海水生物滤器氨氮沿程转化规律模型

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.     

封闭循环海水育苗系统生物滤池的应用

针对循环海水育苗系统,进行了高效硝化菌剂在天然植物载体填料上的人工挂膜及生物滤池运行实验.结果表明,该系统在低温条件下,人工挂膜仍能快速有效地达到一定的运行效果,并能维持较长的时间.初步探讨了在极低的氨氮负荷和水温条件下,水力停留时间.进水氨氮浓度及温度对生物滤池硝化效果的影响.通过育苗过程的长期运行,证明该系统能够有效去除氨氮,使NH₄⁺-N,NO₂^--N,NO₃^--N及COD浓度长期维持在较低水平上.     

生物滤器处理海水养殖水过程中亚氮积累与影响因素

实验研究了竹环填料曝气生物滤器在处理高盐度、低氨氮负荷的海水养殖水体过程中NO2--N的积累现象,考察了进水有机负荷、NH4+-N负荷、温度、pH值和溶解氧等运行条件以及反硝化作用对NO2--N积累的影响.结果表明,在进水有机负荷为0.65~0.75kg/(m3·d)、NH4+-N负荷为0.058~0.077kg/(m3·d)、温度为20.9~22.2℃、pH值为7.50~8.14和溶解氧为7.43~9.73mg/L条件下,生物滤器内较低的溶解氧(0.91~1.36mg/L)是NO2--N积累的主要原因.同时,研究了反硝化过程中低溶解氧、不同碳氮比(C/N)及碳源类型等因素对NO2--N积累的影响,查明了生物滤器内含氮化合物的浓度变化与反硝化细菌的数量和功能,验证了反硝化过程对NO2--N积累的影响,明确了反硝化作用对NO2--N积累的促进作用.     

海水生物滤器除氮性能及硝化动力学研究

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。     

错流过滤活性污泥过程中膜污染的研究

采用通量阶式递增法对自制未改性滤膜用于膜生物反应器时的临界通量进行了测定.实验结果表明该膜生物反应器的临界通量为23.8 L(/ m2·h).在低于临界通量的条件下,对膜过滤活性污泥的污染行为进行了研究,通过模型计算,得出膜通量的衰减同时符合膜阻力模型、孔堵塞阻力模型和滤饼层阻力模型.对运行后过滤阻力分布进行分析,结果...     

海水曝气生物滤器污染物沿程转化规律的研究

以竹制空心生化球填料生物滤器处理海水养殖废水为对象,在水力负荷为0.58m3/[m3(填料)×h]、氨氮负荷为(0.35~0.46)g/[m3(填料)×h]、有机负荷约为11.58g/[m3(填料)×h]、气水比3:1、pH值为7.8~8.0、DO浓度2.8~5.8mg/L的条件下,考察了有机物和总氨氮(TAN)的沿程转化规律,分析了污染物的空间分布特性.结果表明:在给定的运行条件下,CODMn的主要去除区间在滤器的0~10cm高度,其中CODMn和溶解性CODMn在此处的去除率分别为49.12%和34.88%;TAN的主要去除区间为0~30cm,其中10cm处TAN的去除率为18%,30cm处为55%;生物量和生物活性由下向上呈递减的分布趋势;生物滤器污染物的主要去除区间为0~30cm,受到水质、水量冲击时,较高层的填料(30~60cm)起到了缓冲作用,将下层生物膜未能降解的污染物去除.     

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, 104 CFU/mL的H2菌株并养殖14d,再用104 CFU/mL需钠弧菌处理14d.接种104 CFU/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%(P0.05).     

微生物复合载体制备及包埋Halomonas sp.NH2B的硝化性能

包埋固定化技术可为微生物提供附着载体,提高循环水养殖系统曝气生物滤器(BAF)中微生物去除含氮污染物的能力。文章在聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)复合载体材料基础上,添加0%～2%(w/w)的环糊精(β-CD)、硅藻土(DIA)和沸石(Z-13X),通过正交实验、理化性质、水质监测和扫描电子显微镜分析,考察复合载体机械强度、物化稳定性、可重复利用性、硝化性能和内部结构。结果表明：复合载体最佳复合比例为PVA 10%、SA 2%、β-CD 0%、DIA 2%、Z-13X 1%,该比例的复合载体机械性能良好,改性后的复合载体可适用于酸性尾水中,其内部呈现多孔结构,孔径适合微生物生长。同时,筛选出一株高效硝化菌株Halomonas sp.NH2B,将其包埋于复合载体中进一步研究,该微生物复合载体36 h可100%去除初始浓度为50 mg/L的NH₄⁺-N,且7个循环周期后,复合载体孔隙结构基本保持不变,且有微生物附着,NH₄⁺-N去除率仍可达76.93%。新型复合载体材料可有效解决微生物接种后生存能力弱...