海水循环水养殖系统中气水比对生物滤器去除效率的影响

论文摘要

海水封闭循环水养殖通过对养殖废水的净化处理，实现循环回用，曝气生物滤池是封闭循环水养殖系统的核心水处理单元，也是其中最大的能耗单元。本课题以节能减排为目的，研究曝气量大小对曝气生物滤器去除效果的影响，旨在找到最佳的气水比。主要研究结论如下：1.本实验生物滤器在进水氨氮为1.0～2.4mg/L，CODMn为4～10mg/L，水温为10～20℃，pH为7.8～8.0，气水比为6:1，水力停留时间为30min的条件下进行自然挂膜，挂膜时间为75天，此时出水TAN及亚硝酸盐氮浓度分别在0.45mg/L、0.27mg/L以下。2.不同气水比条件下BAF对污染物的去除效果有所差异，出水水质不同，气水比较小时，出水水质波动较大，不稳定，随气水比的增大，TAN去除率逐渐变大，出水亚硝酸盐氮积累逐渐变小，出水水质变好且稳定。气水比为3:1时，出水TAN浓度在0.125mg/L~0.716mg/L之间波动，而20:1及30:1时，出水TAN浓度分别在0.228mg/L~0.348mg/L和0.210mg/L~0.345mg/L之间波动。20:1与30:1两气水比条件下出水TAN浓度与其它三个气水比条件下出水TAN浓度间差异均极显著（p <0.01），其它气水比条件对出水TAN浓度影响差异不显著（p>0.05）。出水亚硝酸盐氮浓度随气水比的增大而逐渐降低，气水比为3:1时，BAF出水亚硝酸盐氮浓度最大可达0.302mg/L，其平均出水亚硝酸盐氮浓度为0.169mg/L；气水比为5:1时，出水亚硝酸盐氮最大浓度约为0.110mg/L，其它三个气水比梯度下出水亚硝酸盐氮浓度均小于0.1mg/L。CODMn的去除情况随气水比的变化无太大的差异。3.不同气水比条件下，污染物延程变化趋势大致相同，大多数CODMn及TAN均在0~20cm的区间内被去除，随后沿水流方向变化不大，有时会出现去除率稍有下降的趋势，这主要是因为气水比较大，气体对生物膜的冲刷作用较大，致使生物膜片脱落，随水流流出，表现为CODMn浓度有所增大。4.不同气水比条件下，BAF内生物膜的厚度不同，随气水比的增大，生物膜厚度逐渐降低，气水比为5:1时生物膜厚度最大，约为0.155g微生物/m2填料，而气水比为30:1时，填料上生物膜的厚度仅为0.054g微生物/m2填料。5.不同气水比条件下，生物膜上异养菌总数稍有差异，但是变化不大，均在106～107数量级上波动，气水比对异养菌总数的影响不大。不同气水比条件下，生物膜上AOB及NOB的数量有所差异，且延程变化趋势亦有异同。总体来看，气水比为5:1及30:1条件下的生物活性较其它气水比条件下的生物活性高。结合水质方面考虑，该试验条件下，BAF运行的最佳气水比为30:1，此时TAN去除率在80%左右，出水亚硝酸盐氮积累较小，且生物活性较高，出水水质较好，且稳定。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 封闭循环水养殖系统的发展
• 1.2.1 封闭循环水养殖系统简介
• 1.2.2 海水封闭循环养殖技术的应用研究进展
• 1.3 海水封闭循环水养殖废水处理技术
• 1.3.1 养殖废水的组成及特点
• 1.3.2 海水循环养殖废水处理技术
• 1.4 BAF 在封闭循环养殖废水处理中的应用研究进展
• 1.4.1 BAF 的净化机理
• 1.4.2 BAF 在国内外的发展现状和研究进展
• 1.5 课题的提出和主要研究内容
• 1.5.1 课题的研究背景
• 1.5.2 课题的主要研究内容
• 第2章 实验概况
• 2.1 实验装置与材料
• 2.1.1 实验装置
• 2.1.2 实验材料
• 2.2 试验用水
• 2.3 试验分析项目和方法
• 2.4 培养基组分及试剂成分
• 第3章 曝气生物滤器（BAF）的挂膜启动
• 3.1 概述
• 3.2 曝气生物滤器的挂膜
• 3.2.1 曝气生物滤器的挂膜方式
• 3.2.2 试验填料
• 3.3 试验废水
• 3.4 挂膜期间污染物的变化情况
• 3.4.1 挂膜期间总氨氮（TAN）的变化情况
• 3.4.2 挂膜期间亚硝酸盐氮的变化情况
• 3.4.3 挂膜期间 CODMn的变化情况
• 3.4.4 结果与讨论
• 3.5 本章小结
• 第4章 气水比对 BAF 去除效果的影响
• 4.1 实验内容及方法
• 4.1.1 实验装置
• 4.1.2 试验用水
• 4.1.3 测定指标及方法
• 4.2 结果分析与讨论
• 4.2.1 气水比对水质去除效果的影响分析
• 4.2.1.1 气水比对 TAN 去除效果的影响分析
• 4.2.1.2 气水比对出水亚硝酸盐氮浓度的影响分析
• 4.2.1.3 气水比对 CODMn的去除效果的影响分析
• 4.2.2 气水比对污染物延程转化分析
• 4.2.2.1 不同气水比下 TAN 浓度延程变化
• 4.2.2.2 不同气水比下亚硝酸盐氮延程浓度变化
• 4.2.2.3 不同气水比条件下 CODMn延程浓度变化
• 4.2.2.4 结果分析与讨论
• 4.3 本章小结
• 第5章 气水比对 BAF 中生物量及生物活性的影响
• 5.1 测定指标
• 5.2 实验方法及步骤
• 5.2.1 生物膜厚度
• 5.2.2 生物量
• 5.2.3 生物活性
• 5.3 结果分析与讨论
• 5.3.1 生物膜厚度分析
• 5.3.2 生物量分析
• 5.3.3 生物活性的变化
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
• 致谢