封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)自然微生物掛膜及其水處理效果研究.pdf

1、本論文以封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)為核心，進(jìn)行了循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中自然微生物生物膜形成過程研究及消氨效果與影響因素分析，并對(duì)生物濾池中生物膜及水樣中細(xì)菌數(shù)量及其組成PCR-DGGE分析，利用微生態(tài)制劑對(duì)生物掛膜及牙鲆生長的影響進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上確定系統(tǒng)的最佳運(yùn)行參數(shù)，運(yùn)行封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，評(píng)價(jià)循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中各水處理單元的運(yùn)行效果，主要結(jié)論如下：
　　 1.不同初始NH4+-N濃度對(duì)自然微生物生物膜形成產(chǎn)生顯著影響，5mg.L-1

2、、10mg.L-1、20mg.L-1高濃度NH4+-N更易于微生物的擴(kuò)繁生長與生物膜形成，其生物膜達(dá)到預(yù)期水質(zhì)凈化效果的形成周期，即生物掛膜成熟周期，約需要35～40d。生物掛膜成功后，形成很好的硝化作用，實(shí)驗(yàn)生物濾池中的NH4+-N、NO2--N濃度均保持低于0.05mg/L,COD濃度低于3mg/L，顯示出對(duì)NH4+-N、NO2--N和COD很高的去除效果，但對(duì)PO43--P去除效果不明顯；而1mg.L-1、2mg.L-1低濃度NH

3、4+-N不易于微生物的擴(kuò)繁生長，難以形成具有較好水質(zhì)凈化效果的生物膜，即生物掛膜難以成功。
　　 2.同一進(jìn)水氨氮濃度，不同水溫之間氨氮濃度變化差異顯著（P＜0.05），在水溫28℃時(shí)，經(jīng)過生物膜120h的凈化處理，進(jìn)水氨氮濃度降低到最低：隨著進(jìn)水氨氮濃度和水力停留時(shí)間(Hydraulic Retention Time, HRT)的增大,氨氮去除率及特殊去除率也不斷增大，但在同一進(jìn)水氨氮濃度下，氨氮特殊去除率隨著水力停留時(shí)間的延

4、長反而降低。
　　 3.隨著掛膜成熟的生物濾池初始氨氮濃度增大，生物膜上氨氧化細(xì)菌、硝化菌數(shù)量呈逐漸增加趨勢，均高出水樣（5＃）3-4個(gè)數(shù)量級(jí)，而異養(yǎng)細(xì)菌數(shù)量逐漸減少。生物膜和水樣都有比較豐富的細(xì)菌多樣性，17條帶分別屬于2個(gè)主要細(xì)菌類群：黃桿菌綱(Flavobacteria)和變形菌綱(Proteobacteria)，除Gaetbulibacter sp.屬細(xì)菌（條帶3-3）外，其余條帶均能夠在系統(tǒng)發(fā)育樹上找到相近的菌屬，生物

5、濾池中有亞硝化單胞菌屬(Nitrosomonas)、黃桿菌(Flavobacteriaceae bacterium)和泥灘桿菌屬（Gaetbulibacter）等兼性厭氧細(xì)菌共存，說明生物濾池中同時(shí)存在具有硝化與反硝化脫氮作用的細(xì)菌。
　　 4.不同濃度微生態(tài)制劑有利于自然微生物掛膜，與對(duì)照組相比，在較低的進(jìn)水NH4+-N、NO2--N濃度下，生物膜能夠顯著的降低NH4+-N、NO2--N濃度；除1＃(50g)組NH4+-N、N

6、O2--N平均去除率分別為13.0％、14.4％外，其余組均在20％以上，但去除效果差異不顯著（P＞0.05）；實(shí)驗(yàn)組牙鲆平均體重、體長、增重率、餌料系數(shù)與對(duì)照組相比，呈顯著性差異(P＜0.05)，且4＃(500g)組牙鲆體重增長效果最明顯，與對(duì)照組相比，牙鲆的平均體重增加量比對(duì)照組多增加了76％，餌料系數(shù)最低，為1.16。
　　 5.封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)經(jīng)過25d的運(yùn)行，生物濾池出水NH4+-N、NO2--N、PO43--P、

7、COD及SS濃度顯著低于養(yǎng)魚池中NH4+-N、NO2--N、PO43--P、COD及SS濃度(P＜0.05)，對(duì)其平均去除率分別為58.13％、19.47％、10.47％、25.36％和30.30％；微濾機(jī)對(duì)COD、SS的平均去除率分別為14.43％和67.13％；臭氧-蛋白質(zhì)分離器對(duì)PO43--P、COD及SS的平均去除率分別為13.10％、22.43％和58.75％；循環(huán)水養(yǎng)殖池中NH4+-N濃度極顯著低于流水養(yǎng)殖池中NH4+-N濃

8、度（P＜0.01）：
　　 6.循環(huán)水養(yǎng)殖半滑舌鰨日平均增重達(dá)2.85g，餌料系數(shù)為1.08，而流水養(yǎng)殖日平均增重2.01g，餌料系數(shù)為1.33，兩者之間存在顯著差異(P＜0.05)；循環(huán)水養(yǎng)殖與流水養(yǎng)殖半滑舌鰨血清中堿性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)、溶菌酶(LSZ)活力均差異不顯著（P＞0.05），但半滑舌鰨胃和腸中的淀粉酶活力分別極顯著高于流水養(yǎng)殖半滑舌鰨胃和腸中的淀粉酶活力（P＜0.01），胃蛋白酶和胰蛋白酶活力