利用菌类处理水产养殖废水技术研究

范晓璐，王佳敏，李 雪，谭 珍，赵 琨，付春鹏,2，李法君,2

(1.潍坊科技学院农学与环境学院，山东 寿光 262700；2.潍坊科技学院山东半岛卤水资源高值化绿色化综合利用工程技术研发中心，山东 寿光 262700)

水产养殖需水量巨大，如每养殖1吨对虾则需用8.6万吨海水。若采用传统的频繁换水的方式来改善水质，一方面会造成水资源的极大浪费，另一方面也会给环境施加巨大的压力。因此，如何将水产养殖废水进行绿色化处理循环再利用，就成为当前亟待解决的课题。本试验采用多种菌类对养殖废水进行了无公害处理，旨在为水产养殖废水的循环再利用提供参考。

一、试验材料

1.试验用水

本试验用水取自潍坊北部一工厂化养殖场，水质指标见表1。

表1 试验用水水质指标

2.试验菌种

芽孢杆菌和硝化细菌来自本实验室前期鉴定并保存的菌种，光合细菌购自一生物科技公司。

二、试验方法

1.试验设计

试验共设计4 个平行组：第一组添加芽孢杆菌、第二组添加硝化细菌、第三组添加光合细菌、第四组为对照组，每组设3个重复。将废水分别置于20厘米×40厘米×30厘米的玻璃缸中，统一添加到20 厘米高度。前三组藻种的接种量控制在5.0×107个细胞/毫升。每隔24小时取样测定相关指标。

2.测定方法

氨氮的测定采用水杨酸分光光度法，亚硝态氮的测定采用乙二胺光度法，COD的测定采用高锰酸钾法，溶氧和pH的测定采用便携式测定仪。

三、结果

1.氨氮(见图1)

图1 氨氮的降解效果

芽孢杆菌、硝化细菌和光合细菌对养殖废水氨氮的处理结果如图1 所示。从整体来看，3 种细菌都可以降解废水中的氨氮，其中芽孢杆菌对氨氮的降解效果最好，氨氮去除效率为86.01%；其次是硝化细菌，氨氮去除效率为84.40%；最后为光合细菌，氨氮去除效率为75.99%。

2.亚硝态氮(见图2)

图2 亚硝态氮的降解效果

芽孢杆菌、硝化细菌和光合细菌对养殖废水亚硝态氮的处理结果如图2 所示，3 种细菌都可以有效降解废水中的亚硝态氮，其中硝化细菌对亚硝态氮的降解效果最好，去除效率为98.94%；其次是光合细菌，亚硝态氮去除效率为98.64%；最后为芽孢杆菌，亚硝态氮去除效率为98.49%。

3.COD(见图3)

图3 COD的降解效果

芽孢杆菌、硝化细菌和光合细菌对养殖废水的处理结果如图3 所示，3 种细菌都可以有效降低废水中的COD，其中光合细菌对COD 的降解效果最好，降解率为78.99%；其次是芽孢杆菌，降解率为76.87%；最后为硝化细菌，降解率为64.52%。

4.溶氧(见图4)

图4 溶氧的变化

芽孢杆菌、硝化细菌和光合细菌处理废水过程中溶氧的变化如图4所示，光合细菌处理水体中的溶氧要高于对照组，而芽孢杆菌和硝化细菌处理组中的溶氧要低于对照组。

5.pH(见图5)

图5 pH的变化

芽孢杆菌、硝化细菌和光合细菌处理废水过程中pH 的变化如图5 所示，硝化细菌处理水体中后期的pH要略高于其他3组。整体而言，3个处理组中的pH没有显著差异。

四、讨论

水体中氨氮及亚硝酸盐浓度是衡量水质好坏的重要指标，研究证实：芽孢杆菌可将养殖水体的氨氮和亚硝酸盐分别转化为氨气和硝酸盐，有效降低养殖水体中氨氮和亚硝酸盐含量，从而达到改善水质、防治病害的目的。已有的研究表明：芽孢杆菌对氨氮和亚硝酸盐的降解率通常为80%和90%，而本试验所筛选的芽孢杆菌对氨氮和亚硝酸盐的降解率分别为86.01%和98.94%，去除效果明显，表明此芽孢杆菌值得在今后的养殖废水处理中推广应用。

硝化细菌是一类好氧的、通过亚硝酸获得能源、并以CO2为碳源的细菌，可以将氨氮和亚硝态氮转化为硝态氮，从而降低对水生生物的毒害。研究证实：由于硝化细菌菌株不同，硝化细菌对氨氮的去除率也不尽相同，一般集中在40%～80%，对亚硝酸盐的去除率通常为95%，本实验所筛选的硝化细菌对氨氮和亚硝酸氮的降解率分别为84.40%和98.64%，其中氨氮的去除率明显高于已有研究，证明所筛选的硝化细菌菌株具有较强的净水能力。

光合细菌是具有原始光能合成体系的原核生物的总称，能在厌氧条件下进行光合作用。在水产养殖中，通常使用光合细菌改善水质，稳定养殖环境。本实验光合细菌对氨氮和COD的去除率分别为75.99%和78.99%，其去除率与已有的研究基本一致。