A novel combined recirculating treatment system for intensive marine aquaculture

This study established a pilot‐scale recirculating treatment system that coupled an ecological process with a biological process to achieve adequate water quality and to minimize the water consumption for intensive marine culture. The recirculating treatment system consisted of a settling cell, a biofilter tank, a bivalve tank and gravel beds. The toxic pollutants, threatening the growth of bivalves, were reduced by the settling cell and the biofilter tank, so that the polyculture of shrimp and bivalves could be achieved. The living bivalve tank could function well as a remover of remaining small suspended solids (SS), and other pollutants. As the SS was reduced to a very low level by bivalve tank before the water flowing into the gravel beds, the risk of clogging was prevented. The studies suggested that the system maintained high removal efficiencies of SS, ammonium nitrogen () and nitrite nitrogen () and could contribute to the increase in shrimp yield.     

锤片式粉碎机工艺参数对水草饲料适口性和成品率影响的试验研究

以龙须眼子菜为代表的沉水植物是一种富含蛋白质、矿物质及维生素的良好饲料资源,但是由于水草表面吸附一层灰分与硫酸钠,作为饲料影响牛、羊的适口性。为了去除水草表面的粗灰分,找出影响水草的粗灰分去除率的最佳工艺参数,以内蒙古乌梁素海龙须眼子菜为研究对象,在不同含水率、转速和筛孔下利用锤片式粉碎机进行粗灰分去除率的正交试验研究,并对粉碎后的水草进行营养成分的检测,从不同的指标对这些数据进行方差分析。结果表明,在含水率约为17%,转速为4000 r/min,筛孔为8 mm时,水草粗灰分的去除效果较好,总的去除率达到70.8%,其中硫酸钠的去除率为34.7%。在方差分析的基础上利用灰色系统理论建立数学模型,预测不同工艺参数时水草的成品率,其最大误差为-1.69%,可以为粉碎机工艺参数的优化提供理论依据。     

大型海藻南方浒苔(Ulva meridionalis)对水产养殖废水净化作用的研究

[目的]为了确定南方浒苔（Ulva meridionalis）对水产养殖废水的净化效率、最适藻体密度和最佳处理时长。[方法]实验以模拟水产养殖废水为藻体培养液,设置0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g/L（实验组）和0 g/L（对照组） 共6个藻体密度梯度,培养于bluepard生化培养箱内,在第0, 12, 24,36,48,60,72 h测定藻体培养液中NH4+-N、NO2--N、NO3--N、PO4--P的浓度。[结果]结果显示,南方浒苔对水产养殖废水具有显著的净化效果（P<0.05）,其中净化养殖废水最适藻体密度为2.5 g/L。在南方浒苔最适藻体密度下有效净化水产养殖废水中NH4+-N、NO2--N、NO3--N、PO4--P时最佳处理时长分别为24、60、48、72 h,其去除率分别可达96.02%、51.83%、80.85%、97.67%。同时,南方浒苔对不同形式无机氮的吸收效率会受到水产养殖废水中不同氮源组成的影响,具体表现为先吸收 NH4+-N再吸收NO3--N 最后吸收NO2--N。[结论]研究表明,藻体密度为2.5 g/L的南方浒苔在水产养殖废水中处理72 h对废水中氮磷净化效果最佳。[意义]本研究可为生物净化水产养殖废水提供数据支持。     

光照、氧气、pH和盐度对沼泽红假单胞菌2-8菌株生长和亚硝酸盐消除的影响

以1株具有亚硝酸盐消除能力的沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）2-8菌株（简称2-8菌株）为材料,研究了不同光照和氧组合、pH、盐度对菌株生长和亚硝酸盐消除能力的影响。结果发现,光照厌氧条件最利于2-8菌株的生长,该条件下菌株亚硝酸盐消除能力最强,25h消除率达（91.33±1.27）%;菌株在pH7.0时生长和亚硝酸盐消除能力最强,25h亚硝酸盐消除率达到（95.58±4.34）%,在pH9.0以上和5.0以下时基本不生长;菌株在w（NaCl）为0和0.4%的培养基中生长和亚硝酸盐消除能力最强,在w（NaCl）为0.8%～2.0%的培养基中,生长和亚硝酸盐消除能力随w（NaCl）增高而减弱。测定的4个环境因子主要通过影响菌株的生长来影响其对亚硝酸盐的消除能力。     

Biological filtration properties of selected herbs in an aquaponic system

This study was conducted to determine the biological filtration capabilities of some culinary herbs co‐cultured with lemon fin barb hybrid in a nutrient film technique (NFT) recirculating aquaponic system. Lemon fin barb hybrid (Hypsibarbus wetmorei ♂ × Barbonymus gonionotus ♀) fingerlings were stocked in twelve 2‐tonne fibreglass tanks at 25 fish per tank and co‐cultured with Chinese celery (Apium graveolens var. secalinum Alef.), coriander (Coriandrum sativum) and peppermint (Mentha × piperita) for seven weeks. The impacts of the waste generated by the fish on the water quality, the filtration capability of the herbs and the ability of fish and herbs to retain nutrients (NPK) were also estimated. All the herbs showed water purifying potentials to varying degrees as significantly lower levels of nitrogenous compounds (NH₃‐N, NO₃‐N, NO₂‐N) were observed after the herbal filtration. The plant growth seemed to be affected by their ability to absorb nutrients and consequently purify the culture medium. Interestingly, the lemon fin barb hybrid also showed significant differences in terms of weight gain, but the nutrient retention among fish treatments was not statistically different. The plants absorbed less phosphorus and potassium than the fish. After computing for the total system percentage of NPK recovered, nitrogen was the most retained nutrient. The peppermint showed superiority in terms of gross biomass and water purifying potential compared to the Chinese celery and coriander.     

基于改进K-means聚类算法的金鱼阴影去除及图像分割方法

针对鱼类行为量化过程中运动阴影区域去除难的问题,以金鱼为研究对象,分别从去除噪点及孤立数据点、使用马氏距离作为距离度量方法、明确聚类个数以及初始聚类中心点选择等方面对传统K-means聚类算法进行了优化,提出了一种基于改进K-means聚类算法的金鱼阴影去除及图像分割方法。在室内正常环境下,使用相机采集玻璃鱼缸中金鱼图像,首先等比例压缩10倍,使用中值滤波方法对样本图像进行预处理,然后将其从RGB颜色空间转换到Lab颜色空间,最后提取a、b分量并使用改进的K-means算法进行聚类。试验结果显示:和传统K-means聚类算法及FCM(Fuzzy c-means)聚类算法进行比较,改进算法对于图像阴影去除及分割具有更好的效果,在200幅具有不同阴影的金鱼样本图像中,基于改进K-means聚类算法的平均误分类的像素比率和平均运行时间分别为2.48%和0.87 5s,能够满足离线鱼类行为量化过程中图像预处理的要求。     

生物电化学措施下潜流人工湿地反硝化性能的强化及微生物学特征

通过两种类型共4组人工湿地装置的优化对比试验,分析电解强化潜流人工湿地(E-CW)在不同电压梯度下(0.5、1.0、1.5、2.0和2.5 V)自养反硝化阶段的脱氮性能的变化及微生物群落结构特征,考察电解对湿地系统的影响。结果表明,在1.5 V电压条件下,虽然E-CW耦合系统的NH₄⁺-N去除率低于不加电解强化措施的CW湿地装置,但是E-CW系统的反硝化速率较高,使得TN去除率高,其中E-CW3的TN平均去除率为9.52%,显著高于CW1;E-CW4的TN平均去除率为45.66%,显著高于CW2。各湿地中共发现14个优势菌门和30个优势菌目,优势菌门中的变形菌门相对丰度最高并且在各湿地中均有分布,含有许多硝化细菌和反硝化细菌,对污染物的去除起重要作用;优势菌目中的红杆菌目(Rhodobacterales),鞘氨醇菌目(Chiti-nophagales),伯克氏菌目(Burkholderiales),懒杆菌目(Ignavibacteriales),Saccharimonadales和厚壁菌门中的芽孢杆菌(Bacillus)在E-CW中的相对丰度...     

铁基生物炭海绵与沉水植物协同净化水体中的氮磷

为探讨铁基生物炭海绵与沉水植物协同净化系统对农田退水中氮磷的去除效果,以苦草、伊乐藻、金鱼藻3种沉水植物和铁基生物炭海绵为材料,通过动态循环水模拟渠道的方式,研究不同净化系统对农田退水中总磷、总氮、氨氮的去除效果。结果表明：3种沉水植物均能在较高氮磷浓度农田退水中生长发育,株高及生物量有明显增长。在单一沉水植物净化系统中,金鱼藻对总磷的去除效率最高,达到29.85%,苦草对总氮的去除效率最高,为35.03%,金鱼藻对氨氮的去除效率最高,为83.09%。铁基生物炭与金鱼草协同净化系统对总磷和氨氮的去除效率最高,分别达到56.00%和91.86%,铁基生物炭与苦草协同净化系统对总氮的去除效率最高,为54.05%。研究表明,铁基生物炭海绵与沉水植物协同净化系统对氮磷的去除效果全面优于单一沉水植物净化系统。     

不同秸秆移除条件下冻融对农田土壤风蚀可蚀性的影响

为研究实际生产中不同秸秆移除率条件下冻融作用对土壤风蚀指标的影响,2011—2013年在美国堪萨斯州3个县设置3个不同秸秆移除率:0,50%,100%,对春秋季节土壤侵蚀比（EF）、平均几何直径（GMD）、地表随机粗糙度（RR）进行了统计分析。结果表明:（1）在冻融作用下,秸秆留茬能够有效减轻土壤风蚀,随着秸秆移除率的增大,土壤EF值增大,GMD值、RR值减小;（2）经过2011—2012年的冻融作用,2012年春季Norcatur、Colby、Scott City三地秸秆100%移除组的EF值增幅分别为149%,185%,16%,50%移除组的EF值增幅分别为40%,152%,-28%,0移除组的EF值增幅分别为29%,47%,9%;（3）休耕对于增强土壤抗风蚀能力有一定积极作用。研究成果为我国易发生土壤风蚀季节性冻融地区的适宜秸秆移除率的研究提供参考。     

无回流生物滤床净化槽脱氮效果的研究

构建一种脱氮的无回流生物滤床家庭生活污水处理一体化净化槽,研究其处理效果;改变各区内的曝气形式,形成A/O/A/O的脱氮工艺,通过测定各区COD、NH+4-N、NO-3-N和TN的浓度变化,考察其处理效果。结果表明:随着净化槽各区生物滤床的加入,反应器抗冲击性增强,处理效果明显提高。但A/O/A/O系统中第二级厌氧过程因碳源不足,脱氮效果不佳,改用分段进水后,净化槽不仅运行稳定,而且取得了很好的处理效果,出水COD平均浓度12.3 mg·L~(-1),NH+4-N平均浓度2.7 mg·L~(-1),TN平均浓度13.0mg·L~(-1),均达到国标(GB 18918—2002)一级A标准。A/O/A/O生物滤床新型净化槽不仅在结构上形成一体化,而且由于生物滤床的使用,不需要污泥回流,节省能耗,通过分段进水可以实现过程脱氮。