育苗池內(nèi)水體凈化處理技術(shù)研究

育苗池內(nèi)水體凈化處理技術(shù)研究

河岸的生長(zhǎng)可分為五個(gè)發(fā)育過(guò)程：卵、跳蚤、眼睛、幼蟹和成蟹。在河蟹的人工育苗中從卵到大眼幼體尤為重要,此時(shí)蟹苗的放養(yǎng)密度高,排泄物和殘餌多,易使水質(zhì)惡化,傳統(tǒng)的人工育苗技術(shù)中需及時(shí)更換新鮮的經(jīng)升溫的養(yǎng)殖海水,導(dǎo)致養(yǎng)殖成本提高。設(shè)置的防止蟹苗流失的篩網(wǎng)又使大部分呈懸浮狀的污染物不能有效地通過(guò)換水排出,不能有效解決水質(zhì)惡化問(wèn)題,易對(duì)周圍環(huán)境造成污染。研究開(kāi)發(fā)河蟹育苗的水質(zhì)凈化處理技術(shù),保持苗池良好的生態(tài)環(huán)境,減少苗池水的更換,是提高蟹苗成活率和單位產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵。本研究借鑒現(xiàn)代水處理技術(shù),采用添加環(huán)境有益微生物等手段,通過(guò)基礎(chǔ)試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn),力圖為河蟹人工育苗中水質(zhì)惡化、頻繁換水等問(wèn)題探索一條新的解決途徑。1材料和方法1.1基礎(chǔ)測(cè)試1.1.1nthececibacteria為選擇合適的苗池水循環(huán)凈化處理工藝,對(duì)懸浮生物處理法和生物接觸氧化處理法凈化養(yǎng)殖水進(jìn)行了比較試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示;生物接觸氧化法組中以多孔沸石為填料。試驗(yàn)所添加的光合細(xì)菌(Photosyntheticbacteria,PSB)菌液及硝化細(xì)菌(Nitrofyingbacteria,NB)菌液均由華東師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)系分離培養(yǎng)。其中PSB菌液主要由球形紅假單胞菌(Rhodopseudomonuspalustris)、莢膜紅假單胞菌(Rhodopseudomonuscapsulate)組成,菌數(shù)大于3×109個(gè)/ml,NB菌液菌數(shù)大于108個(gè)/ml。玉壘菌粉劑(S40)主要成分為放線菌。添加劑量分別為0.033ml/L,6.7ml/L,0.033ml/L。模擬養(yǎng)殖水為某富營(yíng)養(yǎng)化的河水。實(shí)驗(yàn)采用批式進(jìn)水方法進(jìn)行,水力停留時(shí)間(HRT)為24h。1.1.2填料掛膜本實(shí)驗(yàn)采用接觸氧化工藝,以多孔沸石為填料,用NB菌液掛膜。采用連續(xù)進(jìn)水,裝置如圖2所示,水力停留時(shí)間(HRT)為1.2h,模擬養(yǎng)殖水與2.1.1相同。1.2生產(chǎn)力試驗(yàn)1.2.1苗池和水循環(huán)處理系統(tǒng)的試驗(yàn)試驗(yàn)苗池如圖3所示,同時(shí)設(shè)置對(duì)照組,采用常規(guī)方法換水育苗。1.2.2luscereus菌劑所用的PSB,NB,S40等與2.1.1相同,BC(Beilluscereus)菌劑由北京農(nóng)業(yè)大學(xué)提供,(為高濃度SOD產(chǎn)生菌),分子篩等。使用方法為苗池潑灑和池底布撒兩種。其中池底布灑是在布苗前一天,用分子篩吸附PSB、NB和S40后,布撒于池底和水溝底部。1.2.3碳氮營(yíng)養(yǎng)物的制備接觸氧化池中在布苗前一周接種PSB25kg、NB25kg、S400.1kg、BC0.1kg,與集水溝進(jìn)行自循環(huán),并間歇加入碳氮營(yíng)養(yǎng)物。數(shù)天后填料表面逐漸出現(xiàn)黃褐色生物膜,對(duì)COD、氨氮都有明顯去除效果,表明掛膜基本完成。1.2.4餌料添加量bPSB除作為開(kāi)口餌料與單胞藻結(jié)合應(yīng)用外,還在喂輪蟲(chóng)和鹵蟲(chóng)時(shí),添加PSB,添加量分別為餌料量的3%。整個(gè)育苗過(guò)程均喂活餌料,包括牟氏角毛藻(ChaetocerosMuelleriLemmermann)、褶皺脊尾輪蟲(chóng)(Branchionusplicatilis)和鹵蟲(chóng)。1.2.5苗水池循環(huán)使用蟹苗培育至池內(nèi)出現(xiàn)氵蚤Ⅱ期幼體,啟動(dòng)試驗(yàn)池的凈化循環(huán)處理裝置。試驗(yàn)苗池水在整個(gè)育苗期間循環(huán)使用,只補(bǔ)充少量蒸發(fā)損耗的水。對(duì)照苗池各期更換水量為:氵蚤Ⅱ期20%～25%,氵蚤Ⅲ期25%～30%,氵蚤Ⅳ期50%～70%,氵蚤Ⅴ期70%～100%。1.3分析測(cè)試水質(zhì)和微生物檢測(cè)方法見(jiàn)參考文獻(xiàn)1和2。在苗池4個(gè)角和中間共5個(gè)樣點(diǎn)采集水樣進(jìn)行蟹苗密度的計(jì)數(shù)測(cè)定。2試驗(yàn)結(jié)果2.1基本試驗(yàn)結(jié)果2.1.1有機(jī)物和氨氮的去除效果試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。由表7可知,投加填料的生物膜曝氣反應(yīng)器,對(duì)有機(jī)物和氨氮的去除效果均明顯優(yōu)于懸浮生物曝氣反應(yīng)器,其中CODCr去除率高出30%以上,氨氮去除率高8%。因此可推斷在實(shí)際應(yīng)用時(shí)的水循環(huán)凈化處理裝置中采用投加填料的生物接觸氧化法效果較好。2.1.2氨氮的去除硝化細(xì)菌掛膜的生物接觸氧化法處理模擬養(yǎng)殖水的結(jié)果如下表所示。由表2可知,采用硝化細(xì)菌等復(fù)合菌群掛膜的生物接觸氧化反應(yīng)器,在連續(xù)進(jìn)水,HRT為1.2h的條件下,出水氨氮均在0.7mg/L以下,氨氮去除率高達(dá)85%左右,并且氨氮全部轉(zhuǎn)化為硝氮,無(wú)亞硝氮的積累。這同樣也顯示了在養(yǎng)殖水處理中應(yīng)用高效微生物掛膜和生物接觸氧化工藝等技術(shù)具有水力停留時(shí)間短,出水符合養(yǎng)殖水要求的特點(diǎn),對(duì)養(yǎng)殖水處理是是十分有效的和可行的。以上基礎(chǔ)試驗(yàn)表明,在水循環(huán)凈化處理裝置中采用生物接觸氧化工藝,同時(shí)投加光合細(xì)菌、硝化細(xì)菌和放線菌等有益微生物進(jìn)行苗池水凈化處理是有效的和可行的。2.2生產(chǎn)力試驗(yàn)的結(jié)果在基礎(chǔ)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了河蟹配制海水溫室育苗的生產(chǎn)性試驗(yàn),結(jié)果如表3所示。2.2.1蟹苗、小池和對(duì)照池氨氮情況育苗期間,試驗(yàn)苗池和對(duì)照苗池的氨氮變化情況如表3和圖4所示。試驗(yàn)苗池水沒(méi)有更換,其氨氮在氵蚤Ⅰ期逐漸增加到0.74mg/L,隨著氵蚤Ⅱ期水循環(huán)裝置的啟動(dòng),氨氮立即降至0.42mg/L,而后試驗(yàn)苗池水的氨氮濃度基本保持在0.5mg/L左右。而對(duì)照苗池的氨氮濃度隨著蟹苗的生長(zhǎng)逐漸增加,在氵蚤Ⅳ和氵蚤Ⅴ期分別達(dá)到2.61mg/L和3.12mg/L,盡管及時(shí)采用換水等措施,但仍然居高不下。同期氨氮最大的差值為氵蚤Ⅴ期,對(duì)照池比試驗(yàn)池高2.17mg/L,試驗(yàn)苗池氨氮情況明顯優(yōu)于對(duì)照苗池。上述試驗(yàn)結(jié)果表明,采用本套技術(shù)可使育苗水中氨氮濃度在不換水的情況下保持在0.5mg/L,明顯優(yōu)于對(duì)照苗池。2.2.2幼苗耗氧增加由表3和圖5可知,育苗池中DO在7.0～9.0mg/L之間,育苗早期的DO值稍高于后期,說(shuō)明后期的氵蚤狀幼體耗氧有所增加,這在對(duì)照苗池更加明顯。同時(shí)間比較,試驗(yàn)苗池DO明顯高于對(duì)照苗池。上述試驗(yàn)結(jié)果表明,采用本套技術(shù)可使育苗水中DO在不換水的情況下保持在7.5mg/L以上,明顯高于對(duì)照苗池。2.2.3異養(yǎng)細(xì)菌與光合細(xì)菌對(duì)廢水中有機(jī)物的去除效果為了更好的說(shuō)明以上水質(zhì)指標(biāo)的變化,對(duì)試驗(yàn)苗池與對(duì)照苗池的水體及底泥中的微生物數(shù)量進(jìn)行了測(cè)定,測(cè)定結(jié)果如表4所示。由表4可知,試驗(yàn)池水體與底泥中異養(yǎng)細(xì)菌同光合細(xì)菌數(shù)高于對(duì)照池,異養(yǎng)細(xì)菌與光合細(xì)菌對(duì)于系統(tǒng)中有機(jī)物的去除起到了非常重要的作用(試驗(yàn)池有機(jī)物濃度低于對(duì)照池);而試驗(yàn)池中亞硝酸細(xì)菌及硝酸細(xì)菌的數(shù)量也高于對(duì)照池,同水化學(xué)數(shù)據(jù)相符,正是這些微生物和循環(huán)凈化裝置的綜合作用使得試驗(yàn)苗池中的氨氮和DO情況明顯優(yōu)于對(duì)照苗池。2.2.4池塘幼蝦成活率的比較河蟹幼體培育各期的成活率存在明顯的差異(如表5所示)。試驗(yàn)苗池的河蟹幼體各期的成活率則明顯高于對(duì)照池,氵蚤Ⅰ發(fā)育至大眼幼體總的成活率達(dá)19.4%,大大高于對(duì)照池的8.1%的成活率。試驗(yàn)池大眼幼體產(chǎn)量為每立方米175.8g,每公斤大眼幼體16萬(wàn)只。2.3蟹苗生長(zhǎng)方案在以上試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,配制海水河蟹人工育苗水循環(huán)凈化處理方案如圖6所示,該方案根據(jù)蟹苗生長(zhǎng)的特點(diǎn),綜合運(yùn)用環(huán)境有益微生物組合技術(shù)、餌料生物應(yīng)用技術(shù)和苗池水循環(huán)生物處理技術(shù),并進(jìn)行優(yōu)化組合,從生長(zhǎng)環(huán)境和餌料等方面保證蟹苗不同階段生長(zhǎng)的需要,避免使用藥物,減少養(yǎng)殖污水的排放。3討論3.1生物組合技術(shù)在普通的集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中生產(chǎn)者(藻類等)數(shù)量較少,而養(yǎng)殖生物密度高,需投加大量的餌料,剩余餌料與養(yǎng)殖生物的排泄物也必然進(jìn)入養(yǎng)殖水體,而養(yǎng)殖水體中存在的分解者(主要是細(xì)菌等微生物)卻無(wú)法完全分解這些剩余餌料和排泄物,導(dǎo)致各種有毒有害物質(zhì)的積累,溶解氧下降,水體發(fā)黑變臭。經(jīng)分解轉(zhuǎn)化生成的N、P等營(yíng)養(yǎng)元素,因系統(tǒng)中生產(chǎn)者數(shù)量少而不能充分利用,以氨氮、亞硝氮的形式存于系統(tǒng)中影響?zhàn)B殖生物的生長(zhǎng),甚至發(fā)生毒害。強(qiáng)化養(yǎng)殖系統(tǒng)中有益微生物的分解轉(zhuǎn)化作用及對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的利用,是養(yǎng)殖水生生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)暢通的關(guān)鍵。在試驗(yàn)中通過(guò)加入PSB、NB、S40和BC等有益微生物強(qiáng)化分解者對(duì)有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽的分解轉(zhuǎn)化作用,加入單胞藻強(qiáng)化生產(chǎn)者對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收利用,同時(shí)加入的PSB和微藻等又是蟹苗良好的開(kāi)口餌料。PSB是一種在自然界廣泛分布并在地球物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化循環(huán)中不可缺少的水生微生物,能有效去除養(yǎng)殖水體中的污染物,作為餌料添加劑可提供養(yǎng)殖生物豐富的營(yíng)養(yǎng)。玉壘菌是由一類高溫放線菌為主制成的系列產(chǎn)品,對(duì)污泥、廢水、禽畜糞便的處理和惡臭的去除有良好的效果。硝化細(xì)菌則可轉(zhuǎn)化氨氮為亞硝氮,進(jìn)而將亞硝氮氧化為硝態(tài)氮。而加入的微藻除可通過(guò)光合作用產(chǎn)生氧氣,吸收有害物質(zhì)(如氨等),對(duì)水質(zhì)有改良作用,還為輪蟲(chóng)和苗種提供適口的開(kāi)口餌料。而投加的輪蟲(chóng)能攝食有機(jī)碎屑、細(xì)菌、藻類,維持細(xì)菌、藻類的適當(dāng)密度,本身也能作為餌料被早期幼體攝食,對(duì)改善育苗水質(zhì)、維持養(yǎng)殖水生態(tài)系統(tǒng)的良好狀態(tài)有著重要的意義。生物組合技術(shù)在養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用如圖7所示。生物組合技術(shù)(有益微生物應(yīng)用技術(shù)、餌料生物應(yīng)用技術(shù)和水循環(huán)凈化裝置的有機(jī)組合)不僅使試驗(yàn)苗池氨氮明顯低于對(duì)照池,DO高于對(duì)照池,滿足河蟹育苗的要求,提高蟹苗成活率,養(yǎng)殖水得以循環(huán)使用。這些都表明本試驗(yàn)中采用