葛玥

(大連理工大學(xué)化工與環(huán)境生命學(xué)部 遼寧大連 116024)

1 生物絮凝技術(shù)概述

進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖時,投喂水產(chǎn)動物的飼料,通常只有20%～25%的蛋白質(zhì)被吸收利用,蛋白質(zhì)的低用率是對魚粉蛋白的嚴(yán)重浪費(fèi),處理不好還會破壞養(yǎng)殖的水體環(huán)境,影響水生動植物的成長。為此,提出了在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中使用生物絮凝技術(shù)。生物絮凝技術(shù)是在溶解性有機(jī)碳/總氨氮值(簡稱C/N)充足的條件下,通過適度攪拌,由異養(yǎng)細(xì)菌以有機(jī)碳為原料,合成微生物蛋白質(zhì),形成了生物絮凝體。生物絮凝體可以作為良好的餌料被濾食性養(yǎng)殖對象直接攝食,如蝦、蟹等。生物絮凝技術(shù)對于水體凈化效果顯著,還可節(jié)約成本,實(shí)現(xiàn)了對資源的循環(huán)利用。

2 當(dāng)前生物絮凝技術(shù)在池塘養(yǎng)蝦中的優(yōu)勢與問題

2.1 優(yōu)勢

(1)生物絮凝技術(shù)對池塘水體的凈化,使得池塘內(nèi)的水基本不用更換,避免蝦類接觸到養(yǎng)殖系統(tǒng)以外的病原生物。生物絮凝技術(shù)通過提高C/N,促進(jìn)異養(yǎng)細(xì)菌的生長繁殖,在藻類和細(xì)菌相互刺激和抑制下,細(xì)菌成為了控制水質(zhì)的優(yōu)勢種群。原本以藻類為主的“綠水”池塘,4～8周后,會變成“棕褐色水”池塘。但可以發(fā)現(xiàn),雖然異養(yǎng)細(xì)菌成為了水質(zhì)的優(yōu)質(zhì)種群,但池塘水體中依然會有較高數(shù)量的藻類,處于極不穩(wěn)定的狀態(tài)。微生物對氨氮的異養(yǎng)轉(zhuǎn)化速率要高于微生物硝化作用的自養(yǎng)轉(zhuǎn)化速率,前者對氨氮的去除率是后者的10倍。所以生物絮凝可以快速去除無機(jī)氮,對水體進(jìn)行凈化。(2)在養(yǎng)殖系統(tǒng)中應(yīng)用生物絮凝技術(shù),餌料蛋白質(zhì)的利用率從23%變?yōu)?3%,有了明顯提高,是傳統(tǒng)集約化養(yǎng)殖的兩倍。這種對殘餌糞便的重新組合不僅減少了用于水處理的費(fèi)用,也使飼料成本下降30%有余。生物絮凝體營養(yǎng)價(jià)值不會輕易受到影響。此外,絮凝體還富含某些生物未知因子,促進(jìn)了生物絮凝技術(shù)的深入探索。(3)生物絮凝技術(shù)在養(yǎng)殖過程中的應(yīng)用,使微生物種群更加豐富,而且異養(yǎng)細(xì)菌一定程度上可抑制病原體。蝦類在攝食生物絮凝體后,在體內(nèi)將高達(dá)16%～20%的聚-β羥丁酸,降解成β-羥基丁酸,從而抑制病原體。

2.2 問題

第一,生物絮凝養(yǎng)蝦池塘與傳統(tǒng)養(yǎng)蝦池塘相比,水體渾濁,后者水色呈茶褐色或者淡綠色,透明度控制在20-30cm,前者水體總懸浮固體顆粒物高達(dá)200 mg/L。第二,在養(yǎng)殖前期,生物絮凝養(yǎng)蝦池塘水體,比循環(huán)水體養(yǎng)殖下浮游植物更多,pH和非離子氨濃度極易波動,水體系統(tǒng)生物很不穩(wěn)定。第三,碳源作為一種自然資源,在生物絮凝技術(shù)使用過程中的碳源投加,無疑增加了成本如果使用不合理不僅不會控制水質(zhì)反而會破壞水質(zhì)。第四,生物絮凝養(yǎng)蝦池塘需要投入可靠的增氧設(shè)施,需要較高的養(yǎng)殖技術(shù)和管理水平,因而會消耗較多能源和社會資源。

3 生物絮凝技術(shù)于池塘養(yǎng)蝦的應(yīng)用

通常,池塘為1000-20000m2的圓形或者矩形。池塘水的深度設(shè)置為1～2m,為方便排水,池塘底部排水管一側(cè)地勢偏低。增氧設(shè)備投入要高效可靠,功率最好為20-40kW/hm2,聯(lián)合使用水車式增氧和微孔曝氣式增氧。合理排放增氧設(shè)備,有效提高水體溶解氧含量。

3.1 混合強(qiáng)度

足夠的水體混合強(qiáng)度可以創(chuàng)造微生物和溶解有機(jī)物顆粒物接觸機(jī)會,完成異養(yǎng)轉(zhuǎn)化,合成生物絮凝體。而為了足夠的水體混合強(qiáng)度,需經(jīng)曝氣完成。但是過高的混合強(qiáng)度會提高剪切速率,導(dǎo)致絮凝體破裂,這個過程中能量也在流失,流失率一般為1W/M3-l0W/M3。綜合考慮以上因素,要根據(jù)池塘養(yǎng)蝦的大小來確定生物絮凝體的大小,根據(jù)絮凝體的大小再決定混合強(qiáng)度的高低。

3.2 好氧環(huán)境

水產(chǎn)養(yǎng)殖中進(jìn)行的曝氣大小會影響溶解氧的高低,而高濃度的溶解氧可以讓絮體更加緊湊。但是,有時溶解氧不一定是主要的影響因素,這同樣與細(xì)菌的代謝活性有關(guān)。

3.3 碳源與C/N

池塘養(yǎng)殖中,碳源的投加,可以提高C/N比,從而促進(jìn)細(xì)菌生長繁殖,形成絮體。因此碳源的種類和數(shù)量影響絮體的形成。通常我們?yōu)榱嗽黾铀w有機(jī)碳含量,對水體添加葡萄糖、醋酸鹽、甘油等。碳氮比是絮體形成的重要因素,目前碳氮比研究已經(jīng)成為生物絮凝技術(shù)的關(guān)注熱點(diǎn)。

3.4 溫度

生物絮凝下,水體溫度調(diào)節(jié)控制較難。而露天蝦類池塘,溫度條件更難以操控。溫度調(diào)節(jié)成為水產(chǎn)養(yǎng)殖的一個重要環(huán)節(jié)。溫度影響著微生物的生長繁殖與代謝活性,對絮體的強(qiáng)度和形態(tài)有很大影響。將水體溫度控制在20℃-25℃范圍內(nèi),有利于絮體的形成。

3.5 PH

環(huán)境中Ph值不同,絮凝的結(jié)果也就不同。當(dāng)ph值過低時,絮體活性較小,吸附能力較弱,絮凝處理的效果就差。研究發(fā)現(xiàn),ph可以通過改變水環(huán)境中絮體顆粒的正負(fù)電荷,改變絮體的能力。而水環(huán)境中ph值保持在7.5-8.5最為適宜。

4 小結(jié)

生物絮凝技術(shù)可有效解決水產(chǎn)養(yǎng)殖面臨的水體環(huán)境問題和餌料成本問題,而且對于病害也有很好的抑制作用。在利用生物絮凝技術(shù)時,要加強(qiáng)對溫度調(diào)控技術(shù)、水體管理和養(yǎng)殖技術(shù)的應(yīng)用,綜合開發(fā)生物絮凝體,對其循環(huán)再利用,節(jié)約資源,推動生態(tài)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展。

[1]羅國芝,朱澤聞,潘云峰等.生物絮凝技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用[J].中國水產(chǎn),2012(02).

[2]陳世杰.水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境容量新義及動態(tài)管理[J].福建水產(chǎn),2012(01).