达到13门以上,变形菌门(Proteobacteria)为矿石表面最为优势的功能微生物菌群,相对丰度比例占45%左右,硫杆菌属(Thiobacillus)为自养反硝化脱氮的主要功能菌属。研究表明,采用硫铁矿作为填料可显著提高人工湿地的脱氮除磷效果,对微污染水体有较好的水质净化效...     

不同基质构建海水养殖系统硝化功能的比较分析

为比较不同基质构建海水养殖系统硝化功能的强弱,选取纤维毛球、陶粒、螺旋式生物绳等7种基质,其中陶粒、流化床填料、纤维毛球采取不同放置方式,共建立14个模拟海水养殖系统,比较不同基质硝化功能建立过程以及同种基质不同放置方式对氨氮和亚硝氮的去除效果。结果表明,单位体积珊瑚骨的氨氧化活性和亚硝酸盐氧化活性高于其他载体,在氨氮初始浓度20 mg/L条件下,氨氮和亚硝氮降解至检测不出分别需要3 d和11 d,而纤维毛球、陶粒、螺旋式生物绳、流化床填料、丝带内芯悬浮球、海绵内芯悬浮球硝化系统的建立分别需要18、26、30、25、27和22 d。纤维毛球100目筛绢悬挂、陶粒网兜悬挂、流化床填料100目筛绢悬挂优于其他放置方式,其中纤维毛球100目筛绢悬挂硝化功能建立时间为18 d,效果最优,流化床填料100目筛绢悬挂、陶粒网兜悬挂硝化系统建立分别需要21、24 d。     

养殖尾水处理系统填料生物膜氮循环微生物功能特征

为探讨填料生物膜在养殖尾水处理中对水体氮循环的影响机制,采用16S rRNA基因扩增子测序和宏基因组测序技术,对填料生物膜、水体细菌的群落结构及其与氮循环相关的功能基因丰度差异特征进行了研究。结果显示,填料生物膜微生物主要参与氮代谢活动。在属水平上,Pseudomonas、Spirochaeta、Opitutus和Syntrophus是填料生物膜氮素转化过程的重要功能微生物类群。与水体相比,填料生物膜的碳代谢活动能力较强（P<0.05）;填料生物膜上固氮功能基因nifH、硝化功能基因hao、反硝化和异化硝酸盐功能基因napA、nirS、norB、norC、nrfA、nirB和氮代谢调控基因ntrC及其相应的关键酶均显著高于周围水体（P<0.05）,且对含氮污染物有显著去除效果。研究表明,养殖尾水处理系统内复合填料生物膜具有比周围水环境更强的氮周转能力,主要通过关键功能物种介导的固氮和反硝化作用实现养殖尾水氮素的转化和迁移。研究结果作为野外实验证据,可为复合填料生物膜系统在水产养殖尾水治理中的应用提供理论依据。     

3种有益微生物对菲牛蛭养殖水体理化因子及成活率的影响

为减少高密度养殖下菲牛蛭疾病发生和养殖废水排放,研究比较了3种商品化有益微生物制剂（硝化细菌T1、光合细菌T2和EM复合菌T3）对菲牛蛭高密度养殖水体的净化效果。结果表明,3种有益微生物制剂在15天内均能使养殖水体的pH稳定在6.8以上,溶氧量（DO）分别比对照组提高30.12％（T1）,26.95％（T2）和46.12％（T3）,化学耗氧量（COD）分别比对照组低1.02 mg/L（T1）、1.13 mg/L（T2）和1.53 mg/L（T3）;3个处理组对氨氮（NH4+ - N）的平均降解率分别为：48.48％（T1）,45.23％（T2）和63.10％（T3）,亚硝态氮（NO2- - N）平均值分别比对照组低：0.16 mg/L（T1）,0.19 mg/L（T2）和0.27 mg/L（T3）。3个处理组菲牛蛭存活率均高达90％以上,明显高于对照组（53％）。3种有益微生物制剂均有显著增加溶氧量、降低氨氮、亚硝态氮和化学耗氧量的效应。因此,本研究中3种有益微生物对菲牛蛭养殖水体均具有很好的净化作用,其中以EM复合菌效果最佳。     

氨负荷对水族箱硝化功能建立过程的影响

水族箱中残饵、粪便分解会造成氨的增加,不同水族箱,其氨负荷存在差异。本文比较分析了不同氨负荷条件下,水族箱硝化功能的建立过程。结果表明,氨负荷分别为0.25 mg/L.d,0.5 mg/L.d和1.0mg/L.d条件下,实验组中氨氮浓度达到峰值的时间分别为16 d2、1 d和32 d,峰值分别为2.63 mg/L、5.37mg/L和23.44 mg/L;亚硝酸盐氮浓度达到峰值的时间分别为26 d、30 d和54 d,峰值分别为1.65 mg/L、7.91 mg/L和35.37 mg/L;硝化功能建立所需的时间分别为45 d4、6 d和65 d。氨负荷较低时(0.25 mg/L.d、0.5 mg/L.d),氨氮和亚硝酸盐氮峰值浓度低,硝化功能建立所需的时间短;氨负荷较高时(1.0 mg/L.d)时,氨氮和亚硝氮峰值浓度高,硝化功能建立的时间明显增加。     

池塘养殖水体中土著反硝化细菌的分离与初步鉴定

池塘养殖水体水质恶化问题日益突出,尽管已有各种商品化微生态制剂,但水质净化修复效果始终未得到有效提高。通过采用定向分离、筛选、扩繁来自原生境的土著有益菌的方法进行生物修复,从而提高养殖废水的净化修复效果;该方法具有针对性强、效果佳、安全性高、成本低以及持续活性时间长、无二次污染等优点。2016年9月,从山西省运城黄河滩涂水产养殖主产区养殖中后期的池塘水体中定向分离筛选得到1株土著反硝化细菌,命名为YJ-1,使用奈氏试剂和格利斯试剂对其反硝化能力进行检测。结果显示,奈氏试剂显示黄色,格利斯试剂显示绛红色,说明在细菌培养24h后发酵液中产生了少部分的铵离子和较多的亚硝酸盐,菌落具有反硝化功能。经16SrDNA序列扩增与测定,片段长度为1 441bp。无根系统发育树分析显示,YJ-1与产酸克雷伯氏杆菌(Klebsiella oxytoca)的同源性最高,YJ-1的分离打破了现有微生态制剂成分大多数为各种商品菌的局势;在水产微生态制剂制备过程中定向加入土著反硝化细菌,可有效降低养殖水体中氨氮与亚硝酸盐含量、减少鱼体发病率;反硝化细菌在水产养殖水质净化、城市污水处理中具有较大的应用前景,本研究为其他土著有益菌的分离、筛选、鉴定及应用提供了可借鉴的思路。     

氟苯尼考在猪体内混饲给药药动学研究

选取保育舍25日龄仔猪6头,一次性混饲给药66mg/kg氟苯尼考后,进行药物代谢动力学研究,所得数据经PKS药动学分析软件进行处理。结果表明:混饲给药氟苯尼考后,血药浓度与时间关系均符合二室开放模型,其主要药代动力学参数如下:T1/2β为(25.54±6.66)h,CL/F为(3.87×10-3±9.98×10-5)L/(kg.h),Vd/f为(1.4206±0.3349)L/kg,AUC为(230.878±5.955)mg/(h.L),LagTime为(0.1777±0.2514)h,Tmax为(1.3828±0.6463)h,Cmax为(7.4419±0.1207)μg/mL。从以上参数可以看出,保育舍仔猪一次性混饲给药后,氟苯尼考仍表现出吸收迅速、广泛和消除较慢的特点,与直接口灌给药方式比较,混饲给药的最高血药浓度较低,但消除半衰期明显延长,二者的生物利用度相当。     

氟苯尼考对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)免疫和抗氧化功能的影响

为研究氟苯尼考对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)免疫和抗氧化功能的影响,以低、中、高(10、20和40 mg/kg·BW)3种剂量氟苯尼考药饵连续投喂脊尾白虾5d,对照组投喂基础饲料.于停止投喂药饵后的第3、6、12、24、48、96、168和240 h取血淋巴,测定血蓝蛋白(HEM)含量、酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化氢酶(CAT)和总抗氧化能力(T-AOC)等指标的变化情况.结果显示,低、中剂量组HEM含量均在3h时间点显著高于对照组(P＜0.05),高剂量组在3-48 h显著高于对照组(P＜0.05);低、中剂量组ACP活性在3h和6h显著高于对照组(P＜0.05),高剂量组在3-168 h显著低于其他3组(P＜0.05);低、中剂量组AKP活性在3h均显著高于对照组(P＜0.05),6-48 h显著低于对照组(P＜0.05),高剂量组在3-48 h显著低于对照组(P＜0.05);低、中剂量组T-SOD活性整体高于对照组,分别在6h和24 h达到最高值(P＜0.05),高剂量组在24 h和48 h显著低于对照组(P＜0.05);低、中、高剂量组CAT活性均在3h和6h显著高于对照组(P＜0.05),之后在12-96 h显著低于对照组(P＜0.05),于24 h达到最低值(P＜0.05);低、中、高剂量组T-AOC活性均在3-96 h显著低于对照组(P＜0.05),于48 h达到最低值(P＜0.05),且出现剂量效应.本研究结果为氟苯尼考在海水养殖生产中使用的安全评估提供了数据支持.     

不同氨氮和溶解氧条件下循环海水养殖系统生物滤池对氨氮、化学耗氧量及颗粒悬浮物的处理效果

为了建立优化的循环海水养殖系统,采用水质国标检测方法分析了珊瑚石生物滤池在不同氨氮和溶解氧(DO)负荷实验条件下对养殖废水中氨氮、化学耗氧量(COD)及颗粒悬浮物(SS)的处理效果。结果显示,进水氨氮浓度对出水氨氮(正相关)、COD(正相关)均有极显著的影响(P0.01),对SS处理效果影响不显著。当进水氨氮浓度为0.45~0.65 mg/L时,滤池对水体处理效果最优(氨氮平均清除率为82.1%±3.3%;COD平均清除率为7.1%±1.5%;SS平均清除率为5.8%±1.6%)。DO浓度对水体氨氮(负相关)和COD(负相关)处理效果的影响显著(P0.05),对SS处理效果影响不显著。DO浓度为5.0~7.0 mg/L时,水体处理效果最优(氨氮平均清除率为78.7%±3.5%;COD平均清除率为23.0%±5.3%;SS平均清除率为7.1%±2.0%)。因此,本实验环境下的循环海水养殖系统珊瑚石生物滤池在氨氮浓度为0.45~0.65 mg/L,DO浓度为5.0~7.0 mg/L时,对水体中的氨氮、COD、SS的综合处理效果最优。     

一种自行研制的养殖水原位净化装置的应用效果试验

基于硝化细菌、聚磷菌等微生物种群分布于自然水体中,且喜欢吸附在固体表面形成生物膜,吸收水中氨氮、亚硝酸盐氮、磷等营养成分进行繁殖和生长的生物学原理,研制了一个由支架浮力系统、微生物附着基、上升流系统、锁磷区和光伏发电系统5部分组成的圆柱形(半径75 cm、高100 cm)养殖水原位净化装置。试验结果显示:生物膜建成后,装置在1 mg/L、3 mg/L和5 mg/L氨氮质量浓度组的淡水(水温22~25℃)和海水(水温27~31℃)中,日消减氨氮量分别为304.587 g、283.748 g、314.753 g和247.274 g、261.756 g、282.721 g,日消减淡水和海水中总磷量分别为0.485 g、0.427 g、0.462 g和0.566 g、0.595 g、0.493 g,显示出较强的氨氮和总磷的消减能力。日氨氮消减量差异性,淡水3个质量浓度组间不显著(P>0.05),海水3个质量浓度组间显著(P<0.05)。日总磷消减量差异性,淡水3个质量浓度组间、海水3个质量浓度组间均不显著(P>0.05)。该装置具有较强的氨氮和磷的消减能力和使用方法简单、运行成本低等特点,可在水产养殖尾水净化处理中推广使用。     

恩诺沙星及其代谢产物在中华绒螯蟹血淋巴中的比较药代动力学

研究了不同水温(16℃、25℃)、不同给药剂量(10 mg/kg、20 mg/kg)和不同给药方式(肌注、口灌)等条件下,恩诺沙星及其代谢产物环丙沙星在中华绒螯蟹体内的药代动力学,比较了不同条件下药物在蟹血淋巴中的吸收、分布和代谢的差异。结果表明,恩诺沙星在蟹血淋巴中的药-时数据符合开放式二室模型。16℃时以10 mg/kg剂量肌注给药后,恩诺沙星在蟹血淋巴的主要药代动力学参数为:AUC96.818 mg/(L.h),Cmax6.54μg/mL,t1/2α0.851 h,t1/2β95.415 h;25℃时以10 mg/kg剂量肌注给药后,恩诺沙星的主要药代动力学参数为:AUC168.457 mg/(L.h),Cmax7.12μg/mL,t1/2α0.58h,t1/2β88.833 h;25℃时以20 mg/kg剂量肌注给药后,恩诺沙星的主要药代动力学参数为:AUC155.612 mg/(L.h),Cmax11.045μg/mL,t1/2α5.239h,t1/2β88.378 h;25℃时以10 mg/kg剂量口灌给药后,恩诺沙星的主要药代动力学参数为:AUC86.525 mg/(L.h),Cmax3.469μg/mL,t1/2α8.071h,t1/2β61.842 h。不同条件下,恩诺沙星在蟹血淋巴中的主要药代动力学参数差异较大。恩诺沙星的活性代谢产物环丙沙星在各种给药条件下的蟹血淋巴中均能检出,但含量均处于较低值,且药-时数据不能用房室模型拟合,表明恩诺沙星在蟹体内只有极少部分代谢为环丙沙星。     

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.     

基于循环水孵化系统的俄罗斯鲟受精卵孵化性能研究

目前,绝大多数海淡水增养殖鱼类的苗种繁育几乎完全是人工繁殖,但对受精卵的孵化方式的研究较少,尤其循环水孵化方面。为探索封闭循环水孵化系统对鲟鱼(Acipenseriformes)受精卵孵化性能的影响,本文通过对俄罗斯鲟(Acipenser gueldenstaedtii)受精卵孵化率、孵化酶组成和含量以及孵化过程中水体氨氮浓度变化规律进行研究。结果显示,封闭循环水孵化系统中总氨氮浓度随孵化时间呈线性增长,受精卵的排氨率为60~90 mg/(g·h),破膜6 h后孵化率为86%,孵化水体中孵化酶累积较严重。俄罗斯鲟的孵化酶主要由分子量为41.3 k Da的蛋白质组成,受精卵的孵化液由23种蛋白质组成,其中包括7种水解酶。研究表明,对氨氮的去除及孵化酶控制技术是循化水孵化系统急需攻克的首要问题。     

半滑舌鳎的循环水养殖模式及经济效益分析

2009年3月至10月进行了半滑舌鳎(Cynoglossuss semilaevis Guanther)生产性养殖试验,期间对一套循环水养殖系统的水处理效果及半滑舌鳎养殖模式进行了深入的研究。养殖水体经系统处理后,养殖池内水温18～21℃,pH 7.0～8.0,DO≥6.6 mg/L,养殖池进水氨氮0.017～0.178 mg/L,亚硝酸氮0.012～0.064mg/L。文中详细阐述了放苗前养殖车间消毒、苗种选择与运输、生物滤池的培养、苗种投放、养殖过程中系统的日常维护、饵料投喂、光照控制、水质因子控制等内容,并对养殖半滑舌鳎8个月的经济效益进行了分析。以期为国内工厂化循环水养殖半滑舌鳎提供技术支持和经济效益分析方面的参考。