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(guò)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(jià)的碳(淀粉、糖蜜等),將水體中的氮素通過(guò)氨氮的形式升級(jí)為蛋白質(zhì),形成可被蝦、羅非魚等濾食性養(yǎng)殖對(duì)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(huì)效益的革新模式,現(xiàn)正在以色列、美國(guó)、加拿大、中國(guó)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(guò)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(huì)給循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)帶來(lái)較高的處理成本,可能會(huì)引起的水體濁度下降、溶解氧降低等問(wèn)題及其對(duì)養(yǎng)殖對(duì)象較嚴(yán)格的選擇性可能會(huì)為其發(fā)展帶來(lái)局限性。為了解決這個(gè)問(wèn)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(wèn)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(guò)程中對(duì)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(gè)部分:
　　1.生物絮凝技術(shù)對(duì)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(yíng)養(yǎng)來(lái)源,通過(guò)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(gè)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(guò)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(shì),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(shì)

5、,而在這個(gè)過(guò)程中,DOC的含量剛好與氨氮的變化趨勢(shì)相反,說(shuō)明水體中碳源的添加對(duì)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(duì)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(duì)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(shí)間段三態(tài)氮均有所回升。實(shí)驗(yàn)過(guò)程顯示第2組反應(yīng)器(TSS2500mg/L)對(duì)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(duì)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(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)試了不同TSS濃度下生物絮凝在鹽度20的模擬海水中對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)氨氮的轉(zhuǎn)化效果進(jìn)行處理,所以過(guò)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(duì)固體廢棄物去除效果最好。
　　3.生物絮凝技術(shù)對(duì)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(shí)間是符合生物正常生長(zhǎng)變化的,除了半咸水在一開始釋放大量的磷酸鹽后,無(wú)論是淡水和半咸水,在反應(yīng)器初期,都對(duì)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(zhǎng)周期的對(duì)數(shù)期,進(jìn)行細(xì)胞的生長(zhǎng)與增殖,對(duì)磷酸鹽的正常生長(zhǎng)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(shì),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(shì),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(zhǎng)達(dá)到飽和,對(duì)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(wú)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(shuō)明,在淡水組實(shí)驗(yàn)組絮凝菌對(duì)磷酸鹽的需求僅僅是為了滿足生長(zhǎng)增殖的需求,而整個(gè)絮凝過(guò)程對(duì)磷酸鹽需求不大,所以對(duì)用生物絮凝進(jìn)行磷酸鹽的處理效果并不明顯。而這個(gè)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(guò)程對(duì)活性磷酸鹽本身并沒(méi)有多少去除利用效果,實(shí)驗(yàn)過(guò)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(zhǎng)增殖對(duì)磷