海水人工濕地凈化海水養(yǎng)殖外排水脫氮研究.pdf

1、工廠化、集約化海水養(yǎng)殖將成為未來海洋漁業(yè)養(yǎng)殖發(fā)展的一個重要趨勢，養(yǎng)殖過程中將漁業(yè)用水直接排放沿海養(yǎng)殖區(qū)，對海區(qū)造成了區(qū)域性污染。部分工廠化海水養(yǎng)殖企業(yè)已將循環(huán)水養(yǎng)殖發(fā)展成為行業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)，并且在漁業(yè)用水的凈化處理上取得了很大的成就。本論文以集約化養(yǎng)殖中的循環(huán)水養(yǎng)殖理念為基礎(chǔ)，將人工濕地處理系統(tǒng)模式作為循化養(yǎng)殖過程中污水處理的核心技術(shù)，進(jìn)而取代以往的傳統(tǒng)凈化裝置。首先人工濕地污水處理技術(shù)具有處理效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定、氮、磷去除能力強(qiáng)、運(yùn)轉(zhuǎn)維

2、護(hù)管理方便、工程基建和運(yùn)轉(zhuǎn)費用低、對負(fù)荷變化適應(yīng)能力強(qiáng)、適于處理間歇排放的污水等主要特點。同時，人工濕地對保護(hù)野生動物和提高局部地區(qū)景觀的美學(xué)價值也有益處。因此，大力開發(fā)人工濕地污水處理技術(shù)，對我國水環(huán)境污染的治理具有重大的意義，在我國具有廣泛的發(fā)展前景。為了將人工濕地系統(tǒng)與海水養(yǎng)殖相結(jié)合，用以人工濕地處理海水養(yǎng)殖外排水實驗，構(gòu)建人工濕地大菱鲆養(yǎng)殖循環(huán)水系統(tǒng)，水生植物選擇蘆葦和互花米草，植株密度皆為64株/m2。濕地系統(tǒng)基質(zhì)材料選擇珊瑚

3、石、蛭石、細(xì)沙三種。為了進(jìn)一步探索海水人工濕地系統(tǒng)處理養(yǎng)殖外排水脫氮與系統(tǒng)微生物、基質(zhì)酶活性相關(guān)性，再次構(gòu)建人工濕地處理系統(tǒng)。選擇種植密度為64/m2的互花米草，基質(zhì)填料選擇細(xì)紗、高爐礦渣、珊瑚石。分別設(shè)置不同水力停留時間為16h、24h、36h。其主要結(jié)論如下：
　　1．在探討海水人工濕地系統(tǒng)脫氮效果試驗中：伴隨著著鹽度的升高，蘆葦人工濕地對 NH4-N的去除率差異不顯著（P＞0.05），且蘆葦具有一定耐鹽性，鹽度為18~19之

4、間長勢良好?；セ撞萑斯竦鼐S持鹽度為28~31之間，較蘆葦更具耐鹽。選擇不同的進(jìn)水方式，人工濕地對 NH4-N的去除差異極顯著（P＜0.05）。隨著遞增間歇進(jìn)水方式水力停留時間，人工濕地對 NH4-N的去除率呈現(xiàn)出升高的趨勢，變化極顯著（P＜0.05）綜合考慮系統(tǒng)運(yùn)行的合理性和高效性，得出合理的運(yùn)行條件為間歇進(jìn)水24h，互花米草系統(tǒng)較蘆葦系統(tǒng)更優(yōu)。選擇互花米草人工濕地系統(tǒng)與大菱鲆循環(huán)水養(yǎng)殖相結(jié)合，在間歇進(jìn)水24h條件下（60天）系統(tǒng)處

5、理過的養(yǎng)殖廢水出水 NH4-N、NO2-N、NO3-N的濃度顯著低于養(yǎng)魚池中NH4-N、NO2-N、NO3-N的濃度(P＜0.05)，對 NH4-N平均去除率分別為（89.88±0.17)％,而且循環(huán)水系統(tǒng)中大菱鲆的日平均增重達(dá)2.42克，餌料系數(shù)為1.68，大菱鲆常規(guī)方式養(yǎng)殖日平均增重達(dá)2.27克，餌料系數(shù)為1.98，顯示大菱鲆養(yǎng)殖選擇循環(huán)水養(yǎng)殖模式具有較大優(yōu)勢。
　　2．在大菱鲆、牙鲆養(yǎng)殖試驗中：綜合比較了大菱鲆的兩種養(yǎng)殖操作

6、方式，結(jié)合大菱鲆生理習(xí)性以及養(yǎng)殖環(huán)境等因素，將人工濕地循環(huán)水海水養(yǎng)殖方式a作為綠色廉價養(yǎng)殖工程中大菱鲆高密度養(yǎng)殖適宜選擇。養(yǎng)殖系統(tǒng)a在及時滿足養(yǎng)殖池中用水量前提下，采取三天一循環(huán)的方式，不但消除了以往養(yǎng)殖系統(tǒng)中出現(xiàn)厭氧期過長從而抑制好氧微生物生命活動現(xiàn)象，而且系統(tǒng)間斷性運(yùn)行也提高了養(yǎng)殖設(shè)備的使用壽命，重要的是有效降低了養(yǎng)殖廢水中的氨氮的濃度。養(yǎng)殖方式 b不間斷進(jìn)水方式產(chǎn)生的不良后果就是系統(tǒng)內(nèi)氧氣供應(yīng)不足，使人工濕地內(nèi)部各類微生物長期處于

7、厭氧環(huán)境，產(chǎn)生油狀物掛壁現(xiàn)象，有刺鼻氣味逸出，系統(tǒng)中微生物新陳代謝活動降低，大大降低了對養(yǎng)殖廢水中氨氮、COD等的去除率。方式a中養(yǎng)殖用水氨氮、COD最高濃度為0.149mg/L、4.25mg/L，最終處理濃度達(dá)到0.001mg/L、2.06mg/L，方式 a養(yǎng)殖用水氨氮、COD最高濃度為0.143mg/L、4.35mg/L，最終處理濃度達(dá)到0.005 mg/L、2.47 mg/L。通過數(shù)據(jù)顯示養(yǎng)殖方式a的最終養(yǎng)殖效果要好于養(yǎng)殖方式b。

8、
　　3．探究海水人工濕地處理系統(tǒng)脫氮效率與基質(zhì)酶活性、微生物群落特征試驗中：不同水力停留時間的濕地系統(tǒng)對 NH4-N去除率變化顯著（P＜0.05），對TN的去除率差異不顯著（P＞0.05）。互花米草表現(xiàn)出較強(qiáng)耐鹽性。TN平均去除率為(25.02±12.69)%。NH4-N平均去除率為（82.91±17.51)%。在工況下運(yùn)行后，即時對系統(tǒng)進(jìn)行基質(zhì)采樣，探索人工濕地基質(zhì)酶活和微生物數(shù)量與系統(tǒng)本身脫氮機(jī)理及其相關(guān)性。此工況下，系統(tǒng)中

9、不同基質(zhì)層次的微生物數(shù)量和脲酶、脫氫酶活性不同，基質(zhì)中上層好氧微生物數(shù)量和脲酶、脫氫酶活性顯著大于下層；系統(tǒng)好氧微生物數(shù)量和脲酶活性下行池大于上行池；系統(tǒng)下層脫氫酶活性低于中、上層。海水人工濕地凈化養(yǎng)殖外排水系統(tǒng)下行池中、上層硝化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌顯著高于下層，中上層反硝化細(xì)菌數(shù)量明顯低于下層。系統(tǒng)內(nèi)全部微生物數(shù)量和TN去除率存在一定相關(guān)性，R2=0.50。系統(tǒng)內(nèi)基質(zhì)脲酶與TN去除率存在顯著相關(guān)性，R2=0.79。系統(tǒng)內(nèi)微生物總數(shù)和NH4