养殖固体废弃物作碳源的海水养殖废水反硝化净化效果

由于养殖废水C/N低且溶解氧（DO）含量高,需要补充碳源并有效脱氧,才能保证高效反硝化。该文开展了以养殖固体废弃物作碳源,海水养殖废水水解、反硝化净化工艺的试验研究。结果表明,养殖废水（水解种污泥与养殖固体废弃物体积比为1︰1、水温20℃）经过10 h水解,水解液DO质量浓度降至0.2 mg/L,NH4+-N、NO3--N、总有机物（TCOD）和总固体（TS）的去除率分别为62.8%、43.5%、24.0%和13.6%。当水解种污泥与养殖固体废弃物体积比为1︰1.5～1︰2.5时,养殖废水在20℃条件下水解6 h,水解液中挥发性脂肪酸（VFA）质量浓度和溶解性有机物/总有机物（SCOD/TCOD） 分别增加32.0%～49.3%和3.5%～9.1%。利用厌氧活性污泥对养殖废水的水解液（体积比为1︰4、水温20℃）进行反硝化净化,NO3--N和TCOD的3 h去除率分别达99.6%和88.3%,而养殖废水直接反硝化10 h, NO3--N和TCOD的去除速率分别为36.5%和75.9%。这表明,在海水循环水养殖系统中,利用养殖固体废弃物作碳源,养殖废水水解、反硝化工艺,能有效脱氧和补充有机碳源,养殖废水反硝化净化效果显著。     

假丝酵母菌降解养殖水体氨氮的特性研究

为筛选降解养殖水体氨氮的功能菌,从海水中取样,用212mg/L氨氮浓度的分离培养基进行培养,筛选获得了一株能高效降解养殖水体氨氮功能的菌株,经鉴定为假丝酵母菌。通过研究养殖水体氨氮浓度、pH值、温度等因素对菌株降解氨氮作用的影响,结果表明,菌株降解氨氮较适宜的条件为：养殖水体氨氮≤20 mg/L,pH值6～7,温度25～30℃,盐浓度0～1％,溶氧2 mg/L以上。假丝酵母菌在这种水体生态条件下接种5％,氨氮降解率接近80％。     

低温工厂化养殖水体氨氮处理微生物的初步研究

为了研究低温环境下工厂化养殖水体氨氮处理微生物，用平板菌落计数法和最大几率数法对处理养殖水体的生物滤池中的微生物数量进行了跟踪检测，同时测定实验组和对照组养殖水体的理化性质。结果显示在实验过程中，硝化细菌和亚硝化细菌的数量持续上升，后期达到稳定；初期系统中没有反硝化细菌，后期数量开始逐渐增加。实验组与对照组的养殖水体的氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐浓度的测定结果证明了生物滤池中的硝化——反硝化系统在发挥作用。实验表明经过低温环境的驯化和诱导，在12℃的低温条件下，微生物处理仍然是工厂化养殖水体中氨氮的有效处理手段。实验验证了在冷水鱼工厂化低温养殖中使用生物滤池处理氨氮的可行性。     

碱蓬浮床对海水养殖尾水的修复效果

[目的]利用碱蓬浮床对富营养化、高盐碱的海水养殖尾水进行修复,为治理严重的海洋环境问题提供新的方法。[方法]通过设计一种兼具物理、化学、生物协同作用的新型组合式碱蓬(Suaeda salsa)浮床,研究其对富营养化海水养殖尾水中总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸钾指数(COD_(Mn))、氨氮(NH_4~+-N)的去除效果,并与传统浮床进行对比。[结果]组合式浮床对TN,NH_4~+-N,TP,COD_(Mn)的去除率分别为62.14%,93.94%,73.05%和60.91%,较传统浮床去除率分别提高了27.36%,21.27%,19.51%,12.43%。[结论]组合式浮床对富营养化、高盐碱的海水养殖尾水具有明显的修复能力。     

广东省海水养殖现状与环境污染负荷评估

广东省发展海水养殖生产具有优越的自然地理环境条件,近年来海水养殖业发展迅速,2008年全省海水养殖产量达223万t,养殖面积18．97万hm^2,产值173亿元。海水养殖生产相应带来环境污染负荷。根据“质量平衡”法,对环境影响最大的3种养殖方式进行估算,2008年广东省对虾池塘养殖氮和磷的环境污染总负荷量分别为1191...     

极大硬毛藻无性系对海水养殖废水中氮盐的去除效果

养殖水体中无机氮的高效去除是开展循环水养殖的重要保障条件之一。该论文研究了极大硬毛藻无性系(简称极大硬毛藻)对循环水养殖水体中无机氮盐的去除效率及特征。结果表明,当藻体密度为(10±1) g/L时,在一定浓度范围(氨氮:0～15 mg/L,亚硝酸盐氮:0～3 mg/L,硝酸盐氮:0～15 mg/L),极大硬毛藻对海水中3类无机氮盐的吸收速率随着时间变化即氮盐浓度降低而降低;其中藻类对氨氮的吸收速率变化较大,而对亚硝酸盐和硝酸盐的吸收速率相对稳定。当3种氮盐质量浓度为3 mg/L,极大硬毛藻首先选择吸收氨氮;当氨氮质量浓度降至1.5 mg/L时,藻开始吸收亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。极大硬毛藻对人工模拟养殖废水中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的15 h去除率可达到94.3%、100%、82.2%。该研究可为极大硬毛藻在循环水养殖水体净化的应用、养殖废水资源化利用和无害化处理技术的建立提供科学依据。     

基于文献计量分析的地下水中氨氮污染去除研究

为研究三十年来地下水中氨氮污染去除的研究热点与发展趋势，本文利用CiteSpace和VOSviewer文献可视化软件，分析了Web of Science数据库和CNKI数据库中已发表地下水中氨氮去除相关文献的发文数量、发文国家及机构、发文作者、载文期刊、关键词和共被引情况。结果表明：2000年之后，地下水氨氮污染去除研究的发文数量不断增长，中美两国在该领域的发文更多、联系更为紧密，近年来在相关政策的推动下，我国在该领域的研究成果明显增多；中国地质大学是发文量最多的机构。目前研究热点集中在材料吸附、厌氧氨氧化、硝化作用等去除方式，研究对象较多关注浅层含水层、潜流带的地下水，未来应更加强新型吸附材料筛选及微生物脱氮等技术的研发，同时注重评估修复技术的绿色可持续。     

廊道式人工湿地处理污水过程中氨氮的去除效果研究

通过廊道式人工湿地（CCW）的生产性试验工程,研究了该处理系统的性能及系统内部氨氮的变化规律。结果表明,CCW处理系统的去除效率高且稳定,氨氮的去除率平均为88%,质量去除率平均为（6.94±2.07） gN·m-2·d-1,系统内部第三单元的氨氮质量去除率最高;CCW处理系统的氨氮质量负荷率小于10 gN·m-2·d-1时,质量去除率与质量负荷率呈明显的线性相关,质量负荷率大于等于20 gN·m-2·d-1时,进水浓度和出水浓度之间呈明显线性相关;处理系统各处理单元及系统整体的体积去除率常数（Kv值）均大于其他湿地处理系统;CCW处理系统氨氮浓度变化与pH值的变化趋势并不一致。     

盐地碱蓬浮床对海水养殖水体原位修复的效果

[目的]研究盐地碱蓬(Suaeda salsa)由陆地生境转移到浮床盐水生环境后的生长情况及其对海水养殖池塘水体原位修复的效果,为利用盐生植物原位修复海水养殖池塘提供方法。[方法]测定修复期间盐水浮床和陆地两种生境下盐地碱蓬的生长及生理生化指标,并监测海水养殖池塘水体水质。[结果]试验期内浮床生境中盐地碱蓬适应良好,生物量显著增加,其中浮床生境盐地碱蓬根系活力、叶片含氮量分别显著高于同期陆地生境中的盐地碱蓬。水质检测表明,修复后浮床区水体中总氮、总磷、氨氮和化学需氧量分别为3.34,0.20,0.47,0.35mg/L,均明显低于对照区,去除效果良好。[结论]盐地碱蓬从陆地生境转移到浮床盐水生境后可以适应水生环境,并通过根系吸收部分去除水中的氮、磷等污染元素。盐地碱蓬原位修复海水养殖池塘水体具有较好的潜力。     

弧形筛及生物净化池净化陆基工厂化海水养殖废水的效果

为了研究陆基工厂化海水养殖废水理想的净化工艺,对山东省烟台市1个大型海水养殖厂的“弧形筛＋4级生物净化池”的废水净化系统进行了各项水质指标的定量检测。结果表明：系统对悬浮物与无机氮和无机磷的去除效果明显;经该系统处理后,养殖废水的溶解氧、pH值、电导率、温度和盐度在排放前已经达到自然海水的常规值;系统中的细菌总量和弧菌总量依废水流入的次序,在各级净化池之间呈现了下降趋势;净化池中底栖单胞藻则体现了丰富的生物多样性。利用废水净化池进行刺参养殖,还可创造显著的经济效益。研究结果证明,该套系统易于建造、废水处理能力强,是一种适合中国国情的理想的陆基工厂化海水养殖废水处理模式。     

秋茄人工湿地净化循环海水养殖废水效果

为了深入研究采用人工湿地方法处理循环海水养殖废水的可行性及其运行特性,以红树林植物秋茄(Kandelia candel)为湿地植物构建耐盐人工湿地,对循环海水养殖废水进行生物处理。该文对比研究了秋茄人工湿地与无植物人工湿地的处理效果,在系统启动17d后的稳定运行阶段,秋茄人工湿地对化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)和氨氮(NH4+-N)的去除率分别在66.4%～73.8%和64.3%～72.4%,明显高于无植物人工湿地对COD56.7%～62.4%的去除率和对NH4+-N51.2%～57.5%的去除率;在总磷(total phosphorus,TP)去除方面,秋茄人工湿地和无植物人工湿地的去除率分别为55.7%～61.7%和54.3%～60.4%,两者并无明显差别。对人工湿地基质酶活性的分析发现,秋茄人工湿地的基质脲酶活性和磷酸酶活性均明显高于无植物人工湿地;同时在秋茄人工湿地基质床中,根系分布最多的表层0～5cm区域基质酶活性明显高于其他区域,表明秋茄的根部对于提高人工湿地基质床的生物活性及其去污能力发挥了显著的作用。对秋茄人工湿地水力条件的研究表明,表面水力负荷对系统去除有机物和氮有较明显的影响,表面水力负荷控制在0.1m3/(m2·d)及以下时,出水水质可达到国家渔业水质标准的要求。该文研究结果为循环海水养殖废水提供了一种生物处理途径。     

海水作景观水引起河道两岸地下水污染研究

利用天津市滨海新区具有较发达的河网和方便的入海通道,将海水引入河道作景观水是改善水环境的措施之一。该文利用垂向二维变密度水流和溶质运移的数值模型,计算了河道中不同海水水位时两岸地下水的溶质污染扩散趋势和范围,并分析了采取暗管向河道底部两侧含水层注水的工程措施对地下水污染的控制作用。结果表明：河道高水位运行时,海水入侵两岸现象明显;低水位时盐分能控制在一定范围内;对于低水位运行并考虑暗管注水,盐分只向河床底部运移,基本不向两岸扩散。     

气提式砂滤器在水产养殖系统中的水质净化效果

为解决传统压力式砂滤罐长时间工作后截留大量固体颗粒物而导致的难以反冲洗的问题,该研究在原有设备基础上进行技术改进;研制出了1种可以边工作边反冲洗的气提式砂滤器;气提式砂滤器集过滤、分离、气浮、自动清洗等功能于一体,可以替代传统用于养殖车间的砂滤罐、无阀滤池、微滤机、机械式气浮等物理过滤装置;试验用1~2 mm石英砂作为过滤介质,过滤水以向上流方向从气提式砂滤器底部慢慢上升,污物被石英砂截留,同时,从底部流入定流量气体,使得污物和砂粒同时被提起,最终在顶端的洗砂装置中石英砂被清洗干净并由于重力作用而落回系统,污物和废水从排污口流出;试验表明,气提式砂滤器设备简单、操作简便,不需停机反冲洗,系统运行连续平稳,能耗小并且易于日常维护和检修;数据表明,这种气提式砂滤器对海水循环水养殖系统中的颗粒悬浮物(suspended solids,SS)和化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)平均去除率分别为(41.31%±7.72%)、34.04%,同时也降低了氨氮、亚硝酸盐含量,过滤后养殖水颗粒悬浮物质量浓度≤67.33 mg/L。气提式砂滤器在海水循环水养殖系统中进行物理过滤,是1种行之有效的方法,满足了养殖车间的水处理要求。     

鲍放养密度对循环水养殖水质的影响及生物滤器净化效果

该文以皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai Ino)循环水养殖的排放水体为研究对象,以提高水循环系统综合利用率为目标,比较了鲍(壳长为(38.34±1.63)mm,体质量(7.97±0.42)g)在高(500个/m~2)、中(300个/m~2)、低(100个/m~2)密度下养殖水环境的变化特点,并综合评价了移动床曝气生物滤器的水处理效果。研究表明:放养密度对水体中总氨氮(TAN)、亚硝酸盐氮(NO_2~–-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、磷酸盐(PO_4~(3–)-P)浓度和可培养异养细菌总数均有显著影响(P0.05),依次表现为高密度组中等密度组低密度组。中、高密度组硝酸盐氮(NO_3~–-N)、化学需氧量(COD)浓度和弧菌总数并没有显著差异(P0.05),但均显著高于低密度组(P0.05)。现行工况下(水循环率、温度、水力负荷等),生物滤器对TAN、NO_2~–-N、NO_3~–-N、TN、PO_4~(3–)-P、TP、COD的平均去除率分别为16.40%、15.81%、2.93%、12.22%、2.91%、6.48%、9.47%。该生物滤器对养殖排放水中能够对鲍产生明显毒害作用的TAN、NO_2~–-N处理效果较好,使其均维持在安全的浓度范围内,满足实际生产需求。但对NO_3~–-N、TN的脱除以及低浓度PO_4~(3–)-P和COD的处理效率相对较低。因此,综合经济和生态效益等多方面因素,在该试验的多层、立体循环水养殖系统内,将皱纹盘鲍的密度设定为500个/m~2时是较为合适的。     

贝类对海水养殖新源水悬浮物的生物沉积作用

为了去除工厂化海水养殖新源水中含有的大量悬浮颗粒物,针对蓄水池中悬浮物重力沉降速率较慢,利用一般的机械过滤或泡沫分离又消耗大量能源的缺点,该试验选择适应能力强的滤食性双壳贝类太平洋牡蛎（Crassostrea gigas）和紫贻贝（Mytilus galloprovincialis）,在不同时期进行现场试验,测定其对蓄水池新源水中悬浮物的生物沉积速率并评估通过一定规模放养贝类对整个蓄水池中悬浮物的沉积效果。结果表明,在适宜的温度条件下（17～25℃）,太平洋牡蛎对蓄水池水中悬浮物生物沉积速率为1.08～1.32 g/（ind·d）,紫贻贝为0.65～0.85 g/（ind·d）。通过在蓄水池中大量吊笼养贝类,蓄水池中贝类养殖区的悬浮物沉降速率明显高于非养殖区。表明滤食性双壳贝类可以用于工厂化养殖新源水中悬浮物的去除,不仅能够实现污染物的资源化去除,还降低了新源水的后续处理负荷。     

曝气对垂直流湿地处理水产养殖废水脱氮的影响

人工湿地作为一种有效的污水处理技术,现已被逐渐拓展到水产养殖业中。鉴于其与养殖竞争有限土地资源的弊端,如何构建节地高效型湿地成为未来研究的重点。曝气增氧是强化潜流湿地净化效能的重要措施之一,但是关于曝气强度以及净化效率与影响因素的关系仍缺乏深入系统的研究。为此,该文设计构建了7组不同要素组合的垂直流湿地小试系统,同步或分阶段探讨了曝气强化对垂直流湿地脱氮的影响。研究结果表明,无论曝气与否,构建的7组湿地系统于试验运行工况下都存在明显的硝化过程,且空气复氧和植物根系泌氧足以弥补硝化作用耗氧量。曝气增氧进一步强化了湿地内部的矿化和硝化过程;鉴于养殖废水不缺乏碳源(该研究各组湿地进水碳氮比在28.4~30.6之间),湿地内部的反硝化几率增大,导致曝气后总氮的去除效率提高。但是曝气条件下过高的溶解氧又会进一步抑制反硝化过程,从而也会导致系统总氮去除速率的下降。因此,对垂直流湿地而言,曝气强度不是愈高愈好。为了获得更高的脱氮效率,建议可以通过延长水力停留时间或者在垂直流湿地尾部增设水平潜流湿地来补充反硝化过程,进而提高系统对总氮的去除效果。     

适宜牡蛎与龙须菜配比提高含氮养殖废水处理效果

水产养殖废水中含有大量的N、P等营养素,不加处理的排放将带来环境污染,通过养殖废水的资源化利用,可以保护环境,同时获得经济效益,促进水产养殖业可持续发展。该文研究了太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)与龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)处理大西洋鲑(Salmo salar)养殖废水的适宜养殖密度与数量配比。研究内容分为两部分:1)龙须菜试验。探讨不同龙须菜养殖密度(0.8、1.6、2.4和3.2 g/L)对大西洋鲑养殖废水氮素的去除效果,结果表明,龙须菜湿质量为2.4 g时对大西洋鲑养殖废水有较好处理效果,其中TAN、NO2-N、NO3-N的最高去除率分别为59.20%、62.16%和21.77%。2)牡蛎和龙须菜混养试验。试验中牡蛎(软体部湿质量)、龙须菜(湿质量)密度均为1.6、2.4、3.2 g/L。结果表明,牡蛎2.4 g/L、龙须菜2.4 g/L组合对废水中的NO2-N去除率达40.29%;牡蛎、龙须菜对TAN的去除存在交互作用,且龙须菜影响效应较大,2.4 g/L龙须菜对TAN去除率最高达74.44%;牡蛎2.4 g/L、龙须菜1.6 g/L时对NO3-N去除效果好,但与龙须菜密度2.4 g/L时无显著性差异。综合分析确定二者密度均为2.4 g/L,即牡蛎与龙须菜密度比为1:1时处理效果最佳。     

光谱技术在水产养殖水质监测中的应用进展及趋势

水产养殖的水质是关乎水产养殖经济效益和水产品品质的关键因素,与传统的水质检测方法相比,光谱技术具有无创性、快速性、可重复性、准确性等优点,已成为水质监测的重要发展方向。该文总结和整理现有国内外研究文献,对基于光谱技术的水质重要参数监测、数据预处理方法、特征波段提取、预测模型算法进行了系统的分析与讨论。综述结果表明,实时在线的水产养殖水质监测将成为重点研究方向;多源光谱融合、多参数的水产养殖水质监测将会成为新的发展方向;对于光谱数据的处理,将多种数据处理算法相结合,仍将占据主导;而非线性建模将成为水产养殖水质数据分析的主流方法非线性数据建模,将成为光谱技术应用于水产养殖水质监测的主流建模发方法。     

集成随机配置网络在养殖水质监测中的应用

为解决集约化水产养殖过程水体氨氮浓度无法实时检测的问题,提出基于Bagging集成随机配置网络(stochastic configuration network,SCN)的建模方法,利用养殖过程采集的相关水质参数对养殖水体氨氮浓度进行软测量。该方法首先采用Bootstrap方式生成多个不同的训练子集,然后并行训练多个SCN模型,最后将各个SCN模型的输出结果取均值作为Bagging-SCN模型的输出。为验证方法的有效性,分别通过UCI标准数据库中的机翼自噪声数据集和集约化海水养殖过程数据集进行了仿真试验,将该研究提出的Bagging-SCN模型与单一SCN模型、以及目前应用最广泛的随机权向量函数连接网络(random vector functional-link net,RVFL)模型、Bagging-RVFL模型的测量效果进行了比较。试验结果表明:该文所提模型对机翼自噪声数据集中缩放声压级测量的均方根误差、平均绝对百分比误差和最大绝对误差分别为4.225 dB、2.599%和17.500 dB;在对集约化海水养殖过程中水体氨氮浓度测量的均方根误差、平均绝对百分比误差和最大绝对误差分别为0.0628 mg/L、27.851 mg/L和0.189 mg/L均优于其他测量模型;进一步说明该模型具有较高的测量精度和稳定性,更适合应用于集约化水产养殖水质监测过程。