異養(yǎng)硝化-好氧反硝化細菌在海水養(yǎng)殖中的應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、高密度集約化的海水養(yǎng)殖模式導(dǎo)致養(yǎng)殖過程中經(jīng)常出現(xiàn)養(yǎng)殖水體氮素超標現(xiàn)象，嚴重威脅海水養(yǎng)殖動物的健康和生長。同時，生產(chǎn)換水后養(yǎng)殖廢水的外排，也會加劇周邊海域的氮素污染，水體高濃度氮素已經(jīng)成為導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的主要因素之一，因此加強水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水脫氮技術(shù)的研究有著深遠意義。生物脫氮法由于具有低成本、無二次污染、操作簡單等優(yōu)點，常被應(yīng)用于廢水的處理。選擇高效優(yōu)良的脫氮菌株是生物脫氮成功的關(guān)鍵，異養(yǎng)硝化-好氧反硝化細菌為近二十年來篩選出的新型脫氮細

2、菌，突破了人們對傳統(tǒng)生物脫氮理論的認識，其利用水體有機物和氮素作為自身碳氮源進行同時硝化反硝化作用，實現(xiàn)生物脫氮。目前，關(guān)于異養(yǎng)硝化-好氧反硝化細菌的研究大多數(shù)集中在菌種篩選分離與脫氮特性方面，對其應(yīng)用技術(shù)的研究報道尚不多見，尤其在海水養(yǎng)殖環(huán)境中應(yīng)用的報道更少。本文選擇本實驗室篩選保存的3株異養(yǎng)硝化-好氧反硝化細菌，通過養(yǎng)殖圓斑星鰈廢水凈化和自制模擬生物濾器對對其進行了多方面的海水養(yǎng)殖應(yīng)用技術(shù)研究，旨在探究菌株的實際應(yīng)用方法及效果，為進

3、一步建立應(yīng)用工藝提供依據(jù)。主要試驗內(nèi)容與結(jié)果如下：
　?。?）選擇初始體重為（10.2±1.3）g的凡納濱對蝦，隨機分為4組，每組30尾，進行不換水連續(xù)養(yǎng)殖。期間分別在養(yǎng)殖水體中加入花津灘芽孢桿菌(Bacillus hwajinpoensis)SLWX2、嗜堿鹽單胞菌(Halomonas alkaliphila)X3以及SLWX2+X3復(fù)合組。通過測定不同組合各項無機氮及有機物的變化情況檢驗了它們對養(yǎng)殖水體的凈化效果。試驗結(jié)果顯示

4、，養(yǎng)殖過程中，對照組氨氮濃度、亞硝酸氮濃度、硝酸氮濃度、總氮濃度、化學(xué)需氧量濃度呈持續(xù)上升趨勢，而各試驗組各項指標第4天有所降低，本研究結(jié)果表明添加異養(yǎng)硝化-好氧反硝化細菌可在不添加碳源的情況下實現(xiàn)脫氮的功能，有效維護養(yǎng)殖水質(zhì)。
　?。?）選擇初始體重為(98±6)g的圓斑星鰈，隨機分為8組，每組30尾，進行不換水連續(xù)養(yǎng)殖。期間分別在養(yǎng)殖水體中加入花津灘芽孢桿菌(Bacillus hwajinpoensis)SLWX2、嗜堿鹽單胞

5、菌(Halomonas alkaliphila)X3和麥氏交替單胞菌(Alteromonas macleodii)SLNX2的不同組合。通過測定不同組合中各項無機氮及有機物的變化情況檢驗了它們對養(yǎng)殖水體的凈化效果。試驗結(jié)果顯示，養(yǎng)殖過程中，對照組的氨氮濃度、亞硝酸氮濃度、硝酸氮濃度、總氮濃度、化學(xué)需氧量濃度呈持續(xù)上升趨勢，分別從0.21mg/L升至15.94mg/L，0.08mg/L升至5.68mg/L，1.10mg/L升至7.05mg

6、/L，1.74mg/L升至38.86mg/L，1.19mg/L升至22.87mg/L。而加菌組的各指標濃度一直低于對照組。其中，SLWX2+X3+SLNX2組合對圓斑星鰈養(yǎng)殖廢水凈化效果最佳，氨氮濃度、亞硝酸氮濃度、硝酸氮濃度、總氮濃度、化學(xué)需氧量濃度分別低于對照組68.55％、48.36%、58.38%、40.02%、27.47%。SLWX2+X3組合的凈化效果次之。此外，第21天時，對照組因水質(zhì)差而出現(xiàn)大量死魚現(xiàn)象，各試驗組中僅有少

7、量死魚。本研究結(jié)果表明添加異養(yǎng)硝化-好氧反硝化細菌可在不添加碳源的情況下實現(xiàn)脫氮的功能，有效維護養(yǎng)殖水質(zhì)，對圓斑星鰈不但無毒害及致病作用，反而因改善其環(huán)境而提高了它們的存活率。
　?。?）自制模擬生物濾器，分別接種花津灘芽孢桿菌(Bacillus hwajinpoensis) SLWX2、嗜堿鹽單胞菌(Halomonas alkaliphila)X3和麥氏交替單胞菌(Alteromonas macleodii)SLNX2的不同組合

8、進行生物強化掛膜。前期試驗探討了三株細菌不同組合生物膜對靜止養(yǎng)殖廢水的凈化效果。后期試驗，選用對各無機氮去除效果最佳的SLWX2+X3+SLNX2組合作為優(yōu)勢菌種再次掛膜，對比分析了優(yōu)勢菌種強化掛膜與自然掛膜兩種成熟生物膜對連續(xù)運行養(yǎng)殖廢水的凈化效果效果。靜止養(yǎng)殖廢水凈化試驗結(jié)果表明：各試驗組對養(yǎng)殖廢水各項無機氮及有機物指標的去除效果均優(yōu)于對照組。其中，SLWX2+X3+SLNX2組合對各項指標去除效果最佳，第24h、48h對NH4＋-

9、N、NO2－-N、CODMn、TN的去除率分別為95.8%、82%、60.8%及100%、100%、80.7%、59.5%。而自然掛膜對照組前24h亞硝酸氮濃度上升，第48h對NH4＋-N、NO2－-N、CODMn、TN的去除率分別為95.5%、50.52%、38.1%、13.44%。各試驗組中NO3－-N濃度先上升后下降，而對照組NO3－-N濃度呈持續(xù)上升，該試驗表明添加異養(yǎng)硝化-好氧反硝化細菌可有效地降低養(yǎng)殖廢水中氮素和有機物濃度。