水质调控对生物滤器生物膜培养的影响研究
海水循环水养殖模式应用了先进技术和较多的水处理设备等，能够保护生态环境和提供高质量的水产品，是水产养殖业中工厂化可持续发展的必然选择。水处理系统是循环水高效养殖成败的关键，而生物滤器是水处理系统的核心部分，因此生物滤器高效稳定运行对循环水养殖有很重要的意义。 本论文以循环水处理系统中生物滤器净水技术为研究核心，研究了生物填料对生物滤器的净水效果，优化了生物滤器稳定运行的工况条件。以此确定生物滤器运行的适宜条件，为工厂化循环水养殖系统中最优设计和生物滤池的正常运转及维护管理提供试验数据。实验主要内容以及结论如下： 1.以添加葡萄糖、氯化铵等营养物质的模拟养殖海水废水为生物滤器处理对象，以爆炸棉（PP）作为生物载体，将微生态制剂作为培养生物膜的菌种，探讨了微生物在生物载体上形成生物膜的过程、周期及变化规律。通过生物膜培养阶段生物膜上总异养细菌、氨氧化细菌及硝化细菌数量，以及生物滤器启动阶段水中氨氮、亚硝态氮及硝态氮含量的变化，探讨了进水氨氮浓度对生物膜成熟周期以及净水效率的影响，从而确定合适的培养生物膜的进水氨氮浓度。结果表明：进水氨氮浓度越高，越有利于生物膜的生长和形成，缩短生物膜成熟的周期，使生物滤器更快的进入稳定运行期；生物膜上的微生物群落是个逐步形成的过程，最终达到一个相对稳定的状态；生物滤器的启动周期与生物膜上各类细菌数量的多少与生物滤器的工况条件（水力负荷、废水的特性、温度、菌种以及所采用的生物载体）密切相关。在本实验条件下，在不同进水氨氮浓度下，生物滤器启动时间为30-60d； 2.比较了不同滤料(火山岩、生物滤球、珊瑚石+爆炸棉)在模拟海水养殖废水中的生物膜培养状况，生物膜成熟之后对两种不同进水氨氮浓度下各滤料在五组 C/N时模拟海水养殖废水处理效果进行分析，得出每组滤料对应的最佳碳氮比，并拟合出氨氮降解的动力学方程。结果表明：珊瑚石+爆炸棉和火山岩滤料的生物膜成熟时间明显短于生物滤球，生物膜成熟时间依次需要30、33、40d；同一初始氨氮浓度下各组滤料硝化速率随着 C/N比的增大而增大，在 C/N为5时，各组滤料有最大的硝化速率，且硝化速率顺序为：珊瑚石+爆炸棉>火山岩>生物滤球；相同C/N下，各组滤料在初始氨氮浓度为2.5mg/L时比初始氨氮浓度为5.0mg/L时的硝化速率高；同一初始氨氮浓度下，各滤料的亚硝态氮浓度变化过程中最高的亚硝态氮浓度随C/N的增大均呈现降低趋势；在相同C/N下，各滤料均随初始氨氮浓度的增大亚硝态氮的最高浓度也增大。 3.以模拟人工养殖废水为处理对象，以微生态净水剂作为生物膜生长的菌种，初步探索了在不同进水氨氮浓度下的各生物滤池在不同气水比下的去除氨氮能力，由此确定曝气生物滤器运行需要的合适气水比。结果表明：随着气水比的逐步增大，生物滤池对TAN的平均去除率随之增大，均达到80％以上，亚硝浓度的积累程度也随着降低。生物滤池在不同气水比条件下的平均去除率经 SPSS软件统计分析，气水比为3：1时与4：1、5：1、6：1、8：1、10：1、12：1气水比的梯度下有显著性差异，气水比为4：1与10：1时有显著性差异，而另外五个气水比梯度之间对TAN的平均去除率无显著性差异（p<0.05）。在本实验条件下，考虑到运行成本等条件，维持气水比在5：1可使各生物滤池对TAN有较好的去除率。
水质调控;生物滤器;生物膜培养;净水效果
中国海洋大学
硕士
无机化学
曲克明
2013
中文
S969.38;S967
72
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）