鳗鲡循环水养殖中水处理技术和养殖效果的研究 58页

'鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究摘要近年来随着水环境的污染加剧，传统的依靠好水源养殖鳗鲡的方式受到了极大的挑战，这就使得发展循环水养殖模式意义特别重大。本课题组自行设计建立简易的鳗鲡循环水养殖系统，本系统包括A、B两套不同污水处理工艺流程：两套污水处理面积分别为302.86m2和196.17m2，A套处理工艺流程为养殖污水依次流经下行生物膜池、上行生物膜池、下行牡蛎壳池和上行牡蛎壳池进行生物和物理净化处理；B套为养殖污水仅流经下行牡蛎壳池和上行牡蛎壳池净化处理，然后通过曝气流入养殖池循环利用。本论文主要围绕两套处理工艺开展试验，研究A套不同日处理污水量及其处理效果、比较A、B两套处理效果的差异、比较A套的聚酰胺丝和B套的牡蛎壳两种填料的处理性能，同时研究了循环水养殖中采用不同增氧设备的增氧效果以及池塘精养模式与循环水养殖模式的鳗鲡养殖效果，结果如下。1.A套的污水处理效果。在三种不同污水日处理量下，生物膜池和牡蛎壳池的串联模式对养殖污水的处理具有显著的效果。日处理量为672m3时，A套处理池对TAN(氨氮)、-pH为7.39，出水pH为8.56。日处理量为846m3时，对TAN、NO-2-N、浊度平均去除率分别为82.3±3.83%、94.2±1.34%、91.5±2.6%，进水pH为7.39，出水pH为8.26；日处理量为1560m3时，对TAN、NO-2-N、浊度平均去除率为58.25±8.88%、86.92±1.51%、88.9±3.5%，进水pH为7.53，出水pH为8.05。随着日处理量的增大，系统的去除率降低，但出水水质均符合《渔业水质标准》。2.比较研究A、B两套处理工艺对污水处理的效果。结果显示，日处理量为432m3/d条件下，A套和B套处理池出水pH均升高，进水pH为7.36，出水pH分别升高到8.65和8.87。进水DO(溶解氧)为8.89±0.93mg/L，出水DO分别为9.34±0.69mg/L和8.28±0.75mg/L。A套和B套处理池对浊度的去除率分别达到94.54±2.43%和91.73±3.94%。对氨氮的单位面积去除量分别为1325.13±171.49mg/(m2·d)和1838.81±269.16mg/(m2·d),单位面积去除量两者具有显著性差异(P<0.05)。对亚硝酸盐氮的单位面积去除量分别为687.53±91.66mg/(m2·d)和678.27±122.74mg/(m2·d)，单位面积去除量两者没有显著性差异(P>0.05)。3.比较A套处理池中聚酰胺弹性填料和B套处理池中牡蛎壳填料在不同污水日处理量下的处理效果。在对比试验中，日处理量为432m3/d时，聚酰胺弹性填料和牡蛎壳填料对氨氮的单位面积去除量分别2238.63±168.83mg/(m2·d)和1625.94±181.28mg/(m2·d)；22活性磷的去除量分别为1347.84±535.17mg/(m2·d)和1548.86±491.76mg/(m2·d)；对CODcr的去除量分别为91597.36±8262.62mg/(m2·d)和68157.21±7415.47mg/(m2·d)。日处理INO2-N、浊度的平均去除率分别为86.53±2.03%、95.32±1.54%、90.5±2.4%，进水对亚硝酸盐氮的去除量分别1142.64±317.29mg/(m·d)和862.52±236.12mg/(m·d)；对 量提升至672m3/d时，聚酰胺弹性填料和牡蛎壳填料对氨氮的单位面积去除量分别22937.43±147.19mg/(m2·d)和611.10±95.78mg/(m2·d)；对活性磷的去除量分别为923.44±233.00mg/(m2·d)和1607.59±300.34mg/(m2·d)；对CODcr的去除量分别为224.应用A套循环水养殖模式与传统池塘精养模式的比较。结果显示采用室内循环水养殖模式的美洲鳗鲡生长率达56.9%，饲料转化率达60.6%，存活率为99.9%，采用传统池塘精养模式的美洲鳗鲡生长率为25.0%，饲料转化率为56.5%，存活率为97.6%，而且循环水养殖模式下，TAN质量浓度为0.61±0.31mg/L，NO2--N质量浓度为0.15±0.10mg/L，DO浓度为5.46±0.56mg/L，pH为7.36±0.26，池塘精养模式下，TAN质量浓度为0.84±0.15mg/L，NO2--N质量浓度为0.11±0.06mg/L，DO浓度为6.08±0.60mg/L，pH为7.53±0.06，均符合鳗鲡生长的水质要求。在节能减排方面，循环水养殖模式单位养殖面积可节约电能约10.2%以上，养殖污水重复利用率为83.7%，具有较好的经济效益和生态效益。5.应用微孔曝气增氧与水车式增氧机两种方式的增氧效果的比较。在鳗鲡循环水养殖中，未载鱼情况下，两种增氧方式的增氧能力具有极显著性差异(P<0.01)，微孔曝气增氧方式比水车式增氧机的单位水体增氧能力提高了15.85%，增氧动力效率是水车式增氧机的2.36倍。在载鱼养殖情况下，使用微孔曝气增氧的试验池表层水的平均溶氧值为5.81±0.14mg/L，而使用水车式增氧机的表层平均溶解氧值为6.39±0.25mg/L,前者显著低于后者(P<0.05)，但底层水的溶解氧两者分别为5.74±0.14mg/L和5.75±0.26mg/L，两者没有显著差异(P>0.05)。微孔曝气增氧方式单位养殖水体的用电量比水车式增氧机节省57.6%，且无安全隐患。由于微孔曝气增氧池水的流动性小，鳗鲡活动消耗的能量减少，且水温较高，摄食量增大。因此，使用微孔曝气增氧方式的鳗鲡养殖效果较好。A套处理池在三种污水日处理量下，出水水质稳定，且符合鳗鲡生长的水质要求，能够在日常生产中应用。A、B两套处理池对各项水质指标的质量浓度处理效果明显，出水pH均有升高现象，其中B套对浊度和亚硝酸盐氮的单位面积去除量与A套相当，且B套结构简易，处理成本低。A、B套中两种填料的处理性能差异显著，聚酰胺填料因其比表面积大，对氨氮、亚硝酸盐氮和CODcr的去除效果较好，但对活性磷和浊度的去除不及牡蛎壳填料，另外，B套为新建处理池，整体生物附着量较少，处理效果还需进一步研究，因此，在生产中牡蛎壳填料具有更高的性价比。应用A套系统的循环水养殖模式的养殖效果显著好于池塘精养模式。在鳗鲡循环水养殖池中采用微孔曝气增氧方式的增氧效果明显优于水车式增氧机，具有运行安全、节约电能等优点。关键词循环水养殖模式，池塘精养模式，养殖污水处理系统，鳗鲡养殖，微孔曝气增氧II2217.64±878.19mg/(m·d)和1486.47±664.19mg/(m·d)；对亚硝酸盐氮的去除量分别为73734.93±3934.23mg/(m·d)和55935.16±2050.11mg/(m·d)。 StudiesonthecirculatingwatertreatmenttechniqueandculturaleffectforEelcultivationAbstractInrecentyears,duetowaterpollution,thetraditionalwayofeelculturebyreplacinglargequantityofcleanfreshwaterfacesgreatchallenges.Thismakesthedevelopmentofadoptingcirculatingwatersystemforeelculturetobeofgreatsignificance.Twosetsofdifferentaquaculturesewagetreatments(AsetandBset)inacirculatingwatersystemhavebeendesignedandpracticedineelculture.TheareasofAsetandBsetwere302.86m2and196.17m2respectively.ThesewagefromeelfarmingpondinAsetwastreatedinorderofdescendingpolyamideyarnpool,uplinkpolyamideyarnpool,descendinganduplinkoystershellpools.ThesewageinBsetwastreatedonlybydescendinganduplinkoystershellpools.Aftertreatment,waterwasreusedforeelculture.Thepresentresearchwasmainlyinvolvedintheefficencyofthetwosetsofsewagetreatment.AstudywascarriedoutinAsetondifferentdailytreatingsewagequantitiestoevaluateitsefficiency.ThetreatmenteffectwasalsocomparedbetweenAsetandBset,andbetweenpolyamideyarninAsetandoystershellsinBset.Aerobiceffectwasevaluatedbyusingdifferentequipmentineelponds.Thecultureeffectwascomparedbetweenthetraditionalwayandcirculatingwateraquiculturemodel.Theresultsareasfollows.1.SewagetreatmenteffectofAset.Whendailytreatingsewageof672m3inAset,theremovalefficienciesofTAN(tatolammonianitrogen)，NO-2-Nandturbiditywere86.53±2.03%，95.32±1.54%and90.5±2.4%respectively;thepHvaluewas7.39ininfluent,andincreasedto8.56ineffluent.Whendailytreatingsewageof846m3,theremovalefficienciesofTAN，NO-2-Nandturbiditywere82.3±3.83%，94.2±1.34%and91.5±2.6%;thepHvalueincreasedfrom7.39ininfluentto8.26ineffluent.Whentreatingsewageof1560m3,theremovalefficienciesofTAN，NO-2-Nandturbiditywere58.25±8.88%，86.92±1.51%and88.9±3.5%;thepHvalueincreasedfrom7.53ininfluentto8.05ineffluent.Theresultsindicatedthattheremovalefficencydecreasedwiththeincreasingofthetreatingquantity，buttheeffluentwatercompliedwiththewaterqualitystandardoffishery.2.ComparativestudyonthesewagetreatmenteffectbetweenAsetandBset.Whendailytreatingsewageof432m3,thepHvaluesinAsetandBsetrisedfrom7.36±0.07ininfluentto8.65and8.87ineffluentrespectively.TheDO(dissolvedoxygen)inbothsetswas8.89±0.93mg/Lininfluent,thenwere9.34±0.69mg/Land8.28±0.75mg/Lineffluentrespectively.TheaverageturbidityremovalefficienciesinAsetandBsetwere94.54±2.43%and91.73±3.94%respectively.TheTANremovalquantitiesperunitareainAsetandBsetwere1325.13±171.49mg/(m2·d)and1838.81±269.16mg/(m2·d),theformersignificantlylowerthanIII thelatter(P<0.05).TheNO-2-Nremovalquantityperunitareawas687.53±91.66mg/(m2·d)and678.27±122.74mg/(m2·d)respectively,bothhadnosignificantdifference(P>0.05).3.ComparisonofthetreatmenteffectsbetweenthepolyamideelasticpackinginAsetandtheoystershellspackinginBset.Whendailytreatingsewageof432m3,theremovalquantitiesperunitareaofTANbypolyamideelasticandoystershellswere2238.63±168.83mg/m2·dand1625.94±181.28mg/m2·drespectively;thenitritenitrogenwere1142.64±317.29mg/m2·dand862.52±236.12mg/m2·d;theactivityphosphoruswere1347.84±535.17mg/m2·dand1548.86±491.76mg/m2·d.TheCODcrwere91597.36±8262.62mg/m2·dand68157.21±7415.47mg/m2·d.Whendailytreatingswageof672m3,theremovalquantityperunitareaofammonianitrogenbypolyamideelasticandoystershellswere2217.64±878.19mg/m2·dor1486.47±664.19mg/m2·d;thenitritenitrogenwere937.43±147.19mg/m2·dand611.10±95.78mg/m2·d;theremovalquantityofactivityphosphoruswere923.44±233.00mg/m2·dand1607.59±300.34mg/m2·d;theCODcrwere73734.93±3934.23mg/m2·dand55935.16±2050.11mg/m2·d.4.ThecomparisonofcultureeffectsbetweencirculatingwateraquaculturemodeinAsetandtraditionalway.TheresultsshowedthatthegrowthrateofAuguillarostratainthecirculatingwatermodelwas56.9%,feedconversionratewas60.6%,andthesurvivalratewas99.9%,whilethegrowthrateofAnguillarostratainthetraditionalwaywas25.0%,thefeedconversionratewas56.5%,andthesurvivalratewas97.6%,Inthecirculatingwatermodel,theTANconcentrationwas0.61±0.31mg/L,NO2--Nwas0.15±0.10mg/L,theDOwas5.46±0.56mg/L,pHwas7.36±0.26.whileintraditionalway,theTANconcentrationwas0.84±0.15mg/L,NO2--Nwas0.11±0.06mg/L,DOwas6.08±0.60mg/L,pHwas7.53±0.06.Inenergyconservationandemissionreduction,thecirculatingwatermodelcouldsavemorethan10.2%energythantraditionalwayandreuse83.7%ofdischargedwater.5.Thecomparisonontheincreasingoxygenbyapplicationofmicroporeaeratorsandwaterwheelaeratorsineelponds.Theresultsshowedthattherewassignificantdifferenceintheaerationefficiencybetweenthewaysofaerationunderunloadingfish(P<0.01).Theaerationcapacityofthemicroporeaeratorwas15.85%higherthanthatofthewaterwheelaerator,andtheaerationefficiencyoftheformerwas2.36timeasthatofthelatter.Butunderthecaseofloadingfish,theaveragedissolvedoxygenofsurfacewaterbytheformerwas5.81±0.14mg/L,andthatofthelatterwas6.39±0.25mg/L;thedissolvedoxygenofbottomwaterwere5.74±0.14mg/Lbytheformerand5.75±0.26mg/Lbythelatter.Usingmicroporeaeratorcansave57.6%electricityandwasmuchsaferthanusingwaterwheelaerator.Theeelgrewmuchfasterbytheformerthanthelatter.Theeffluentwaterfromcirculatingwatersystemwasstability,andconformtotheIV requirementsforqualityoftheeelgrowth.ThepHofeffluentwaterrisedobviouslyinbothAsetandBset.TheremovaleffectsofturbidityandnitritenitrogeninBsetwereclosetothoseofAset,andbecauseofsimplestructureandlowcost,Bsethadbetterapplicationprospect.ThetreatmenteffectofpolyamideelasticpackinginAsetandoystershellspackinginBhadsignificantdifference.Thepolyamidehadbettereffectintheremovalofammonianitrogen,nitritenitrogenandCODcrbecauseofitslargesurfaceareathanthepackingofoystershells,buttheremovaleffectsofactivephosphorusandturbidityofthepolyamidewerelowerthanthoseofoystershells.ItmustbepointoutthattheBsetwasnewconstructed,andtherewaslesslittlebiomassonthepackingwhichmighteffectthetreatmenteffectandneedfurtherstudy.IncirculatingwatermodelinAset,thegrowthrate,feedconversionrate,survivalrateandthecultivationeffectwerehigherthanthoseintraditionalway.Incomparisonwithwaterwheelaerator,thewayofmicroporousaerationachievedbetterculturaleffect,andwasmoresafetyandenergysaving.Keywords：Watercirculatingfishaquaculturemodel,Traditionalintensivepondeelcultureway,Aquaculturewastewatertreatmentsystem,Eelcultivation,MicroporeaerationV 学术诚信声明兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。声明人（签名）：时间：保护知识产权声明本人完全了解集美大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意集美大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。作者（签名）：导师（签名）：时间： 集美大学硕士学位论文第1章鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究引言鳗鱼学名为鳗鲡(Anguillasp.)，又称白鳝、青鳝、河鳗、白秋、蛇鱼等，属硬骨鱼纲(Osteichthyes)、鳗鲡目(Anguilliformes)、鳗鲡科(Anguillidae)、鳗鲡属(Anguillia)，它是一种江河洄游性鱼类，全世界现有19个鳗鲡品种。但进行人工养殖的仅有日本鳗鲡(Anguillajaponica)、欧洲鳗鲡(Anguillaanguilla)、美洲鳗鲡(Anguillarostrata)、澳洲鳗鲡(Anguillaaustralis)和太平洋双色鳗鲡(Anguillabicolorpacifica)5种。我国是世界上最大的鳗鲡生产国。2003年产量约17.817万吨，居世界第一，鳗鲡产品出口占全国水产品出口总额的9.63%，鳗鲡养殖总产值约为80～100亿人民币，占世界产量2/3[1]，我国鳗业主要集中在福建、广东、江苏、浙江、江西等省，已成为地方重要的经济支柱之一。目前鳗鲡还不能进行人工繁殖，世界各国养殖的鳗鱼苗种只能依靠近海的天然鳗苗资[2]减少，无形中增加了养殖成本。针对这些情况，传统的高风险、高能耗的养殖模式受到极大的挑战，迫切需要一系列应对措施，这就使得循环水养殖鳗鲡的发展极为紧迫且意义重大[3]。1.1循环水养殖的研究进展美国、法国、日本、丹麦等发达国家从上世纪60年代就已经开始进行工厂化养鱼技术的研究，工厂化养鱼的成套设备已有专业的生产厂家，养殖过程中也形成了一套完整的规范流程。目前，我国台湾省其机械化、集约化养鱼也具有相当的规模和水平[4-7]。我国大陆工厂化循环水养鱼的研究始于70年代，到80年代初已达到国际同类技术水平，但近20年来，由于没有足够重视水产养殖给环境带来的污染等问题，工厂化养鱼的研究基本处于停滞状态，科研滞后于生产，到目前为止我国对工厂化养殖的理论研究才刚刚起步，建立起来的理论和技术体系也只能适用于部分养殖对象；我国大部分工厂化养鱼设备均引进国外成套设备，或采用工业通用设备，或对引进设备稍作改造，对处理养殖废水的专业技术及设备，还未完全自主化，与世界先进水平存在一定差距[8]。我国目前对一些海水鱼的循环水养殖研究取得了阶段性的成果，全封闭式的海水循环养殖系统是国际上较先进的养殖技术，也是未来水产养殖发展的重要方向。我国最早在鲆鲽类的养殖中应用循环水养殖模式，其技术和理论都已基本掌握，并不断的推陈出新。例如当前国内循环水系统运行较为成熟的天津海发公司和莱州明波公司[9]，他们以半滑舌鳎为养殖对象，规模在5000～50000m2，该公司对引进的循环水养殖系统进行改进，养殖密度由原先的15kg/m2提升到20kg/m2以上，改进的循环水系统有三个主要特点：一是用弧形筛和泡沫分离器取代传统的转鼓式微滤机和砂滤罐，降低运行能耗约44.35％；二是生物净化设备采用三级组合式生物滤池，前二级采用立体弹性填料，而第三级滤池则采用了大比表面积的塑料片滤料，增加生物膜的覆盖面积，提高降解效果；三是使用比利时INVA1源，而近年来随着海洋污染加剧，加之2009年欧洲鳗被列为濒危动植物名录，鳗苗资源 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究SANOL-IFE微生物制剂调节系统水体的微生态，保持整个水系统的生态平衡。另一家养殖2池面积为40m2，总计14个鱼池，设计养殖密度为25kg/m2，水循环率为15～17次/d，该循环水养殖系统亦是在引进国外设备的基础上改进而成，其主要特点有四个：一是摒弃了常用的射流式泡沫分离器，取而代之的是气浮池工艺(类似于挪威AKVA脱气池技术)，此工艺在降低泡沫分离的能耗和生物净化功能上都具有很好的作用；二是为增大生物滤料的通透性和比表面积，生物净化池设置为三级串联式浸没滤池，各级的滤料也不相同，依次为立体弹性填料、BIO-BLOK生物包和海绵型生物包，综合各级滤料的优点进行水处理；三是滴滤方式的脱气工艺的应用，在生物净化之后添加此道工艺，起到去除系统中鱼类呼吸和生物净化产生的过多CO2的作用，另外还能去除臭氧；四是在水泵叶轮增氧的基础上采用纯氧释放器的混合增氧模式，有效提高了水体的溶解氧。循环水养殖除了在鲆鲽类中广泛应用外，在其他水产品养殖中也取得了示范成功，朱国庆等[10]在封闭式循环水养殖系统中对青石斑鱼进行33d的饲养发现，每尾相对增重率为64.6％，平均饵料系数为1.81，养殖成活率95.89％，平均丰满度为1.66，封闭式循环水养殖系统的污水利用率达到85％以上，养殖单产、饲料效率和生长速度都达到了生产要求。吴雄飞等[11]用南美白对虾和缢蛏为循环水养殖材料，在5.07hm2池塘中，取得了虾池平均产量为11943.5kg/hm2，贝池平均产量16965kg/hm2，而且全部虾池均未暴发白斑2的微循环系统，经过自行设计的物理和生物工序净化后，出水水质达到了鳜鱼的人工繁殖和苗种培育要求，后期通过使用处理的水进行养殖实践取得了阶段性成果，共计繁育鳜鱼220万尾，其中大规格鱼苗40万尾，开口鱼苗150万尾，总计创利润10.5万元。由此可见，目前循环水养殖模式已经应用于多种水产品的育苗和养殖中，并取得了阶段性的成功。然而，在鳗鲡养殖方面，应用循环水的试验研究还相对较少，早在1990年，我国台湾就已经应用自行研发的循环水系统进行日本鳗和欧洲鳗的养殖[13]，成果颇为良好。另外从丹麦引进年产量五吨的循环水养殖系统进行欧洲鳗的养殖，结果饵料系数平均为1.5，存活率达95%，鳗鲡放养密度为100kg/t水，而台湾传统的室外养殖池放养密度仅为2～3kg/t水；生产每公斤鳗鱼用水量分别为0.7t和20t。前者较后者在密度上提升了35～50倍，而且单位生产用水仅为后者的1/30～1/40,如此明显的差别让鳗鲡循环水养殖迅速成为养殖行业的发展方向。我国大陆鳗鱼养殖起步较晚，但因为其利润丰厚，所以发展较快，从1974年，江苏、浙江等省开始试养，到1988年突破1万吨，再到1994年升至7万多吨，超过台湾省并跃居世界第一，期间不仅产量有很大提升，而且鳗鲡的养殖技术也不断的推陈出新，一般的养殖模式有水泥池精养，土池养殖，水库网箱、海水网箱，半咸水土池单、混养鳗鲡等，均经过不同程度的试验。经过实践检验，除精养池外，现发展良好的模式为土池欧洲鳗鲡的养殖，于福建、广东均取得了良好效果，养殖规模不断扩大，并在向江西、安徽等声省份延伸。海南省的粗放混养太平洋双色鳗鲡也在小规模缓慢发展。遗憾的是，进行2机构莱州明波公司设计循环水养殖系统水面积为1120m，分为鱼池+水处理系统，单个鱼症的较好成果。2008年刘寒文等[12]在原“四大家鱼”繁殖场，建立一个面积为20556.5m 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究的多次调整和摸索，循环水养殖模式均未能在鳗鲡养殖中得到应用和发展，而此时国外循环水养殖鳗鲡的技术已经成熟，并有相对可观的产量和效益，可以说在这个阶段循环水养殖的理论和实践研究处于停滞阶段，直到2000年以后，才陆续有关于循环水养殖鳗鲡的研究报道，例如刘兴国等[14]在福建南平市富源养鳗场利用一套改建的土池循环水处理系统进行鳗鲡的养殖，并取得较好的阶段性养殖效果。倪琦等[15]利用人工湿地净化技术和循环水处理技术相结合构建双循环系统模式，并应用于鳗鲡养殖中，结果发现并联式双循环水处理工艺具有水质处理效果好、改建和运行费用低廉等优点，适合我国南方地区的鳗鲡养殖。由此可见，循环水养殖技术在鳗鲡养殖中也是可以应用的，但目前的研究仅局限于正常密度下的养殖情况，高密度循环水养殖的研究还有待进一步发展。循环水养殖系统的核心在于水处理系统，有没有高效、节能的水处理设备决定了该循环水系统的性能。根据对国内循环水系统装备的研制及其运行情况的调查，发现循环水处理的核心部分存在着稳定性、可靠性、经济性等问题，所以水处理技术和设备的研究成为了目前研究的热点，也是循环水养殖能否得以普及应用的瓶颈。1.2污水处理技术和设备的研究进展目前，国内外的污水处理技术多种多样，处理效果也各有特色。其中按处理工艺的主体和组合方式可分为三种类型：一是以物化处理为主体的组合工艺，二是以生化处理为主体的组合工艺，三是以物化和生化处理相结合的组合工艺。下面分别介绍各种处理方法的工艺和研究进展。1.2.1以物化技术为主体的组合处理工艺目前，物化处理技术研究较多，应用广泛。主要是利用过滤、沉淀和泡沫分离等技术，去除养殖污水中的TSS和COD、BOD，但对水体中的氨氮、亚硝酸盐氮及磷酸盐去除效果较差，该方法设施运行成本低，造价较低。常见的物化处理技术有过滤、泡沫分离、吸附和物理消毒等几种。过滤主要是去除一些粒径在60～200µm的颗粒物，如Davidson等[16]研究表明：液化基质床生物过滤器(Thefluidized-sandbiofilters)在床的生长得以控制的情况下，每次能够去除66%～82%的BOD5和l5%～41%的TP，而TSS的去除率并不稳定，此技术适合于处理高容量的养殖污水。Ridha等[17]用塑料生物过滤介质对简易罗非鱼循环养殖系统废水取得了很好的净化效果。吸附作用可以降低养殖水中的有毒物质、固体悬浮物的浓度，从而起到净化水质的目的。丁永良[18]应用纳米材料使养殖水体长期保持优良水质。Qin等[19]采用以风力为动力的反渗透膜技术处理养殖废水，发现氮的去除率为9O%～97%。泡沫分离器可有效去除养殖污水中可溶解的有机物和悬浮颗粒物，增加水体的溶解氧。如郑瑞东等[20]研究发现：水力停留时间为2～3min；气液比应控制在2:1左右，能够有效去除TSS，而对于淡水的处理，因为其缺少电解质，所以处理效果较差。杜守恩[20]研究发现：经过处理的养殖废水中，细菌密度从22100个/mL减少到220个/mL，而且还能降低悬浮颗粒降解3 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究时的耗氧。日本的KazuyoshiSuzuki[21]等人提出了一个包括结晶、曝气、静沉三个单元的连续处理养殖污水的反应装置，该装置主要通过前期结晶预处理和后期沉淀相结合的方式去除污染物。物理消毒主要用于养殖用水的前期处理，在鱼类的育苗阶段应用广泛，常与臭氧处理联用，马海娟等[22]在紫外灯和臭氧处理罗氏沼虾育苗养殖废水的研究发现，5h弧菌杀灭率达100%；l4h使废水中的COD从10.28mg/L降到8.47mg/L；氨氮从0.75mg/L降到0.60mg/L，去除率为20.0%。孙广明等(1996)在臭氧对河蟹从蚤状幼体到大眼幼体的成活率影响试验中发现成活率由34.7%提高到62.0%[23]。1.2.2以生化技术为主体的组合处理工艺养殖污水中的污染物主要为碳水化合物、蛋白质、脂肪等，利用物化技术很难去除，以生化技术为主体的处理工艺主要是通过微生物的吸收、代谢作用去除水体中有机物和氨氮，与物化技术相比具有投资低，效率高，不会产生二次污染等特点，是处理溶解态污染物较为有效的手段。1.2.2.1传统的生化处理技术传统的生化处理技术主要是通过附着在填料表面的生物膜进行水处理的。常用的填料有碎石、卵石、焦炭、塑料蜂窝、电气石、贝类等。其上的生物膜由水、微生物、细胞外粘多糖聚合物和缩多氨酸聚合物等组成。好气菌、原生动物、藻类等通过溶解有机物质为食料，而微生物又成为更大的原生动物的食料，生物间相互依赖相互依存，共同保持平衡状态，鱼体的排泄物最终通过硝化作用和反硝化作用进行代谢，水质也因此得到净化，研究表明[24]：生物膜是附着在一起的堆体或群藻的随机组合，这些堆体或群落周围存在许多通道，水和捕食的原生动物通过这些通道移动。生化处理技术因为其处理溶解性有机物效果好，抗负荷能力强，成本廉价的优点被广泛应用，主要类型有生物滤池、生物硫化床、生物接触氧化设备和生物转盘等。China等[25]用沉淀池-生物滤池-二沉池-生物过滤器的组合工艺对河口大面积集约化养殖水体处理后可回用，并取得较好的养殖效果。江伟等[26]采用生物转盘养殖黄鳍鲷，试验表明：在满足该鱼对氨氮的要求<0.5mg/L的条件下，当33氧淹没升流式生物滤池去除鲑鱼养殖废水中TOC和N,填料有效比表面积141m2/m3,水力停留时间为4h时，可去除40%的磷，氮完全硝化和4O%反硝化，T0C可以降到12mg/L。刘鹰[28]等研究表明，生物转盘、生物转筒使水中溶解氧增加，水质得到净化。Jewell等[29]在水产养殖水体循环中利用膨胀床的硝化和反硝化作用同时，处理BOD5、SS和氮效果明显，出水氨氮低于0.15mg/L。Arbiv等[30]用好氧的硝化滴滤和缺氧反硝化硫化床相结合的反应器，使得养殖水体的铵态氮的平均含量保持在0.51mg/L，硝态氮的平均含量保持在0.05mg/L。养殖污水处理过程中，氨氮在硝化细菌作用下被转化为硝态氮，进一步被反硝化细菌转化为游离氮气，由此除去系统中的氮，硝化作用是生物模法的处理本质，其影响因素是决定处理效率的关键所在[31]。4对比池在养殖期需要消耗222m水时，而试验池只需要消耗46m水。Abeysinghe等[27]用好 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究1.2.2.2新型的生化处理技术在传统的生化处理技术基础上，衍生出许多新型的处理技术，如活性污泥法、生物修复技术和微生物固定化技术等。Umble等[32]在水产养殖排水沟渠中用接近序批式活性污泥法(SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess，SBR)的操作方式进行好氧厌氧处理，通过12h的循环，BOD、TSS、NH3-N的去除率分别为98%、90%和89%。微生物固定化技术是从20世纪6O年代末借鉴酶固定化技术发展而来，通过物理或化学的手段，将游离的微生物固定在限定的空间区域使其保持活性，并且能够重复使用的一项技术。在养殖污水处理中，将藻类、细菌等对象固定，可人工维持高浓度的生物量，提高废水处理负荷，减少处理装置的体积，还能通过选择性的固定来除去特定的污染物，具有较高的转化率和降解效率。Sauthier等[33]指出颗粒状固定化反硝化菌在闭合养殖系统中的反硝化作用与废水中TOC/NO3-N的比例有关，在两者的比例为1g/g左右时，反硝化速率最大。Kim等[34]报道了固定化硝化菌在循环养殖系统中去除氨氮的研究，在适宜的条件下，HRT为0.3h时，NH4+-N的每天最高去除率可达82g/m3。目前，微生物固定化技术还处于试验室研究阶段，要在水处理中得到应用还需一段时间。生物修复技术是通过向养殖废水处理系统中直接投加从自然界中筛选的优势菌种或藻类，也可通过基因重组技术产生的高效菌种或藻类，增加系统的生物量，改善原来的处理能力，使原有系统的处理能力得到修复或增强。丁爱中等[35]用光合细菌(Photosyntheticbacteria，PSB)调节水质发现：水体中的溶解氧由2.01mg/L增至11.1mg/L；氨氮含量由0.30mg/L降至0.01mg/L，利用PSB不仅能提高存活率，而且能提升鱼类的饲料转化率。Moriarty[36]报道用芽孢杆菌加入对虾池中控制Vibrio病毒，超过l60d未出问题，未加的对照池在80d之内几乎全部感染而死亡。Dumas[37]报道蓝藻(Phorrnidiumbohneri)对铵态氮、可溶性磷酸盐的去除率分别为82%和85%。胡海燕等[38]研究发现：在小水体的鱼类养殖系统中，使用海藻可减少水体中的NH4+-N达5O%之多，同时海藻的净产量可以提高18%。目前，新型生化处理技术的研发成为了水处理领域的热点，一些专家学者将新型生化技术和传统技术相结合进行水质处理，也取得了较好的效果[39,40]。1.2.3以物化和生化技术相结合的组合处理工艺随着集约化生态化养殖理念的提倡和应用，传统的单一的处理手段已经不能适应养殖业的发展，循环水养殖作为新型的养殖模式，以其突出的优点很快被人们接受，然而在生产实践中发现，高投入、高能耗让这种养殖模式只能在很小的领域得到应用，因此、低能耗高效率的养殖废水综合处理技术的研究是当前解决环境污染和人类养殖之间矛盾的关键。新的处理技术将更强调生态系统中生产者、消费者、分解者之间动态和合理的平衡，5 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究进一步寻求更加高效的生物作用。目前，不少专家和一线的养殖户对复合处理系统进行了相关研究，也取得了一定的成果。1.2.3.1人工湿地生态系统人工湿地生态系统是目前物理、化学、生物性能协同性较好的复合型水处理系统，具有净化效果好、工艺设备简单、去除氮磷能力强、能耗低、系统配置可塑性强、生态环境效益显著等特点。人工湿地生态系统(constructedwetland)是由人工基质和生长在它上面的湿地植物、微生物组成的一个独特的土壤-植物-微生物生态系统，利用湿地中的基质、植物和微生物之间通过物理、化学和生物的协同作用净化污水。近年来，人工湿地被广泛应用于养殖污水处理和循环利用的领域。它不仅可去除养殖污水中的溶解性污染物，还能固定并去除养殖污泥。Lin等[41]用人工湿地处理水产养殖污水，在水力负荷为1.8～13.5cm/d之间时，NH4+-N去除率为86%～98%，总无机氮(TIN)的去除率为95%～98%，磷的去除率为32%～7l%，太平洋白对虾在循环养殖池中的体重和存活率为（3.8±1.8g/shrimp，90%）和对照池的(2.3±1.5g/shrimp，7l%)相比有明显的差别。Tilley等[42]构建的人工湿地可使对虾养殖污水中的TP、ISS和TSS分别降低31%、76%和65%。吴振斌等[43]将复合垂直流人工湿地和池塘养殖相结合，构建养殖-湿地生态系统，试验表明：人工湿地对TSS、BOD5和COD去除率分别为80.5%～82.9%、61.0%～77.0%和45.2%～64.2%，对IP和TP的去除率分别为0%～33.3%和72.7%～89.1%，对细菌、总大肠菌、粪大肠菌和藻类的平均去除率分别为99.4%、85.9%、89.7%和97.7%；并成功地将斑点叉尾鲴(Ictaluruspunctatus)鱼苗(1.8cm，0.08g)培育成鱼种(15.9cm，33.9g)，成活率达到92.6%。1.2.3.2水生生态系统水生生态系统是运用生态学原理，将具有各自特性的生态单元有机的结合在一起，使其本身有很强的净污能力的一类养殖系统。按种类来划分：有鱼、虾、蟹、贝、藻之间的两种、三种或多种综合养殖；按混养种类的时空来划分：有同池综合养殖和异池综合养殖两大类。整个水生生态系统整合了池塘的自净能力和鱼类生理特性，如充氧、鱼藻共生系统、鱼类白天和晚上不同活动时间混养、耐污能力不同鱼类混养和对鱼类生理修正等特性[44]和养殖户进行了很多尝试。Logsdon[45]从改变水生植物结构着手，利用浮萍对氮和磷的吸收(1km2的浮萍能吸收约802kg氮和146kg的磷)和对重金属的累积能力处理水产养殖水体，并取得很好的效果。黄国强等[46]进行对虾、滤食性鱼、贝类和大型藻类3个池塘循环水综合养殖的试验研究，结果显示3个池塘生态系统能够相辅相成、互惠互利，形成了一个具有较强水质自我调节功能的生态系统。何玉明等[47]开发出一套由功能性滤料+人工湿地+复合菌组成的生态型循环水处理系统，研究发现：在一年的运行中，养殖水体氨氮、亚硝态氮和硝态氮平均含量分别维持在0.44mg/L、0.26mg/L和3mg/L水平，史氏鲟放养6，因此各功能单元各施其职，共同维持整个水生生态系统的稳态。在这方面，不少专家 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究平均规格105g，密度46.2尾/m3，经6个月养殖，出池平均规格625g，单位水体产量30.8834.29倍。1.2.4养殖业存在的问题及发展方向目前我国已成为世界第一大水产养殖国，每年因为养殖污水排放污染河流的现象十分严重，随着工业化养殖的推广应用，水产品养殖密度不断加大，使得池水换水量和换水频率加大，频发的换水会加大病原微生物的带入，引起鱼病频发，如此恶性循环，给环境和养殖户带来了巨大的损失。而且，在淡水养殖方而，据测算，养1吨淡水鱼，产生的粪便相当于20头肥猪的粪便量；2002年1月，欧盟禁止中国鳗鲡进口，2月日本也规定对每批进口的中国活鳗和白烧鳗强制检查11种药物残留，对我国水产品的出口影响很大，熊国中等[48]报道了洱海149.25hm2鱼塘每年向洱海排换水671.6万m3，输出氮33.2t、磷3.83t、COD420.4t。在人们享受水产品美味的同时也越来越关注养殖污水的排放问题，许多国家都制定了相关的法律法规，明文规定养殖污水的排放标准，我国也于2003年发布并实施了《水产养殖质量安全管理规定》，其中对水产养殖用水及其排放制定了严格的政策法规和管理制度，但是直到今天，大部分的养殖污水仍然是未经处理直接排放到环境中，希望国家能够早日加强这方面的执行力。大部分的养殖废水主要来自鱼池的换水和养殖结束后的排水，换排水时间大都固定集中，而发达国家推行的循环水养殖模式虽有其优势，但由于运行成本太高，设备昂贵，无法在许多小规模的养殖中推广。结合我国养殖废水中的污染物主要是鱼类排泄物、残饵、生物残骸、及分解产生的氨氮、亚硝酸盐氮、磷酸盐等化合物和蛋白质等有机物，而我国南方地区的养殖规模较小，各自为阵，较为分散的特点，推行自行设计整合的循环水养殖系统较为合适，通过调整养殖生态系统的结构，减少和去除系统中的污染物，避免其积累，在净化水质的循环利用的同时，回收利用系统中分离出来的污染物，实现环境的零排放，这将是今后我国养殖水处理技术的重点发展方向。这类水处理技术经济实用，操作简单，一般中小型养殖户均能够负担。同时进一步研究高效简易的养殖废水集中处理系统，改善养殖生态环境，节约水资源和减轻养殖对环境的负面影响，是我国水产养殖可持续发展的重要方向。1.3本研究的目的和意义1.3.1研究背景中国是世界上最大的鳗鲡养殖国，我国大陆鳗鲡养殖主要分布于福建、浙江、广东和江西四省，目前全国已经形成了鳗苗捕捞、培育，鳗鱼养殖，饲料生产，鳗鱼加工，出口贸易和配套服务完整的产业链，是我国单项出口创汇最多的水产养殖品种之一。国家对此也是大力支持，农业部将鳗鱼列为建设社会主义新农村“十一五”规划的重点发展行业之7kg/m，成活率99.1%，与传统的每天换水养殖相比，用水总量节省98.12%，总利润增加 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究一，并给予专项资金资助，用于鳗鱼药残控制技术与环保高效配合饲料技术的研究。虽然我国的鳗鱼产量占世界总产量的70%以上，但是鳗鱼养殖模式仍以池塘精养池为主，日换水量达到100～200%，对水资源浪费十分严重，并造成养殖水域环境恶化，加之，近年出口鳗鱼药物和有害物质的残留问题，极大的影响了我国鳗业的发展。据相关资料显示，欧美、日本等国家早已在上世纪推行循环水养殖模式，而我国大部分地区目前还处在循环水养殖的初步研究和推广阶段，明显落后于发达国家，因此发展循环水养殖是我国养殖业的必经之路，建立高效的循环式高密度养殖系统，降低生产成本，对保护环境以及养殖业的可持续发展有着十分重要的意义[49-55]。1.3.2研究目的和内容1.3.2.1研究目的本研究在剖析国内外先进技术以及中国国情和资源情况的基础上，自行设计一套投入成本低的养殖污水处理工艺优化组合，采用养殖污水经过沉淀池初沉淀，后经过水泵抽提，在依次经过下行生物膜池，上行生物膜池，下行牡蛎壳池，上行牡蛎壳池的生物净化处理，然后根据需要经紫外消毒器消毒进入养殖池循环利用，从而减少了水资源浪费和养殖污水外排导致的环境污染，并取得良好的经济效益和生态效益。本研究将自行设计的养殖污水处理系统应用于商品鳗的养殖过程，期间测试其应用效果和鳗鲡的养殖效果，从不同的方面分析和探讨该套循环水养殖系统的最佳运行条件，阶段性整理和归纳循环水鳗鲡养殖的操作规范，力求开发出一套节水减排的循环水养殖系统，使鳗鲡的养殖实现可持续发展。1.3.2.2研究内容1）拟设计A、B两套污水处理系统，A套为养殖污水经过沉淀池初沉淀,再经过水泵抽提后依次流经下行生物膜池、上行生物膜池、下行牡蛎壳池和上行牡蛎壳池进行生物净化处理；B套为养殖污水依次流经下行牡蛎壳池、上行牡蛎壳池和曝气池净化处理，然后流入养殖池循环利用,必要时两套处理池的出水还需经过紫外消毒器消毒和调温处理。2）研究672m3/d、846m3/d、1560m3/d三种养殖污水日处理量对A套养殖污水处理系统及其核心单元的水处理效果影响，比较TAN(氨氮)、NO2--N、浊度和pH的变化情况。3）比较自行设计的A套和B套两种处理工艺的处理效果，并对比聚酰胺弹性填料与牡蛎壳填料在污水处理方面的效能，通过分析pH、DO(溶解氧)、浊度、TAN、NO2--N等水质指标的变化，来考察两种填料在不同水质指标去除率上的优缺点。4）对应用A套污水处理系统的室内循环水养殖和室外池塘精养两种模式下的美洲鳗鲡进行养殖对比试验，分析两种不同环境下鳗鲡的生长率、饲料转化率、存活率等指标，探讨两种养殖模式的利弊。5）循环水养殖系统中应用两种不同的增氧方式，比较两种增氧方式的增氧能力、增氧效率和实际生产中的应用效果，综合评价两种增氧方式的利弊，并说明微孔曝气增氧方式在鳗鲡养殖中的应用优势。8 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究第2章鳗鲡养殖循环水系统中水处理工艺的设计和应用2.1引言目前，我国已有70%以上的内陆淡水受到污染，一些地方甚至出现弃农、弃渔保生活的用水措施，渔业生产将面临缺水的现实。从长远目标、经济可行性、环境意识、安全意识看，发展集约化工厂化的循环水养殖是历史的必然。循环水养殖模式(RAS)的主要技术特点是在相对封闭的空间内，优化组合曝气、沉淀、过滤、生物净化等水处理技术手段来去除养殖对象的代谢产物和饵料残渣，降低水体中NO-2-N、TAN、硝酸氮、磷、CODcr等指标浓度，使水质得以净化以实现重复利用[56]。目前研究较多为生物净化技术，应用较多的有人工湿地、生物转盘、生物流化床、生物固化床、各种形式的生物滤器、曝气生物滤池等，其中曝气生物滤池（BAF）已成为污水处理技术工艺研究领域的热点，因其处理效率高、占地面积小、基建及运行费用低、管理方便和抗冲击负荷能力强等优点，在国内外被广泛的研究和应用[57-64]。曝气生物滤池（BAF）其本质是通过调节曝气等手段，依靠微生物在滤池填料表面形成的生物膜对水体中的污染物进行快速去除，以达净化水质的目的[65,66]。目前，被应用于污水处理方面的填料种类繁多，其中新型聚酰胺弹性生物填料应用较为广泛，它是仿照河流生态系统中的臭轮藻(Charafoetida)设计而成的，模拟臭轮藻的茎的柔性和韧性，枝和叶的可附着性，因此具有较大的比表面积[67]，能够有效的处理污水中的污染物。另外，贝壳填料近年也引起人们的注意，贝壳中含有大量的矿物质，目前已被运用到新型复合建材、医学、珠宝等行业[68-71]，然而，除Hyok-BoKwon等[72]将贝壳热解成CaO用于去除富营养化水体中的磷污染外，目前关于贝壳在水处理领域中应用的研究报导还比较少。本试验优化整合了两种生物处理技术，浸没式串联曝气生物膜池和曝气牡蛎壳池，分别采用聚酰胺弹性立体填料和牡蛎壳两种性能优良的填料[73,74]，从三种不同日处理量研究串联生物滤池的处理效果。为加大日循环量，自行设计了两套水处理系统，在对比分析两套污水处理系统处理性能的基础上，考察这两种填料的水处理特性，以便建立曝气生物滤池的适宜操作条件，为拓展不同填料的组合在水处理技术中的应用提供新的途径。2.2材料与方法2.2.1试验材料2.2.1.1循环水养殖系统工艺流程及养殖污水处理系统核心单元结构本循环水养殖系统工艺流程如图2-1所示。采用养殖池、沉淀池、下行生物膜池、上行生物膜池、下行牡蛎壳池、上行牡蛎壳池、紫外消毒器、调温器、养殖池串联工艺流程，为增大日循环量，后期又续建一套水处理系统，经由下蛎壳池、上行牡蛎壳池、曝气池处理后进入养殖池。9 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究图2-1循环水养殖系统工艺流程图Fig2-1Theprocessflowdiagramofrecirculatingaquaculturesystem本循环水系统中设置了两套并联的水处理系统，为方便说明，将生物膜池和牡蛎壳池串联组合的处理系统定为A套，将牡蛎壳池和曝气池组合的处理系统定为B套，A套养殖污水处理系统主要依靠核心处理单元生物膜池和牡蛎壳滤池填料上自然形成的微生物生物膜来对养殖污水中的TAN、NO-2-N、活性磷、NO-3-N进行生物去除，以达到鳗鲡养殖用水标准，做到节能、减排。养殖污水处理系统生物膜池和牡蛎壳滤池两单元纵向剖面图(见图2.2)。图2-2生物膜池和生物滤池剖面图（自王建明）Fig2-2Theprofilesofbiofilmpoolandbiofilterpool(fromWangJianming)生物膜池分为上行池、下行池两口，总面积约为154.38㎡，下行池和上行池面积分别为79.94㎡、74.44㎡，池深0.9m，污水容纳量为138.94m３。池内填充聚酰胺弹性立10 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究体填料，填料单元直径150mm，丝条直径0.35mm，比表面积约200m2/m3,孔隙率大于99%，填料总重为301.6kg，下行池和上行池填充填料重量分别为161.2kg、140.4kg，条状聚酰胺弹性立体填料一端固定于池底尼龙绳上，另外一段固定于池表面尼龙绳上，使得弹性立体填料能浸没悬挂于污水之中，每条弹性填料间距为10cm,每条尼龙绳长为11m，1条尼龙绳固定约110条弹性立体填料，生物膜池下行池均匀悬挂31条尼龙绳，共计约3410条弹性填料，生物膜池上行池均匀悬挂27条尼龙绳，共计约2970条弹性填料。生物膜池底部横向设置微孔曝气管，由风机提供曝气，上、下行池均设置曝气开关，方便调节上行池和下行池的曝气强度。牡蛎壳池也分为上行和下行两口池，总面积148.48㎡，下行滤池和上行滤池面积分别为76.68㎡、71.80㎡，水深为0.65m，污水容纳量约为96.51m３，池内填充牡蛎壳（购自福建省莆田市江口镇）总重约为11100kg，下行池和上行池填充填料重量分别为5732.41kg、5367.59kg，填充厚度均为35cm。下行牡蛎壳池和上行牡蛎壳池曝气管设置跟生物膜池基本相同，在下行牡蛎壳池和上行牡蛎壳池中的曝气管道上面也均设置了曝气开关，方便调节曝气强度。B套水处理系统由三个处理单元组成，分别为下行牡蛎壳池、上行牡蛎壳池和曝气池，其中牡蛎壳池总面积196.17㎡，下行牡蛎壳池和上行牡蛎壳池面积分别为94.25㎡、101.92㎡，水深为0.52m，污水容纳量约为102m３，池内填充牡蛎壳总重约为17179kg，填充厚度均为41cm。下行牡蛎壳池和上行牡蛎壳池底部均设置微孔曝气管。曝气池为一方形空池，面积为199.03m2，污水容纳量约199.03m3，同样池底设置U形分布的微孔曝气管。沉淀池为养殖污水处理的第一道工序，主要是对养殖污水中大颗粒固体污染物进行预沉淀，本系统的沉淀池呈三角形，水面积约为254.98㎡，平均水深1.0m，存储养殖污水254.98m３。沉淀池内设置有多台水泵，常用的潜水泵流量分别为10m３/h，18m３/h，65m３/h，-1-1-1个系统水循环的动力来源。循环水养殖池建于室内，为圆形池，分为两种规格，大池半径为7.0m，面积为153㎡，小池半径为5.5m，面积为95㎡，养殖期间水位均控制在80cm。2.2.1.2试验仪器哈纳溶氧仪(HI9146)，精度为±0.01mg/L；上海虹益pHB-10笔式酸度计、上海光谱仪器721E型可见分光光度计、50mL酸碱滴定管、500mL消煮回流装置、真空泵、抽滤器、1L采水器。2.2.2试验方法2.2.2.1三种日处理量工况下A套串联生物滤池的运行测试王建明[75]对日处理量240m3/d、480m3/d、672m3/d进行试验发现，水处理效果均不11功率分别为1.0kw.h、1.5kw.h、2.2kw.h，主要用于将污水抽提至生物膜池，是整 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究一样，但三种情况下出水水质均符合渔业水质标准。本试验在此基础上提升系统的日处理333以期提升日循环量，保证较高密度养殖期间供水的需求。本试验从2010年6月1日至2010年7月30日结束。从2010年6月1日至2010年6月11日，养殖污水处理系统的养殖污水日处理量为672m３；从2010年6月12日至2010年6月22日，养殖污水处理系统的养殖污水日处理量为846m３；从2010年6月23日至2010年7月3日，养殖污水处理系统的养殖污水日处理量为1560m３。试验期间水温24.8～30.8℃，并对下行生物膜池进行曝气，供气流量分别为0.3m3/min,分别测定三种日处理量下串联生物滤池对水体中TAN、NO-2-N、浊度的去除效果，及其对应的pH、溶解氧、水温，测定频率为1～3d/次，取样点为A套处理系统的下行生物膜池进水口和上行牡蛎壳池的出水口，养殖期间处理池进水水质见表2-1。表2-1试验进水水质Table2-1Qualityoftestedwater项目TAN(mg/L)-浊度(NTU)pH水温(℃)数值0.67～1.260.14～0.476.4～13.97.21～7.7824.8～30.82.2.2.2A套和B套系统对养殖污水处理效果的比较本试验从2011年2月1日至2011年3月10日结束。将沉淀池抽提上来的养殖废水分别注3试验中对A套的下行生物膜池和B套的上行牡蛎壳池进行曝气，供气流量均为0.3m3/min，期间测定两套系统进出水的DO、pH和浊度,并对CODcr、NH4+-N、NO2--N、活性磷等指标进行分析，测定频率为3d/次，取样点为A套处理系统的下行生物膜池进水口和上行牡蛎壳池的出水口，B套处理系统中下行牡蛎壳池的进水口和上行牡蛎壳池的出水口。2.2.2.3两种填料在不同HRT下处理养殖污水的性能比较本试验从2010年10月1日至2010年11月10日结束。将沉淀池抽提上来的养殖废水分别加入A套处理系统的生物膜池和B套处理系统的牡蛎壳池，分段改变日处理量来考察两种填料的处理性能；日处理量为432m3/d时设为工况1(始于前23d),日处理量为672m3/d时设为工况2(始于后7d)。试验中两种填料池均无曝气，期间测定进出水的DO、pH和浊度,并对CODcr、NH4+-N、NO2--N、活性磷等项目进行分析，测定频率为3d/次，取样点为A套处理系统的下行生物膜池进水口和上行生物膜池的出水口，B套处理系统中下行牡蛎壳池的进水口和上行牡蛎壳池的出水口。12量，分别在672m/d、846m/d、1560m/d三种日处理量下继续探讨该系统的水处理效果，N02-N(mg/L)入A套处理系统和B套处理系统，在日处理量432m/d的条件下测试两套系统的处理效果， 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究2.2.2.4水质理化指标测定及数据处理--乙二胺光度法），活性磷（钼锑抗分光光度法），NO-3-N（酚二磺酸光度法），CODcr（重铬酸钾法），浊度（可见分光光度法），溶解氧（便携式溶氧仪膜电极法），pH（便携式笔式pH计法）。数据处理运用EXCEL2003和SPSS13.0进行数据处理。去除率%=[（进水质量浓度-出水质量浓度）/进水质量浓度]×100单位面积去除量mg/m2·d=[（进水质量浓度mg/L-出水质量浓度mg/L）×日处理量m3/d×1000]/污水处理面积2.3结果2.3.1三种污水日处理量下A套串联生物滤池对养殖污水的处理效果污水日处理量分别在672m3/d、846m3/d、1560m3/d三种情况下，A套串联生物滤池对TAN(氨氮)、NO2--N、浊度、pH指标的处理效果如下。2.3.1.1对TAN的去除效果在不同的日处理量下，TAN随时间的变化关系如图2-3、2-4、2-5所示。试验期间滤池进水的TAN浓度在0.67～1.26mg/L之间。结果显示，串联生物滤池对TAN具有较好去除效果，出水TAN浓度在0.61mg/L以下。其中日处理量为672m3时，进水氨氮质量浓度为3时，进水氨氮质量浓度为1.04±0.16mg/L，出水浓度为0.19±0.06mg/L，平均去除率为30.39±0.14mg/L，平均去除率为58.2±8.88%。1.4处理池进水处理池出水去除率891.210.80.60.40.20888786858483012345678时间t/d3Fig2-3ThevalueofTANandremovalrateunder672m3/deelcultivationsewage13氨氮/(mg.L-1)去除率/%水质指标测定方法参考国家标准方法[76],TAN（纳氏试剂光度法），NO2-N（N-（1-奈基）0.96±0.22mg/L，出水浓度为0.13±0.04mg/L，平均去除率为86.5±2.03%；在846m/d82.3±3.83%；在1560m/d时，进水氨氮质量浓度为0.91±0.14mg/L，出水浓度为图2-3养殖污水日处理量为672m/d时氨氮值及去除率 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究1.4处理池进水处理池出水去除率901.210.80.60.40.2088868482807876012345678时间t/d3Fig2-4ThevalueofTANandremovalrateunder846m3/deelcultivationsewage1.4处理池进水处理池出水去除率801.210.80.60.40.20706050403020100012345678时间t/d3Fig2-5ThevalueofTANandremovalrateunder1560m3/deelcultivationsewage2.3.1.2对NO-2-N的去除效果在三种不同的日处理量条件下，水处理池中NO-2-N随时间的变化分别如图2-6、2-7、2-8所示。14氨氮/(mg.L-1)去除率/%去除率/%氨氮/(mg.L)-1图2-4养殖污水日处理量为846m/d时氨氮值及去除率图2-5养殖污水日处理量为1560m/d时氨氮值及去除率 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究0.4处理池进水处理池出水去除率990.350.30.250.20.150.10.05098979695949392012345678时间t/d3Fig2-6ThevalueofNO2--Nandremovalrateunder672m3/deelcultivationsewage0.4处理池进水处理池出水去除率96.50.350.30.250.20.150.10.0509695.59594.59493.59392.592012345678时间t/d3Fig2-7ThevalueofNO2--Nandremovalrateunder846m3/deelcultivationsewage15亚硝酸盐氮/(mg.L-1)亚硝酸盐氮/(mg.L-1)去除率/%去除率/%图2-6养殖污水日处理量为672m/d时亚硝酸盐氮值及去除率图2-7养殖污水日处理量为846m/d时亚硝酸盐氮值及去除率 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究0.6处理池进水处理池出水去除率88.50.50.40.30.20.108887.58786.586012345678时间t/d3Fig2-8ThevalueofNO2--Nandremovalrateunder1560m3/deelcultivationsewage结果显示，串联生物膜池和牡蛎壳池能够有效的去除NO-2-N。进水NO-2-N浓度值在-3-进水质量浓度为0.27±0.08mg/L，出水浓度为0.01±0.01mg/L，平均去除率为95.32±1.54%；流量在846m3/d时，NO-2-N进水质量浓度为0.3±0.04mg/L，出水浓度为0.02±0.01mg/L，3-出水浓度为0.04±0.01mg/L，平均去除率为86.92±1.51%。随着日处理量的增加．串联生物滤池对NO-2-N的降解呈下降的趋势。2.3.1.3浊度的去除效果试验期间水处理池进水浊度在6.4～13.9NTU间变化，出水浊度在0.5～2.1NTU之间。在三种日处理量条件下浊度的去除率变化情况如图2-9所示。96672m3/d去除率846m3/d去除率1560m3/d去除率94929088868482012345678时间t/d图2-9不同养殖污水日处理量下浊度去除率变化图Fig2-9Thevariationofturbidityremovalrateunderdifferenthandingcapacityofeelcultivationsewage16亚硝酸盐氮/(mg.L-1)去除率/%去除率/%图2-8养殖污水日处理量为1560m/d时亚硝酸盐氮值及去除率0.14～0.51mg/L之间，出水NO2-N值在0.003～0.067mg/L之间。流量在672m/d时，NO2-N平均去除率为94.2±1.34%；而流量在1560m/d时，NO2-N进水质量浓度为0.43±0.05mg/L， 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究试验结果表明，串联生物滤池对悬浮固体具有很好的去除效果。日处理量672m3时，进水浊度为8.9±1.2NTU，出水浊度为0.8±0.2NTU，平均去除率为90.5±2.4%；日处391.5±2.6%；而日处理量1560m3时，进水浊度为9.8±2.7NTU，出水浊度为1.2±0.2NTU，33浊度的去除率没有明显差别，但日处理量增加到1560m3时，浊度的去除率降低明显。2.3.1.4pH的变化试验期间水处理池进水pH在7.21～7.78间变化，出水pH在7.86～8.87之间。在三种日处理量条件下pH的变化情况如图2-10、2-11、2-12所示。9.598.587.576.565.55处理池进水处理池出水02468时间t/d3Fig2-10ThechangeofpHunder672m3/deelcultivationsewage98.587.576.565.55处理池进水处理池出水02468时间t/d3Fig2-11ThechangeofpHunder846m3/deelcultivationsewage17pHpH理量846m时，进水浊度为9.3±1.4NTU，出水浊度为0.9±0.3NTU，平均去除率为平均去除率为88.9±3.5%。试验中发现，日处理量672m和846m时，水处理系统对水体图2-10养殖污水日处理量为672m/d时pH值变化图2-11养殖污水日处理量为846m/d时pH值变化 集美大学硕士学位论文8.587.576.565.5鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究处理池进水处理池出水02468时间t/d3Fig2-12ThechangeofpHunder1560m3/deelcultivationsewage试验结果表明，串联生物滤池出水pH均有不同程度的升高。日处理量672m3时，处理池进水pH平均值为7.39，出水pH平均值为8.56；日处理量846m3时，处理池进水pH平均值为7.39，出水pH平均为8.26；而日处理量1560m3时，处理池进水pH平均值为7.53，出水pH平均为8.05。出水pH有随日处理量的增加不断降低趋势。2.3.2A套和B套处理系统对养殖污水处理效果的比较2.3.2.1一定污水日处理量下DO、pH与浊度进出水变化图2-13分别显示了A套和B套处理系统进出水的DO值变化情况，在污水日处理量为432m3/d时，进水DO为8.89±0.93mg/L，A套处理池的出水DO为9.34±0.69mg/L，较进水有所升高；B套处理池的出水DO为8.28±0.75mg/L,较进水略微降低，A、B两套处理池出水DO具有显著性差异（P<0.05）。12处理池进水A套处理池出水B套处理池出水11109876543036912151821242730时间/d图2-13A套和B套处理池进水和出水的DO值变化Fig2-13ThechangeofDOininfluentandeffluentoftwotreatmentponds18pHDO/(mg.L-1)图2-12养殖污水日处理量为1560m/d时pH值变化 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究图2-14分别给出了A套和B套处理池的进水与出水的pH变化。进水pH为7.36±0.07。A套处理池出水pH为8.65±0.22,较进水升高17.5%；B套处理池的出水pH为8.87±0.39，较进水升高20.5%，两套处理系统的出水pH均有升高，且两池出水pH具有显著性差异(P<0.05)。10处理池进水A套处理池出水B套处理池出水9.598.587.576.56036912151821242730时间/d图2-14A套和B套处理池进水和出水的pH值变化Fig2-14ThechangeofpHininfluentandeffluentoftwotreatmentponds图2-15分别给出了A套和B套处理池的进水与出水的浊度变化。进水浊度为15.37±1.77NTU。A套处理池出水浊度为0.81±0.29NTU,去除率达到94.54±2.43%；B套处理池的出水浊度为1.23±0.48NTU，去除率为91.73±3.94%，两套处理系统对浊度的去除均有较好的效果,两套处理池出水浊度有显著性差异(P<0.05)。处理池进水A套处理池出水B套处理池出水20A套去除率B套去除率98961510509492908886848203691215182124273033时间/d图2-15A套和B套处理池进水和出水浊度和去除率变化Fig2-15Thechangeofturbidityininfluentandeffluentoftwotreatmentponds19pH浊度/NTU去除率/% 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究2.3.2.2A套和B套处理池对氨氮的去除效果从图2-16可以看出，A套处理池对氨氮的去除率比B套处理池好，最高可达87.63%；试验期间，处理池进水氨氮浓度为1.12±0.17mg/L，A套处理池的出水氨氮浓度为0.19±0.06mg/L，对氨氮的去除率为83.32±3.66%，单位面积去除量为1325.13±171.49mg/(m2·d)；B套处理池的出水氨氮浓度为0.28±0.09mg/L，对氨氮的去除率为74.81±5.66%，单位面积2面积去除量B套比A套高38.76%，两者单位面积去除量具有显著性差异(P<0.05)。处理池进水A套处理池出水B套处理池出水1.41.210.80.60.40.20A套单位面积去除量B套单位面积去除量2500200015001000500003691215182124273033时间t/d图2-16A套和B套处理池对氨氮的去除特性比较Fig2-16TheremovalrateofTANintwotreatmentponds2.3.2.3A套和B套处理池对亚硝酸盐氮的去除效果从图2-17可以看出，A套处理池对亚硝酸盐氮的去除率比B套处理池好，但两者差别较大，试验期间，处理池进水中亚硝酸盐氮的浓度为0.58±0.08mg/L，A套处理池出水亚硝酸盐浓度为0.1±0.02mg/L，去除率达到83.57±2.14%，单位面积去除量为687.53±91.66mg/(m2·d)；B套处理池出水亚硝酸盐浓度为0.27±0.05mg/L，对亚硝酸盐的去除率为53.35±5.7%，单位面积去除量为678.27±122.74mg/(m2·d)。A套处理池较B套处理池的去除率高出30.22%，但A套的单位面积去除量仅比B套高出1.37%，两者单位面积去除量没有显著性差异(P>0.05)。20单位面积去除量/(mg/m2.d)氨氮/(mg/L)去除量为1838.81±269.16mg/(m·d)。A套处理池较B套处理池的去除率高出8.51%,但单位 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究处理池进水A套处理池出水B套处理池出水0.70.60.50.40.30.20.10A套单位面积去除量B套单位面积去除量1000800600400200003691215182124273033时间t/d图2-17A套和B套处理池对亚硝酸盐氮的去除特性比较Fig2-17TheremovalrateofNO2--Nintwotreatmentponds2.3.3两种不同填料进行养殖污水处理的效能及运行特性2.3.3.1不同日处理量下的DO、pH与浊度进出水变化图2-19分别显示了聚酰胺弹性填料池和牡蛎壳填料池进水与出水的DO值变化。由图可知,聚酰胺填料池和牡蛎壳填料池进水DO值分别在8.85～11.34mg/L和8.79～11.58mg/L,出水DO分别为6.37～7.88mg/L和7.13～8.71mg/L,试验期间溶解氧值较为稳定，后期日处理量由432m3/d调为672m3/d，溶解氧值没有太大变化，两者出水DO没有显著性差异(P>0.05)。14生物膜池进水生物膜池出水牡蛎壳池进水牡蛎壳池出水121086420024681012141618202224262830时间t/d图2-18两种填料池进水和出水的DO值变化Fig2-18ThechangeofDOininfluentandeffluentoftwoBAFs图2-20分别给出了两种填料池的进水与出水的pH变化。进水pH两池基本稳定在7.26～21亚硝酸盐氮/(mg/L)DO/mg.L-1单位面积去除量/(mg/m2.d) 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究7.84之间。聚酰胺填料池的出水pH在7.37～7.88之间,而牡蛎壳池的出水pH有明显上升,在7.88～8.66之间波动。生物膜池生物膜池出水牡蛎壳池牡蛎壳池出水8.88.68.48.287.87.67.47.2705101520253035时间t/d图2-19两种填料池进水和出水的pH值变化Fig2-19ThechangeofpHininfluentandeffluentoftwoBAFs由图2-21可以看出,生物膜池出水浊度明显高于牡蛎壳池。生物膜池和牡蛎壳池的出水浊度在试验初期有所下降，后期趋于平稳，当日处理量为432m3/d，进水浊度为11.4±1.2NTU时，聚酰胺弹性填料的出水浊度为1.9±0.7NTU，对浊度的去除率为82.9±5.5%，牡蛎壳填料的出水浊度为0.9±0.7NTU，去除率为91.6±5.2%，两者差异性显著(P<0.05)；当日处理增大到672m3/d，进水浊度为11.1±0.9NTU时，出现一定波动，随后渐渐趋于平稳，期间聚酰胺弹性填料出水浊度为2.4±0.2NTU，对浊度的去除率为78.4±1.9%，牡蛎壳填料的出水浊度为0.9±0.4NTU，去除率为92.2±3.6%，两者具有极显著差异性(P<0.01)。聚酰胺填料出水浊度在调整日处理量后有略微上升，单位面积去除率下降4.5%，而牡蛎壳池的出水浊度较之前没有太大变化，单位面积去除率升高0.5%，由此可见，牡蛎壳填料在水体浊度上的去除优势。22pH 集美大学硕士学位论文4生物膜池出水鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究牡蛎壳池出水3.532.521.510.50工况1工况2036912151821242730时间t/d图2-20生物膜池和牡蛎壳池出水浊度变化33Fig2-20ThechangeofturbidityineffluentofbiofilmBAFandoystershellsBAF332.3.3.2不同日处理量下的两种填料对氨氮的去除效果从图2-21可以看出，聚酰胺填料对氨氮的去除率比牡蛎壳好。试验期间，在日处理量为432m3/d，进水氨氮质量浓度为1.00±0.08mg/L时，聚酰胺弹性立体填料池出水氨氮质量浓度为0.20±0.04mg/L，单位面积去除量为2238.63±168.83mg/(m2·d)，牡蛎壳填料2单位面积去除量牡蛎壳填料比聚酰胺填料低27.37%，单位面积去除量两者具有显著差异3填料池出水氨氮质量浓度为0.18±0.04mg/L，单位面积去除量为2217.64±878.19mg/(m2·d)，牡蛎壳的去除率有一定下降，但4天后恢复之前去除水平，出水氨氮质量浓度为0.29±0.05mg/L，单位面积去除量为1486.47±664.19mg/(m2·d)，单位面积去除量牡蛎壳填料比聚酰胺填料低32.97%，单位面积去除量两者具有显著差异(P<0.05)。23浊度/NTU（工况1：污水日处理量432m/d，工况2：污水日处理量672m/d）（Condition1：daliysewagecapacityis432m/d，Condition2：daliysewagecapacityis672m/d）的出水氨氮质量浓度为0.27±0.06mg/L，单位面积去除量为1625.94±181.28mg/(m·d)，(P<0.05)；日处理量调整为672m/d后，进水氨氮质量浓度为0.97±0.35mg/L，聚酰胺 集美大学硕士学位论文进水牡蛎壳池出水鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究生物膜池出水牡蛎壳单位面积去除量1.41.210.80.60.40.20聚酰胺单位面积去除量工况1工况2350030002500200015001000500003691215182124273033时间t/d图2-21弹性填料和牡蛎壳填料对氨氮的去除特性比较Fig2-21TheremovalrateofTANinbiofilmBAFandoystershellsBAF2.3.3.3不同日处理量下的两种填料对亚硝酸盐氮的去除效果从图2-22可以看出，聚酰胺弹性填料对亚硝酸盐氮的去除率比牡蛎壳略好，但两者差别不大，试验期间，日处理量432m3/d，进水亚硝酸盐氮质量浓度为0.50±0.12mg/L时，经测试，聚酰胺弹性填料的出水亚硝酸盐氮质量浓度为0.09±0.03mg/L，单位面积去除量为1142.64±317.29mg/(m2·d)，牡蛎壳填料的出水亚硝酸盐氮质量浓度为0.10±0.01mg/L，单位面积去除量为862.52±236.12mg/(m2·d)，单位面积NO2--N去除量前者较后者高出32.48%，单位面积去除量两者具有显著差异(P<0.05)。日处理量为672m3/d后，进水浓度为0.43±0.09mg/L，弹性填料和牡蛎壳填料对亚硝酸盐氮的去除率均有所下降，但很快恢复之前水平，没有太大影响，聚酰胺弹性填料的出水亚硝酸盐氮质量浓度为0.09±0.05mg/L，单位面积去除量为937.43±147.19mg/(m2·d)，牡蛎壳填料的出水亚硝2日处理量之后，前者比后者单位面积去除量高出53.39%，单位面积去除量两者具有极显著差异(P<0.01)。24单位面积去除量(mg/m2.d)氨氮(mg/L)酸盐氮质量浓度为0.15±0.06mg/L，单位面积去除量为611.10±95.78mg/(m·d)，在加大 集美大学硕士学位论文进水牡蛎壳池出水鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究生物膜池出水牡蛎壳单位面积去除量0.70.6聚酰胺单位面积去除量工况1工况2160014000.50.40.30.20.1012001000800600400200003691215182124273033时间t/d图2-22弹性填料和牡蛎壳填料对亚硝酸盐氮的去除特性比较Fig2-22TheremovalrateofNO2--NinbiofilmBAFandoystershellsBAF2.3.3.4不同日处理量下的两种填料对活性磷的去除效果如图2-23所示，牡蛎壳对活性磷的去除率较弹性填料高。在日处理量为432m3/d，进水活性磷质量浓度为1.38±0.34mg/L时，聚酰胺弹性填料的出水活性磷质量浓度为0.89±0.24mg/L，单位面积去除量为1347.84±535.17mg/(m2·d)，牡蛎壳填料的出水活性磷质量浓度为0.68±0.14mg/L，单位面积去除量为1548.86±491.76mg/(m2·d)，单位面积去除量较聚酰胺填料高出14.91%，单位面积去除量两者具有显著差异(P<0.05)；在日处3除率均出现下降趋势，聚酰胺填料的出水活性磷质量浓度为1.62±0.14mg/L，单位面积2mg/L，单位面积去除量为1607.59±300.34mg/(m2·d)，单位面积去除量较聚酰胺填料高出74.09%，单位面积去除量两者具有极显著差异(P<0.01)。如此可见，牡蛎壳填料在磷酸盐的去除效率上较聚酰胺填料好，而且有一定抗负荷能力。25亚硝酸盐氮/(mg/L)单位面积去除量/(mg/m2.d)理量调为672m/d后，进水活性磷质量浓度为1.95±0.11mg/L时，两种填料对活性磷的去去除量为923.44±233.00mg/(m·d)，而牡蛎壳填料的出水活性磷质量浓度为1.22±0.14 集美大学硕士学位论文进水牡蛎壳池出水鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究生物膜池出水牡蛎壳单位面积去除量2.5聚酰胺单位面积去除量工况1工况2250021.510.50200015001000500003691215182124273033时间t/d图2-23弹性填料和牡蛎壳填料对活性磷的去除特性比较Fig2-23TheremovalrateofactivephosphorusinbiofilmBAFandoystershellsBAF2.3.3.5不同日处理量下的两种填料对CODcr的去除效果由图2-24看出,聚酰胺弹性填料池对CODcr的去除好于牡蛎壳填料池。日处理为432m3/d时，进水CODcr浓度为43.88±3.19mg/L，聚酰胺填料池的出水CODcr浓度为11.15±0.67212.93±0.45mg/L，单位面积去除量为68157.21±7415.47mg/(m2·d)，单位面积去除量较后者提高34.39%，单位面积去除量两者具有显著差异(P<0.05)；当日处理量改变后,在进水CODcr浓度为41.2±1.23mg/L时，生物膜池的去除量有所降低，出水CODcr浓度为2CODcr浓度为15.80±1.00mg/L，单位面积去除量为55935.16±2050.11mg/(m2·d)，单位面积去除量牡蛎壳填料较聚酰胺填料低24.14%，单位面积去除量两者具有显著差异(P<0.05)。由此可见,聚酰胺弹性填料不仅对CODcr的去除效果好，而且具有一定的抗CODcr负荷冲击能力。26活性磷/(mg/L)单位面积去除量/(mg/m2.d)mg/L，单位面积去除量为91597.36±8262.62mg/(m·d)；牡蛎壳填料的出水CODcr浓度为14.85±0.74mg/L，单位面积去除量为73734.93±3934.23mg/(m·d)，而牡蛎壳池的出水 集美大学硕士学位论文进水牡蛎壳池出水聚酰胺单位面积去除量鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究生物膜池出水牡蛎壳单位面积去除量6050403020100工况1工况280000600004000020000003691215182124273033时间t/d图2-24弹性填料和牡蛎壳填料对CODcr的去除特性比较Fig2-24TheremovalrateofCODcrinbiofilmBAFandoystershellsBAF2.4讨论2.4.1不同日处理量下A套处理工艺的处理效果比较分析120去除100率80/%6040200氨氮去除率672亚硝酸盐氮去除率846浊度去除率15603-1图2-25不同日处理量下污染物去除率的变化Fig2-25Thechangeofremovalrateofpollutantsunderdifferenteelcultivationsewage如图2-25所示，在三种日处理量下，TAN质量浓度在污水流经弹性填料和牡蛎壳填料时都有所降低，这表明在两种填料上都生长着硝化细菌，在合适的条件下对TAN进行降解。试验中发现，前两种处理量下，出水TAN浓度分别为0.13±0.04mg/L和0.19±0.06mg/L,两者差异较小，去除率后者较前者只下降4.2%，后一种日处理量下，出水TAN浓度变化较大，原因可能是后一种日处理量下水力停留时间为3.6h，而前两种情况下水力停留时间分别为8.4h和6.5h，停留时间越短，硝化细菌与污水接触反应的时间就越短，处理的TAN量就越少，另外，也有可能由于在某时段水中的溶解氧含量和有机物含量过低，会影响硝化27单位面积去除量/(mg/m2.d)CODcr/(mg/L)日处理量/(m.d) 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究细菌的活性，而且使填料生物膜上的某些微生物处于内源呼吸期，从而释放部分TAN于水中，也会使得出水TAN浓度升高。三种日处理量下出水TAN浓度有明显降低，且出水浓度均3说明该处理系统中生物量更加丰富，处理效率有所提高。试验中发现，日处理量672m3/d和846m3/d时，水处理系统对水体浊度的去除率没有明显差别，但日处理量增加到1560m3时，浊度的去除率有所降低，这可能是由于水体流速增大，池底颗粒固体被水流带起，老化脱落的生物膜相应增加引起的。除浊作用是由处理池中的填料来承担的，弹性填料和牡蛎壳填料表面的生物膜及填料之间的空隙对水中的悬浮固体都会产生生物吸附和物理拦截作用，本套系统的浊度去除效果明显，受水流冲击力影响较小。出水pH随着日处理量的增加不断降低，主要原因是由于牡蛎壳池中的牡蛎壳溶解的CaCO3所致，随着日处理量的增加，牡蛎壳池中的氨氮浓度升高则硝化反应释放的酸度增加，牡蛎壳溶解量加大，导致缓冲能力下降，滤池出水pH值降低，但牡蛎壳溶解的CaCO3浓度较高，足以提供硝化菌降解TAN时需要消耗的碱度，所以出水pH较进水总体会升高。在今后的试验中，提高日处理量的同时，配合使用一些有益的细菌和藻类[77.78]，可提升系统的去除率。2.4.2A、B两套处理工艺的处理效果比较分析通过两套处理系统的处理结果可知，A套和B套处理池出水pH均有升高现象，在日处理量为432m3/d，进水pH为7.36±0.07时，A套出水pH为8.65±0.22,B套出水pH为8.87±0.39，增幅分别达17.5%和20.5%，原因是两套处理系统中均有牡蛎壳填料，牡蛎壳中富含丰富的钙盐，钙盐溶解释放大量的Ca2+，使水体的pH升高，而B套处理池因为牡蛎壳数量较多，2+有所升高，升幅为5.1%，B套有所降低，降幅为6.9%，A套处理系统面积较大，总体生物量较多，藻类光合作用释放氧气量较多，对出水的DO有很大提升，B套处理系统的上行牡蛎壳池进行曝气处理，但出水DO较低，说明系统不仅藻类量较少，而且系统分解有机物消耗的DO多于增加的DO，出水DO才有所降低，事实上B套处理池投入使用时间短，生物相的培养不如A套丰富。两套处理池对污水浊度均有较好去除效果，A套处理池去除率为94.5±2.4%，B套处理池去除率达91.7±3.9%，A套处理工艺较B套复杂，其去除率肯定高于B套，但两者差别不大，说明在系统中牡蛎壳池对浊度去除率的贡献较大，而且B套池中上行的牡蛎壳池进行曝气处理会对出水浊度造成提升影响。B套处理池对氨氮的去除率比A套好，A套单位面积去除量达1325.13±171.49mg/(m2·d)，2除量具有显著性差异(P<0.05)。主要由于牡蛎壳池中的牡蛎壳填料较聚酰胺弹性填料的比表面积低，生物膜量少，仅在牡蛎壳表面形成一层生物膜，很难形成菌胶团，与生物膜28符合《渔业水质标准》。与去年同期相比，日处理量在672m/d时，TAN去除率提升了7.4%，上行牡蛎壳池又经过曝气处理，溶出的Ca相对较多，所以出水pH升幅更大。出水DO值A套B套为1838.81±269.16mg/(m·d)，单位面积去除量B套比A套高38.76%，两者单位面积去 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究池相比，牡蛎壳池主要靠牡蛎壳凹凸表面来阻碍和沉淀一些悬浮有机物颗粒，A套处理池生物量较为丰富，分解有机物的量较多，氨氮生成量也相对较多，B套牡蛎壳池的填料较A套厚5cm，能够有效沉淀悬浮颗粒；A套处理池在亚硝酸盐氮处理效果上与B套相当，A套单位面积去除量为687.53±91.66mg/(m2·d)，B套为678.27±122.74mg/(m2·d)，两者单位面积去除量没有显著性差异(P>0.05)，可能由于A、B两套系统中单位面积的亚硝化单胞菌和硝化杆菌数量相当所致，也有可能两处理池的溶解氧和温度不同，引起的细菌活性不同，导致硝化反应强度不同。2.4.3聚酰胺弹性填料和牡蛎壳填料的处理效果比较分析通过不同日处理量下两种填料对养殖污水的处理效果测试可知，聚酰胺弹性填料和牡蛎壳填料对各种水质指标的处理效果均不一样，表现出不同的处理特性：1)聚酰胺弹性填料较牡蛎壳填料对CODcr的去除效果较好,试验期间，日处理量为432m3/d时，聚酰胺填料单位面积去除量较牡蛎壳高34.39%，单位面积去除量两者具有显著差异(P<0.05)；日处理量增加为672m3/d时，单位面积去除量牡蛎壳填料较聚酰胺填料低24.14%，单位面积去除量两者具有显著差异(P<0.05)。水体中还原性污染物主要包括有机物、亚硝酸盐、硫化物等，聚酰胺填料对CODcr的较牡蛎壳好，说明分解各类污染物的细菌数量多，整体的生物量较为丰富，牡蛎壳填料虽然生物量少，但其阻碍和沉淀有机物的能力优于聚酰胺填料，因此，在日处理量增加后，牡蛎壳填料表现出一定抗冲击能力，在今后生产中，应及时对处理池进行底层排污和反冲洗，减少系统的处理负荷，也有利于一些死亡菌膜的更新代谢。2)聚酰胺弹性填料对氨氮的去除效果明显的高于牡蛎壳,日处理量432m3/d时，牡蛎壳填料比聚酰胺填料单位面积去除量低27.37%，单位面积去除量两者具有显著差异(P<3面积去除量两者具有显著差异(P<0.05)，产生这种结果的主要原因是聚酰胺填料比表面积大，细菌易在表面形成菌膜，因而单位硝化强度高于牡蛎壳填料，随着日处理量的增加，处理时间减少，牡蛎壳填料的单位面积去除量相应减少。3)单位面积NO2--N去除量聚酰胺填料较牡蛎壳高出32.48%，单位面积去除量两者具有显著差异(P<0.05),而且日处理量的增加前者比后者单位面积去除量高出53.39%，单位面积去除量两者具有极显著差异(P<0.01)，说明在聚酰胺填料中硝化杆菌占据优势，且活性很强，牡蛎壳填料由于比表面积小，容易造成池内局部缺氧，抑制硝化反应的进行。4)牡蛎壳柱对磷具有一定的去除效果,日处理较低时活性磷单位面积去除量达到了1548.86±491.76mg/(m2·d)，而聚酰胺弹性填料只有1347.84±535.17mg/(m2·d)，日处理量增加后，牡蛎壳的去除量并未太大变化，聚酰胺填料的去除量有明显下降。分析可知，通常的靠聚磷菌生物聚磷作用主要在生物膜池中较多,而牡蛎壳池中主要是通过生物诱导的化学沉淀来实现磷的去除，而这种沉淀并未对出水浊度造成明显影响，因此牡蛎壳在生物290.05)；日处理量672m/d时，单位面积去除量牡蛎壳填料比聚酰胺填料低32.97%，单位 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究除磷中具有较好的效果。牡蛎壳通过生物诱导的化学沉淀来实现的除磷作用，其机理为，微生物在有氧条件下，好氧呼吸以及有机物的降解作用会使水体呈微酸性。牡蛎壳壳体的CaCO3成分在酸性环境中逐渐被溶解，并释放出钙离子，这些钙离子能够与磷酸根离子结合形成沉淀物，同时pH升高[79],反应式如下:CaCO3+H+——Ca2++HCO3-H2PO4-——HPO42-+H+2Ca2++HPO42-+2OH-——Ca2HPO4(OH)23Ca2HPO4(OH)2——Ca5(PO4)3OH+Ca2++2OH-+3H2O(3-1)(3-2)(3-3)(3-4)MMaurer等[80]的研究表明，上述两个反应步骤可以在pH为7～8之间进行,Ca2HPO4(OH)2与Ca5(PO4)3OH是较稳定的沉淀物。而本试验牡蛎壳的出水pH为7.88～8.66，正好在反应的pH范围之内，从而进一步证实，牡蛎壳的除磷性能主要是通过生物诱导的化学沉淀来实现的。其中，随着日处理量的增大，两种填料对各种指标的去除率均有所下降。由于B套处理系统建立时间不长，填料表面的生物膜层未完全形成，池中整体的生物量也比较少，因此，可以看出，牡蛎壳作为新型的填料，不仅成本低，而且具有很好的处理效果，其粗糙的表面为菌体提供有效的附着，而且能有效拦截和沉淀固体颗粒，除此之外，牡蛎壳能通过生物诱导的化学沉淀来实现磷的去除，溶出CaCO3还能把胶粒或细微悬浮物作为晶核或吸附质而将悬浮性有机物一起沉淀，牡蛎壳池的高pH也具有一定的杀菌消毒作用[81,82]等，在今后的研究中，可以设计试验加以验证。两种填料除了在处理效果上各有特点外，在处理成本上也存在一定差异，自行设计的生物膜池中总计投入6380条聚酰胺弹性柱，平均每平米41.3条挂柱，以每条2元的购买成3平米投入约11.9元，所以牡蛎壳填料单位面积处理成本可节省约85.6%，结合两种填料的污水处理性能，可以看出，牡蛎壳填料较聚酰胺填料具有更高的性价比。2.5小结1)通过三种污水日处理量下A套处理工艺的处理效果测试发现，该套系统对TAN、NO2--N和浊度具有较好的去除效果，出水稳定，各指标浓度达到鳗鲡养殖要求，同时具有较好的抗负荷能力。2)自行设计的A套和B套处理工艺因为填料不同、面积不同、曝气方式不同等因素造成了不同的处理结果，从测试的结果可以看出，B套处理工艺虽然在某些指标上的处理效果不如A套，但因其占地面积小，成本低等优势具有很大的应用前景。3)在对聚酰胺和牡蛎壳两种填料的对比分析得出，聚酰胺填料对TAN和CODcr的去除效果较好，而牡蛎壳填料对浊度和活性磷的去除效果较好，两种填料处理性能各有特点，但牡蛎壳填料的处理成本远小于聚酰胺填料，同时牡蛎壳具有经久耐用，资源获取方便等优点。30本，每平米约投入82.6元，而B套处理池中牡蛎壳总计投入80.4m，以2340元购入，平均每 集美大学硕士学位论文第3章鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究不同养殖模式下鳗鲡养殖效果的比较3.1引言鳗鱼养殖业是我国大陆近二十年发展起来的新兴创汇农业，期间养殖模式不断推陈出新，逐步走向成熟。从早期的网箱养殖到单一水泥池精养模式，再到土池养殖模式，其产量都有不同的变化，但不管是选择哪种养殖模式，都必须保证水环境的稳定，因此良好、稳定的养殖环境是防治病害，保证养殖效果的先决条件。稳定的养殖环境主要包括溶解氧、水温、pH、盐度等物理指标的适宜性与稳定性，以及水体中TAN、NO-2-N、NO-3-N、硫化物等有害化学指标不超过养殖动物的耐受度。相关研究表明:水温、pH、盐度等物理指标的变化均会对养殖动物的生长造成影响[83-87]，而TAN、NO-2-N、NO-3-N、硫化物等水体中的有毒物质浓度较高时，会致使养殖动物活力下降、生长缓慢，甚至造成养殖动物的中毒死亡[88-92]。选取美洲鳗鲡（Anguillarostrata）为养殖对象，在室内循环水养殖模式和传统的池塘精养模式下进行养殖测试，根据养殖期间的水质分析和最终的养殖结果，分析两种养殖模式的优缺点。3.2材料与方法3.2.1材料3.2.1.1试验养殖池及其设备室内循环水养殖池，共计10口，分为大小两种规格，大养殖池2口（153㎡/口），小养殖池8口（95㎡/口），养殖水位为80cm，池底为水泥底，呈锅底形，池底中心为排污口，池底有微孔曝气管，池侧设置表层水体泡沫分离器，以便养殖水体中由于曝气形成的泡沫及时排出。传统的室外池塘精养池（对照池），共计7口，池形为方形，面积为182㎡～270㎡，水位80cm，池底为泥沙底，略呈锅底形，方形池四角为圆角，排污口设置于池底中央，每口方形养殖池配备2台0.75kw水车式增氧机。哈纳溶氧仪(HI9146)；上海虹益pHB-10笔式酸度计；上海光谱仪器721E型可见分光光度计；罗茨鼓风机购自山东章丘金丰罗茨风机有限公司，型号JFSR-80，功率2.2kw/台，水车式增氧机购自浙江台州市金清增氧机有限公司，型号YC-0.75，功率0.75kw/台。3.2.1.2试验鳗鲡试验养殖种类为美洲鳗鲡（Anguillarostrata）。分别选取1口室内循环水养殖池（10#）作为试验池，面积153m2和1口室外池塘精养池（14#）作为对照池，面积226m2。各池美洲鳗鲡的投苗情况见表3-1。31 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究表3-1美洲鳗鲡投放情况Tab3-1ThereleasesituationofAnguillarostrata养殖池（试验池）10#（对照池）14#种类美洲鳗鲡美洲鳗鲡投苗重量(kg)465755规格(g/尾)93100尾数50227550密度（尾/㎡）33333.2.2方法及数据处理1）试验周期从2010年12月1日至2011年2月1日结束，试验始末均对10#和14#养殖池所养殖的美洲鳗鲡进行称重，试验期间对鳗鱼死亡量和饲料投喂量进行记录，并进--变化测定，选取当日8：00，16：00，23：00三个时间点进行，连续测定3次。2）数据处理TAN（纳氏试剂光度法），NO-2-N（N-（1-奈基）-乙二胺光度法），溶解氧和水温（便携式溶氧仪膜电极法），pH（便携式酸度计法）生长率%=（试验末尾重-试验初尾重）/试验初尾重×100成活率%=（试验末尾数-试验初尾数）/试验初尾数×100饲料转化率%=（试验末重量-试验初重量+死亡鳗鱼重量）/饲料投喂量×1003.3结果3.3.1不同养殖模式下美洲鳗鲡的生长状况试验组10#池的美洲鳗鲡生长速度明显好于对照组14#，试验池每尾均重比对照池均重高出16.8%，饲料转化率也比对照组高出4.1%（表3-2），试验期间对照池14#有细菌性烂鳃，存活率仅为97.6%，比试验组低2.3%。表3-210#试验池和14#对照池美洲鳗鲡的养殖效果Tab3-2Theresultsofeelcultivationintwodifferentpoolsof10#and14#组别（试验池）10#（对照池）14#放养尾数（尾）50227550试验初规格（g）93100试验终规格（g）146125生长率（%）56.925.0存活率（%）99.997.6饲料转化率（%）60.6%56.5%3.3.2不同养殖模式下各养殖池的水质情况3.3.2.1各养殖池的水质指标从表3-3中看出，10#养殖池的TAN质量浓度低于14#养殖池，其TAN质量浓度分别为0.61±0.31mg.L-1，0.84±0.15mg.L-1，TAN浓度均符合《渔业水质标准》（GB11607-89）32行水质指标监测，主要测定指标为TAN、NO2-N、溶解氧、水温、pH五项指标，测定频率为3-7d/次；期间对两种养殖环境下的TAN、NO2-N、溶解氧、水温、pH五项指标进行日 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究[93]-1的溶解氧，分别为5.46±0.56mg.L-1，6.08±0.60mg.L-1，均达到《渔业水质标准》（GB11607-89）要求；10#养殖池和14#养殖池pH分别为7.36±0.26和7.53±0.06，均为中性环境。表3-310#试验池和14#对照池水质理化指标均值结果Tab3-3ThemeanofwaterqualityabouttwokindsofCultureenvironmentduringtheexperiment池号(试验池)10#(对照池)14#-10.61±0.310.84±0.15--10.15±0.100.11±0.06水质指标-15.46±0.566.08±0.60水温(℃)15.1±1.814.6±2.2pH7.36±0.267.53±0.063.3.2.210#试验池和14#对照池水质变化情况从图3-1中看出10#养殖池的TAN质量浓度显著低于14#养殖池（P<0.01）。试验前期，10#养殖池氨氮浓度直线升高，至第8d达到最高点，然后开始直线下降，至第15d氨氮浓度开始回升，从第15d至62d，氨氮浓度总体呈升高趋势，变化较为平缓；14#养殖池前8d氨氮直线升高，从第9d至第40d，氨氮浓度保持稳定，变化较平缓，随之开始直线升高，至第48d达到最高点，然后直线下降，第56d后趋于稳定。1.61.41.210.80.60.40.2010#氨氮14#氨氮010203040506070试验天数(d)图3-110#试验池和14#对照池的TAN变化趋势Fig3-1TheTANtrendof10#and14#aquaculturepondsduringtheexperiment从图3-2中看出，10#养殖池NO-2-N质量浓度前8d呈直线上升达到最大值，然后开始降低，第15d至第41d，趋于稳定，第42d至第55d出现第二次升高，第56d后又趋于稳定；14#养殖池从第1d至第48dNO-2-N质量浓度呈升高趋势，并于第48d达到最大值，然后开始降低，第55d后趋于平缓。33TAN(mg/L)要求，10#养殖池NO-2-N浓度低于14#养殖池，分别为0.15±0.10mg.L-1，0.11±0.06mg.L；10#养殖池平均水温较14#养殖池高出0.5℃；10#养殖池溶解氧低于14#养殖池TAN(mg.L)NO2-N(mg.L)溶解氧(mg.L) 集美大学硕士学位论文0.40.350.30.250.20.150.10.050鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究10#亚硝酸盐氮14#亚硝酸盐氮010203040506070试验天数(d)-Fig3-2TheNO-2-Ntrendof10#and14#aquaculturepondsduringtheexperiment从图3-3看出，10#养殖池的溶解氧显著低于14#养殖池的溶解氧（P<0.01），14#养殖池的溶解氧变化较大；10#养殖池的总体水温略高于14#水温。87.576.565.5510#溶解氧14#溶解氧10#水温14#水温18161412108642005101520253035404550556065试验天数(d)图3-3试验期间10#试验池和14#对照池的溶解氧和水温变化趋势Fig3-3ThetrendofDOandwatertemperatureaboutthe10#and14#aquaculturepondsduringtheexperiment由图3-4看出，10#养殖池的pH前22d较为平稳，第23d开始直线降低，第29d降至最低值，随后逐渐升高，期间第41至第48d升高较快；14#养殖池pH前40d呈下降趋势，第29d降至最低，随后回复正常，总体较为稳定。34NO-2-N(mg/L)溶解氧(mg/L)水温℃图3-210#试验池和14#对照池的NO2-N变化趋势 集美大学硕士学位论文7.77.67.57.47.37.27.176.96.8鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究10#养殖池pH14#养殖池pH010203040506070试验天数(d)图3-410#试验池和14#对照池的pH变化趋势Fig3-4ThepHvaluesinthe10#and14#aquaculturepondsduringtheexperiment3.3.2.310#试验池和14#对照池的水质日变化由图3-5看出，14#养殖池水体TAN质量浓度在16:00前无明显变化，16:00后呈现明显上升趋势；10#养殖池水体TAN在16:00前有略微下降，随后升高，其质量浓度明显低于14#养殖池；10#和14#养殖池水体NO-2-N质量浓度一天中较为稳定，无明显变化。1.41.210.80.60.40.2010#氨氮日变化10#亚硝酸盐氮日变化14#氨氮日变化14#亚硝酸盐氮日变化7:009:2411:4814:1216:3619:0021:2423:48时间(h)-Fig3-5ThedailyvariationofTANandNO-2-Ninthe10#and14#aquaculturepondsduringtheexperiment由图3-6看出，10#养殖池和14#养殖池水体溶解氧日变化较为明显，上午8:00和晚上23:00达到较低值，下午16:00达到一日中最高溶氧值,10#总体溶解氧低于14#养殖池；10#养殖池水温日变化不大，三个时间点无明显差异，14#养殖池水温日变化明显，下午16:00左右达到最大值，上午8:00和晚上23:00左右水温较低，其总体水温低于10#养殖池。35pH浓度(mg/L)图3-510#试验池和14#对照池水体TAN、NO2-N日变化 集美大学硕士学位论文10#溶解氧日变化鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究14#溶解氧日变化8.587.576.565.554.5410#水温日变化14#水温日变化1413121110987:009:2411:4814:1216:3619:0021:2423:48时间(h)图3-610#试验池和14#对照池的水体溶解氧、水温日变化Fig3-6ThedailyvariationofDOandwatertemperatureinthe10#and14#aquaculturepondsduringtheexperiment从图3-7中可以看出，10#养殖池水体pH一天中均呈现下降趋势；14#养殖池水体pH日变化较小，无明显差异。10#养殖池pH高于14#养殖池。7.857.87.757.77.657.67.557.57.457.47.357:0010#pH日变化14#pH日变化9:2411:4814:1216:3619:0021:2423:48时间(h)图3-710#试验池和14#对照池水体pH日变化Fig3-7ThedailyvariationofpHinthe10#and14#aquaculturepondsduringtheexperiment3.4讨论3.4.1不同养殖模式下美洲鳗鲡的生长与水质变化的关系通过表3-2的养殖结果可知，10#养殖池的美洲鳗饲料转化率比14#养殖池高出4.1%，36水温(℃)溶解氧(mg/L)pH 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究存活率高出2.3%，说明室内循环水养殖模式的养殖效果好于传统的池塘精养模式，主要原因可能有以下三个方面：一是10#养殖池位于室内，14#养殖池为室外，室内养殖池的日稳定性较好，特别是水温（图3-6）和光照因素，在实际生产中，日水温变化幅度超过1～2℃就会明显影响鳗鲡的摄食[94]；二是室内循环水养殖池均采用微孔曝气增氧方式，与水车式增氧机相比，微孔曝气引起的水体流动较小，安静无噪音，有利于鳗鲡挂台或伏于池底，减少运动带来的能量损耗，水车式增氧机在运行过程中，引起水流剧烈流动，鳗鲡随水流游动加剧，能量损耗较多。三是循环水养殖过程中，除补充每日蒸发损耗的水量外，均不用外源水，而且进水经过紫外灯的杀菌消毒，有效的减少了病原微生物的进入，而室外池塘精养模式均采用外源水，尤其是雨水季节，大大增加了鱼体感染病害的可能性，在实际生产中，10#养殖池养殖期间没有爆发病害，而14#养殖池的美洲鳗有细菌性烂腮病症，并引起一定死亡。因此，室内循环水模式更适合鳗鲡的生长。试验期间，10#养殖池TAN质量浓度低于14#养殖池，可能是14#养殖池底质为泥沙底，人工排污时没有室内的水泥精养池彻底，残余的粪便和散失的饵料沉积较多，其降解产生的TAN和NO-2-N也较多，加之池塘精养池的生物相较室内循环水池丰富，故分解有机物的-10#池中的NO-2-N偶尔会出现积累的现象，主要是因为循环水养殖池中，微孔曝气管设置在池底周边，鳗鲡多集中于曝气管附近，这就造成曝气管周边的排泄物较多，而这恰巧离池中央的排污口较远，所以一旦人工排污出现疏漏，必将引起池中有机物的积累，但通过及时调整，10#养殖池在养殖期间TAN未超过《渔业水质标准》（GB11607-89）水质要求，亚硝酸盐氮的平均浓度也在鳗鲡生长的安全浓度之内，并未影响鳗鲡的正常生长。10#养殖池的溶解氧低于14#，但10#池中曝气管设置在池底，气流由下至上，底层溶解氧得到保证，而且气流引起水体的垂直对流，使得溶解氧能均匀分布于水体中，相关研究表明鱼体消耗的溶解氧仅占水体溶解氧的20%左右[94]，因此，10#养殖池的溶解氧虽然低于14#，但足以满足鳗鲡生长需要。3.4.2不同养殖模式下的养殖能耗养殖试验期间，循环水养殖模式下的养殖池面积为153m2，每日换水量61.2m3左右，而每日只需补充10m3左右的水量，同时污水处理池需定期排污，排污水量约为整个循环水水量的3～4%，所以污水重复利用率约达83.7%，传统的池塘精养模式下相同的养殖面积日换水量至少在50%以上，而且养殖污水均为外排。不仅浪费大量淡水资源，同时也污染了环境。室内循环水养殖池共计10口，可同时载鱼运行，运行期间消耗的电能主要是增氧设备和循环泵，一台罗茨鼓风机的功率为2.2kw，循环泵常用的为2.5kw左右，而池塘精养模式下相同的养殖面积至少需要投入0.75kw以上的增氧设备，所以单位养殖面积循环水养殖模式可以节约电能约10.2%以上。37分解者较多[95,96]；10#养殖池中NO2-N略高于14#养殖池，而且图3-2显示，在养殖期间， 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究3.5小结通过对两种养殖模式下美洲鳗鲡生长的比较研究，一方面证明室内微孔曝气增氧圆形水泥精养池更利于美洲鳗鲡的生长；另一方面证明了室内循环水养殖的可行性与设计的合理性，不仅为养殖池充氧提供一条新途径，同时为循环水商品鳗养成试验的顺利开展提供可靠的技术支持。总体而言，室内微孔曝气增氧圆形水泥精养池受环境因素影响较小，池内环境相对稳定，但需人工精细调控的成分较多，只要掌握水质变化的规律和及时预防病害，便可达到事半功倍的养殖效果。38 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究第4章循环水养殖系统中两种不同增氧方式的比较4.1引言我国是鳗鲡养殖大国，年产量占世界总产量的70%左右，主要为水泥池精养方式，其特点为高密度集约化养殖，养殖过程中水体的溶解氧需保持在5mg/L以上，因此，选择一种经济、高效的增氧设备是十分关键的。早在20世纪70年代我国就开始对增氧机进行了研究[97]，以往主要研究集中在增氧机的设计、构造、原理和增氧效果上[98-105]，但标准环境下对增氧机增氧性能的试验研究还很少。目前，鳗鱼养殖中普遍使用水车式增氧机来进行增氧[106]，但在长期实践生产中发现，水车式增氧机不仅耗能，而且存在损伤鱼体、漏油、漏电等安全隐患。为了解决这些弊端，用微孔曝气增氧的方式开始逐步被应用，刘勃等研究了微孔曝气增氧方式在白鲢、草鱼中的应用[107]，韩永良、陈凡、彭刚等介绍了利用微孔曝气增氧设备提高河蟹、鳖虾产量的研究[108-111]，周惠钟、王玮等还将微孔曝气增氧机与其他增氧设备进行对比研究[112,113]因素都对水体的溶解氧的影响[114,115]。但在鳗鱼养殖中应用微孔曝气增氧方式还未见具体的应用研究报道，本文就目前鳗鲡养殖中普遍使用的水车式增氧机和微孔曝气增氧方式做对比试验，以期验证微孔曝气增氧方式的利弊及其养殖效果，从而为这项增氧新方式的进一步推广应用，提供重要的依据。4.2材料与方法4.2.1试验场地试验选择在福清市凤迹村建立的室内循环水鳗鱼养殖示范基地中进行，试验池和对照池分别为室内圆池，半径为5.5m，面积95m2，试验水深保持0.8m。4.2.2增氧系统的设置试验验组采用微孔曝气增氧方式由2.2kw罗茨鼓风机(JFSR-80型)和微孔曝气管组成，微孔曝气管为橡塑复合材料制成，规格为管外径：φ16mm，内径：φ10mm，微孔平均孔径：φ0.03～φ0.06mm。曝气管固定于池底周边，每池铺设2圈曝气管，每口长度69m，一台鼓风机供六口圆池增氧。对照组每池配备1台0.75kw的二叶轮YC-0.75型水车式增氧机（浙江台州市金清增氧机有限公司生产）。4.2.3试验鳗鲡试验养殖种类为美洲鳗鲡，试验池和对照池分别选取1口微孔曝气增氧的圆形水泥精养池和1口水车式增氧机增氧的圆形水泥精养池做对比试验，两池的鳗鲡投放情况见表4-1。39，Capela等还研究了在微孔曝气过程中气泡尺寸、分布等 集美大学硕士学位论文Tab4-1鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究表4-1试验鳗鲡放养情况ThestockingdensitiesofAnguillarostrata组别试验池对照池种类美洲鳗鲡美洲鳗鲡放养重量（kg）放养规格（g/尾）252.132.8228.132.8尾数76866954807324.2.4试验方法微孔曝气增氧测试试验从2009年11月20日至2009年12月20日，在未载鱼的情况下，测试1台鼓风机分别供气圆形水泥精养池，水体体积分别为475m３（5口池）、570m３（6口池）、665m３（7口池）、760m３（8口池）四种情况，测定每种增氧情况下水体中溶解氧变化，选择出最佳的增氧水体体积，每种增氧情况跟踪测试4h，测试间隔为0.5h,试验期间水体温度为12.4～14.2℃，均在标准大气压下测定。首先在未载鱼情况下对水车式增氧机和微孔曝气增氧方式两种增氧模式的增氧能力进行测定，选取8口圆池，其中6口池用微孔曝气增氧，每口的额定功率按2.2kw/6计算，定时测定2口试验池和2口对照组的溶氧值。溶解氧的测定方法参照“SC/T6009-1999增氧机增氧能力试验方法”[116]。试验所用仪器有哈纳溶氧仪(HI9146)，精度为±0.01mg/L；兆欧表(ZC-7),精度为1级；数字温度计,精度为±0.1℃。载鱼情况下的试验，选取放养规格大致相同的美洲鳗（Anguillarostrata）两口池，其中一口为微孔曝气增氧，另外一口为水车式增氧，试验周期为30天，由于同种规格的鳗鲡数量有限，根据实际生产的密度安排，无法设计平行试验。试验期间每隔3d测定一次溶解氧值，测定时间点为7:00、16:00、23:00，最终取每日三个时间点溶解氧的平均值绘制溶解氧--时间曲线图。试验初和试验终分别对鳗鱼进行称重，并记录试验期间的死亡量和饲料摄食量。对两种增氧方式的表层水和底层水溶氧分别用哈纳溶氧仪(HI9146)进行测定，用于比较溶氧的分布情况。4.2.5数据处理增氧能力Qs计算采用下式：Qs=KLa(20)×V×Cs×10-3式中：Qs——增氧能力，kg/g；V——试验用水的体积，m3；CS——水温20℃时的饱和溶解氧值，本标准推荐采用9.17mg/L。KLa(T)——任意水温下的氧质量转移系数，/h；40密度（尾/m） 集美大学硕士学位论文KLa(T)=鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究Ln[(CS-C1)/(CS-C2)]×60t2-t1式中：C1、C2——t1、t2时的溶解氧值，mg/L；t1、t2——C1、C2的读数时间，min。动力效率ES计算采用下式：ES=QS/N式中：Es——动力效率，kg/kw.h；N——实测输入功率，kw。TAN（纳氏试剂光度法），NO-2-N（N-（1-奈基）-乙二胺光度法），溶解氧和水温（便携式溶氧仪膜电极法），pH（便携式酸度计法）生长率%=（试验末尾重-试验初尾重）/试验初尾重×100成活率%=（试验末尾数-试验初尾数）/试验初尾数×100饲料转化率%=（试验末重量-试验初重量+死亡鳗鱼重量）/饲料投喂量×100净增溶氧饱和率%=（最终溶解氧-初始溶解氧）/溶解氧饱和度×100（溶解氧饱和度为测定温度下，标准大气压下，相同盐度下对应饱和度。）4.3结果4.3.1未载鱼阶段试验4.3.1.1微孔曝气增氧效果测试在未载鱼的情况下，一台鼓风机充气增氧的测试结果见表4-2，水体体积为380m3时，3积下净增氧饱和率没有显著区别（P>0.05），水体体积为532m3和608m3时，净增氧饱和率分别为25.9%和16.7%，明显少于前两者。因此，最终选择一台鼓风机增氧456m3水体体积的工况进行后续试验测试。表4-2一台罗茨鼓风机分别充气四种水体体积的增氧效果Tab4-2Theeffectivesofaerationinfourdifferentwaterbodiesbyoneairblower水体体积(m３)380m３（5口池）456m３（6口池）532m３（7口池）608m３（8口池）-1-16.12±0.257.91±0.2212.5±0.26.14±0.217.88±0.1712.2±0.26.09±0.227.67±0.2112.6±0.36.11±0.177.13±0.1512.6±0.2净增氧饱和率（%）29.228.325.916.74.3.1.2微孔曝气增氧方式与水车式增氧机的比较在相同水温，相同水体的情况下，微孔曝气增氧的增氧能力平均值为0.095±0.00241净增氧饱和率为29.2%，水体体积456m时，净增氧饱和率为28.3%，在这两种增氧体初始溶氧（mg.L）最终溶氧（mg.L）水温（℃） 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究kg/h，水车式增氧机的平均增氧能力为0.082±0.001kg/h，配对样本均数差异显著性检验分析可知，前者与后者有极显著差异（P<0.01）；在增氧能力上微孔曝气增氧方式比水车式增氧机的提高了15.85%，在增氧动力效率上前者为后者的2.36倍，单位养殖水体前者比后者节省用电57.6%（表4-3）。表4-3水车式增氧机和微孔曝气管增氧的增氧能力和增氧动力效率Tab4-3Theaerationcapacitiesandtheaerationpowerefficienciesofwaterwheelaeratorandmicroporeaerator增氧形式水车式增氧机微孔曝气增氧机增氧水量37676额定功率（kw）0.750.37增氧能力平均值QS（kg/h）0.082±0.0010.095±0.002增氧动力效率ES（kg/kw.h）0.109±0.0010.257±0.0044.3.2载鱼阶段试验4.3.2.1溶解氧对比在为期30d的养殖试验中，使用水车式增氧机的对照池的溶解氧显著高于使用微孔曝气增氧机的试验池（P<0.05）（图4-1），但两者的平均溶解氧均高于5mg/L。76.565.554.54水车式增氧机微孔曝气增氧03691215182124273033时间/d图4-1载鱼阶段两种增氧设备的溶解氧Fig4-1Thedissolvedoxygenusingtwokindsofoxygenequipmentduringeelcultivation4.3.2.2鳗鲡养殖效果比较从鳗鲡养殖结果来看，虽然试验池平均溶解氧显著低于对照池，但鳗鱼生长速度明显高于对照池。试验池每尾均重比对照池均重高出5.43%，饲料转化率也比对照组高出6.5%（表4-4），试验期间没有爆发病害，存活率均达到99.9%。42溶解氧（mg/L）（m） 集美大学硕士学位论文Tab4-4鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究表4-4两种增氧方式鳗鲡的养殖效果Theresultsofeelcultivationusingtwodifferentkindsofaeration组别微孔曝气增氧方式水车式增氧机水温（℃）13.7±0.612.4±0.7放养尾数（尾）76866954试验初规格（g）32.832.8试验终规格（g）42.740.5存活率（%）99.999.9饲料转化率（%）59.3%52.8%4.3.2.3水体溶氧分布两种增氧方式下水体的溶氧分布见表4-5，在未载鱼的条件下，水车式增氧池的表层溶解氧为6.95±0.40mg/L，微孔曝气增氧池的表层溶解氧为6.97±0.46mg/L，两者没有显著差异（P>0.05）。水车式增氧池的底层溶解氧为6.87±0.41mg/L，微孔曝气增氧池的底层溶解氧为6.96±0.47mg/L，两者也没有显著差异（P>0.05）。而在载鱼阶段，水车式增氧池的表层溶解氧为6.39±0.25mg/L，微孔曝气增氧池的表层溶解氧为5.81±0.14mg/L，两者差异极显著（P<0.01）。水车式增氧池的底层溶解氧为5.75±0.26mg/L，微孔曝气池的底层溶解氧为5.74±0.14mg/L，两者没有显著差异（P>0.05）。表4-5两种增氧方式下水体溶氧分布Tab4-5Thedistributionofdissolvedoxygenusingtwodifferentkindsofaeration组别未载鱼阶段载鱼阶段水车式增氧机表层溶氧(mg/L)底层溶氧(mg/L)6.95±0.406.87±0.416.39±0.255.75±0.26微孔曝气增氧方式表层溶氧(mg/L)底层溶氧(mg/L)6.97±0.466.96±0.475.81±0.145.74±0.144.4讨论4.4.1两种增氧方式的溶解氧在增氧能力的对比试验中，未载鱼条件下，微孔曝气增氧方式比水车式增氧机的增氧能力提高了15.85%。在载鱼的情况下，对照池的溶解氧普遍高于试验池，产生这种现象的主要原因可能有以下几个方面：（1）试验池的养殖数量比对照池多732尾鳗鱼，占对照池总量的10.5%。因此试验池消耗的溶解氧会比对照池多一点。（2）在摄食量的记录中，试验池的摄食量比对照组高出27kg，摄食量的增加必然导致排泄量和散失饲料的增加，这些有机物的降解会更多地消耗水体中的溶解氧[117]。（3）水车式增氧机在运行当中，引起水体的流动性大，使整个水池中的水体呈现漩涡式流动，因此有利于池底的集污，而微孔曝气增氧的方式对水体搅动较小，这就造成排污效果会比前者稍差，同样残留的粪便和其他污染物会消耗水体中的溶解氧。（4）试验池的平均水温比对照组高出1.3℃，说明水车式增氧机增氧的原理是增加水体与43 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究空气的接触面积，对水体的搅动大，因此，水体的热量散失，水温比使用微孔曝气管增氧的养殖池低，温度降低，会提高水体的溶解氧的饱和度[118]。4.4.2养殖效果分析载鱼试验结果表明，使用微孔曝气增氧方式的养殖效果明显好于使用水车式增氧机，主要原因是水车式增氧机在运行过程中，引起水体的流动性较大，鳗鱼的活动越大，而微孔曝气增氧对水体搅动较小，减少了鳗鱼的运动耗能。另一方面，两种增氧模式下的溶氧分布显示，表层溶氧差异显著，但底层溶氧没有显著差异，而且均在5mg/L以上，不影响鳗鲡对溶氧的需求。此外，微孔曝气池温度比水车式增氧的养殖池高，鳗鱼的摄食强度较高，因此生长较快。但不足的是本次试验由于同种规格的鳗鲡数量有限，没能设计平行对照，使试验结果存在一定偶然性。4.4.3两种增氧方式的利弊分析在本试验中，使用微孔曝气管增氧较水车式增氧单位养殖水体可节省用电57.6%，具有明显的节能效果。在30d的养殖试验过程中，微孔曝气增氧设备没有出现任何机械故障，而水车式增氧机期间维修2次，每次费用均在百元以上。前者虽然在最初投资成本上较高，但使用年限长，维修成本低，还是较经济实用的。在运行过程中，水车式增氧机存在漏油、漏电、叶轮打伤鱼体等安全隐患，而微孔曝气管增氧设备则非常安全、可靠。本试验在载鱼试验中，微孔曝气管增氧方式的平均溶氧低于水车式增氧机，今后可考虑进一步改良，一是减少每台罗茨鼓风机供气水体或增加曝气管长度[113]；二是增大循环进水量，利于集污与排污。以期提高溶解氧，获得更好的养殖效果。4.5小结通过两种增氧方式的对比，微孔曝气增氧方式在鳗鲡循环水养殖中能够有效增加底层水体的溶解氧，同时使用安全、可靠，噪音小，符合鳗鲡生长的环境要求，另外，微孔曝气增氧方式较水车式增氧机单位面积节电57.6%，日常维修成本低，在鳗鲡循环水养殖中具有很高的推广应用价值。44 集美大学硕士学位论文第5章鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究总结与展望5.1总结本课题组自行设计建立的鳗鲡循环水养殖系统，主要包括A、B两套不同污水处理工艺流程：A套处理工艺流程为养殖污水依次流经下行生物膜池、上行生物膜池、下行牡蛎壳池和上行牡蛎壳池进行生物和物理净化处理；B套为养殖污水仅流经下行牡蛎壳池和上行牡蛎壳池净化处理，然后通过曝气流入养殖池循环利用。论文主要研究A套不同日处理污水量及其处理效果、比较A、B两套处理效果的差异、比较A套的聚酰胺丝和B套的牡蛎壳两种填料的处理性能，同时研究了循环水养殖中采用不同增氧设备的增氧效果以及池塘精养模式与循环水养殖模式的鳗鲡养殖效果，通过阶段性的监测试验，得出了如下结果。1）在三种不同污水日处理量下，生物膜池和牡蛎壳池的串联模式对养殖污水的处理具有显著的效果。日处理量为672m3时，A套处理池对TAN(氨氮)、NO-2-N、浊度的平均去除率分别为86.53±2.03%、95.32±1.54%、90.5±2.4%，进水pH为7.39，出水pH为8.56。日处理量为846m3时，对TAN、NO-2-N、浊度平均去除率分别为82.3±3.83%、94.2±1.34%、91.5±2.6%，进水pH为7.39，出水pH为8.26；日处理量为1560m3时，-pH为7.53，出水pH为8.05。随着日处理量的增大，系统的去除率降低，但出水水质均符合《渔业水质标准》，满足鳗鲡生长的水质条件。2）比较研究A、B两套处理工艺对污水处理的效果。结果显示，日处理量为432m3/d条件下，A套和B套处理池出水pH均升高，进水pH为7.36，出水pH分别升高到8.65和8.87。进水DO(溶解氧)为8.89±0.93mg/L，出水DO分别为9.34±0.69mg/L和8.28±0.75mg/L。A套和B套处理池对浊度的去除率分别达到94.54±2.43%和91.73±3.94%。对氨氮22积去除量两者具有显著性差异(P<0.05)。对亚硝酸盐氮的单位面积去除量分别为687.53±91.66mg/(m2·d)和678.27±122.74mg/(m2·d)，单位面积去除量两者没有显著性差异(P>0.05)。B套处理效果显著，且占地面积小，设计工艺简单，具有更好的应用前景。3）比较A套处理池中聚酰胺弹性填料和B套处理池中牡蛎壳填料在不同污水日处理量下的处理效果。在对比试验中，日处理量为432m3/d时，聚酰胺弹性填料和牡蛎壳填料对氨氮的单位面积去除量分别2238.63±168.83mg/(m2·d)和1625.94±181.28mg/(m2·d)；对亚硝酸盐氮的去除量分别1142.64±317.29mg/(m2·d)和862.52±236.12mg/(m2·d)；对活性磷的去除量分别为1347.84±535.17mg/(m2·d)和1548.86±491.76mg/(m2·d)；对CODcr的去除量分别为91597.36±8262.62mg/(m2·d)和68157.21±7415.47mg/(m2·d)。日处理32217.64±878.19mg/(m2·d)和1486.47±664.19mg/(m2·d)；对亚硝酸盐氮的去除量分别为937.43±147.19mg/(m2·d)和611.10±95.78mg/(m2·d)；对活性磷的去除量分别为45对TAN、NO2-N、浊度平均去除率为58.25±8.88%、86.92±1.51%、88.9±3.5%，进水的单位面积去除量分别为1325.13±171.49mg/(m·d)和1838.81±269.16mg/(m·d),单位面量提升至672m/d时，聚酰胺弹性填料和牡蛎壳填料对氨氮的单位面积去除量分别 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究923.44±233.00mg/(m2·d)和1607.59±300.34mg/(m2·d)；对CODcr的去除量分别为22酸盐氮、CODcr的单位面积去除量显著高于牡蛎壳填料(P<0.05)，但对活性磷的去除牡蛎壳填料的去除效果较好，且牡蛎壳填料单位处理成本低，不易老化，综合评价牡蛎壳填料具有很高的性价比。其中，B套处理系统为新建池，牡蛎壳表面的生物附着量还比较少，其处理效果还需进一步研究。4）应用A套循环水养殖模式与传统池塘精养模式的比较。结果显示采用室内循环水养殖模式的美洲鳗鲡生长率达56.9%，饲料转化率达60.6%，存活率为99.9%，采用传统池塘精养模式的美洲鳗鲡生长率为25.0%，饲料转化率为56.5%，存活率为97.6%，而且循环水养殖模式下，TAN质量浓度为0.61±0.31mg/L，NO2--N质量浓度为0.15±0.10mg/L，DO浓度为5.46±0.56mg/L，pH为7.36±0.26，池塘精养模式下，TAN质量浓度为0.84±0.15-均符合鳗鲡生长的水质要求。在节能减排方面，循环水养殖模式单位养殖面积可节约电能约10.2%以上，养殖污水重复利用率为83.7%，具有较好的经济效益和生态效益。5）应用微孔曝气增氧与水车式增氧机两种方式的增氧效果的比较。在鳗鲡循环水养殖中，未载鱼情况下，两种增氧方式的增氧能力具有极显著性差异(P<0.01)，微孔曝气增氧方式比水车式增氧机的单位水体增氧能力提高了15.85%，增氧动力效率是水车式增氧机的2.36倍。在载鱼养殖情况下，使用微孔曝气增氧的试验池表层水的平均溶氧值为5.81±0.14mg/L，而使用水车式增氧机的表层平均溶解氧值为6.39±0.25mg/L,前者显著低于后者(P<0.05)，但底层水的溶解氧两者分别为5.74±0.14mg/L和5.75±0.26mg/L，两者没有显著差异(P>0.05)，且溶解氧值都大于5mg/L。微孔曝气增氧方式单位养殖水体的用电量比水车式增氧机节省57.6%，且无安全隐患。由于微孔曝气增氧池水的流动性小，鳗鲡活动消耗的能量减少，且水温较高，摄食量增大。因此，使用微孔曝气增氧方式的鳗鲡养殖效果较好。5.2展望本循环水养殖系统虽然取得了阶段性的进展，但成鳗的养殖还是基于一般的生产密度进行的，对于高密度下的养殖条件还需进一步研究，对于今后的研究重点将集中在以下几个方面:l）养殖密度的提升。进一步提高养殖的密度，相应的换水量和溶解氧等指标有待探讨和摸索。2）养殖水环境的优化。目前，本系统水环境中有益菌和藻类单一，对高密度养殖必须整合各方面有利资源，在该生态系统有着很强的调节水质的作用，因此，可进行试验室培养有益的细菌和藻类，投放于养殖系统中，使机体微生态保持平衡，减少病害发生，加快生长速度，提高饲料转化率。.93±3934.23mg/(m·d)和55935.16±2050.11mg/(m·d)。聚酰胺填料对TAN、亚硝mg/L，NO2-N质量浓度为0.11±0.06mg/L，DO浓度为6.08±0.60mg/L，pH为7.53±0.06， 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究3）设施设备。进水口、排污口设计需进一步优化，使排水口颗粒物能够迅速沉淀。进水口的过滤设施还需改善，使其能够过滤更多的颗粒物。在提高生产效率的同时，进一步降低水处理系统的能量消耗。4）生产管理。生产管理包括养殖水体变温、pH、光照、溶解氧、生物滤池的管理，各因素人工的规范调控还需进一步摸索。47 集美大学硕士学位论文致鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究谢在论文完成之际，首先衷心的感谢导师关瑞章教授三年来的悉心指导，以及在研究领域给予的深刻启发，在此，谨致以最诚挚的谢意。导师深厚的学术造诣、开拓的思维以及对工作、对事业无比的热情，给学生留下了深刻的印象，是我在这三年期间获得的最宝贵的精神财富，将不断的激励着我今后的学习和工作。在此，也由衷的感谢兼任我第二导师的江兴龙老师，感谢您在试验方面对我的指导和帮助。同时，也由衷的感谢试验室的黄文树老师、陈学豪老师、郭松林老师、周立红老师、李忠琴老师、谢仰杰老师、冯建军老师、徐继松老师、梁英老师、张东玲老师、刘宏伟老师、熊静老师、赖晓健老师的热心指导和帮助。我还要感谢试验室的王建明、汪黎虹、韩金钢、罗鸣钟、杨求华、杨方圆、靳恒、徐同玲、佟延男、纪勇、顾勇杰等同学在我课题试验中所给予的无私帮助。感谢试验基地的胡鸿清、陈叔西、潘金水等工作人员的试验帮助。最后，感谢我的父母对我工作和学业的关心、支持和鼓励。想说的话太多，想感谢的人太多，谨以本文献给所有支持、帮助和关心我的领导、老师、同学和朋友们，恭祝他们一切顺利！48 集美大学硕士学位论文鳗鲡循环水养殖中水处理技术与养殖效果的研究参考文献[1]樊海平.我国鳗鲡养殖业的现状与发展对策[J].科学养鱼,2006,2:1-2.[2]陈立法.鳗苗成功繁殖惊起国内波澜[J].海洋与渔业:水产前沿,2010,6:7-7.[3]罗国芝,朱泽闻.我国循环水养殖模式发展的前景分析[J].中国水产,2008,2:75-77.[4]丁永良,曲善庆.回眸工业化养鱼30年[J].现代渔业信息,2003(1):9-14.[5]丁永良,张明华.台湾省的特色水产养殖业与工业化养鱼[J].现代渔业信息,2003(6):9-13.[6]丁永良.世界工业化养鱼发展动向[J].河南水产,1999(1):33-34.[7]丁永良.纳米科技养鱼新技术综述[J].现代渔业信息,2003(12):3-8.[8]倪琦,雷霁霖,张和森,等.我国鲆鲽类循环水养殖系统的研制和运行现状[J].渔业现代化,2010,4:1-9.[9]朱庆国.封闭式循环水饲养青石斑鱼试验[J].福建水产,2006,108(1):36-38.[10]吴雄飞,赵志东,李德尚,等.封闭式循环水虾-贝综合养殖模式的研究[J].中国水产学会2003年学术年会,2003,108(1):36-38.[11]刘寒文,白遗胜,万建业,等.循环水人工繁育鳜鱼试验[J].水产养殖,2008,2:14-15.[12]徐崇仁.台湾超集约循环水养殖之现况与展望[J].水产养殖,2008,2:14-15.[13]刘兴国,黄种持,任忻生.土池循环水无公害养鳗模式初探[J].渔业现代化,2005,5:18-19.[14]倪琦,管崇武,王剑锋,等.利用循环水和人工湿地技术改建鳗鲡精养池试验[J].渔业现代化,2009,5:4-9.[15]DavidsonJ,HelwigN,SummerfeltST.FluidizedsandbiofihersusedtOremoveammonia，biochemicaloxygendemand,totalcoliformbacteria,andsuspendedsolidsfromanintensiveaquacultureeffluentl[J].AquaculturalEngineering,2008,(4):1-lO．[16]RidhaMT,CruzEM.EffectofbiofiltermediaonwaterqualityandbiologicalperformanceoftheNiletilapia(OrelchromisniloticusL).rearedinasimplerecirculatingsystem[J].AquaculturalEngineering,2001,24:157-166.[17]丁永良,张明华,张建华,等.鱼菜共生系统的研究[J].中国水产科学,1997,4(5):70-76．[18]QinG,LiuCCK,RichmanNH,eta1.Aquaculturewastewatertreatmentandreusebywind-drivenreverseosmosismembranetechnology:apilotstudyonCoconutIsland,Hawaii[J].AquaculturalEngineering,2005.32:365-378.[19]郑瑞东,李田.泡沫分离法在工厂化养殖废水处理中的应用研究[J].渔业现代化,2005,33(2):33-35.[20]杜守恩.两项新技术及其在海水苗种生产中的应用[J].海洋湖沼通报,1995,18(3):59-62.[21]KazuyoshiSuzuki,YasuoTanaka,TakashiOsada,etal.Removalofphosphate,magnesiumandcalciumfromswinewastewaterthroughcrystallizationenhancedbyaeration[J].WaterResearch,2002,36:2991-2998.[22]金秀琴,吴振明.养殖生物用水净化处理新技术及应用[J].渔业现代化,1998,25(2):7-9.[23]王园园,泮进明,谢可军,等.工厂化水产养殖废水处理的研究与展望[J].中国农机化,2004(5):54-56.[24]刘志培,刘双江.硝化作用微生物的分子生物学研究进展[J].应用与环境生物学报,2004,lO(4):521-525.49 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