导读:本文包含了海水生物滤器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:海水生物滤器,pH,挂膜启动,硝化能力
海水生物滤器论文文献综述
徐建平,赵越,李贤,张延青,刘鹰[1]（2019）在《pH对海水生物滤器启动阶段构建硝化功能的影响》一文中研究指出稳定高效运行的生物滤器是循环水系统养殖过程中至关重要的部分,然而生物滤器在运行过程中会受到诸多环境因子的影响。该文分两部分对进水pH对流化床生物滤器硝化性能的影响进行研究。(1)针对流化床生物滤器挂膜启动阶段进行研究,研究在自然挂膜情况下,不同进水pH(7. 0、7. 5、8. 0、8. 5)对流化床生物滤器启动的影响,结果显示,生物滤器在pH 7. 5时启动时间最短,50 d左右便能够稳定运行,而且在此pH条件下生物滤器对TAN、NO2--N的去除效率最高。(2)生物膜成熟后,针对稳定运行的生物滤器进行试验,研究不同pH(7. 0、7. 5、7. 7、8. 0、8. 5)对生物滤器硝化性能的影响,结果显示,生物滤器在pH 7. 7时,对TAN的去除速率最高,达到(0. 58±0. 02) mg/(L·h)。另外,生物滤器在pH 7. 5时对NO2--N的处理效果最好。试验还发现各处理组皆存在不同程度的NO2--N积累现象,该现象随着pH的升高不断加剧。适宜的进水pH能够缩短生物滤器的挂膜周期并提高其硝化性能。研究结果可以为海水生物滤器的挂膜启动和稳定运行提供理论指导。(本文来源于《渔业现代化》期刊2019年01期）
赵越[2]（2018）在《海水生物滤器工艺设计及其微生物菌群研究》一文中研究指出随着水产养殖业的迅速发展,更多的养殖废水对环境产生重大影响,制约着生态文明建设。循环水养殖系统作为新兴的工业化养殖技术,可减少水资源的用量及实现污水排放管理,在环境上具有可持续。且该系统对养殖环境高度控制,不仅减缓了室外养殖所要承担的风险(包括自然灾害,环境污染,疾病侵袭等),还使养殖品种在全年范围内达到最优生长状况,在经济上具有可持续性。因此,工业化循环水养殖受到越来越多人的青睐。生物滤器作为循环水养殖系统的水处理核心,发展到现在,很难对其功能进行精确预测和控制,因此一直被认为是“黑盒子”。其稳定性与工作效率直接影响循环水养殖的质量与产量。设计适合实际生产的生物滤器是需要解决的首要问题。其次,循环水养殖系统在生产运行过程中水质出现p H值降低的现象,影响生物滤器的工作,导致其水处理能力、微生物群落发生变化。本论文以优化生物滤器运行条件、提高其硝化性能为目标,研究了挂膜启动阶段亚硝酸盐氮积累现象,运行阶段硝化性能和微生物群落对养殖废水p H的响应。本研究得到的结论如下:1.在目标产量为7000 kg、养殖密度为35 kg/m3的循环水养殖系统中,日投饲率1%、水温14°C、盐度30‰、p H7.2的条件下,对该循环水养殖系统生物滤器移动床反应器进行设计。结果表明:移动床生物反应器的进水流量为286 m3/h;池子尺寸为4 m×4m×2.5 m×4个(池中水位2.2 m);水力停留时间为29 min;换水量为1.16 m3/h;每天的循环次数为20;进水总管、进水支管、补水管管径分别为300 mm、200 mm、20 mm;风机选择为罗茨鼓风JGR150型;鼓风机流量1716 m3/h。该过程对生物滤器的设计思路提出了新的建议,为循环水养殖系统MBBR的完成设计提供了较科学、完整性的思路。2.在养殖废水进水总氨氮TAN浓度为2 mg/L、COD浓度为4~5 mg/L、盐度为30,溶解氧为6~7 mg/L、p H为8.0条件下移动床生物反应器从空白填料开始启动构建硝化性能。结果表明:随着生物滤器的启动,氨氧化能力在前36天迅速建立,但是NO2--N氧化能力的建立缓慢且出现亚硝酸盐氮积累现象,在第36天达到积累峰值。Shannon、Chao1和ACE多样性指数显示出先降低(T29)后增加趋势,29天后生物膜的功能和稳定性不断增强。AOB的相对丰度和TAN的去除效率成正比,皮尔森等级相关系数为0.624。MBBR启动阶段五个不同的时间(T15,T29,T43,T57,T78)生物膜中AOB与NOB的比值分别是20:1、6:1、4:1、2:1和1:1,该比值变化可以用NOB的定殖速度比AOB较慢来解释。随着生物膜的不断变化,AOB与NOB的比例变得越来越接近1。AOB与NOB的比值变化为解释启动阶段NO2--N的变化趋势提供了依据。因此,MBBR启动过程微生物群落组成可动态预测,这为解决启动阶段NO2--N积累的问题提供了依据。3.在养殖废水进水总氨氮TAN浓度为2 mg/L、COD浓度为4~5 mg/L、盐度为30‰,溶解氧为6~7 mg/L条件下,四组移动床生物反应器在不同p H值进水条件下运行,分别为:7.0(G1)、7.5(G2)、8.0(G3)、8.5(G4)。结果显示:四组反应器TAN转化率均在36天后稳定在80%左右,且没有显着差异,表明p H对TAN的去除没有显着影响。但是表征AOB的OTUs对不同进水p H值较敏感(P<0.05)。研究发现四组实验中存在显着不同的亚硝酸盐氧化性能,其去除效率显示G2>G3>G1>G4,因此p H值对细菌的影响呈现不对称抑制,即在高p H环境下,p H的抑制作用比在低p H值时更强。PCA、Venn图和方差分析结果显示,不同p H条件下的微生物群落、AOB和NOB之间都存在显着差异。因此,不同进水p H值对于生物滤器的亚硝酸盐氧化性能、微生物群落具有显着影响,且p H值对于细菌的影响呈现不对称抑制,在运行养殖系统时应该时刻监控p H值,在保证安全养殖条件的基础上使p H处于低值,以保障硝化性能及效率较高的微生物群落。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)》期刊2018-06-01）
徐建平[3]（2017）在《几种环境因子对海水生物滤器硝化性能及亚硝酸盐积累的影响研究》一文中研究指出我国是世界水产养殖大国,总产量居世界首位。然而我国海水养殖业在高速发展的同时,对周围沿海的水域环境造成了极大的破坏。资源依赖性型、粗放经营型的传统海水产品养殖模式不符合海洋绿色可持续发展的要求。为实现经济发展的同时保护周围生态环境,新的养殖模式应运而生。封闭循环水养殖,作为一种新兴的工厂化养殖技术,具有节省水资源、保护环境、经济高产等诸多优点,成为当代水产养殖发展的重要方向。生物滤器作为循环水养殖系统核心的水处理单元,其稳定高效的运行是循环水养殖的关键。海水生物滤器在运行过程中会受到诸多环境因子的影响,导致其水处理能力不稳定,从而影响出水的水质,对养殖生物造成胁迫。本文以提高生物滤器的硝化性能为目的,研究不同pH、温度以及不同进水氨氮浓度条件下生物滤器的硝化能力,以期能为生物滤器的运行和调控提供一定的理论指导。本研究所得的结论如下:(1)在进水TAN浓度约为2.0 mg/L,COD浓度为4.0~5.0 mg/L,水体温度为22℃左右,盐度为30‰,溶解氧(DO)在6.0~7.0 mg/L的条件下,研究自然挂膜条件下不同的进水p H(p H=7.0、7.5、8.0、8.5)对生物滤器启动及启动阶段构建硝化能力的影响。结果表明,随着时间的变化各处理组的生物滤器对TAN、NO_2~--N的处理效率不断上升并趋于稳定,生物膜逐渐成熟。实验发现,生物滤器在p H为7.5~8.0时能够快速建立并提高硝化能力,在50~70 d左右生物滤器对TAN、NO_2~--N的去除效率基本稳定且去除效率较好。进水p H=7.5的处理组,生物滤器完成启动的时间最短,在第36 d时对TAN的处理效率达到80%以上且NO_2~--N的积累现象开始消失,50d左右便可稳定运行。(2)在进水TAN浓度约为2.0 mg/L,COD浓度为4.0~5.0 mg/L,盐度为30‰,溶解氧(DO)在6.0~7.0 mg/L的条件下,研究不同的p H(p H=7.0、7.5、7.7、8.0、8.5)及温度(t=10℃、15℃、20℃、25℃、30℃)对生物滤器硝化反应速率的影响,实验期间对水体pH及温度进行在线监控调节,保持pH和温度基本不变。结果表明,温度及p H对曝气生物滤器的硝化性能影响较大。在实验条件(t=10℃~30℃、p H=7.0~8.5)下,相较于p H,生物滤器的硝化能力对温度的变化更加敏感。而且pH和温度对亚硝酸盐氧化反应的影响作用强于对氨氧化反应的影响作用。另外,在温度t=10℃~25℃时,TAN、NO_2~--N的降解速率随着温度的升高不断增加,在t=25℃时曝气生物滤器对TAN、NO_2~--N的处理速率最高。其中t=25℃、p H=7.7时,生物滤器对TAN的氧化速率最高,达到0.7931 mgL~(-1)h~(-1);t=25℃、pH=7.5时,生物滤器对NO_2~--N的氧化速率最高。研究还发现在t=10℃~25℃、p H=7.0~8.5时,亚硝酸盐积累的现象随着温度和pH值的升高而不断加剧,在t=25℃、p H=8.5时亚硝酸盐积累最严重。生物滤器的硝化功能是硝化细菌共同发挥作用的结果,受环境因素影响较大。因此适宜的温度及pH是生物滤器高效稳定运行的保证。(3)在平均进水温度为30℃,盐度为30‰,溶解氧(DO)在6.0 mg/L左右的条件下,研究不同氨氮浓度(氨氮浓度为0.5mg/L、1.5mg/L、3.0mg/L、6.0mg/L、9.0 mg/L)对生物滤器硝化能力的影响。研究发现,生物滤器对进水氨氮浓度有一定的缓冲能力,在一定的氨氮浓度变化范围内生物滤器在20~25d左右便可适应新的进水条件。实验还发现相比进水氨氮浓度降低,氨氮浓度升高突变时生物滤器的波动更大。另外,生物滤器的进水氨氮浓度越高,其硝化能力越强,对TAN、NO_2~--N的处理效果最好,其中进水氨氮为9.0mg/L时,氨氮的降解速率为2.57mgl~(-1)h~(-1);氨氮为6.0 mg/L时,氨氮的降解速率为2.00mgl~(-1)h~(-1);氨氮为3.0 mg/L时,氨氮的降解速率为1.71mgl~(-1)h~(-1);氨氮为1.5 mg/L时,氨氮的降解速率为1.50 mgl~(-1)h~(-1);氨氮为0.5 mg/L时,氨氮的降解速率为1.0 0mgl~(-1)h~(-1)。研究还发现生物滤器在运行的过程中会出现NO2--N短期积累的现象,而且进水氨氮浓度越高,生物滤器内短周期积累的NO_2~--N浓度越高。循环水养殖过程中,应该根据养殖生物所能够耐受的TAN、NO_2~--N的浓度进行调整生物滤器的HRT,这样在保证不影响养殖生物生长的情况下,降低循环水的能耗,减少经济投入。(本文来源于《青岛理工大学》期刊2017-12-01）
罗荣强,侯沙沙,沈加正,陈珠,刘鹰[4]（2012）在《海水生物滤器氨氮沿程转化规律模型》一文中研究指出生物滤器是海水循环水养殖系统中的核心水处理单元,其主要用于去除对养殖生物有害的氨氮、有机物等.本研究基于吸附原理和一级反应生物膜理论构建了氨氮在生物滤器中沿程转化规律的数学模型,并通过实验加以验证.实验所用生物滤器采用竹制空心生化球填料,装填高度为70 cm,在pH为7.1～7.6,DO为5～7 mg.L-1,气水比20∶1左右,有机负荷约为4g.(m3.h)-1,水力停留时间(HRT)为1 h条件下,生物滤器中氨氮的去除主要发生在填料高度0～10 cm处,10～70 cm处氨氮去除量很少.进水氨氮质量浓度的增大和水力停留时间的降低都会导致出水氨氮质量浓度增大.此外,模型对进水氨氮质量浓度较低时的沿程出水氨氮质量浓度具有很好的预测效果;当进水氨氮质量浓度较高时,预测值略低于实际结果.(本文来源于《环境科学》期刊2012年09期）
罗荣强[5]（2012）在《海水生物滤器硝化反应动力学模型研究》一文中研究指出海水封闭循环水养殖系统的核心技术是养殖废水的处理和循环再利用。生物滤器是海水循环水养殖系统中的核心水处理单元，主要用于去除对养殖生物有害的氨氮、有机物等。本研究针对养殖废水和海水生物滤器的特点，围绕生物滤器沿程的硝化反应规律、HRT（或流量）对生物滤器硝化效率的影响以及水质波动（COD/TAN变化）对生物滤器硝化效率的影响等问题，构建了与填料高度和COD/TAN有关的硝化反应动力学模型。对生物滤器沿程的氨氮转化规律研究发现：以竹制空心生化球为填料，在pH为7.1~7.6，DO为5~7mg L~(-1)，气水比20:1左右，有机负荷约为4g (m~3·h)~(-1)，水力停留时间（HRT）为1h条件下，氨氮的去除主要发生在填料高度0~10cm处，10cm~70cm处氨氮去除量较少。进水氨氮质量浓度的增大和水力停留时间的降低都会导致出水氨氮质量浓度增大。不同COD/TAN比例下，随着进水流量的增大，氨氮去除率都逐渐下降，但是下降的趋势变缓。在进水COD/TAN分别为1.57~8.28时，生物滤器的氨氮去除率随COD/TAN的增大而增大。而COD/TAN为11.02时，去除率下降。随着流量的增大亚硝酸盐氮呈现先增大后减小的趋势。COD/TAN为2.82和3.57时，亚硝酸盐氮积累的峰值明显高于COD/TAN为1.57，4.22和11.02时。基于吸附原理和一级反应生物膜理论构建了氨氮在生物滤器中沿程转化规律的数学模型，该模型对进水氨氮质量浓度较低时的生物滤器沿程出水氨氮质量浓度具有很好的预测效果；对于进水氨氮质量浓度较高时，预测值略低于实际结果。基于Monod方程和微生物种间竞争所构建的模型能够很好的解释由于养殖废水水质波动所带来的海水生物滤器处理效率变化规律，为生产中生物滤器的设计与生产管理提供一定的科学依据和理论指导意义(本文来源于《中国科学院研究生院（海洋研究所）》期刊2012-04-01）
张延青,刘鹰,石芳永,程波,宋奔奔[6]（2010）在《海水生物滤器除氮性能及硝化动力学研究》一文中研究指出生物滤器是封闭循环水养殖系统的关键水处理单元,主要用于去除水体中的氮化物。采用人工模拟海水养殖废水,在系统运行的水力停留时间为30 min,水温为14~25℃,pH为8.05~8.53条件下,对4种填料生物滤器的挂膜过程及其氨氮去除性能差异进行了实验研究,结果表明:在0.5 mg/L的进水氨氮浓度条件下,竹环、麦饭石、陶粒和塑料生物滤球4种填料生物滤器的最大氨氮去除速率分别为331.38、425.73、310.38和128.24 mg/(m3.h),竹环填料滤器的出水亚氮较低,小于0.07 mg/L,麦饭石和陶粒填料滤器的出水亚氮较高,峰值分别达0.28 mg/L和0.13 mg/L;从除氮性能、造价、能耗等方面综合考虑,竹环填料的性能优于其他3种填料。研究了竹环填料生物滤器处理海水养殖废水的硝化动力学特性,实验结果表明:用Monod方程能够很好地表达养殖废水处理的硝化动力学,并用积分法求得反应动力学常数:最大氨氮去除速率Vmax=1 828.70 mg/(m3.h),半饱和常数Ks=0.3916 mg/L,且R2=0.9752。经过模型验证,建立的动力学方程能预测实际状况。(本文来源于《环境工程学报》期刊2010年08期）
徐洋[7]（2010）在《海水生物滤器处理养鱼废水硝化过程的基础研究》一文中研究指出封闭循环海水养殖系统的核心技术是养殖废水的处理和循环再利用,其中对养殖生物危害最大的氨氮和亚硝酸盐氮等污染物的降解去除是该技术成功运行的关键。本课题以服务生产为出发点,立足于海水鱼类工厂化养殖现场生物滤器的硝化过程,通过构建竹质空心生化球填料生物滤器,以实际养鱼池排放废水为处理对象,对养殖系统水处理工艺中最为重要的生物滤器硝化过程进行了系统研究,主要结论如下:⑴通过对工厂化封闭循环海水养殖系统生产实际调研发现,封闭循环海水养殖技术经济效益好,环境污染小,应用前景广阔。在日常生产管理中,投饵行为对养鱼池中氨氮、COD和SS浓度影响显着,而对亚硝酸盐氮浓度影响较小。弧形过滤筛和蛋白分离器分别对SS和COD的去除起主要作用,生物滤器对氨氮、亚硝酸盐氮和COD的降解具有不可替代的作用,对SS也具有一定的截留过滤效果。同时发现,石斑鱼和半滑舌鳎两种海水鱼养殖系统在水质污染物状况和理化指标方面具有比较明显的差异性。⑵研究了竹质空心生化球填料生物滤器在高盐度、低氨氮负荷的海水养鱼废水处理中挂膜阶段和稳定运行阶段污染物的去除特性,以及稳定运行阶段实验滤器与现场滤器的污染物去除效果对比,结果表明:在进水氨氮浓度为0.93~1.33 mg/L,亚氮浓度为0.12~0.29 mg/L,溶解氧为7~9 mg/L,pH为7.1~7.4,温度为23~24℃,盐度为29~30,水力停留时间HRT为30min的实验条件下,实验滤器挂膜时间较长,需要45 d,稳定运行阶段,氨氮去除率稳定在30%~39%,亚氮也有明显的去除效果,出水最低浓度为0.06 mg/L;在水力停留时间HRT为60min时,实验滤器与现场滤器进行的对比实验发现,实验滤器在氨氮、亚氮和SS去除效果上均表现出明显的优势,氨氮和SS最大去除率分别达到52%和57%,出水亚氮最低浓度为0.12 mg/L,在COD去除效果上两个滤器均表现出较差的结果,现场滤器COD去除率略高,但最大值仅为14%。⑶实验滤器在稳定运行阶段出现了较为明显的亚氮积累现象,通过对进水有机负荷和氨氮负荷、温度、pH值和溶解氧等运行条件的研究,认为系统内较低的溶解氧是亚氮积累的主要影响因素;分析了反硝化过程中可能引起亚氮积累的影响因素,证明了反硝化过程促进了亚氮的积累。⑷研究了不同运行条件下实验滤器对氨氮和COD去除效果的影响,结果表明:①进水SS浓度从1.55mg/L上升到3.49mg/L时,氨氮浓度的总体变化趋势是上升的,去除率随SS浓度上升而增大,最大值为40%;COD浓度受进水SS浓度影响不明显,去除率受进水SS影响较小,稳定在14%左右。②进水pH在6.50~8.28之间变化时,氨氮去除率总体变化趋势是先缓慢上升,稳定后急剧下降,具体表现为:pH为7.34时达到最大去除率54%,pH为7.70时去除率有所下降但稳定在47%,pH>8.24时去除率迅速下降至10%左右;在进水pH变化范围内,COD去除率总体变化趋势是平缓上升并趋于稳定,pH为6.72~7.14时,去除率较为稳定但不超过10%,pH>7.31时去除率有所增大,并最终稳定在20%~22%之间。③在进水水温为11.0~25.9℃时,氨氮去除率在23.3℃时达到最大值45%,COD去除率在25.4℃以上时稳定在20%左右。④在实验研究的四个水力停留时间HRT中,当HRT=40min和80min时,氨氮去除率最大值为49%,COD去除率在HRT=40 min时最大值为20%。⑤在实验滤器最佳水力停留时间下(HRT=40 min),当填料高度为20~40cm时COD去除率较好,最大值出现在40cm填料高度处为26%,当填料高度为60~80cm时氨氮去除率较好,最大值出现在60cm填料高度处为51%。⑸以氨氮作为硝化反应唯一限制性因子,在不同进水流量(40、70和100L/h)条件下,研究了循环水系统中氨氮底物浓度与硝化反应速率的动力学方程,结果表明:当氨氮底物浓度很低时,硝化反应符合一级反应动力学方程,硝化反应速率与氨氮浓度成正比,当氨氮底物浓度较高时,硝化反应符合零级反应动力学方程,硝化反应速率与氨氮浓度无关。通过大量实验数据建立起来的不同进水流量下的硝化反应动力学模型,可以较好的预测实际养鱼废水出水氨氮浓度。本论文对于竹质空心生化球填料生物滤器在实际海水鱼养殖废水处理中的应用研究,将有助了解海水鱼养殖系统生物滤器的硝化过程,为实际养殖生产过程氨氮等常规污染物的高效去除提供参考。(本文来源于《青岛理工大学》期刊2010-06-01）
刘鹰,王森,刘志培,张延青[8]（2007）在《人工筛选细菌强化挂膜对海水生物滤器硝化速率的影响研究》一文中研究指出采用人工筛选的细菌强化生物滤器挂膜过程可以缩短生物滤器的挂膜时间和保持稳定运行。本文利用筛选的11株细菌组成菌剂,和自然挂膜作对比,采用人工配制的模拟海水养殖废水,在直径为375mm、有效容积是154 L 的曝气生物滤器实验装置内,比较了人工筛选菌剂强化挂膜对竹球、陶粒两种填料生物滤器硝化速率的影响。实验结果表明:利用人工筛选的细菌对海水生物滤器进行人工强化辅助挂膜,在温度在30±1℃,pH 为7～8的挂膜总用时14天,明显少于自然挂膜所需时间28天。在流速 v=1mh~(-1),温度18～28℃,气水比 3:1,pH 为7.0～8.5时,人工强化挂膜的竹球填料生物滤器对 COD 去除率较自然挂膜的高 32.6%,对 NH_4-N 去除率仅较自然挂膜的低3.2%,达到88.94%。人工强化挂膜的陶粒滤料生物滤器,其 NH_4-N 和 COD 去除率分别为65.12%和88.12%均高于自然挂膜生物滤器的 59.55%和87.39%;两种挂膜方式的竹球填料生物滤器对 NH_4-N 的平均去除速率为 43.53±11.35g NH_4-N m~(-3)day~(-1),陶粒填料生物滤器的为31.37±11.44g NH_4-N m~(-3) day~(-1)。人工强化挂膜和自然挂膜的竹球填料生物滤器对 COD 的去除率差异显着(P<0.05),人工强化挂膜的竹球填料生物滤器对 COD 的平均去除速率为380.73±180.55 g COD m~(-3) day~(-1),自然挂膜的竹球填料生物滤器对 COD 的平均去除速率为260.86±187.35 g COD m~(-3) day~(-1);两种挂膜方式的陶粒填料生物滤器对 COD 的平均去除速率为929.92±144.29 g COD m~(-3) day~(-1)。对所筛选的11株细菌从生理生化及16S rRNA 基因进行了初步鉴定,结果表明,和标准菌株的相似性均在97%以上。(本文来源于《中国动物学会、中国海洋湖沼学会贝类学分会第八次会员代表大会暨第十叁次全国贝类学术讨论会论文摘要集》期刊2007-10-01）
罗国芝,刘艳红,谭洪新,朱学宝[9]（2001）在《新建海水生物滤器接种培养的研究》一文中研究指出采用自制循环水族箱,从实际应用的角度对生物滤器的培养方法进行了研究。结果表明,新建海水生物滤器中接种入已稳定生物滤器的滤料及表层土壤可以明显加速系统建立硝化作用。加入叁种商业“超级硝化菌”和取自城市废水处理厂的活性污泥则并未加速新建海水生物滤器的稳定。(本文来源于《农业环境保护》期刊2001年06期）
海水生物滤器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着水产养殖业的迅速发展,更多的养殖废水对环境产生重大影响,制约着生态文明建设。循环水养殖系统作为新兴的工业化养殖技术,可减少水资源的用量及实现污水排放管理,在环境上具有可持续。且该系统对养殖环境高度控制,不仅减缓了室外养殖所要承担的风险(包括自然灾害,环境污染,疾病侵袭等),还使养殖品种在全年范围内达到最优生长状况,在经济上具有可持续性。因此,工业化循环水养殖受到越来越多人的青睐。生物滤器作为循环水养殖系统的水处理核心,发展到现在,很难对其功能进行精确预测和控制,因此一直被认为是“黑盒子”。其稳定性与工作效率直接影响循环水养殖的质量与产量。设计适合实际生产的生物滤器是需要解决的首要问题。其次,循环水养殖系统在生产运行过程中水质出现p H值降低的现象,影响生物滤器的工作,导致其水处理能力、微生物群落发生变化。本论文以优化生物滤器运行条件、提高其硝化性能为目标,研究了挂膜启动阶段亚硝酸盐氮积累现象,运行阶段硝化性能和微生物群落对养殖废水p H的响应。本研究得到的结论如下:1.在目标产量为7000 kg、养殖密度为35 kg/m3的循环水养殖系统中,日投饲率1%、水温14°C、盐度30‰、p H7.2的条件下,对该循环水养殖系统生物滤器移动床反应器进行设计。结果表明:移动床生物反应器的进水流量为286 m3/h;池子尺寸为4 m×4m×2.5 m×4个(池中水位2.2 m);水力停留时间为29 min;换水量为1.16 m3/h;每天的循环次数为20;进水总管、进水支管、补水管管径分别为300 mm、200 mm、20 mm;风机选择为罗茨鼓风JGR150型;鼓风机流量1716 m3/h。该过程对生物滤器的设计思路提出了新的建议,为循环水养殖系统MBBR的完成设计提供了较科学、完整性的思路。2.在养殖废水进水总氨氮TAN浓度为2 mg/L、COD浓度为4~5 mg/L、盐度为30,溶解氧为6~7 mg/L、p H为8.0条件下移动床生物反应器从空白填料开始启动构建硝化性能。结果表明:随着生物滤器的启动,氨氧化能力在前36天迅速建立,但是NO2--N氧化能力的建立缓慢且出现亚硝酸盐氮积累现象,在第36天达到积累峰值。Shannon、Chao1和ACE多样性指数显示出先降低(T29)后增加趋势,29天后生物膜的功能和稳定性不断增强。AOB的相对丰度和TAN的去除效率成正比,皮尔森等级相关系数为0.624。MBBR启动阶段五个不同的时间(T15,T29,T43,T57,T78)生物膜中AOB与NOB的比值分别是20:1、6:1、4:1、2:1和1:1,该比值变化可以用NOB的定殖速度比AOB较慢来解释。随着生物膜的不断变化,AOB与NOB的比例变得越来越接近1。AOB与NOB的比值变化为解释启动阶段NO2--N的变化趋势提供了依据。因此,MBBR启动过程微生物群落组成可动态预测,这为解决启动阶段NO2--N积累的问题提供了依据。3.在养殖废水进水总氨氮TAN浓度为2 mg/L、COD浓度为4~5 mg/L、盐度为30‰,溶解氧为6~7 mg/L条件下,四组移动床生物反应器在不同p H值进水条件下运行,分别为:7.0(G1)、7.5(G2)、8.0(G3)、8.5(G4)。结果显示:四组反应器TAN转化率均在36天后稳定在80%左右,且没有显着差异,表明p H对TAN的去除没有显着影响。但是表征AOB的OTUs对不同进水p H值较敏感(P<0.05)。研究发现四组实验中存在显着不同的亚硝酸盐氧化性能,其去除效率显示G2>G3>G1>G4,因此p H值对细菌的影响呈现不对称抑制,即在高p H环境下,p H的抑制作用比在低p H值时更强。PCA、Venn图和方差分析结果显示,不同p H条件下的微生物群落、AOB和NOB之间都存在显着差异。因此,不同进水p H值对于生物滤器的亚硝酸盐氧化性能、微生物群落具有显着影响,且p H值对于细菌的影响呈现不对称抑制,在运行养殖系统时应该时刻监控p H值,在保证安全养殖条件的基础上使p H处于低值,以保障硝化性能及效率较高的微生物群落。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
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