低温条件下海水暂养装置脱氮系统的构建及其应用效果

【目的】设计一种可有效降低海水暂养循环系统中氮浓度的新型脱氮技术工艺,提高鲜活海产品的暂养存活率,以确保健康安全海产品的流通及满足人们的膳食需求。【方法】针对暂养水体温度低、碳氮比低及溶解氧高等特点,采用农业废弃物玉米芯作为碳源和生物膜载体,通过驯化低温脱氮菌(硝化菌和反硝化菌)并结合人工强化挂膜方式建立同步硝化反硝化脱氮系统。【结果】经低温、高盐驯化富集培养的硝化菌富集液和反硝化菌富集液均以变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为主,但在纲水平上,硝化菌富集液中以γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)和α-变形杆菌纲(Alphaproteobacteria)为主,其相对丰度分别为83.50%和12.90%,而在反硝化菌富集液中γ-变形菌纲为主要纲,其相对丰度为91.30%。通过电镜扫描发现,置于脱氮反应器内的玉米芯表层有微生物膜覆盖,其表层孔隙数量明显减少;玉米芯还作为固相碳源,促使反硝化过程持续进行。玉米芯脱氮反应器装置运行60 d内,出水口水样的总氮、氨氮和硝氮去除率均随时间推移呈先升高后降低的变化趋势,最高去除率分别达(63.46±0.55)%、(62.79±0.52)%和(65.00±0.63)%。【结论】以玉米芯为碳源和生物膜载体、利用人工强化挂膜构建的玉米芯脱氮反应器装置能同步实现硝化反硝化过程,脱氮效果佳且可保证系统长期运行,还具有构建工艺简单、体积小及成本低等特点,适用于大部分海产品低温暂养系统。