序批式生物絮凝技術(shù)處理水產(chǎn)養(yǎng)殖固體廢棄物的初步研究.pdf

1、在水產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)用生物絮凝技術(shù)(Biofloc Technology，BFT),通過控制水體中的C/N,在適度的攪拌強(qiáng)度條件下,異養(yǎng)細(xì)菌利用廉價的碳(淀粉、糖蜜等),將水體中的氮素通過氨氮的形式升級為蛋白質(zhì),形成可被蝦、羅非魚等濾食性養(yǎng)殖對象直接攝食的生物絮凝體,即實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)殖水體的凈化,又可實(shí)現(xiàn)投喂飼料中蛋白質(zhì)的重復(fù)利用,明顯降低飼料成本,被認(rèn)為是一種具有良好經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益的革新模式,現(xiàn)正在以色列、美國、加拿大、中國等地研究

2、、實(shí)踐并逐步推廣。
　　總固體懸浮顆粒(Total suspended solids,TSS)濃度是影響生物絮凝過程的主要因素之一。高濃度TSS有利于絮體的形成,但是,高濃度TSS會給循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)帶來較高的處理成本,可能會引起的水體濁度下降、溶解氧降低等問題及其對養(yǎng)殖對象較嚴(yán)格的選擇性可能會為其發(fā)展帶來局限性。為了解決這個問題,我們采用外置式生物絮凝反應(yīng)器,收集循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中產(chǎn)生的殘餌和糞便,在外置式生物絮凝反應(yīng)器中設(shè)置不同濃度

3、TSS進(jìn)行絮體培養(yǎng),以避免原位式生物絮凝反應(yīng)出現(xiàn)的上述問題。
　　本文主要研究在淡水和鹽度20的半咸水中,不同 TSS濃度條件下外置-序批式生物絮凝絮體形成過程中對養(yǎng)殖固體顆粒物及主要氮、磷的處理效果,用以選擇實(shí)驗(yàn)條件下適宜的TSS濃度。主要包括以下幾個部分:
　　1.生物絮凝技術(shù)對淡水養(yǎng)殖水體中固體廢棄物處理效果
　　以水產(chǎn)養(yǎng)殖的殘餌糞便作為生物絮凝反應(yīng)器的營養(yǎng)來源,通過添加葡萄糖作為碳源,氯化銨作為氮源,比較3組反

4、應(yīng)器在淡水中的固體廢棄物的處理效果。實(shí)驗(yàn)顯示TSS1500mg/L、 TSS2000mg/L和TSS2500mg/L3個實(shí)驗(yàn)組同化去除氨氮的能力均很強(qiáng),第4天3組反應(yīng)器氨氮含量均小于0.01 mg/L,前10天硝氮和亞硝氮也基本被同化去除,之后實(shí)驗(yàn)過程中各組反應(yīng)器三態(tài)氮含量基本保持穩(wěn)定,在實(shí)驗(yàn)第20天停止調(diào)控DOC/TAN后,3組反應(yīng)器三態(tài)氮均先后開始出現(xiàn)回升趨勢,之后在第32天恢復(fù)調(diào)控 DOC/TAN,3組反應(yīng)器三態(tài)氮先后開始下降趨勢

5、,而在這個過程中,DOC的含量剛好與氨氮的變化趨勢相反,說明水體中碳源的添加對三態(tài)氮控制的必要性。比較三種TSS濃度的結(jié)果表明,TSS為2500mg/L反應(yīng)組的整體處理效果最好。
　　2.生物絮凝技術(shù)對半咸水養(yǎng)殖水體中固體廢棄物處理效果
　　比較2組反應(yīng)器(TSS為1500mg/L和TSS為2500mg/L)在10L鹽度20的模擬半咸水體中對氮的去除效果。最開始階段三態(tài)氮和總氮含量均達(dá)到最大值,而后三態(tài)氮含量均趨于降低,并均

6、在第15天達(dá)到最低值,在第15-20天2組反應(yīng)器三態(tài)氮又開始回升,之后2組反應(yīng)器趨于平穩(wěn),但在第25-27天,36-37天時間段三態(tài)氮均有所回升。實(shí)驗(yàn)過程顯示第2組反應(yīng)器(TSS2500mg/L)對三態(tài)氮的同化去除效果均比第1組反應(yīng)器好(TSS1500mg/L),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明半咸水體中生物絮凝對氮的處理效率雖然低于淡水水體中生物絮凝效率,但結(jié)果仍然比較理想。同時實(shí)驗(yàn)測試了不同TSS濃度下生物絮凝在鹽度20的模擬海水中對10mg/L氨氮,

7、20mg/L氨氮以及10mg/L亞硝氮的處理效果,發(fā)現(xiàn)2組反應(yīng)器對10mg/L氨氮和20mg/L氨氮均能以3.33mg/h的速度快速轉(zhuǎn)化完畢,而對亞硝氮的轉(zhuǎn)化效果是間接性的,必須先將亞硝氮轉(zhuǎn)化為氨氮和硝氮,然后利用生物絮凝對氨氮的轉(zhuǎn)化效果進(jìn)行處理,所以過程比較緩慢。2組反應(yīng)器在半咸水實(shí)驗(yàn)中同樣顯示 TSS為2500mg/L反應(yīng)組的對固體廢棄物去除效果最好。
　　3.生物絮凝技術(shù)對養(yǎng)殖水體中活性磷處理效果
　　活性磷的變化在反

8、應(yīng)前一段時間是符合生物正常生長變化的,除了半咸水在一開始釋放大量的磷酸鹽后,無論是淡水和半咸水,在反應(yīng)器初期,都對磷酸鹽進(jìn)行了消耗,分析這是由于實(shí)驗(yàn)初期反應(yīng)器中微生物處于生長周期的對數(shù)期,進(jìn)行細(xì)胞的生長與增殖,對磷酸鹽的正常生長需要。之后淡水實(shí)驗(yàn)組3組反應(yīng)器水體中的磷酸鹽含量均呈上升趨勢,在第42天之后第1組和第2組水體中磷酸鹽含量整體呈現(xiàn)下降趨勢,而第3組水體中的磷酸鹽一直處于較高水平,這可能是由于反應(yīng)器中絮凝菌增長達(dá)到飽和,對磷酸鹽

9、需求達(dá)到上限,而第3組釋放的磷酸鹽含量多,無法利用,所以水體中含量最高,而第1組釋放磷酸鹽少,所以水體中磷酸鹽含量低,這也說明,在淡水組實(shí)驗(yàn)組絮凝菌對磷酸鹽的需求僅僅是為了滿足生長增殖的需求,而整個絮凝過程對磷酸鹽需求不大,所以對用生物絮凝進(jìn)行磷酸鹽的處理效果并不明顯。而這個結(jié)論同樣在半咸水實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)。
　　據(jù)此分析,生物絮凝反應(yīng)過程對活性磷酸鹽本身并沒有多少去除利用效果,實(shí)驗(yàn)過程中磷酸鹽的降低和升高是因?yàn)榉磻?yīng)器里面細(xì)菌生長增殖對磷