循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)生物反應(yīng)器脫氮技術(shù)
- 期刊名字:黑龍江水產(chǎn)
- 文件大?。?90kb
- 論文作者:賴才勝,王智勇,許嘉翔,王廣軍,李志斐
- 作者單位:廣東省惠州市惠城區(qū)水產(chǎn)技術(shù)推廣站,中國水產(chǎn)科學研究院珠江水產(chǎn)研究所
- 更新時間:2020-06-12
- 下載次數(shù):次
黑龍江水產(chǎn)2012年第3期鹽水浸泡1個小時后,再將其挪至5ppm的諾氟沙星藥液內(nèi),藥液深度以淹沒魚體為宜(因為有此病之魚不能潛入水底攝食,若藥液水位太深病魚無法攝食藥餌),然后投喂用諾氟沙星制成的藥餌最后將其放入暫養(yǎng)箱內(nèi)(在暫養(yǎng)箱內(nèi)便于其吃食和治療)。用此法連續(xù)治療3-7天,病魚完全康復(fù)。水霉病:因操作不慎使魚體受傷傷后魚體消毒不徹底,加上水質(zhì)不清新,容易出現(xiàn)水霉病?;加兴共〉聂~其受傷部位滋生絨毛狀物,魚行動遲緩,不能攝食。發(fā)現(xiàn)此病后將病魚撈出用剪刀輕輕剪掉水霉后,放入1%蘇達水和1%食鹽水的混合液內(nèi)浸泡20-30分鐘,浸泡后隔離在暫養(yǎng)箱中,要保證暫養(yǎng)箱水質(zhì)清新。連續(xù)用藥5天后,部分水霉從病灶處脫落,將水霉脫落的魚轉(zhuǎn)入另一暫養(yǎng)箱內(nèi),進行精心喂養(yǎng),此法可使30%的病魚治愈。腸炎病惠腸炎病的魚,其糞便中有透明膿狀物,發(fā)現(xiàn)腸炎病,立即用畜用諾氟沙星粉制成藥餌進行投喂,一般投喂3-5天即可痊愈。3、試驗結(jié)果6月15日放養(yǎng)至9月10日起捕經(jīng)過85天的飼養(yǎng)管理,共收獲西伯利亞鱘2055kg、822尾,最大個體長42cm,重04kg平均體長38cm,重0.25kg。每千克以120元計,收入24660元,去掉苗種、人工、飼料、藥物、電費等成本10400元,純盈利14260元。本試驗共耗用飼料204斤,其生長指標均達到甚至超過其它地區(qū)人工養(yǎng)殖西伯利亞鱘的生長指標。4、討論與小結(jié)在水泥池中靜水養(yǎng)殖西伯利亞鱘,關(guān)鍵要保證水中溶氧和水質(zhì)清新,缺氧和氨氮中毒是鱘魚養(yǎng)殖中第大殺手。鱘魚缺氧癥狀不太明顯,開始時魚只在水體中上層活動,迅速到中下層中且身體失去平衡,嚴重者倒臥在水底,如不用心觀察很難發(fā)現(xiàn),而且在短時間內(nèi)即可導(dǎo)致大批死亡。氨氮中毒魚體色變淺,重者臥在水中,如果水體透明度小也很難發(fā)現(xiàn),所以在西伯利亞鱘的養(yǎng)殖中要求經(jīng)常排換水,保證水質(zhì)清新含有足夠的氧氣且要保證水質(zhì)清澈見底,以便觀察魚情,及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)生物反應(yīng)器脫氮技術(shù)賴才勝1,王智勇1,許嘉翔',王廣軍2,李志斐2(1廣東省惠州市惠城區(qū)水產(chǎn)技術(shù)推廣站,惠州516001;2.中國水產(chǎn)科學研究院珠江水產(chǎn)研究所,廣州510380)摘要:硝酸鹽是氨態(tài)氮等有害物質(zhì)經(jīng)過硝化反應(yīng)后形成的產(chǎn)物,硝酸鹽氦對養(yǎng)殖對象的毒性相對較低,但高濃度硝酸鹽氮也會影響?zhàn)B殖對象的生長。本文介紹了影響生物反應(yīng)器脫氮的主要因素,重點介紹了生物反應(yīng)器脫氪方法,包括異養(yǎng)反硝化、自養(yǎng)反硝化、厭氧氨氧化等三種常見的脫氮方法。關(guān)鍵詞:循環(huán)水養(yǎng)殖,生物脫氪,硝酸鹽傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)因占地面積大,適合養(yǎng)殖的地域有限,易受地理氣候條件影響,加上越來越嚴重的環(huán)境問題和水產(chǎn)品安全性問題,已越來越難以實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。在此背景下,具有節(jié)水、節(jié)地、產(chǎn)品質(zhì)量高度可控性和可追溯性等優(yōu)點的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)日益引起關(guān)注。在歐洲等部分發(fā)達國家,已在其商業(yè)化的成魚和育苗系統(tǒng)中全部采用循環(huán)水養(yǎng)殖技術(shù)。在廣大科技工作者的努力下,我國的循環(huán)水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)也得到了一定程度的發(fā)展,從基礎(chǔ)理論、裝備集成創(chuàng)新、商業(yè)化養(yǎng)殖系統(tǒng)構(gòu)建等各層面均取得了一定成果?,F(xiàn)就應(yīng)用生物反應(yīng)器去除循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中硝酸鹽氮的技術(shù)作一些介紹和探討。中國煤化工整吸本理程阻走從惠水產(chǎn)養(yǎng)殖術(shù)廣工CNMHG項目:國家支撐計劃(2012BAD25B01)現(xiàn)代農(nóng)科技特派員科技服務(wù)行動專項計劃項目(2010A020507001-13)聯(lián)合資助m,xAA1E04)、廣東省農(nóng)木2012年第3期黑龍江水產(chǎn)1、循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)硝酸鹽氮的產(chǎn)生及其影響水處理技術(shù)是循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的關(guān)鍵在循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的水處理技術(shù)中,主要是通過生物過濾器的硝化作用將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮,從而導(dǎo)致水體中積累很高的硝酸鹽氮濃度。據(jù)報道,系統(tǒng)中最高硝酸鹽氮濃度可達400-500mg/L。相對于氨氮和亞硝態(tài)氮而言,硝酸鹽氮對養(yǎng)殖對象的毒性相對較低,但是大量研究表明,高濃度硝酸鹽氮也會影響?zhàn)B殖對象的生長,造成水生動物的生長速度降低、易患病、成活率降低等,甚至是中等濃度的硝酸鹽氮(30-60mg/)也會影響?zhàn)B殖對象的組織發(fā)育和激素分泌,導(dǎo)致體質(zhì)變?nèi)跎踔了劳?。同時高濃度硝酸鹽氮含量的養(yǎng)殖水體與環(huán)境受納水體進行交換,也是引起水體富營養(yǎng)化和地下水硝酸鹽含量超標的因素之一。因此研究者認為將循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的硝酸鹽氮濃度控制在50mg/以下為較理想濃度??梢哉J為,對于一個真正“零交換”的閉合循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)而言,脫氮功能單元是必須在系統(tǒng)的整體設(shè)計實施中加以構(gòu)建的。2、生物反應(yīng)器脫氮的主要影響因素21溶解氧循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)常采用純氧、液體氧通過氣水混合器輸入養(yǎng)殖池中,以滿足飼養(yǎng)對象的生長要求,一般溶解氧多在4mg/L以上。但多數(shù)反硝化細菌在完全好氧的條件下,不能合成完整的反硝化酶系統(tǒng),所以一般情況下反硝化作用在厭氧或者兼性厭氧狀態(tài)下進行。因此,進行反硝化時需要先去除氧氣,溶解氧控制在0.5mg/L為宜,處理好后再重新充氧。最近已經(jīng)有研究者開始研究循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的有氧反硝化,并取得了定的研究成果。2.2水力停留時間大量實驗和實際運行證實,反硝化反應(yīng)進行的時間對處理效果影響很大,水力停留時間越長,硝酸鹽氮去除率越高,水產(chǎn)養(yǎng)殖活動的連續(xù)性要求水產(chǎn)養(yǎng)殖用水反硝化處理的連續(xù)性。反硝化反應(yīng)裝置的水體停留時間不宜太長,以適應(yīng)生產(chǎn)的連續(xù)進行。2.3溫度溫度對反硝化的影響主要是使反硝化細菌的生長速率降低,同時使菌體的代謝率降低,從而降低了反硝化速率。反硝化反應(yīng)的適宜溫度為15-35℃,當溫度低于10℃,反硝化速率明顯下降,溫度低于3℃,反硝化作用停止,因此必須注意溫度的控制。2.4 PH反硝化的最佳pH范圍是在70-80之間,當環(huán)境中的pH偏離這一最佳值,反硝化速率逐漸下降。環(huán)境中的pH不僅會影響反硝化速率,而且也影響到反硝化的最終產(chǎn)物。當pH低于60-65時,最終產(chǎn)物以NO占優(yōu)勢。當pH>8時,會出現(xiàn)亞硝酸鹽氮的積累,當pH越高時,積累愈嚴重。2.5碳源異養(yǎng)反硝化過程需要有機碳源,可以為反硝化細菌所利用的碳源是多種多樣的,一般認為,當廢水中所含的碳(BOD氮比值大于3時,無須外加碳源即可達到脫氮的目的。水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料中一般蛋白含量在40%左右脂肪含量在30%左右。經(jīng)過飼養(yǎng)對象的消化吸收和微生物的轉(zhuǎn)化,水體中一般碳(BOD氮比值在1-2之間,所以需要對循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的水體進行預(yù)處理,比如添加有機碳源的方式或者進行自養(yǎng)反硝化。3、生物反應(yīng)器脫氮方法31異養(yǎng)反硝化異養(yǎng)反硝化工藝指缺氧條件下異養(yǎng)菌將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮氣的過程,同時需要有機碳源作為電子供體用于產(chǎn)能和細胞合成的一類工藝。異養(yǎng)反硝化細菌在硝酸鹽轉(zhuǎn)換過程中是十分有效的已成功應(yīng)用于各種廢水處理領(lǐng)域,各種工藝設(shè)計參數(shù)較多。國外循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)體硝酸鹽氮的同時產(chǎn)生堿度,從而彌補系統(tǒng)中因硝化作用而質(zhì)中碳(BOD)氮比值需達3-6,針對循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)水體的YHg和向起平硝化完成,在去除水中國煤化工完成異養(yǎng)反硝化,水CNMHG氮過程中需要投加黑龍江水產(chǎn)2012年第3期有機碳源。在異養(yǎng)反硝化系統(tǒng)中投加甲醇等液體碳源存在過量的風險,也對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和維護提出較高要求,尤其在循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)硝酸鹽氮存在波動的情況下,碳源投加量的調(diào)控更加困難。棉花、麥稈等固體碳源可以降低運行成本,但也因為存在碳源釋放效率低并且成分復(fù)雜,在去除硝酸鹽的同時易污染出水水質(zhì)。近幾年,研究者轉(zhuǎn)而采用可生物降解材料(BDPs)作為碳源用于循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的異養(yǎng)反硝化,其優(yōu)勢在于BDPs為非水溶性物質(zhì),只能在微生物體內(nèi)酶的作用下進行生物降解為反硝化菌提供碳源,不會向水中浸出有害物質(zhì),對出水水質(zhì)的影響小,并且有較高的反硝化效率,因此,BDPs工藝運用于養(yǎng)殖水體進行脫氮逐漸獲得研究者的關(guān)注。3.2自養(yǎng)反硝化自養(yǎng)反硝化工藝是指氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣的過程全部是由自養(yǎng)菌完成,整個過程不需外加任何可生物降解有機碳化合物的一類工藝。自養(yǎng)反硝化不需向反應(yīng)器中投加有機碳源,只靠碳酸鹽或重碳酸鹽為碳源,利用無機物(如H2、S2、S、Fe、Fe等)作為硝酸根還原的電子供體,由自養(yǎng)反硝化菌將硝酸鹽還原為氮氣。與異養(yǎng)反硝化相比,自養(yǎng)反硝化不需要向水體引入有機物,可避免對養(yǎng)殖水體的再次污染。自養(yǎng)反硝化有兩個優(yōu)勢:①不用外加有機碳源,進而降低成本;②產(chǎn)泥量少,減少對出水水質(zhì)的影響。自養(yǎng)反硝化根據(jù)電子供體的不同又可分為:硫自養(yǎng)反硝化和氫自養(yǎng)反硝化(1)硫自養(yǎng)反硝化:以硫為電子供體的硫自養(yǎng)反硝化具有工況維持簡易穩(wěn)定,反硝化速率較高,產(chǎn)泥速率慢等優(yōu)點,將其應(yīng)用于循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)脫氮是完全可行的。但硫自養(yǎng)反硝化過程會產(chǎn)生硫酸鹽,污染水質(zhì),因此硫酸鹽濃度的控制至關(guān)重要,直接影響到硫自養(yǎng)反硝化能否在工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中得到推廣和應(yīng)用,若要真正實現(xiàn)商業(yè)化,需要針對硫酸鹽濃度積累的控制問題做更為細致的研究。(2)氫自養(yǎng)反硝化:以氫為電子供體的氫自養(yǎng)反硝化不產(chǎn)生任何影響水質(zhì)安全的副產(chǎn)物,是一種清潔的水體脫氮方法。但外源供氫具有安全隱患,而且利用效率低通過電化學過程產(chǎn)氫很難收集氫氣,并且生成氫氣又比較昂貴,不適宜處理較大體積的養(yǎng)殖用水。33厭氧氨氧化厭氧氨氧化工藝是指在厭氧環(huán)境中,同時存在氨氮和亞硝酸鹽氮時,厭氧氨氧化細菌利用氨氮作為電子供體,亞硝酸鹽氮作為電子受體,產(chǎn)生氮氣的生物反應(yīng)。與其他脫氮工藝相比較厭氧氨氧化實現(xiàn)了氨氮的短途徑化,具有不需要外加電子供體、不產(chǎn)生堿度、產(chǎn)泥少等優(yōu)點。但其工藝要求亞硝酸鹽氮的穩(wěn)定積累,厭氧氨氧化菌對環(huán)境要求苛刻,反應(yīng)器種類及構(gòu)型也會影響厭氧氨氧化過程的脫氮效率,使得厭氧氨氧化過程的啟動和穩(wěn)定運行面臨很多困難限制了其在水體脫氮中的推廣應(yīng)用。如若將其應(yīng)用于循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)該技術(shù)還需解決一些迫切需要解決的問題比如:厭氧氨氧化的脫氮機理、動力學及細菌方面的研究,目前很大程度上都尚處于推測階段有待進一步的認識和了解;接種污泥來源與縮短反應(yīng)器啟動時間、工藝參數(shù)和運行邊界條件的控制因素等都還需要進行更為細致的研究。4、展望循環(huán)水養(yǎng)殖模式是水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要發(fā)展方向,在發(fā)達國家已成為傳統(tǒng)池塘養(yǎng)殖業(yè)的補充和替代產(chǎn)業(yè),在我國也正受到越來越多的重視,得到了快速的發(fā)展。而以前我國在循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的水處理工藝的研究上多集中在硝化型生物過濾器設(shè)備性能等方面,通過硝化型生物過濾器的硝化作用將水體的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮,水體中積累的硝酸鹽氮濃度通常很高8。高硝酸鹽氮濃度已經(jīng)成為影響?zhàn)B殖對象生長的一個重要因素如何有效去除工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的硝酸鹽,降低對養(yǎng)殖對象產(chǎn)生的有害影響,是循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的一個急需解決的問題。近來,國內(nèi)外研究者開始關(guān)注循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中脫氮的研究,在應(yīng)用生物反應(yīng)器脫氮技術(shù)去除硝酸鹽的研究上已經(jīng)有所進展但這些研究大部分停留中國煤化規(guī)模的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)還缺少實踐的檢驗在開發(fā)高效穩(wěn)定、低成本的商業(yè)性對性的基礎(chǔ)研究。CNML≥展大量的有針參考文獻(略)5
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