四种填料滤器处理养鱼废水的硝化性能

为了研究不同填料对海水养殖废水处理的硝化效能,并为生物滤器硝化动力学模型的构建、生物滤器的设计与管理提供基础数据支持,本文在5个化学耗氧量/总氨氮比0、0.8、2、6、12条件下,研究了竹制空心生化球、麦饭石、陶粒和生物滤球等4种填料的生物滤器去除模拟海水养殖废水中化学需氧量和总氨氮,以及生物膜微生物种群结构和数量的变化。结果表明:在低化学需氧量/总氨氮(<6)条件下麦饭石填料的生物滤器具有最高的化学需氧量和总氨氮去除效能,最高分别可达850和21g/(m3·d)(化学需氧量/总氨氮=0.8);竹制空心生化球次之,其化学需氧量和总氨氮去除效能最高分别可达750和23g/(m3·d)(化学需氧量/总氨氮=6);陶粒略次于竹制空心生化球,其化学需氧量和总氨氮去除效能最高分别可达650和15g/(m3·d);而生物滤球效果最差,其化学需氧量和总氨氮去除效能最高分别可达650和11g/(m3·d);化学需氧量/总氨氮的升高将抑制总氨氮去除效能,但可提高化学需氧量的去除效能。在温度为15～22℃,水力停留时间为0.5h的运行条件下,生物滤器的生物膜成熟需40～50d左右:竹制空心生化球滤器最慢,约需50d;其他填料约需40d。竹制空心生化球滤器在高化学需氧量/总氨氮,较其他试验填料滤器具有更好的总氨氮去除效能,在海水养殖生产中有良好的应用前景。

水体中添加两种菌剂对凡纳滨对虾存活、生长及消化酶活力的影响

向水体中添加不同浓度的短小芽孢杆菌CGMCC 1004(Bacillus pumilus)和胶红酵母菌CGMCC1013(Rhodotorula mucilaginosa)以研究凡纳滨对虾(Litoenaeus vannamei)体长、体质量、存活率、胃蛋白酶、肝胰腺淀粉酶和肝胰腺脂肪酶的影响,以及需钠弧菌(Vibrio natriegens)的感染效果。结果表明:向水体中添加104CFU/mL短小芽孢杆菌能提高对虾体长、存活率,但结果不显著,但对体质量增长率具有显著提高作用;水体中添加104CFU/mL短小芽孢杆菌对提高需钠弧菌感染后对虾成活率有一定的提高作用;水体中添加104CFU/mL短小芽孢杆菌能显著提高胃蛋白酶活性,但是对肝胰腺淀粉酶活性有一定抑制作用;添加复合菌剂比添加单一菌种的作用要好;亦证明了向水体中添加细菌的方式对凡纳滨对虾的体长、体质量、存活率以及水质指标影响比较小,但是对消化酶具有一定的提高作用。

基于SWMM的生物滞留池布置水文时空效应

利用SWMM中的低影响开发模块,根据汇流时间将研究区的子汇水区划分为上游和下游,生物滞留池按照不同位置(上游和下游)和不同规模布设,研究其遭遇不同重现期降雨下的水文时空效应。结果表明:在低降雨重现期下,生物滞留池的雨洪控制效果较好;相同重现期时,规模较大的生物滞留池效果较好,而布设的越分散,其降低径流系数的效果越好,但削减洪峰的效果较差。

国外封闭循环水养殖系统工艺流程设计现状与展望

以发达国家成功运行的养殖系统为出发点,按照不同养殖鱼类的生活习性、水体流态以及水处理工艺特性的不同,将其归类为4种典型鱼类的循环水养殖系统工艺(常规游泳性鱼类、鲆鲽类、鲑鳟类、鳗鲡等),分析探讨每种工艺的设计理念、设计思路等,总结工艺流程设计技术特征,展望未来发展趋势,提出循环水养殖工艺流程设计较为特殊的3种模式,从而为封闭循环水养殖系统设计提供技术参考。

水力负荷对移动床生物滤器硝化功能的影响

为探索移动床生物滤器在封闭循环水养殖水体净化方面的作用,研究分析水力停留时间(HRT)和曝气量等水力负荷条件变化对移动床硝化效率、流化状态和养殖系统稳定性的影响规律。研究表明,低氨氮负荷条件下,HRT从6.7 min延长至10 min,移动床总氨氮(TAN)去除率随着HRT的延长而升高;而HRT在从10 min延长至20 min,TAN去除率并不会随着HRT的延长而升高;HRT在10 min时,TAN去除率较高且水流量较大,硝化效率最高,单位体积TAN去除率(VTR)平均达(63.11±26.77)g/(m3.d),最高达到110.19g/(m3.d);曝气流化状态的移动床TAN去除率和VTR均显著高于未曝气移动床。

封闭循环水养殖中曝气系统设计及曝气器的选择

随着水产养殖业逐渐向高密度、集约化方向的发展,对养殖水体溶解氧浓度的要求越来越高。目前对循环水高密度养殖水体中溶解氧收支平衡的基础研究较少。如何提高氧气的溶解效率、减少氧气的逸出、合理控制溶解氧水平等技术难关的突破,对循环水养殖技术的提高具有重大的意义。本文旨在通过阐述曝气技术的设计理论基础以及曝气设备的最近发展状况,比较各式曝气器的性能参数,从而为封闭循环水养殖曝气系统的设计和曝气器的选择提供理论支持,推动封闭式循环水养殖向精准化的环保节能方向发展。

循环水养殖中不同载体生物滤器的水质净化效果分析

为比较3种不同滤料在封闭循环水养殖中水体净化效果,通过构建3套封闭循环水养殖试验系统,分析了在相同体积的滤器中毛刷滤料、移动床滤料和结构滤料3种不同生物滤料对生物过滤硝化作用效果的影响.结果表明,在一定体积的生物滤器中（HRT 10.5min,水温24 ～30℃下）3种滤料对总氨氮（TAN）去除率的影响差异不显著（P＞0.05）,但单位滤料体积的TAN去除速率（VTR）差异较大.毛刷滤料、移动床滤料、结构滤料等3种滤料的VTR平均值分别为：（18.66±9.30）、（62.19±30.49）和（16.34±7.87）g/（m3·d）.不同运行方式对VTR有极显著影响,移动床的VTR明显高于毛刷滤料与结构滤料的固定床式生物滤器,差异极显著（P＜0.01）.

一种新型管式曝气装置的设计与试验

随着水产养殖业逐渐向高密度、集约化方向的发展,为实现氧气(O_2)高效溶解、二氧化碳(CO_2)调控、流态改善等目的,急需研制新型高效曝气装置,开发高效节能的曝气技术。基于气水两相溶解的双膜理论和文丘里原理,设计开发了一种管式曝气装置,经初步试验获得了影响增氧性能的关键技术参数,并以此为基础对曝气装置进行优化设计,研究新型节能增氧技术。试验结果表明,管式曝气装置中影响曝气效果的因素有水面高程(Hw)、缩径(D_1/D_2)、旋混结构、进气口大小、进气量等。水面高程、缩径、进气口越大,进气量越充足,曝气装置的增氧效果越高;而额外增加延长结构和旋混结构后,曝气装置水头损失增大、进气量下降,从而导致增氧效果显著下降。该装置利用额外水流动力实现增氧,是一种高效、节能、经济的新型曝气装置,可为水产养殖提供一种新的增氧方法。

海水封闭循环水养殖系统中生物滤器填料的选择与应用

生物滤器是海水封闭循环水养殖系统的核心水处理单元,而生物填料又是生物滤器的重要组成。在阐述生物滤器的分类、作用,生物填料的特性、种类,以及新型生物填料开发应用的基础上,针对海水养殖废水与生活污水的区别,介绍了生物填料在海水封闭循环水养殖中的应用,提出了在海水封闭循环水养殖系统中,氨化细菌、硝化细菌等微生物必须满足的条件:耐高盐、耐寡营养、适应中低温、好氧,以及安全等特性;生物填料必须满足高效、低成本、耐海水腐蚀、耐冲击负荷和绿色环保等要求。

涡旋式流化床生物滤器水力特性试验

为把流化床生物滤器应用于循环水养殖系统,探讨其较佳的设计与运行参数,研制了一种涡旋式流化床生物滤器,并对其水力特性进行了试验研究。试验装置使用石英砂作为填料,设计了0.18～0.25、>0.25～0.425和>0.425～0.6mm3组不同粒径范围的石英砂和40、50、60、70、80和90cm6组不同初始砂床高度的双因素试验,探讨了石英砂粒径和初始床层高度对砂床流化性能的影响。结果表明:3组不同粒径范围石英砂的临界流化速度分别为(0.061±0.0088)、(0.25±0.011)、(0.48±0.014)cm/s。砂床要保持良好的流化状态,初始砂床高度与床层直径的比值(高径比)需分别大于1.43,1.78和2.14,且高径比与石英砂粒径大小成正比;在相同的膨胀率下,当初始砂床高度增加时,表面流速基本保持不变。床层压降测量显示,3组不同粒径范围石英砂单位床高的压降值分别为(7530.66±215.98)、(6925.66±364.58)和(6790.08±277.95)Pa/m,使用0.18～0.25mm石英砂测得的压降试验值与理论值较为接近,误差在2%～3%。基于Ergun方程,采用回归拟合方法得出涡旋式流化砂床临界流化速度的数学模型,可为流化床的设计和应用提供技术依据。

竹子填料海水曝气生物滤器除氮性能和硝化细菌群落变化研究

生物滤器是循环水养殖系统的关键水处理单元,主要用于去除水体中水溶性的氮化物。采用人工模拟海水养殖废水,在系统运行的水力停留时间HRT为1h,水温为18～25℃,气水比为3∶1,初始C/N=3∶1,pH为8.05～8.53条件下,对竹子填料浸没式生物滤器的挂膜过程和稳定运行阶段系统去除氨氮的运行特性,以及挂膜过程中的硝化细菌群落变化进行了实验研究。结果表明,在较低的NH4+-N浓度条件下,采用竹子填料的生物滤器有较快的挂膜速度,挂膜成功后滤料表面上生长的氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌的数量分别为4.5×105、1.5×105(光面)和1.1×106CFU/ml(粗面)。具有较高且稳定的氨氮去除效果,氨氮去除效率达到80%,出水浓度小于0.06mg/L,满足海水循环养殖系统中的应用要求。

弧菌拮抗菌的筛选及其对凡纳滨对虾的抑菌防病作用

从海洋沉积物中分离到2株弧菌拮抗菌(H2和H4),经生理生化特性、16S rRNA基因序列分析分别鉴定为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus H2)和地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis H4).H2和H4菌株均对需钠弧菌的生长有显著的抑制作用;但只有H2菌株在模拟养殖动物小肠环境中生长良好.选择H2进行模拟试验(20尾凡纳滨对虾虾苗为1组).结果表明,对照组(不接种)虾苗存活32h,接种弧菌的试验组虾苗仅存活16h,同时接种H2菌株和弧菌的试验组虾苗存活48h,而仅接种H2菌株的试验组虾苗存活了72h,说明菌株H2可显著提高凡纳滨对虾的存活时间.现场试验中,100L养殖池中(50尾虾/池),分别接种0(对照),103,104CFU/mL的H2菌株并养殖14d,再用104CFU/mL需钠弧菌处理14d.接种104CFU/mL H2菌株的试验组,虾的死亡率仅为12.5%,显著低于对照组的30.8%(P<0.05).接种104CFU/mL菌株H2的试验组,虾的体长、体重都略高于对照组,但各试验组之间差异不显著(P>0.05)。

海水工厂化养殖能耗及新能源应用调研分析

对山东省胶南市12家有代表性的工厂化养殖企业的生产成本、能耗结构、耗能设备等进行了现场调研和分析。结果表明:煤、电等传统能源成本占工厂化养殖企业总成本的比例最高,达(31.20±7.65)%;育苗场能源成本占总成本的(36.33±6.06)%,显著高于养成场的(25.21±6.32)%;锅炉能耗占育苗场总能耗的(92.78±4.65)%,海水泵电耗最大,占总电耗的(70.59±18.24)%;利用太阳能、循环水系统等设施设备的企业节能效果明显;企业对设备投资、系统稳定性、维护成本和适用性的顾虑是推广时需要重点解决的问题。

泡沫分离法在罗非鱼半咸水循环水系统中的水质净化效果

机械气浮机通过产生大量丰富细密的雾化气泡,微气泡在垂直上升过程中将水中的悬浮物质粘附去除。通过测定泡沫分离器前后水质指标的变化情况,研究机械气浮装置在半咸水循环水养殖系统中的水质净化效果。结果表明,以机械气浮装置作为主要物理过滤水处理环节,并与鱼池双排水技术结合,在半咸水工况下可以承担主要的物理过滤功能,其总悬浮物(TSS)、化学耗氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)和色度的平均去除率分别可达(37.19±12.04)%、(21.89±6.19)%、(30.56±3.62)%、(19.38±5.27)%和(18.66±5.56)%。通过淡水鱼咸水化与泡沫分离技术的有机结合,可有效解决淡水鱼封闭循环水养殖中微小颗粒悬浮物的技术难题,是一种行之有效的方法。

弧形筛对水体中固体颗粒物的去除效果研究

以弧形筛为研究对象,分析不同筛缝规格、安装角度以及水处理量条件下对固体颗粒物的去除效果,以获得最优化的结构设计参数。将固体颗粒物去除率作为试验指标,设计了0.10~0.25 mm的筛缝间隙、10~20 m3/h的进水流量及53°和37°的筛网安装角度的多因素试验。结果显示,随着筛缝间隙的增大,固体颗粒物去除率呈逐渐下降趋势,但筛缝间隙与颗粒物粒径具有明显的＂匹配性＂特征,筛缝间隙应以等于或略小于水体中平均固体颗粒物粒径为宜;进水流量与固体颗粒物去除率呈反相关关系,单位面积筛面的水处理负荷宜控制在50 m3/（m2？h）左右;在合理的筛网安装角度范围内,适当增大安装倾角有利于提高固体颗粒物去除率。总之,将弧形筛装置应用在水产养殖系统中,是一种行之有效的方法。

采用SBR法处理革胡子鲶鱼高密度养殖废水的试验研究

为高效净化革胡子鲶鱼(Silurusasotus)高密度养殖排放的废水,研究了间歇式活性污泥(SBR)技术在不同运行模式下对养殖废水处理效果的影响并确定最优工况。以TAN、TN和COD的去除率为研究指标,设置了不同的厌氧搅拌时间和曝气时间两个变量,通过调节变量时间长短来确定试验装置处理试验水体的最优工况。结果表明,厌氧搅拌时间和曝气时间的增加均可提高TAN等的去除率,但以0~2 h的阶段反应速率最快,具备显著性差异水平(P【0.05),而后随变量时间增加,去除率相应增大,但效果不明显(P】0.05);最优工况为:快速进水-厌氧搅拌2 h-曝气6 h-沉淀、排水2 h,运行周期10 h,此工况下的出水TAN、TN和COD浓度和去除率分别为(12.2±0.9)mg/L、(34.6±1.1)mg/L、(71±2.1)mg/L和(71.6±4.7)%、(40.3±3.6)%、(67.7±5.1)%。

叶轮气浮装置设计及其在海水循环水养殖系统中的净化效果

为使气浮分离技术在工厂化循环水养殖水处理中的应用更加优化与规范化,改善气浮分离法的集成应用效果,通过优化设计适于循环水养殖水处理需求的各零部件,组装成叶轮气浮装置,集成应用于石斑鱼海水(盐度15)循环水养殖系统中。水质检测结果显示,进气量10 m3/h、水力停留时间(HRT)25 min是本实验叶轮气浮装置的最佳运行工况;最佳工况下,本叶轮气浮装置对总悬浮颗粒物(TSS)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)、总氨氮(TAN)和亚硝酸盐氮(NO2--N)的平均去除率分别为42.13%、35%、32.69%、10.27%和7.64%,最高去除率分别为46.76%、40%、38.31%、14.04%和13.87%。研究表明,叶轮气浮装置能通过泡沫分离去除有机物,同时降低水体中的COD和TN水平,而对溶解性的TAN和NO2--N去除效果较差。

小肽对牙鲆幼鱼的生长、消化酶活性及肝脏抗氧化能力的影响

饲料中添加不同比例的小肽产品,研究其对牙鲆幼鱼生长性能、消化酶及肝脏抗氧化能力的影响。实验设计3组,每组设3个平行,分别饲养于9个30m2室内水泥池中,每口池放养6000尾牙鲆幼鱼。对照组、试验组Ⅰ、试验组Ⅱ的饲料中分别添加0‰、0.5‰和1.0‰的小肽制品,经过35d的饲养。结果表明:1.各试验组的增长率、增重率均高于对照组,其中试验组Ⅱ与对照组有显著性差异(P<0.05);2.各试验组的胃、肠蛋白酶活性与对照组相比有极显著的提高(P<0.01),肠淀粉酶活性各组间无显著变化;3.试验组肝脏SOD活性及MDA含量都较对照组低,试验组Ⅱ与对照组有极显著性差异(P<0.01)。

鲆鲽类半封闭循环水养殖系统运行效果评价

根据鲆鲽类海水鱼的生理生态特点,整合双排水、多级物理过滤、臭氧消毒杀菌、纯氧混合增氧等关键的水质调控技术,构建了低能耗、低成本、高效益的半封闭循环水养殖系统,以大菱鲆为试验对象,通过试运行探讨了其可行性和实用性。养殖试验分3个阶段,对期间各项水质指标的动态变化进行了监测。结果表明:在日换水率为50%时,各项水质指标均保持在鲆鲽类生长的适宜范围内;大菱鲆生长情况良好,成活率92%,平均养殖密度达18.4 kg.m-3;与流水养殖模式比较,养鱼污水经过循环利用,每生产1kg鱼节约能耗24%,节水85%。该鲆鲽类半封闭循环水养殖系统的可行性和经济性良好,适宜于在山东、河北、辽宁等北方沿海地区大力推广应用。

对水产养殖科技成果转化机制的思考与探讨——以北京金福艺农工厂化循环水养殖项目为例

农业科技成果转化技术创新的可持续发展是一个系统的工程．涉及到产学研结合的程度、科技与经济的有效结合程度、成果与市场的需求等一系列问题。据统计．我国每年约有7000项农业科技成果问世，转化为现实生产力的约为成果总数的30％～40％．与发达国家70％～80％的转化率相差很远。工厂化循环水养殖技术由于其优点显著．科技成果推广与应用工作进展飞快，据统计我国2012年工厂化循环水养殖产量达36．28万吨．