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        多功能生態(tài)塘對高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水的凈化效果

        2018-05-08 06:28:32常雅軍劉曉靜姚東瑞韓士群
        江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報 2018年2期
        關(guān)鍵詞:氨態(tài)交換量尾水

        常雅軍, 陳 婷, 周 慶, 劉曉靜, 姚東瑞, 韓士群

        (1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所,江蘇 南京 210014; 2. 江蘇省中國科學(xué)院植物研究所,江蘇 南京 210014)

        近年來,隨著中國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,高密度、集約化的養(yǎng)殖已大面積展開。然而,在眾多的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式中,池塘養(yǎng)殖仍是最主要的形式之一[1]。池塘養(yǎng)殖的水體既是養(yǎng)殖對象的生活場所,也是糞便、殘餌等的分解場所和浮游生物的培育池[2]。在池塘高密度養(yǎng)殖模式下,養(yǎng)殖對象產(chǎn)生的代謝物不能被及時分離和降解,造成水質(zhì)惡化,影響魚類生長,甚至導(dǎo)致魚類中毒和死亡[3-5]。目前,生產(chǎn)上常采用頻繁換水的方法來改善池塘養(yǎng)殖環(huán)境,向環(huán)境中排放大量未經(jīng)處理的養(yǎng)殖尾水或污水,致使近水域河流、湖泊等水體富營養(yǎng)化,生態(tài)環(huán)境所承受的壓力日益增加[6]。

        封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖是指從養(yǎng)殖池塘排出的全部或90%以上尾水、污水,經(jīng)凈化處理后,循環(huán)至養(yǎng)殖池塘再利用[7]。與傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式相比,循環(huán)水養(yǎng)殖既能滿足高密度、集約化的養(yǎng)殖需求,又能大大減輕對環(huán)境的污染,減少對能量、土地以及水資源的消耗[8-9]。在歐洲,高密度的封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖被列入一種新型的、快速發(fā)展的復(fù)雜技術(shù)行業(yè)中,在魚、蝦、貝及軟體動物的養(yǎng)殖中得到廣泛應(yīng)用[10-11]。在美國,大西洋鮭、鰻鱺、大菱鲆等幾乎都采用全封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖模式[12]。在中國,許多魚類和蝦、蟹的養(yǎng)殖也采用了循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng),并獲得了良好的收益[7-8,13]。然而,循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)作為水產(chǎn)養(yǎng)殖和環(huán)境保護(hù)的新手段,還需要持續(xù)的關(guān)注和發(fā)展,如何高效凈化和循環(huán)利用池塘高密度養(yǎng)殖水,也是保護(hù)水生態(tài)環(huán)境和提高養(yǎng)殖效益的研究熱點[7-11]。

        水產(chǎn)養(yǎng)殖污水的處理方法有物理法、化學(xué)法和生物法3種[14]。生物法是一種極具生態(tài)型的高新環(huán)境技術(shù),具有綠色、環(huán)保、節(jié)能的特點[14-16]。生態(tài)塘技術(shù)是由氧化塘技術(shù)發(fā)展而來的污水生態(tài)化處理技術(shù),是利用天然水中存在的微生物、藻類、水生動植物對污水進(jìn)行好氧、缺氧和厭氧生物處理的天然或人工池塘[17]。通過生態(tài)塘中多條食物鏈的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和能量傳遞,將進(jìn)入塘中的有機污染物進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化,達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。同時,凈化后的養(yǎng)殖水也可作為再生水資源進(jìn)入養(yǎng)殖池塘重新利用,使污水處理與再利用相結(jié)合,實現(xiàn)污水處理資源化。

        隨著研究和實踐的深入,在原有氧化塘技術(shù)的基礎(chǔ)上,衍生出的多功能生態(tài)塘技術(shù)是兼具脫氮、除磷和再生-回收-利用功能的生態(tài)塘技術(shù),已成為生態(tài)塘處理工藝發(fā)展的主要方向[18]。為此,本研究擬針對池塘高密度養(yǎng)殖污水,利用多功能生態(tài)塘技術(shù),設(shè)計一種封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng),以期實現(xiàn)水質(zhì)的高效凈化和循環(huán)利用,為中國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和水資源的回收利用奠定基礎(chǔ)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗設(shè)計

        本試驗在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗基地進(jìn)行,養(yǎng)殖池塘面積為24.00 m2,深度為1.20 m,養(yǎng)殖魚種為錦鯉,初始放養(yǎng)量為80 kg,1 d飼料喂養(yǎng)量為1 kg。圖1顯示,多功能生態(tài)塘是由具有彈性填料的接觸氧化塘、種植不同水生植物的穩(wěn)定塘和沉水涵養(yǎng)塘3部分組成。其中接觸氧化塘面積為4.50 m2,深度為1.20 m,彈性填料(聚乙烯纖維絲)布置密度為1.00 m326根,采用間歇性曝氣增氧措施(計時器控制),即每增氧4 h,停止2 h,1 d共計增氧16 h,以便彈性填料成熟生物膜層由外至內(nèi)形成好氧、缺氧、厭氧的微環(huán)境。穩(wěn)定塘面積為20.25 m2,深度為1.20 m,種養(yǎng)的水生植物分別為水葫蘆、狐尾藻和蘆葦,各植物的初始放養(yǎng)量如表1顯示,各植物的總種養(yǎng)面積為穩(wěn)定塘面積的1/3。沉水涵養(yǎng)塘面積為6.75 m2,深度1.20 m,沉水植物為黑藻。不同生態(tài)塘底部用直徑為8.00 cm的圓形開口串聯(lián),末端的沉水涵養(yǎng)塘與前段的接觸氧化池塘之間用動力泵接通,形成凈化系統(tǒng)的內(nèi)循環(huán)。

        圖1 多功能生態(tài)塘工藝圖Fig.1 Diagram of multi-functional ecological pond

        表1多功能生態(tài)塘中水生植物的初始放養(yǎng)量

        Table1Initialfreshweightofdifferentaquaticplantsinmulti-functionalecologicalpond

        項目浮水植物水葫蘆挺水植物蘆葦沉水植物狐尾藻黑藻初始放樣量(kg)40.005.1121.321.12

        封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)運行期間(2016年7月),每隔3 d將養(yǎng)魚塘污水與多功能生態(tài)塘水進(jìn)行間歇性交換,在養(yǎng)殖尾水進(jìn)入多功能生態(tài)塘的進(jìn)口處和凈化后的出口處進(jìn)行水體取樣與檢測,28 d內(nèi)的檢測次數(shù)為9次,重復(fù)樣品數(shù)為3次,對應(yīng)的水體交換量逐步增大,依次為6.25%、12.50%、12.50%、25.00%、25.00%、37.50%、37.50%、50.00%、50.00%。凈化水體回到養(yǎng)魚池之前,需要在儲水池進(jìn)行臭氧殺菌和曝氣增氧處理。

        1.2 養(yǎng)殖水

        封閉式循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)水體來源于江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院1號塘,經(jīng)多功能生態(tài)塘內(nèi)部循環(huán)和凈化處理,總氮濃度為0.740 mg/L,小于地表水III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值(1.000 mg/L)(GB3838-2002);硝態(tài)氮濃度為0.530 mg/L,遠(yuǎn)低于國家漁業(yè)養(yǎng)殖水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值(20.000 mg/L)(GB11607-89);亞硝態(tài)氮和氨氮濃度分別為0.039 mg/L和0.008 mg/L,均遠(yuǎn)低于國家漁業(yè)養(yǎng)殖水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值(0.120 mg/L和0.020 mg/L)(GB11607-89);總磷0.063 mg/L。因此,封閉式循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)中水質(zhì)良好,符合中國漁業(yè)養(yǎng)殖水標(biāo)準(zhǔn)。

        1.3 測定方法

        通過OLYMPUS CX31型三目電子顯微鏡進(jìn)行生物膜生物相分析。水體中總氮濃度采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(GB11894-1989)測定,總磷濃度采用鉬酸銨分光光度法(GB11893-1989)測定,氨態(tài)氮濃度采用納氏分光光度法(HJ535-2009)測定,硝態(tài)氮濃度采用紫外分光光度法(HJ/T346-2007)測定,亞硝態(tài)氮濃度采用分光光度法(GB7493-87)測定。

        1.4 數(shù)據(jù)分析

        采用Office 2010軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。多功能生態(tài)塘對高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水中氮和磷去除率的計算公式為:Wi-3=(Ci-Ci-3)/Ci×100%,式中:Wi-3為多功能生態(tài)塘運行第id,進(jìn)入多功能生態(tài)塘的養(yǎng)殖尾水停留3 d后,其氮或磷的去除率,Ci為多功能生態(tài)塘運行第id,進(jìn)入多功能生態(tài)塘的養(yǎng)殖尾水中所含氮或磷的濃度,Ci-3為進(jìn)入多功能生態(tài)塘的養(yǎng)殖尾水停留3 d后,流出多功能生態(tài)塘?xí)r所含氮或磷的濃度。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 接觸氧化塘彈性生物膜生物相分析

        目前,在污水處理系統(tǒng)中,一般采用原生動物作為生物膜穩(wěn)定的指示生物[19-20]。2016年6月22日,采用活性污泥快速啟動方式對接觸氧化塘進(jìn)行掛膜。在接觸氧化塘啟動初期,生物膜處于形成過程,掛膜尚未成熟。在啟動的第8 d,發(fā)現(xiàn)彈性填料(聚乙烯纖維絲)上附著一層厚厚的微生物黏液(圖2)。圖3顯示,通過電子顯微鏡觀察到較高等的原生動物(草履蟲、變形蟲、鐘蟲和輪蟲等),這些生物的出現(xiàn)表明生物膜已經(jīng)成熟,接觸氧化塘反應(yīng)已趨穩(wěn)定,可運行封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng),并對多功能生態(tài)塘進(jìn)口水質(zhì)和出口水質(zhì)進(jìn)行檢測。

        圖2 接觸氧化塘中彈性填料生物膜表面菌膠團(tuán)Fig.2 Surface zoogloea of elastic filler biofilm in contact oxidation pond

        圖3 接觸氧化塘生物膜中原生動物Fig.3 Protozoa from biofilm in contact oxidation pond

        2.2 對總氮、硝態(tài)氮的去除效果

        封閉式循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)的原水質(zhì)良好,完全符合漁業(yè)養(yǎng)殖水標(biāo)準(zhǔn),但當(dāng)養(yǎng)魚池中投放80 kg錦鯉,并且1 d的飼料喂養(yǎng)量為1 kg時,魚類的糞便、殘餌等在夏季分解于池,改變水質(zhì),造成水體氮、磷濃度上升。在持續(xù)喂養(yǎng)8 d后,生物膜掛膜成熟,養(yǎng)殖尾水進(jìn)入多功能生態(tài)塘進(jìn)行凈化處理。圖4顯示,在為期28 d的檢測時間內(nèi),進(jìn)水口總氮濃度從初始的6.84 mg/L呈折線式上升到13.39 mg/L。同時,養(yǎng)魚池與多功能生態(tài)塘水體交換量從養(yǎng)魚池水量的6.25%加大到50.00%,但經(jīng)多功能生態(tài)塘凈化后,出水口的總氮濃度由1.56 mg/L增至3.61 mg/L,總氮去除率為60.04%~92.95%。在試驗期間的9次檢測中,硝態(tài)氮濃度在多功能生態(tài)塘進(jìn)水口的檢測值由1.59 mg/L增至6.69 mg/L,在試驗期間的前7次檢測中,養(yǎng)魚池塘水體硝態(tài)氮濃度上升較快。在水體交換量逐步增大的情況下,經(jīng)多功能生態(tài)塘內(nèi)循環(huán)凈化3 d(運行28 d),出水口硝態(tài)氮濃度均低于1.57 mg/L,去除率為70.93%~93.59%。

        圖4 不同水體交換量下多功能生態(tài)塘對高密度養(yǎng)殖尾水總氮、硝態(tài)氮的去除率Fig.4 Removal rate of total nitrogen and nitrate nitrogen of tail water from high-density aquaculture by multi-functional ecological pond under different water exchange capacity

        2.3 對亞硝態(tài)氮、氨態(tài)氮的去除效果

        漁業(yè)養(yǎng)殖水中的亞硝態(tài)氮和氨態(tài)氮積累到一定程度,會對魚類產(chǎn)生明顯的毒性,誘發(fā)魚病[21-22]。因此,國家漁業(yè)養(yǎng)殖水標(biāo)準(zhǔn)中對亞硝態(tài)氮和氨態(tài)氮作了明確的濃度要求(GB11607-89)。圖5顯示,在系統(tǒng)運行至第21 d(水體交換量達(dá)37.50%)時,由養(yǎng)魚池塘排至多功能生態(tài)塘尾水中的亞硝態(tài)氮濃度高達(dá)0.20 mg/L,遠(yuǎn)大于國家漁業(yè)養(yǎng)殖水標(biāo)準(zhǔn)值(0.12 mg/L),但在其他運行時間出現(xiàn)的養(yǎng)殖尾水的亞硝態(tài)氮濃度均接近國家漁業(yè)養(yǎng)殖水標(biāo)準(zhǔn)值(0.12 mg/L)。同時,在水體交換量從初始的6.25%增加到50.00%的情況下,不同濃度的亞硝態(tài)氮養(yǎng)殖尾水經(jīng)多功能生態(tài)塘處理后,其濃度均低于國家漁業(yè)養(yǎng)殖水標(biāo)準(zhǔn)值(0.12 mg/L),可循環(huán)至魚塘再利用。系統(tǒng)運行21 d后,多功能生態(tài)塘對亞硝態(tài)氮的去除率開始急劇下降,由60.00%下降至30.70%。說明耦合的多功能生態(tài)塘,在系統(tǒng)運行21 d后,對亞硝態(tài)氮的去除能力開始下降。

        高密度養(yǎng)殖尾水中氨態(tài)氮濃度也較高,在試驗期間的9次檢測中,從養(yǎng)魚池塘排至多功能生態(tài)塘進(jìn)水口的污水氨態(tài)氮濃度為0.17~3.64 mg/L,遠(yuǎn)高于國家漁業(yè)養(yǎng)殖水氨態(tài)氮標(biāo)準(zhǔn)值(0.02 mg/L)(GB11607-89)。當(dāng)水體交換量從初始的6.25%增加到第21 d的37.50%時,不同氨態(tài)氮濃度的養(yǎng)殖尾水經(jīng)多功能生態(tài)塘凈化后,在出水口的7次檢測中,有2次(即系統(tǒng)運行第15 d和第18 d)沒有檢測到氨態(tài)氮,其余5次的氨態(tài)氮檢測值為0.01 mg/L~0.02 mg/L,符合漁業(yè)養(yǎng)殖進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn),可循環(huán)至魚塘再利用。當(dāng)水體交換量達(dá)到養(yǎng)魚池塘水量的50.00%時,在多功能生態(tài)塘出水口進(jìn)行2次檢測,氨態(tài)氮的檢測濃度分別為0.03 mg/L和0.22 mg/L,均高于0.02 mg/L,不符合漁業(yè)養(yǎng)殖進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)(圖5)。

        圖5 不同水體交換量下多功能生態(tài)塘對高密度養(yǎng)殖尾水中亞硝態(tài)氮、氨態(tài)氮的去除效果Fig.5 Removal rate of nitrite nitrogen and ammonia nitrogen of tail water from high-density aquaculture by multi-functional ecological pond under different water exchange capacity

        2.4 對總磷的去除效果

        圖6顯示,養(yǎng)魚塘排至多功能生態(tài)塘進(jìn)水口的污水磷濃度從初始的0.92 mg/L上升至6.52 mg/L,隨后又下降至2.06 mg/L,試驗結(jié)束時又上升至5.23 mg/L。在多功能生態(tài)塘出水口的前7次檢測中,總磷濃度為0.05~0.76 mg/L,去除率為76.85%~95.36%。說明,當(dāng)水體交換量從6.25%增加到37.50%時,多功能生態(tài)塘對總磷的去除率均高于76.85%。當(dāng)水體交換量大于37.50%時,總磷去除率直線下降,試驗結(jié)束時下降至56.41%。盡管國家漁業(yè)養(yǎng)殖水標(biāo)準(zhǔn)(GB11607-89)對總磷含量未做要求,但本研究結(jié)果表明,多功能生態(tài)塘對高密度養(yǎng)殖尾水中的總磷也具有良好的去除效果。

        圖6 不同水體交換量條件下多功能生態(tài)塘對高密度養(yǎng)殖尾水中總磷的去除效果Fig.6 Removal rate of total phosphorus of tail water from high-density aquaculture by multi-functional ecological pond under different water exchange capacity

        3 討 論

        本研究中設(shè)計的多功能生態(tài)塘由前端的接觸氧化塘、中間的穩(wěn)定塘和末端沉水涵養(yǎng)塘3部分組成。接觸氧化塘的填料選擇比表面積較大的聚乙烯纖維絲,因為比表面積越大,越有利于微生物的繁殖和生長[21]。采用活性污泥快速啟動方式進(jìn)行掛膜,進(jìn)行間歇性增氧,即每增氧4 h,停止2 h,1 d共計增氧16 h。在啟動的第8 d,聚乙烯纖維絲上附著一層厚厚的微生物黏液,通過電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),較高等原生動物草履蟲、變形蟲、鐘蟲和輪蟲等表現(xiàn)活躍,說明生物膜已經(jīng)成熟。成熟的生物膜層會由外至內(nèi)形成好氧、缺氧、厭氧的微環(huán)境,有利于硝化反硝化的同步進(jìn)行。因此,生物膜技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖水循環(huán)中也逐漸興起[22-24]。

        本研究設(shè)計的封閉式循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)運行的28 d內(nèi),在逐漸增加水體交換量的條件下,對多功能生態(tài)塘進(jìn)水口和出水口的水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測,明確多功能生態(tài)塘凈化高密度養(yǎng)殖尾水的能力。研究結(jié)果表明,在試驗期間的9次檢測中,隨著水體交換量的逐步增大,養(yǎng)殖尾水在進(jìn)水口檢測的總氮濃度為6.84~13.89 mg/L,但經(jīng)過多功能生態(tài)塘凈化后的總氮濃度為1.56~3.64 mg/L,低于凈化前的濃度,去除率為60.04%~92.95%。同時,在開始檢測的前7次結(jié)果中,多功能生態(tài)塘對總磷的去除率均高于76.85%。盡管國家漁業(yè)養(yǎng)殖水標(biāo)準(zhǔn)(GB11607-89)對總氮和總磷含量未做要求,但在地表水富營養(yǎng)化程度評價標(biāo)準(zhǔn)中,總氮和總磷濃度越高,富營養(yǎng)化程度越高,會造成養(yǎng)殖水中浮游生物的大量繁殖,消耗水中大量的氧,造成養(yǎng)殖水中溶解氧不足,魚類難以生存。因此,多功能生態(tài)塘對總氮、總磷的高效去除,可以改善養(yǎng)殖水源的水質(zhì),利于魚類的生長發(fā)育。多功能生態(tài)塘對養(yǎng)殖水中總氮的高效去除主要是因為其對硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮以及氨態(tài)氮等含氮化合物的高效去除。此外,多功能生態(tài)塘對總磷的高效去除是因為生態(tài)塘好養(yǎng)層和兼氧層中的微生物、水生植物可吸收水中溶解性無機態(tài)磷酸鹽,滿足自身的新陳代謝,從而達(dá)到降低水中磷含量的目的[25]。在試驗后期,當(dāng)水體交換量大于37.50%時,總磷去除率直線下降至56.41%,這可能是由生物膜微生物衰退引起的。

        多功能生態(tài)系統(tǒng)對不同形態(tài)氮的去除效果表明,試驗期間的9次檢測中,硝態(tài)氮在多功能生態(tài)塘進(jìn)水口的檢測值由1.59 mg/L增大到6.69 mg/L。在水體交換量逐步增大的情況下,多功能生態(tài)塘出水口硝態(tài)氮濃度均低于1.57 mg/L,去除率為70.93%~93.59%,體現(xiàn)了多功能生態(tài)塘對硝態(tài)氮的高效去除。這一方面是由于多功能生態(tài)塘的生物膜和水生植物根系上附著大量的反硝化菌,在厭氧條件下可將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣逸出[26],另一方面是因為水生植物和微生物也可吸收、同化一部分硝態(tài)氮,用于自身的生長。此外,在水產(chǎn)養(yǎng)殖中,亞硝酸鹽是硝化菌處理養(yǎng)殖污水過程的中間產(chǎn)物,是另一種具有潛在毒性的無機氮化合物,一旦硝化反應(yīng)不暢,亞硝酸鹽可在養(yǎng)殖水體中積累,會誘發(fā)魚病發(fā)生,甚至造成魚類死亡[21]。本研究中,當(dāng)循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)中水體交換量從初始的6.25%增加到50.00%時,經(jīng)多功能生態(tài)塘凈化后的水體亞硝態(tài)氮濃度均低于0.12 mg/L,符合中國漁業(yè)養(yǎng)殖水標(biāo)準(zhǔn),可循環(huán)至魚池再利用。

        氨態(tài)氮濃度的高低對循環(huán)水養(yǎng)殖的成敗起著關(guān)鍵作用,當(dāng)水體中總氨含量超過0.50 mg/L時,對魚類有毒害作用,魚類不能長時間生活在此水體中[21-22]。本試驗中,高密度養(yǎng)殖尾水氨態(tài)氮濃度為0.17~3.64 mg/L,遠(yuǎn)高于中國漁業(yè)養(yǎng)殖水氨態(tài)氮標(biāo)準(zhǔn)值(0.02 mg/L)(GB11607-89),這是由高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖中的大量飼料殘渣和糞便中溶解性有機氮在魚池微生物作用下分解、氨化引起的[26]。然而,當(dāng)水體經(jīng)多功能生態(tài)塘凈化后,在出水口的7次檢測中,有2次(即系統(tǒng)運行第15 d和第18 d)沒有檢測到氨態(tài)氮,其余5次的氨態(tài)氮檢測值為0.01~0.02 mg/L,低于中國漁業(yè)養(yǎng)殖水標(biāo)準(zhǔn)值,可循環(huán)至魚池利用。當(dāng)水體交換量達(dá)到50.00%時,出水口的氨態(tài)氮濃度高于0.02 mg/L,不符合漁業(yè)養(yǎng)殖進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn),試驗停止。說明本研究設(shè)計的多功能生態(tài)塘在系統(tǒng)運行前期對養(yǎng)殖尾水氨態(tài)氮去除效果較好,這是因為污水進(jìn)入多功能生態(tài)塘后,所含氨態(tài)氮在硝化菌作用下轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮,繼而在反硝化菌的作用下還原成分子態(tài)氮并揮發(fā)到大氣中,同時氨態(tài)氮也可被生物膜中微生物和水生植物吸收同化。試驗后期,出水口氨態(tài)氮濃度不符合漁業(yè)養(yǎng)殖水標(biāo)準(zhǔn),一方面可能是隨著進(jìn)水濃度和水體交換量的增大,本研究所耦合的多功能生態(tài)塘的凈化能力開始下降,另一方面可能是因為接觸氧化塘中的生物膜開始老化,在厭氧菌作用下,衰亡的細(xì)菌發(fā)生分解。

        本研究耦合的多功能生態(tài)塘集生物絮凝作用、過濾截留作用、生物氧化作用和植物吸收作用于一體,對進(jìn)入的養(yǎng)殖污水水質(zhì)和水量的變化都具有較強的適應(yīng)性。當(dāng)接觸氧化塘生物膜成熟后,盡管水體交換量從魚池水量的6.25%逐漸增加到37.50%,多功能生態(tài)塘在高密度養(yǎng)殖尾水總氮、總磷、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮以及氨態(tài)氮的去除中,均表現(xiàn)良好。凈化后水體亞硝態(tài)氮和氨態(tài)氮的濃度均低于中國漁業(yè)養(yǎng)殖水標(biāo)準(zhǔn),可循環(huán)至養(yǎng)魚池利用,達(dá)到了改善水源水質(zhì),凈化養(yǎng)殖尾水并循環(huán)利用的目的。在生態(tài)塘內(nèi)部形成水體內(nèi)循環(huán),養(yǎng)殖廢水和凈化后水體之間進(jìn)行間歇性交換,這與傳統(tǒng)模式中的頻繁換水法相比,增加了廢水在凈化區(qū)的停留時間,提高凈化效率的同時降低了勞動成本,對中國目前大面積、集約化發(fā)展的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與水資源高效利用具有積極意義。

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