三種微生態(tài)菌在循環(huán)水養(yǎng)殖生物濾池優(yōu)化中的應用研究.pdf

1、集約化養(yǎng)殖在發(fā)展初期，對推動我國水產養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展起到了不可替代的作用，也帶來了巨大的經濟效益。但是隨著養(yǎng)殖密度的不斷提高，集約化養(yǎng)殖的弊端也逐漸顯現(xiàn)出來，高投餌量導致水質惡化嚴重，養(yǎng)殖對象的染病或死亡的情況頻繁發(fā)生，另外，養(yǎng)殖過程中缺乏對養(yǎng)殖污水的有效處理，大量養(yǎng)殖污水的排放也給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。循環(huán)水養(yǎng)殖具有節(jié)水、環(huán)保和可控性強等特點，因此，被廣泛應用于集約化養(yǎng)殖過程中。循環(huán)水養(yǎng)殖的核心是水質調控問題。傳統(tǒng)養(yǎng)殖水質處理主要

2、包括沉降過濾、生物過濾、增氧和殺菌消毒等環(huán)節(jié)。其中，生物過濾是養(yǎng)殖水處理的重要環(huán)節(jié)，生物膜法由于抗沖擊負荷能力強、處理效果好等優(yōu)點，因而被廣泛應用于養(yǎng)殖水生物處理過程中。微生態(tài)菌現(xiàn)在大多是采用將其制成微生態(tài)制劑直接潑灑于養(yǎng)殖池中，易造成二次污染，且使用的有益菌主要是單一菌種，單菌種因其在養(yǎng)殖水體中的增殖受其它微生物競爭作用的制約，因此施用效果單一、有效活菌數少、處理效果不理想;而混合菌能利用菌種之間的協(xié)同作用克服單菌種出現(xiàn)的弊端，但混合

3、菌主要應用于工業(yè)污水處理中，在循環(huán)水養(yǎng)殖污水處理中的研究報道很少，因此需要篩選出適合養(yǎng)殖污水處理且效果好的混合菌，并應用于生物膜法污水處理技術中，提高養(yǎng)殖污水處理的效率，實現(xiàn)真正意義的“零排放”。
　　本研究主要根據以上問題設計了以下幾方面的試驗內容:1）有益菌（枯草芽孢桿菌、乳酸菌和酵母菌）的篩選;2）探究目標單菌種（枯草芽孢桿菌、乳酸菌和酵母菌）對水體氨氮和亞硝氮的降解能力，并對脫氮能力較強的菌株進行鑒定;3）比較單菌種和混合

4、菌種（酵母菌+枯草芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌+乳酸菌、酵母菌+乳酸菌，枯草芽孢桿菌+乳酸菌+酵母菌）對養(yǎng)殖水體中氨氮和亞硝氮的降解能力以及生物膜的掛膜情況;4)探究了溫度和水力停留時間(HRT)對混合菌種處理養(yǎng)殖污水效果的影響。作者期望通過本研究分離出具有促進脫氮功能的微生物，并將分離出的微生物以單菌種和混合菌種的方式接種于生物濾池中，篩選出處理養(yǎng)殖污水效果最佳的微生態(tài)菌組合，同時通過對不同溫度和HRT下生物濾池的運行效果試驗，探究出混合菌

5、種處理養(yǎng)殖污水的最佳溫度和HRT，以填補混合菌在循環(huán)水養(yǎng)殖污水處理中的應用空缺，提高生物濾池對養(yǎng)殖污水處理的能力，為生物濾池的高效運行和循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)水處理技術的優(yōu)化提供科學依據。本試驗的主要研究結果如下:
　　1.有益菌的篩選
　　本試驗通過富集培養(yǎng)和分離提純的方法從購買的菌粉中分離純化出8株微生物，并對其脫氮能力進行測試，篩選出3株降解效果最佳的微生物，通過革蘭氏染色和16SrDNA的分子鑒定技術，鑒定出3株菌分別為枯草

6、芽孢桿菌Bacillus subtilis strain OL-14、乳酸菌Lactobacillus sp.JCM8693和酵母菌Saccharomycetes sp.OHZ67。本試驗所篩選的3株菌為下一步單菌種和混合菌種處理養(yǎng)殖污水的效果研究奠定了基礎。
　　2.單菌種和混合菌種處理養(yǎng)殖污水的效果研究
　　為了優(yōu)化循環(huán)水養(yǎng)殖污水處理系統(tǒng)中的生物膜法技術，本試驗研究了枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、酵

7、母菌(Saccharomyces)和乳酸菌(Lactobacillus)及其混合菌對養(yǎng)殖污水的凈化效果。試驗共進行35天，共設置了8個處理組，以添加無菌生理鹽水的處理組為對照組。結果表明，添加了菌種的處理組，對氨氮(NH4+-N)和亞硝氮(NO2--N)的處理效果顯著優(yōu)于對照組(P＜0.05)，混合菌組的處理效果要顯著優(yōu)于單菌種處理組(P＜0.05)，其中3種菌混合的處理組效果最佳，NH4+-N和NO2--N的去除率均達到90％以上;接

8、種枯草芽孢桿菌的4個處理組對無機磷(TP)的去除能力要顯著高于其它未接種該菌的處理組，TP的最終濃度維持在0.2mg/L，而其它處理組在0.59mg/L以上;添加菌種的各處理組對化學需氧量(CODMn)的去除效果差異不顯著(P＞0.05)，但都顯著高于對照組(P＜0.05)，其中3種菌混合的處理組去除率最高，達76.9％。在本試驗條件下，混合菌處理養(yǎng)殖污水的能力要優(yōu)于單菌種，3種菌混合的處理組要優(yōu)于兩兩混合菌種的處理組。
　　3.

9、溫度和HRT對生物濾池運行效果的影響
　　本試驗研究了不同溫度和HRT條件下，生物濾池中NH4+-N、NO2--N、CODMn和TP的去除效果。溫度對生物濾池影響的試驗中設置了15℃、20℃、25℃和30℃，共4個溫度梯度。結果表明，隨著掛膜時間的延長生物膜表面的微生物數量逐漸增多，生物載體的顏色也逐漸加深，15℃處理組載體表面生物膜上的微生物數量分別為3.29×104cuf/mg（枯草芽孢桿菌），4.11×104cuf/mg（酵

10、母菌），5.89×104cuf/mg（乳酸菌），6.51×103cuf/mg（硝化細菌）和7.91×103cuf/mg（氨氧化細菌），比20℃、25℃和30℃處理組低1～2個數量級，且氨氧化細菌和硝化細菌所占的比例顯著低于其它3組(P＜0.05)。另外，溫度對生物濾池凈化效果的影響較為顯著，尤其是對NH4+-N和NO2--N。對于NH4+-N的處理效果而言，20℃、25℃和30℃處理組要極顯著優(yōu)于15℃處理組(P＜0.01)，而20℃、

11、25℃和30℃處理組之間的差異不顯著(P＞0.05)，去除率均在80％以上;對于NO2--N的處理效果而言，20℃、25℃和30℃處理組也極顯著優(yōu)于15℃處理組（P＜0.01），25℃、30℃處理組顯著優(yōu)于20℃處理組(P＜0.05)，而25℃與30℃處理組的差異不顯著(P＞0.05);對于CODMn和TP的處理效果而言，25℃以上的處理組要顯著優(yōu)于25℃以下的處理組（P＞0.05），去除率能達到60％以上。因此，生物濾池的溫度維持在2

12、5～30℃就能保證生物濾池的高效能。
　　HRT在處理模擬養(yǎng)殖污水的影響研究中設計了0.25h、0.5h、0.75h和1h四個不同的梯度。結果表明，隨著HRT的增加，生物濾池對NH4+-N、NO2--N、CODMn和TP的去除效率顯著增大，0.75h和1h處理組的去除效果要顯著優(yōu)于0.25h和0.5h處理組(P＜0.05)，0.75h和1h處理組的差異不顯著(P＞0.05)，但0.75h處理組的養(yǎng)殖內環(huán)境綜合得分最高，因此，對于該