四种填料滤器处理养鱼废水的硝化性能

为了研究不同填料对海水养殖废水处理的硝化效能,并为生物滤器硝化动力学模型的构建、生物滤器的设计与管理提供基础数据支持,本文在5个化学耗氧量/总氨氮比0、0.8、2、6、12条件下,研究了竹制空心生化球、麦饭石、陶粒和生物滤球等4种填料的生物滤器去除模拟海水养殖废水中化学需氧量和总氨氮,以及生物膜微生物种群结构和数量的变化。结果表明：在低化学需氧量/总氨氮（＜6）条件下麦饭石填料的生物滤器具有最高的化学需氧量和总氨氮去除效能,最高分别可达850和21 g/(m3·d)（化学需氧量/总氨氮=0.8）;竹制空心     

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。     

现代生物技术在农业生产中的应用

现代生物技术已在农业生产中被广泛应用,可用于培育高产、抗病、抗逆的植物新品系,具有优良生产性能的动物新品系及动物的快速繁殖技术。     

曝气对垂直流湿地处理水产养殖废水脱氮的影响

人工湿地作为一种有效的污水处理技术,现已被逐渐拓展到水产养殖业中。鉴于其与养殖竞争有限土地资源的弊端,如何构建节地高效型湿地成为未来研究的重点。曝气增氧是强化潜流湿地净化效能的重要措施之一,但是关于曝气强度以及净化效率与影响因素的关系仍缺乏深入系统的研究。为此,该文设计构建了7组不同要素组合的垂直流湿地小试系统,同步或分阶段探讨了曝气强化对垂直流湿地脱氮的影响。研究结果表明,无论曝气与否,构建的7组湿地系统于试验运行工况下都存在明显的硝化过程,且空气复氧和植物根系泌氧足以弥补硝化作用耗氧量。曝气增氧进一步强化了湿地内部的矿化和硝化过程;鉴于养殖废水不缺乏碳源(该研究各组湿地进水碳氮比在28.4~30.6之间),湿地内部的反硝化几率增大,导致曝气后总氮的去除效率提高。但是曝气条件下过高的溶解氧又会进一步抑制反硝化过程,从而也会导致系统总氮去除速率的下降。因此,对垂直流湿地而言,曝气强度不是愈高愈好。为了获得更高的脱氮效率,建议可以通过延长水力停留时间或者在垂直流湿地尾部增设水平潜流湿地来补充反硝化过程,进而提高系统对总氮的去除效果。     

金鲳鱼肉和罗非鱼皮明胶改善罗非鱼碎肉鱼糜品质

为了改善罗非鱼碎肉鱼糜制品的品质,研究添加金鲳鱼肉和罗非鱼皮明胶对罗非鱼碎肉鱼糜制品品质的影响。将少量金鲳鱼肉与罗非鱼碎肉混合,制作成鱼糜(金鲳鱼肉质量分别占复合鱼糜总质量的0%、5%、10%、15%、20%),研究鱼糜制品品质的变化规律。通过检测样品的质构、凝胶强度、出水率及颜色发现,随着复合鱼糜中金鲳鱼肉含量的上升,复合鱼糜制品的硬度、胶着性、咀嚼性、弹性、内聚性、凝胶强度、白度均呈现上升趋势,但出水率无显著变化。进一步研究,将罗非鱼鱼肉和金鲳鱼鱼肉以一定比例混合,制作成复合鱼糜,然后加入不同量的明胶,研究复合鱼糜制品品质的变化规律发现,将明胶添加到复合鱼糜制品中会使鱼糜制品的硬度、胶着性、咀嚼性、凝胶强度、白度均上升,出水率下降,但鱼糜的弹性、内聚性、破断距离等差异不显著。试验结果表明,金鲳鱼肉和罗非鱼皮明胶可以用于罗非鱼碎肉鱼糜制品品质的改良。研究结果为改善罗非鱼碎肉鱼糜制品的品质提供了参考。     

养殖池塘废水灌溉下稻田减量施肥试验研究

采用田间试验,以当地常规施肥和灌溉为对照(CK),研究了减量施用氮、磷肥条件下,稻田湿地生态系统对池塘养殖废水中氮、磷的消纳效果,池塘养殖废水灌溉后对稻田田面水和渗漏水水质、水稻养分吸收和产量的影响。结果表明,稻田系统可有效消除池塘养殖废水中铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO-3-N)、总氮(TN)、可溶性磷(DP)、颗粒态磷(PP)、总磷(TP),其去除率随着施肥量的减少而增加,在常规施肥量、减量施肥20%和减量施肥40%情况下对池塘养殖废水TN的去除率平均分别为25.1%、38.9%和50.5%,对TP的去除率平均分别为56.4%、71.2%和76.2%,对氮、磷的去除以NH_4~+-N、NO-3-N和PP为主;池塘养殖废水灌溉后,稻田田面水和渗漏水中NH_4~+-N、NO-3-N、TN、DP、PP、TP质量浓度会随着施肥量减少呈现下降趋势,减量施肥20%和减量施肥40%下,田面水中TN、TP的质量浓度平均分别较CK降低5.8%和23.4%、20.8%和35.5%;渗漏水中TN、TP的质量浓度平均分别较CK降低18.3%和27.5%、23.1%和45.8%。在水稻养分吸收和产量构成方面,减量施肥20%后,池塘养殖废水中的营养物质能满足水稻的养分需求;池塘养殖废水灌溉时,水稻产量以常规施肥量处理最高(较CK增产2.3%),常规施肥量80%的处理其产量与CK相似,而常规施肥量60%的处理其产量较CK显著降低。综合考虑水稻种植的经济效益和环境效益,建议池塘养殖废水灌溉条件下施肥水平应在常规施肥量的80%左右。     

滤食性双壳贝类对工厂化养殖废水中悬浮物的生物滤除研究

针对海水鱼类半滑舌鳎养殖池排出水中大量絮状悬浮物难以用常规机械过滤法去除的问题,选择适应能力强的滤食性双壳贝类长牡蛎（Crassostrea gigas）和紫贻贝（Mytilus galloprovincialis）,通过现场实验测定了它们对鱼类养殖排出水中悬浮物的生物滤除能力。结果表明,在海水流速为100 L·h^-1条件下,牡蛎[壳高（9.80±0.45）cm,湿重（117.0±10.0）g]和贻贝[壳高（6.54±0.26）cm,湿重（29.7±2.4）g]对养殖排出水悬浮物的生物沉积速率分别为40.28～45.30 mg·ind^-1·d^-1[平均（43.40±2.16）mg·ind^-1·d^-1]和6.96～8.87 mg·ind^-1·d^-1[平均（7.66±0.99）mg·ind^-1·d^-1];在实验海水流速为150 L·h-1条件下,牡蛎[壳高（9.33±0.99）cm,湿重（95.8±31.4）g]和贻贝[壳高（6.39±0.91）cm,湿重（28.0±15.4）g]对悬浮物的生物沉积速率分别为13.68～22.50 mg·ind^-1·d^-1[平均（17.35±4.59）mg·ind^-1·d^-1]和 5.37～5.67 mg·ind^-1·d^-1[平均（5.55±0.15）mg·ind^-1·d^-1]。表明长牡蛎和贻贝两种双壳贝类对半滑舌鳎养殖池出水中悬浮物具备很强的生物滤除潜力,且能吸收和利用悬浮物中的有机质实现养殖废物的生物资源化利用。     

基于物质平衡的循环水养殖系统设计

针对工厂化循环水养殖系统中快速去除水中的溶解性氨氮和增加溶解氧等系统设计的核心问题,采用物质平衡关系建立氨氮、溶解氧的平衡方程式,推导出系统设计的计算公式,并根据工程实践的经验对部分公式进行了修正,得到了一组较贴近实际情况的设计参数,如：系统补水量、供氧量、循环量、循环次数、生物过滤器有效体积等。同时构建了一个工厂化循环水养殖系统设计的基本流程。以设计一套年产50 t鮰鱼（Ictalurus）,养殖密度为50 kg/m³的高密度工厂化循环水养殖系统为例,可以计算得到系统的补水量为30 m³/d,系统补水率为6%,系统供氧为11.0 kg/h,系统循环量740 m³/h,循环次数为36次/d,生物过滤器有效体积为44.2 m³。     

团头鲂池塘养殖生态系统晒塘阶段温室气体排放通量分析

为探讨团头鲂池塘养殖生态系统晒塘阶段温室气体的排放规律及综合增温潜势,采用静态暗箱——气相色谱法对团头鲂池塘养殖生态系统晒塘阶段温室气体(CO2,CH4,N2O)的排放进行原位测定。结果显示,团头鲂池塘养殖生态系统晒塘阶段均表现为CO2,CH4和N2O的排放源,其中CO2排放通量达(86.72±12.46)g/m2,CH4排放量达(2.01±0.34)g/m2,N2O排放量达(7.44±0.98)mg/m2;在100 a的时间尺度上,团头鲂池塘养殖生态系统在晒塘阶段综合增温潜势为(157.28±24.31)g/m2,团头鲂池塘养殖生态系统温室气体减排空间较大。     

Improvement in feed efficiency and reduction in nutrient loading from rainbow trout farms: the role of selective breeding

Resource efficiency, the ratio of inputs to outputs, is essential for both the economic and environmental performance of any sector of food production. This study quantified the advancement in the feed conversion ratio (FCR) and reduction in nutrient loading from rainbow trout farming in Finland and the degree to which genetic improvements made by a national breeding program have contributed to this advancement. The study combined two datasets. One included annual records on farm-level performance of commercial rainbow trout farms from 1980 onwards, and the other included individuals across eight generations of the national breeding program. The data from the commercial farms showed that from 1980 onwards, the farm-level feed conversion ratio improved by 53.4%, and the specific nitrogen and phosphorus loading from the farms decreased by over 70%. Hence, to produce 1 kg of fish today, only half of the feed is needed compared to the 1980s. The first generation of the breeding program was established in 1992. The FCR was not directly selected for, and hence, the genetic improvement in the FCR is a correlated genetic change in response to the selection for growth and body composition. Since 1992, the estimated genetic improvement in the FCR has been 1.74% per generation, resulting in a cumulative genetic improvement of 11.6% in eight generations. Genetic improvement in the FCR is estimated to be 32.6% of the total improvement in the FCR observed at farms, implying that genetic improvement is a significant contributor to resource efficiency. The use of genetically improved rainbow trout, instead of the base population of fish, reduces feed costs by 18.3% and total production costs by 7.8% at commercial farms (by −0.266€ per kg of ungutted fish). For phosphorus and nitrogen, it can be assumed that the use of fish material with an improved FCR also leads to 18.3% less nitrogen and phosphorus flowing into an aquatic environment. Such improvements in resource efficiency are win–wins for both industry and the environment—the same amount of seafood can be produced with significantly reduced amounts of raw materials and reduced environmental impact.