不同生物池滤料挂膜水处理效果初探

2015-11-28罗海忠吴洪喜柳敏海彭志兰油九菊周朝生

浙江农业科学 2015年4期

关键词：玻璃缸生化水产

张涛，罗海忠，吴洪喜，柳敏海，彭志兰，油九菊，周朝生*

（1.浙江海洋学院水产学院，浙江舟山 316000；2.舟山市水产研究所，浙江舟山 316000；3.浙江省海洋水产养殖研究所，浙江温州 325000）

不同生物池滤料挂膜水处理效果初探

张涛1，罗海忠2，吴洪喜3，柳敏海2，彭志兰2，油九菊2，周朝生3*

（1.浙江海洋学院水产学院，浙江舟山 316000；2.舟山市水产研究所，浙江舟山 316000；3.浙江省海洋水产养殖研究所，浙江温州 325000）

在人工配制模拟养殖污水情况下，选择陶瓷环、生化球、生化环、毛刷、藤棉作为生物池滤料，研究其对，，COD的去除效果。结果表明，试验所选用的5种挂膜材料对模拟养殖污水都有一定程度的降解净化作用，能明显改善水质。总体来看，陶瓷环对模拟养殖污水中，，COD的降解效果较好，且挂膜时间最短，是最理想的挂膜材料；生化环效果次之，也具有一定的推广应用价值。

模拟养殖污水；挂膜材料；微生物；处理效果

随着养殖业的快速发展，养殖密度增加，养殖业自身污染日趋严重，加之水产品疾病频发，导致养殖用水量日益增长，迫使人们加快对水处理技术的研究［1］。生物挂膜是指生物池净化构筑物中填充数量较多的挂膜介质，当有机物废水均匀地淋洒在介质表层时，会沿介质表面向下渗流，在充分供氧的条件下，原存在于废水中的具有自净作用的微生物就在介质表面增殖［2］，其工作原理主要是模仿自然状态下污水的自净能力。亚硝化细菌和硝化细菌广泛存在于养殖水体中，资料显示，亚硝酸细菌在自然状态下能达到的最大浓度为2.50×106L-1，硝化细菌为2.00×106L-1［3］，可是这样的浓度级对处理高密度渔业养殖生产的废水来说远远不够，需要在人为因素的介入下［4］，缩短相关微生物的循环周期，培养优势菌种，提升微生物处理养殖污水的能力［5］。因此，养殖污水处理技术中生物挂膜材料的选择便成为研究的重点。

关于生物池挂膜材料的研究，从20世纪60年代兴起至今已发展了50多年。最早的挂膜材料主要应用在污水处理厂，用以处理工业废水和生活污水［6］。生物池挂膜材料上的微生物主要用于处理养殖废水中的可溶性营养盐［7］，如，， COD等。氨态氮的毒性很高，它能通过鱼的鳃部和皮肤很快进入血液，影响鱼类生长；亚硝酸盐氮能迅速渗透到鱼体，使鱼血液失去携氧功能［8］，严重时危及生命；COD是评价养殖水体污染的主要因子，一旦COD含量超标，养殖水体将逐渐恶化［9］，影响养殖效益［10］。因此对养殖污水中上述3类成分的处理在养殖废水处理中就显得尤为重要。生物挂膜材料有很多种，如珊瑚石、生化球、藤棉、陶瓷环、毛刷、纤维和生化环等，但各种挂膜材料处理污水的能力各不相同。一般来说，评价某种挂膜材料的优劣主要从挂膜成功所需要的时间、挂膜材料与微生物融合的程度、挂膜成功后处理养殖污水的稳定性等方面考虑［11］。基于生产实践的需要，为了进一步摸清各种生物挂膜材料性能的差异，特开展本研究，以期为循环水养殖技术提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

选择的挂膜材料主要有毛刷、生化环、生化球、陶瓷环和藤棉（图1）；各材料参数详见表1。

污水为人工配制养殖废水，由氯化氨、亚硝酸钠、邻苯二甲酸氢钾配制而成，，，COD浓度分别为2.5，5.0和10 mg·L-1。

试验盛水的容器为15个200 L的玻璃缸，各配备15个供水流量达1 000 L·h-1的水泵，15根15 mm PVC管。

图1 试验用的挂膜材料

表1 供试生物滤料的参数

1.2 处理设计

每个玻璃缸加入人工配制模拟污水100 L，在玻璃缸内底部放置32 L的生物挂膜材料，进行直接挂膜试验。在每个玻璃缸中装配一个流量为1 000 L·h-1的水泵，水泵上装有15 mm的水管，让整个玻璃缸中的模拟污水处于循环状态。每种挂膜材料设3个平行。

试验期间，保持温度28～32℃，DO在6～8 mg·L-1，盐度28～32.3 mg·L-1，pH值7.8～8.5。处理后1，3，6，9，12，15，18，21，24 d分别测定每个玻璃缸中，，COD浓度，分析其变化情况。

1.3 测定项目

1.4 数据分析

试验所得数据采用SPSS 11.0和M icrosoft Excel 2003处理。

2 结果与分析

2.1 对NH+4的去除效果

图2 各处理不同时间NH+4浓度的变化

2.2 对NO-2的去除效果

2.3 对COD的去除效果

试验14 d后，各种材料对COD的去除效果在10%～30%。之后试验再进行1周，各种材料对COD的处理效果增加至38%～62%，随后COD含量无显著变化。由图4可知，5种滤料降解 COD的能力均随着时间的延长而递减。藤棉和生化环对COD的去除效果达到62%，毛刷对COD的降解效果为53%，生化球对COD的处理效果为50%，为陶瓷环COD的去除效果仅为38%。

图3 各处理不同时间NO-2浓度的变化

图4 各处理不同时间COD浓度的变化

2.4 挂膜时间

3 小结与讨论

本研究表明，试验所选用的5种挂膜材料对模拟养殖污水都有一定程度的降解净化作用，能明显改善水质。但不同的挂膜材料对水质的净化效果不同。总体来看，陶瓷环对模拟养殖污水中，，COD的降解效果均较好，且挂膜时间最短，是最理想的挂膜材料，生化环效果次之。

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（责任编辑：高峻）

S 959

0528-9017（2015）04-0445-03

10.16178/j.issn.0528-9017.20150401

2014-12-14

浙江省科学技术厅重大科技专项重点农业项目［2013C02029］

张涛（1986-），男，研究生。E-mail：hanshuiyixiang@163.com。

周朝生（1972-），男，博士，高级工程师。E-mail：zcscll@126.com。