净化养殖范文

净化养殖范文（精选10篇）

净化养殖 第1篇

池塘水是农村人居生活、动物水产养殖和种植供水的重要水源，由于各种养殖场粪污、居民生活污水、雨水及垃圾等原因，常常导致池塘水体富营养化，造成腐败菌大量繁殖，水体缺氧而呈黑臭状态[1,2]。目前用于池塘水净化的主要方法是靠天然降雨或引河水等外源水稀释与替换，但去除有机污染物的能力较差，为此探索生物方法改善养殖小区池塘富营养水的水质。

试验筛选了多种细菌，对养殖小区池塘污水进行处理，再采用重铬酸钾法、纳试试剂比色法、重量法及倍数稀释法分别对处理前后水中的COD、氨氮和色度进行测定，筛选出优势菌株。

2 材料与方法

2.1 材料

材料选用牛肉膏蛋白胨培养基[3]，污水检测所用试剂均为分析纯试剂。试验所用水样和泥样取自乡村严重污染的池塘。

2.2 方法

2.2.1 菌种的筛选

将0.5 g泥样转入装有4.5mL无菌生理盐水的试管中，混匀后，静止10 min，上清液即为10-1稀释液;将0.5mL 10-1稀释液转入装有4.5mL无菌生理盐水的试管中，即为10-2稀释液，以此类推。分别将10-3、104、10-5等3个浓度的稀释液各0.1mL涂布在牛肉膏蛋白胨固体培养基中，放入37℃的恒温培养箱中作厌氧(厌氧缸内)和需氧培养2 d。同样，对池塘污水和猪场污水0.5mL作10倍递进稀释，接种作需氧培养。将形态、颜色不同的菌落，分别进行划线分离培养，直至菌种纯化为止。

2.2.2 菌液的处理

将已纯化好的单菌落接入装有5mL牛肉膏蛋白胨液体培养基的试管中，在37℃，120r/min的摇床上培养2d。将培养好的菌液在4 500r/min低温条件下离心10 min，去上清液，用无菌生理盐水混匀菌体，再离心沉淀。如此反复3次，直至将残留的液体培养基去除。

2.2.3 水样的处理

在39个250mL三角瓶中，分别装入100 m L水样，121℃灭菌20 min，冷却后备用。测定污水的COD、氨氮、SS和色度。将处理的12个菌株悬液(OD600nm=1.86)按0.5%的接种量分别加入上述三角瓶中，每个菌种设3个平行，另设3个对照(不接菌)。所有样品在37℃，120r/min条件下培养5d，取出后，测其COD、氨氮和色度。

2.2.4 样品测定

2.2.4. 1 COD的测定

采用重铬酸钾法，参照文献[5]，根据公式可得水样中COD含量。

式中C为硫酸亚铁铵标准滴定溶液的浓度(mo LL-1);V1为空白试验所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积(m L);V2为试料测定所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积(m L);8为氧(1/20)摩尔质量(gmo L-1);V0为试料的体积(m L)。

2.2.4. 2 氨氮的测定

采用纳氏试剂比色法[7]，先绘制标准曲线，再将水样测得的吸光度减去空白试验(以无氨水代替水样)的吸光度，根据标准曲线计算氨氮含量，计算公式：

氨氮(N,mgL-1)=m1000/V。

式中m为由校准曲线查得样品管的氨氮含量(mg);V为水样体积(m L)。

2.2.4. 3 色度的测定方法

取每一处理过的水样10mL，置于比色管中，用蒸馏水稀释至50mL;以白色瓷板为背景，由上向下观察稀释后水样的颜色，并与等量蒸馏水相比较，直至澄清度一致，记录稀释倍数。

3 试验结果与分析

3.1 菌种筛选

3.1.1 平板菌落形态

通过划线分离、纯化，共筛选出12种形态各异的菌株，见图1。

3.1.2 形态特征

通过对培养基上菌落形态观察及革兰氏染色菌体观察，结果见表1。

3.2 COD的测定

由图2可知，与原水样中的COD(225.56mgL-1)相比较，菌种A、B、D、E、F、G、H、I、K、L对污水的降解率均为45%以上;B菌种的处理效果相对较好，其菌株B对污水的降解率为57.28%。然而，经过5d培养的对照水样，其COD降解到139.86 mgL-1,水体的自然降解率达37.99%，其降解率仅为36.67%，与菌株B比照低20多个百分点。结果见图2。

3.3 氨氮的测定

3.3.1 标准曲线

将标准样品测得的数据绘制标准曲线，曲线为y=2.0543x-0.0005,见图3。

3.3.2 氨氮的测定结果

经菌种处理后的污水测得吸光度值(见图4)，按标准曲线计算得到各处理样品的氨氮含量(见图5)。

在自然情况下污水中氨氮值为99.82 mgL-1，对照组培养5d之后，水体中的氨氮量为81.84mgL-1，降解率为18.01%。菌种C、D、F、J对污水的处理能力相对较强，尤以菌种F处理效果最佳，经菌种F处理后，水体中氨氮的含量为32.02 mg.L-1，与原水样相比，其降解率达67.92%，与对照相比，其降解率提高近3倍。

3.4 色度的测定

由表3可知，样品处理前后没有一定的规律可循，有的菌体使水体色度降低幅度小，有的大，这可能是由于菌体及其色素差异所致。但从试验结果可以看出，菌株I和菌株L对水体色度处理效果相对比较好，处理后只需稀释40倍即可。结果见表2。

4 结语

通过分离纯化，筛选出12种细菌A～L，通过菌种的生理生化及形态特征的方法初步鉴定菌种B、F、I、L分别为地衣芽孢杆菌(BaciLLus SubtiLis)、短小芽孢杆菌(BaciLLus pumiLus Meyer and GottheiL)、纳豆芽孢杆菌(BaciLLus natto)、侧孢杆菌(BaciLLus Laterosporus Laubach);

采用重铬酸盐氧化法、纳氏试剂比色法、过滤和稀释倍数法，对污水的COD、氨氮、色度进行了测定和分析。污水经过菌株B处理之后，COD由225.56mgL-1降低到96.36mgL-1，降解率为57.28%;经过菌株F处理，氨氮值由81.84mgL-1降解到32.02 mgL-1，降解率达60.87%;菌株I和菌株L对色度的处理效果较好，由处理前的500倍降到了40倍。

污水中氨氮的净化主要通过植物吸收、微生物净化和沉淀作用3条途径[10]。通过数据比较，可以看出，水体本身具有很好的自净能力，可能是通过水体本身所含有的化合物，促进水体中颗粒物的絮凝，导致沉降;同时，通过菌株F的作用，使水体中氨氮的降解率较高。

本试验只对单个菌种进行单因素试验，在今后的研究中，应进行正交试验，发现最佳组合，为城市富营养化塘水的净化提供理论依据。

参考文献

[1]张增胜,徐功娣,陈季华,等.生物净化槽/强化生态浮床工艺处理农村生活污水[J].中国给水排水,2009,25(9):8~11.

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[3]张青,葛箐萍主编.微生物学[M].北京:科学出版社,2004.

[4]张小华,王化荣,陆建兰,富营养河水净化菌的分离与净化特性研究[J].绿色科技,2011,(9):107~109.

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[8]水环境编写组,中国标准出版社第二编辑室.GB/T11901-1989水质悬浮物的测定[S].北京:中国标准出版社,2007.

[9]国家环境保护总局《,水和废水监测分析方法》编委会编.水和废水监测分析方法(第4版)[M].北京:中国环境科学出版社,2002.

水产养殖水体净化技术发展策略论文 第2篇

1水产养殖现状分析

据调查研究表明，开始我国的水产养殖产量就已经达到上万吨以上，虽然水产品的养殖促进了经济发展以及提高人们生活水平的质量，但也产生了大量的水体污染，给部分江河湖海等水资源环境造成压力和困扰，为国内水产养殖业的可持续发展带来阻碍，同时逐渐形成中国水产生产中难以突破的瓶颈。由于这种现象长期存在会对人们的生活及国家带来影响，因此，人们也开始认识到养殖水体净化技术的重要性，这也使得水体净化技术在目前已经取得了一定的成就。[1]

2水体净化技术物理方法及生物方法

2.1物理方法

在养殖业中，最常见的物理方法是在水底微孔管道中应用增氧技术和耕水机、在水池中应用纳米材料和纳米技术以及改进养殖水体的设计。其中，在水底微孔管道中应用增氧技术和耕水机是水体净化技术中最重要的物理方法，在水产养殖过程中，在水底引入管道增氧技术和耕水机能够有效消除水体中的氧跃层，以充分的供给氧气，并改善水池环境，其优点不仅耗能低且具有产量高以安全性能好等特点。纳米技术和纳米材料的应用则是净化技术中最关键的物理方法，在国外，纳米材料在水体中的应用也是十分可观的，通过纳米技术可以对水体中的水质进行净化、消毒和杀菌，对进一步完善水体环境非常实用。而改进养殖水体的设计则是水体净化技术中最根本的物理方法，专家可以通过改进养殖水体的设计过程，采用不同的实验进行检测，然后根据水流的形势进行水体构造，其目的是提高水体空间的利用率，使水体环境进一步优化。

2.2生物方法

孔石莼净化珊瑚养殖水体水质的研究 第3篇

关键词：孔石莼；珊瑚；水质；净化

中图分类号：S968.41+1 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.07.003

Abstract： To investigate effects of Ulva lactuca on cultivated water purification of coral， Ulva lactuca was used to treat cultivated water of coral and water quality indicators， including NO3-- N， NO2-- N， NH4+- N and PO43--P， were measured. The experiment lasted for 60 d and water was not renewed. The results showed that contents of NO3-- N， NO2-- N， NH4+- N and PO43--P were kept in the range of 10.34～15.45 mg·L-1， 0.007～0.010 mg·L-1， 0.014～0.021 mg·L-1 and 0.31～0.40 mg·L-1respectively during the whole experiment. It was indicated that Ulva lactuca could purify cultivated water of coral effectively and maintain stabilization of water quality.

Key words：Ulva lactuca； coral； water quality； purification

大型藻类与单细胞藻类相似，可通过光合作用吸收固定水体的C、N、P等营养物质，并且具有生命周期长、生长较快等特点，是海区重要的生产力贡献者[1]。鉴于大型藻类对营养物质具有大量吸收的能力，自20世纪70年代开始，陆续有学者将大型藻类作为生物净化器，应用于水体净化领域 [2-3]。黄道建等[4]指出，孔石莼和羽藻可以作为修复近海富营养化水环境的优选海藻。另外，利用大型藻类与养殖动物在生态上的互补性，大型藻类可以与鱼[5]、虾[6]、贝类[7]进行混养，大型藻类既可以吸收养殖动物释放到水体中多余的营养盐，固碳，产氧，调节水体的pH值，又可以修复养殖环境并进行生态调控。

孔石莼（ Ulva lactuca L.）属于绿藻门，丝藻目，孔石莼科，孔石莼属，亦称海白菜、海青菜、海莴苣、绿菜、青苔菜、纶布，属常见海藻。片状，近似卵形的叶片体由两层细胞构成，高10～40 cm，鲜绿色，基部以固着器固着于岩石上，生活于海岸潮间带，生长在海湾内中、低潮带的岩石上。与红藻Gelidium amansii、褐藻Sargassum enerve和繁枝蜈蚣藻Grateloupia ramosissima等多种大型海藻相比，孔石莼对N、P有着较高的吸收率，而且生长速度也高于其它几种藻类[8-9]。对于不同形式的N和P元素来说，孔石莼的吸收速率不同，何洁等[10]研究表明，孔石莼对氨氮和磷酸盐的去除率要高于对硝酸态氮的去除率。

本研究在不换水的情况下采用孔石莼处理珊瑚养殖水体水质，并定期监测水体质量，测定NO3--N、NO2--N、NH4+- N和PO43--P等水质指标的变化，以期为生态无公害养殖提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验装置

试验装置见图1，由4部分组成：珊瑚养殖池（3.41 m×1 m×1.29 m）（a）、孔石莼水处理系统（b）、蛋白分离器（c）和沙滤罐（d）。其中孔石莼水处理系统由有机玻璃制成，共分为3个处理缸，3个处理缸（117.5 cm×57.3 cm×15 cm）内悬浮养殖孔石莼3.5 kg。4支日光灯置于每个处理缸上方提供光照，光照强度控制在3 000 lx，光暗比为9 h∶15 h。本试验所用海水均为人工配置海水：由自来水与海礁盐配置成所需要的海水。

1.2 试验设计

珊瑚养殖池内养殖用水体积为6.4 t，养殖珊瑚种类及投喂情况如下：

养殖对象：海鸡冠Dendronephthya sp（12个）、九尾狐Sphaerella krempfi（19个）。

投喂情况：早晨喂珊瑚粮 236 mL、轮虫液500 mL；下午通过打汁机将20 g太平洋磷虾、沙丁鱼10 g、裂壶藻添加剂7 g、雪虾6 g混合，去掉滤渣，将食物汁喂养珊瑚。

试验为期60 d，试验期间采用孔石莼水处理系统对水质进行处理。养殖缸内的海水在水泵的作用下流经蛋白分离器，再进入沙滤罐进行第2次水处理之后，重新流回珊瑚养殖池。而孔石莼水处理系统单独与珊瑚养殖池进行连接，确保养殖水体完全进入孔石莼水处理系统。养殖过程中，水体温度为（22.7±0.7） ℃；pH值为8.00±0.05；溶氧为7.80±0.04。

每隔15 d，用水抄将孔石莼从养殖缸内捞出放到篮子里控水5 min，尽量除去其中的海水，放到电子称上秤出孔石莼的湿质量。称量结束后将孔石莼重新放到养殖缸内，然后称量篮子得到孔石莼的净质量，并记录。

珊瑚养殖池内设置2个取水点，每个取水点取2个平行水样。每隔3 d取水样一次，按照海洋调查规范第4部分：海水化学要素调查（GB/T 12763.4-2007）相关方法测定养殖水体中NO3--N、NO2--N、PO43--P和PO43--P的含量：NO3--N（锌镉还原法）；NO2--N（重氮-偶氮法）；NH4+-N（次溴酸钠氧化法）；PO43--P（抗坏血酸还原磷钼蓝法）。

2 结果与分析

2.1 孔石莼过滤系统对珊瑚养殖水体NO2--N的影响

孔石莼过滤系统对珊瑚养殖水体NO2-N含量的影响见图2，水体NO2--N的含量基本稳定，维持在0.007～0.010 mg·L-1范围内，且整体上还有略微下降趋势，说明这个系统能够有效吸收养殖过程中产生的NO2--N。

2.2 孔石莼过滤系统对珊瑚养殖水体NO3--N的影响

如图3所示，在孔石莼的作用下，珊瑚养殖池水体NO3--N的含量基本维持在10.34～15.45 mg·L-1这个水平范围内，基本趋于稳定，且整体上还有略微下降趋势。

2.3 孔石莼过滤系统对珊瑚养殖水体NH4+-N的影响

孔石莼净化条件下，珊瑚养殖池水体的NH4+- N含量变化情况见图4，如图所示，珊瑚养殖水体中NH4+- N含量维持在0.014～0.021 mg·L-1范围内，说明这个系统能够有效吸收养殖过程中产生的NH4+- N。

2.4 孔石莼过滤系统对珊瑚养殖水体PO43--P的影响

如图5所示，珊瑚养殖池水体PO43--P的含量基本维持在0.31～0.40 mg·L-1这个水平范围内，基本趋于稳定，说明孔石莼净化系统能够有效吸收养殖过程中产生的PO43--P。

2.5 孔石莼的增长量

不换水培养过程中，孔石莼质量的变化见表1，孔石莼由最初的3.5 kg逐渐增长至试验结束时的4.01 kg，这在一定程度上说明，孔石莼吸收水体中的N和P等营养物质，既进行了水质净化，也实现了自身生长。

3 讨 论

3.1 养殖水体的N素污染

水产养殖动物是排氨生物，氮是其排出废物中的主要组成成分。进入人工养殖水体的N素部分被养殖动物吸收同化转化为营养成分，部分通过反硝化作用或NH3 的挥发进入大气， 其余大部分则以有机和无机氮形式溶解于水中。氨氮超标影响养殖动物的生存和生长，轻者导致养殖动物生长缓慢，食量减弱，引发各种疾病，食用品质差；重者将引起养殖动物中毒死亡。研究发现，瓣鳃纲贝类排放到水体中的氮占总投入氮的75%，鱼、虾类排放到水体中的氮分别为投入氮的70%～75%和77%～94%[11]。养殖废水中如此高的含氮量，为大型海藻对养殖废水的生物修复作用提供了依据和前提。由此可见，养殖种类、饵料的性质等因素都会对以残饵、粪便的形式被释放到水环境中的氮素的数量和种类产生影响。本试验通过孔石莼水处理系统使养殖水体中的氮含量处在一个稳定的范围内，随着试验的进行并略微下降。

3.2 大型海藻对无机营养盐的吸收利用

大型海藻由于其自身的生理特点，包含着无机氮、氨基酸氮、非蛋白可溶性有机氮和蛋白质氮等营养物质库。营养物质库的存在保证了大型海藻在营养盐剧烈变动的水体环境中可以正常的生长。如上所述，大型藻类对不同营养元素有着不同的吸收速率，在具有同样浓度的N盐和P盐水体中，大型藻类首先吸收N元素；对于NO3--N和NH4+- N来说，大型藻类首先偏向于对NH4+- N的吸收。NH4+- N往往是养殖水体中无机氮代谢后的主要存在形式，对养殖对象有着一定的损害作用，大型藻类对NH4+- N吸收偏好恰好可以作为清洁水质的一个手段。本研究结果也表明，在不换水情况下，孔石莼的培育可以使珊瑚养殖水体中的NH4+- N含量保持在最初的水平。另外，大型海藻易于收获，减轻水体污染的同时，又能实现养殖污染物的资源化利用。

3.3 大型藻类对养殖水体的生态调控

大型藻类可以通过光合作用吸收养殖水体中因饵料输入、养殖动物代谢造成的营养负荷，产生氧气，提高水体pH值。孔石莼与其他水生生物一样，虽然可以利用大量的营养元素，但在夜间也会消耗一定的氧气，如果控制不好孔石莼的密度容易导致耗氧增加，与养殖对象之间形成竞争。本研究中，6.4 t水体利用10.5 kg的孔石莼进行水质净化，石莼能够有效净化珊瑚养殖用水水质，使其不换水情况下各水化指标维持在稳定范围内，说明孔石莼的生物量和珊瑚的养殖密度搭配较为适宜，有效地建立了孔石莼和珊瑚之间营养盐的流动平衡，为孔石莼与养殖对象的搭配密度提供一定的参考。此外，在考虑搭配密度的同时还应考虑养殖对象和投喂量的不同，不能盲目增大孔石莼的量。孔石莼在营养盐充足的情况下，生长速度很快，如果盲目地增加孔石莼的量，部分孔石莼在水体中腐烂降解会消耗大量溶解氧，释放有害的降解物质，再次成为污染物质，导致养殖环境的进一步恶化，不利于养殖对象的生长。鉴于此，为了深入了解孔石莼与养殖对象之间互惠互利的形式，达到最佳的利用状态，需要进一步开展孔石莼和养殖对象不同条件下的生理学特性及代谢规律的研究，探索最佳的生态养殖模式。

参考文献

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[3] Mulbry W， Kondrad S，Pizarro C， et al. Treatment of dairy manure effluent using freshwater algae： Algal productivity and recovery of manure nutrients using pilot-scale algal turf scrubbers[J]. Bioresource Technology， 2008， 99： 8 137-8 142.

[4] 黄道建，黄小平，岳维忠大型海藻体内TN和TP含量及其对近海环境修复的意义[J].台湾海峡， 2005（8）：24-25.

[5] Neori A， Cohen I， Gordin H. Ulva lactucabiofilters for marine fishpond effluents：II. Growth rate， yield and C：N ratio[J]. Bot Mar， 1991， 34： 483-489.

[6] Nelson G S， Glenn E P， Conn J， et al.Cultivation of Gracilaria parvispora （Rhodophyta） in shrimp-farm effluent ditches and floating cages in Hawaii： A two-phase polyculture system[J]. Aquaculture， 2001， 192： 239-248.

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[8] Liu D Y， Amy P， Sun J. Preliminary study on the re-sponses of three marine Algae， Ulva pertusa （Chloro-phyta）， Gelidium amansii （Rhodophyta） and Sargassumenerve （Phaeophyta）， to nitrogen source and its avail-ability [J]. Journal of Ocean University of China， 2004，3（1）： 75-79.

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[10] 何洁， 刘瑶， 张立勇，等.三种大型海藻吸收营养盐的动力学研究[J].渔业现代化， 2010， 37（1）：1-5.

[11] Bergheim A， Tyvold T， Seymour E A. Effluent loadings and sludge removal from land-based salmon farming tanks[M]. London：EAS Special Publication， 1991：14-27.

实施沼气净化工程推进健康生态养殖 第4篇

1 政府重视, 业主积极

近年来, 由于畜牧养殖业的过度集中, 导致畜禽排泄物的治理难度加大, 多数地方认为, 当前的畜禽养殖业排泄物污染源已成为继工业污染、生活污染之后的又一主要污染面源。为此, 瑞安市各级政府十分重视畜牧业污染源整治工作, 从2001年开始, 就按照《温瑞塘河流域治理总体规划》, 拆除搬迁了温瑞塘河流域瑞安段两岸的60多家畜牧养殖场。2004年实施了《瑞安市畜禽业综合整治规划》, 将辖区划为禁养区、控养区和适养区, 有计划有步骤地部署实施畜禽污染源整治。从2005年至2007年, 就完成了25家存栏生猪1 000头以上规模场的排泄物治理任务。从2008年开始, 市政府多次召开专题会议, 落实了农林局、能源办、生态办、环保局、财政局、市招标办等部门及所在地乡镇政府的责任制度, 将畜禽养殖场排泄物治理工作列入“新农村建设”、“生态市建设”和“为民办实事”的重要内容, 加大了政府扶持力度, 规范了工程管理和资金管理, 确保了治理工程的质量和进度。养殖场户积极主动, 配合默契, 在新建改建扩建的所有规模猪场中, 严格按照生态环保要求, 实行沼气池、氧化塘、堆放场等主体配套工程建设, 引进干湿分离设备, 全面提升了猪场的粪尿污水处理能力。

2 政策引导, 工艺科学

为了鼓励养猪场开展排泄物治理, 瑞安市政府加大政策扶持力度, 并坚持推行“谁污染、谁治理”的原则, 在争取浙江省财政补助8万元/场、温州市财政补助10万元/场的基础上, 瑞安市政府出台了给予治理对象整治总经费按工程招投标确定价, 由政府合计给予补助85%, 治理对象场负担15%的优惠政策。一般按照规模不同, 给予20万元至150万元不等的补助经费, 并按工程进度及时给予拨款。

各新建改建扩建的规模猪场, 严格按照“减量化、无害化、资源化、生态化”的要求, 放弃了投资成本较低的“零排放”处理形式, 委托温州市新能源环保设计处设计了“沼气净化系统”处理方案 (见图1) , 通过“雨污分流、干湿分离、生物发酵、沼气处理利用、好氧净化”等工序, 达到“达标排放、能源利用”的目的。并积极筹措资金, 解决工程材料款项, 保证了工程的如期完成。

3 规范操作, 质量达标

为了规范工程管理和资金使用, 从工程设计开始, 瑞安市畜牧兽医局就委托有资质的“温州市新能源环保设计处”设计, 按照每个养猪场的规模不同, 设计了不同规格的“XX养猪场排泄物沼气净化工程”施工图纸, 并由市农业局牵头, 邀请财政、监察、环保等单位参加, 在市招标办对所有“沼气净化处理工程”进行公开招投标, 从而降低了工程造价。在施工过程中, 瑞安市畜牧兽医局严格按照市长办公会议作出的“农业部门保进度、能源部门保质量”的工作规定, 由市农村能源办公室全程进行工程质量跟踪监督, 市府分管领导及有关部门领导和技术人员多次到点检查, 进行现场分析, 发现问题, 及时解决, 既保证了工程质量, 又推进了工程进度, 确保质量达标, 竣工及时。

4 严格验收, 成效显著

每项整治工程完工后, 及时组织由温州、瑞安两市有关部门领导和专家组成的7人验收小组, 对承担单位的规模场排泄物整治工程进行全面验收。验收组一般要经过1～2 d时间的现场检查、资料查阅、听取汇报、会议交流、专家论证等方式, 认为项目已经达到要求的, 给予通过验收, 并由财政按照验收意见及时给予拨付项目补助资金。对于个别项目的后续配套工程尚未彻底完成的, 与能源部门一起督促补缺, 并要求各工程在固体粪便的生物堆放处理、沼气利用、氧化塘运作等方面规范运行, 以确保工程发挥正常的治理作用。

净化养殖 第5篇

关键词：孔石莼;珊瑚;水质;净化

Key words：Ulva lactuca; coral; water quality; purification

孔石莼( Ulva lactuca L.)属于绿藻门，丝藻目，孔石莼科，孔石莼属，亦称海白菜、海青菜、海莴苣、绿菜、青苔菜、纶布，属常见海藻。片状，近似卵形的叶片体由两层细胞构成，高10～40 cm，鲜绿色，基部以固着器固着于岩石上，生活于海岸潮间带，生长在海湾内中、低潮带的岩石上。与红藻Gelidium amansii、褐藻Sargassum enerve和繁枝蜈蚣藻Grateloupia ramosissima等多种大型海藻相比，孔石莼对N、P有着较高的吸收率，而且生长速度也高于其它几种藻类[8-9]。对于不同形式的N和P元素来说，孔石莼的吸收速率不同，何洁等[10]研究表明，孔石莼对氨氮和磷酸盐的去除率要高于对硝酸态氮的去除率。

本研究在不换水的情况下采用孔石莼处理珊瑚养殖水体水质，并定期监测水体质量，测定NO3--N、NO2--N、NH4+- N和PO43--P等水质指标的变化，以期为生态无公害养殖提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验装置

珊瑚养殖池内养殖用水体积为6.4 t，养殖珊瑚种类及投喂情况如下：

养殖对象：海鸡冠Dendronephthya sp(12个)、九尾狐Sphaerella krempfi(19个)。

投喂情况：早晨喂珊瑚粮 236 mL、轮虫液500 mL;下午通过打汁机将20 g太平洋磷虾、沙丁鱼10 g、裂壶藻添加剂7 g、雪虾6 g混合，去掉滤渣，将食物汁喂养珊瑚。

试验为期60 d，试验期间采用孔石莼水处理系统对水质进行处理。养殖缸内的海水在水泵的作用下流经蛋白分离器，再进入沙滤罐进行第2次水处理之后，重新流回珊瑚养殖池。而孔石莼水处理系统单独与珊瑚养殖池进行连接，确保养殖水体完全进入孔石莼水处理系统。养殖过程中，水体温度为(22.7±0.7) ℃;pH值为8.00±0.05;溶氧为7.80±0.04。 每隔15 d，用水抄将孔石莼从养殖缸内捞出放到篮子里控水5 min，尽量除去其中的海水，放到电子称上秤出孔石莼的湿质量。称量结束后将孔石莼重新放到养殖缸内，然后称量篮子得到孔石莼的净质量，并记录。

2 结果与分析

2.2 孔石莼过滤系统对珊瑚养殖水体NO3--N的影响

如图3所示，在孔石莼的作用下，珊瑚养殖池水体NO3--N的含量基本维持在10.34～15.45 mg?L-1这个水平范围内，基本趋于稳定，且整体上还有略微下降趋势。

2.3 孔石莼过滤系统对珊瑚养殖水体NH4+-N的.影响

2.4 孔石莼过滤系统对珊瑚养殖水体PO43--P的影响

如图5所示，珊瑚养殖池水体PO43--P的含量基本维持在0.31～0.40 mg?L-1这个水平范围内，基本趋于稳定，说明孔石莼净化系统能够有效吸收养殖过程中产生的PO43--P。

2.5 孔石莼的增长量

不换水培养过程中，孔石莼质量的变化见表1，孔石莼由最初的3.5 kg逐渐增长至试验结束时的4.01 kg，这在一定程度上说明，孔石莼吸收水体中的N和P等营养物质，既进行了水质净化，也实现了自身生长。

3 讨 论

3.1 养殖水体的N素污染

水产养殖动物是排氨生物，氮是其排出废物中的主要组成成分。进入人工养殖水体的N素部分被养殖动物吸收同化转化为营养成分，部分通过反硝化作用或NH3 的挥发进入大气， 其余大部分则以有机和无机氮形式溶解于水中。氨氮超标影响养殖动物的生存和生长，轻者导致养殖动物生长缓慢，食量减弱，引发各种疾病，食用品质差;重者将引起养殖动物中毒死亡。研究发现，瓣鳃纲贝类排放到水体中的氮占总投入氮的75%，鱼、虾类排放到水体中的氮分别为投入氮的70%～75%和77%～94%[11]。养殖废水中如此高的含氮量，为大型海藻对养殖废水的生物修复作用提供了依据和前提。由此可见，养殖种类、饵料的性质等因素都会对以残饵、粪便的形式被释放到水环境中的氮素的数量和种类产生影响。本试验通过孔石莼水处理系统使养殖水体中的氮含量处在一个稳定的范围内，随着试验的进行并略微下降。

3.2 大型海藻对无机营养盐的吸收利用

大型海藻由于其自身的生理特点，包含着无机氮、氨基酸氮、非蛋白可溶性有机氮和蛋白质氮等营养物质库。营养物质库的存在保证了大型海藻在营养盐剧烈变动的水体环境中可以正常的生长。如上所述，大型藻类对不同营养元素有着不同的吸收速率，在具有同样浓度的N盐和P盐水体中，大型藻类首先吸收N元素;对于NO3--N和NH4+- N来说，大型藻类首先偏向于对NH4+- N的吸收。NH4+- N往往是养殖水体中无机氮代谢后的主要存在形式，对养殖对象有着一定的损害作用，大型藻类对NH4+- N吸收偏好恰好可以作为清洁水质的一个手段。本研究结果也表明，在不换水情况下，孔石莼的培育可以使珊瑚养殖水体中的NH4+- N含量保持在最初的水平。另外，大型海藻易于收获，减轻水体污染的同时，又能实现养殖污染物的资源化利用。

3.3 大型藻类对养殖水体的生态调控

大型藻类可以通过光合作用吸收养殖水体中因饵料输入、养殖动物代谢造成的营养负荷，产生氧气，提高水体pH值。孔石莼与其他水生生物一样，虽然可以利用大量的营养元素，但在夜间也会消耗一定的氧气，如果控制不好孔石莼的密度容易导致耗氧增加，与养殖对象之间形成竞争。本研究中，6.4 t水体利用10.5 kg的孔石莼进行水质净化，石莼能够有效净化珊瑚养殖用水水质，使其不换水情况下各水化指标维持在稳定范围内，说明孔石莼的生物量和珊瑚的养殖密度搭配较为适宜，有效地建立了孔石莼和珊瑚之间营养盐的流动平衡，为孔石莼与养殖对象的搭配密度提供一定的参考。此外，在考虑搭配密度的同时还应考虑养殖对象和投喂量的不同，不能盲目增大孔石莼的量。孔石莼在营养盐充足的情况下，生长速度很快，如果盲目地增加孔石莼的量，部分孔石莼在水体中腐烂降解会消耗大量溶解氧，释放有害的降解物质，再次成为污染物质，导致养殖环境的进一步恶化，不利于养殖对象的生长。鉴于此，为了深入了解孔石莼与养殖对象之间互惠互利的形式，达到最佳的利用状态，需要进一步开展孔石莼和养殖对象不同条件下的生理学特性及代谢规律的研究，探索最佳的生态养殖模式。

参考文献

[5] Neori A， Cohen I， Gordin H. Ulva lactucabiofilters for marine fishpond effluents：II. Growth rate， yield and C：N ratio[J]. Bot Mar， 1991， 34： 483-489.

净化养殖 第6篇

1 我国水产养殖的现状分析

随着我国经济不断发展, 人们生活水平不断提高, 水产养殖业也飞速发展。虽然我国的水产养殖业历史悠久, 但是由于人们的要求越来越高, 过去的水产养殖业的种类已都无法满足人们的需求。所以我们只有加大水产养殖业的发展, 这样才可以扩大水产养殖业的消费市场。然而, 这样会带来很多不好的影响, 比如水产品的种类不断地减少, 质量也不断地降低, 而且在养殖的过程中过度使用一些化肥等也会对水环境造成严重的污染, 使水产品的质量得不到保障, 人们食用之后会引发安全问题, 这就是我们水产养殖业的一些主要的问题。为确保人们的安全, 我国水产养殖业也做出了很多措施来解决问题, 但是由于水产养殖业排出的废水量比较大, 而且浓度高, 处理起来也相当复杂。

2 水产养殖废水中主要的污染物

水产养殖废水中存在着很多的污染物, 如果这些污染物不能快速地解决掉, 就会对水产品造成很大的影响, 同时也会危害到消费者的健康, 更大的问题就是造成了水污染, 导致环境慢慢恶化。所以, 现在我们最大的问题就是找到合适的解决水产养殖业排污水的办法。

2.1 有机物

在水产养殖的过程中一定会产生一些有机物, 这些有机物有的是可以溶解的, 有的却是不可溶解的, 那些不可溶解的有机物不断地积累沉淀就会大量的繁殖, 这样就会使氧气消耗量增大, 从而让水产品因缺氧而死亡。死亡的水产品又会产生一些感染性的疾病, 导致水质量开始恶化, 阻止水生物的不断繁殖。

2.2 氨氮

在废水之中氨氮是一种很常见的污染物, 在水产养殖中氮主要是由于一些饲料和水生物的粪便等分解而形成的。而氨却是一种有刺激性气味的气体, 这种氨气很容易和水反应形成NH3·H2O。氨氮在水体就会使得水体营养化丰富, 这样就会使水生物大量的繁殖, 破坏了水体的生态平衡, 使鱼的生活空间变得狭小, 影响了水产品的生长和繁殖。在水体中, 当氨的含量高于0.5mg/L时, 就会影响到鱼的生存, 对水产养殖造成严重的危害, 导致水生物不仅不能生长而且还会面临死亡的危机, 这都是会影响水产养殖的发展和环境水污染的。

2.3 其它污染物

在水产养殖中, 如果养殖的水生物大量增多, 养殖业主就会大量使用农药和化肥, 这样就会导致水的质量出现问题, 从而让环境也受到极大的污染。当水质量出现问题时, 水体里面就会出现大量的二氧化碳导致鱼类死亡, 酸碱度减低, 对鱼类会造成更大的影响。

3 水生植物组合净化技术

3.1 水生植物组合净化技术的原理

水生物组合净化技术就是利用水生植物的根、茎、叶来吸收一些水中的污染物。植物的根茎叶是可以吸附大量的气体的, 比如说我们常常说“保护环境, 就要多植树”, 这是为什么呢?其实也就是因为树可以吸收二氧化碳而释放出氧气, 人们呼出二氧化碳被树木吸收, 而它释放出来的氧气还是我们所需要的, 这就形成了一个循环系统, 让生态平衡。而在水产养殖中, 我们同样也可以利用这一原理, 将水生植物种植在水体里面, 这样就可以很直接地降低水体的污染。而且, 水生植物还可以将水里面存在的氨态氮、亚硝态氮和磷等有效除去, 让水质量得到改善。

3.2 水生植物组合净化组合技术

水生植物组合净化不仅成本比较低, 而且操作比较简单, 这样就能提高经济性。在水生植物组合净化技术中, 水生植物有一些沉入水里的、漂浮在水面的、还有飘在中间的。对于沉入水底的植物来说, 它主要的作用就是抑制一些水藻类植物的生长, 抵制水藻类植物对水体空间的占据;漂浮在中间的有净化水体质量的作用, 还可以供消费者们观赏, 为水产养殖业带来一定的收益;漂浮在水面的水生物, 一般生命力极其旺盛, 繁殖速度也非常的快, 这样就会降低很多的成本而且也达到了净化水污染的作用, 可以吸收水里的氮、磷等, 根系也可以为微生物提供一个栖息的场所。这种漂浮在水面上的水生物一般都是水葫芦, 能为水体提供富营养化。这种水葫芦生长速度快, 所以我们就要不时地为水葫芦进行修剪, 不能让它无限繁殖, 不然也是会影响到水产养殖发展的。

4 结语

如今, 我国的水产养殖业发展尤为迅速, 为了不让环境受到水产养殖业排水的污染, 我们就要不断研究出更好的减少污染的方法, 这样才能减少污染物在环境中的累积, 从而促进水产养殖业朝着更好的方向前进。运用水生植物组合净化技术可以减少成本, 达到良好的净化效果, 改善排出水的污染程度。

参考文献

[1]李晨光.凤眼莲净化治理滇池蓝藻污染的可行性研究[J].环境科学导刊, 2012, 31 (3) :64-68.

净化养殖 第7篇

1 材料与方法

1.1 原位复合生态净化系统介绍

水体原位复合生态净化系统由扬水造流设备、生物挂膜填料、沉淀斜管等3部分构成。扬水造流设备(图1)直径20 cm、高60 cm,主要由一个具有特殊的闭合装置的气室和提升筒组成。闭合装置能够将气泵泵入的空气封闭在气室内,当气室内空气较多时,闭合装置打开,待气室内空气全部溢出以后闭合装置再次关闭,开始一个新的循环。气室中溢出的气体在提升筒内形成一个加速上升的气弹,气弹在上升同时也带动筒内水体上升,从而将底部水体提升到表层,造成扬水造流区水体的较为强烈的垂直混合,并促进自然复氧过程[11,12]。生物挂膜填料采用直径150 mm、长1 m的弹性立体填料,该填料将聚烯烃类和聚酰胺为材料的丝条穿插固着在耐腐、高强度的中心绳上,丝条呈立体均匀排列辐射状态,使气水与生物膜充分接触。沉淀斜管采用直径50 mm、高度0.3 m的聚丙烯蜂窝斜管。

试验在浙江省海洋水产养殖研究所永兴基地进行。选用2个室内水泥养殖塘作为试验塘和对照塘,规格为6.0 m(长)6.0 m(宽)2.0 m(深),每个养殖塘内按照1.0 m间隔设置5行5列共25个充氧曝气头,它们通过管道连接同一台罗茨风机。

在试验塘内设置一套原位复合生态净化系

统,布置方式如图2所示。关闭养殖塘的部分曝气管道,仅保留5根曝气管道供气,其中4根曝气管道连接充氧曝气头(图中实心点),悬挂在水面以下1 m处,另1根曝气管道去掉曝气头后连接扬水造流设备进气口(图中空心圈),从而保证扬水造流设备气量与曝气头一致。在塘内与扬水造流设备相对的一角设置2.0 m1.0 m的生态净化区,在水体上方(水面至水面以下1.0 m深度)悬挂弹性立体填料,下方(池底至池底以上0.3 m)安放沉淀斜管,原位生态净化区四周以细渔网围起,防止对虾进入其中。试验过程中,每个塘内水深维持1.5 m。为达到复合净化效果,用潜水泵提升扬水造流区水体(400 L/h)至由挂膜填料和沉淀斜管组成的生态净化区,并通过布水管向生态净化区内均匀布水;养殖水体在扬水造流区内复氧后进入生态净化区,在流态相对稳定的条件下去除氮污染物和悬浮物[13]。

对照塘布置不使用原位复合生态净化技术,仅在与试验塘曝气头和扬水造流设备相同的位置设置5个曝气头,通过曝气管道连接到试验塘的罗茨风机,保证试验过程中两塘内气量相等。对照塘其余设置均与试验塘相同,以保证两个塘内出现的差异仅来自于试验塘使用的原位复合生态净化技术。

1.2 试验方法

具体养殖过程:7月29日下午16:00向每个塘各移入凡纳滨对虾虾苗1.75 kg(约1 600尾/kg),养殖密度为78尾/m2;8月8日(第10天)增加污染负荷,再向每个塘各移入1.135 kg虾苗,养殖密度增加至128尾/m2;8月13日(第15天)将每个塘5个曝气点减少为4个;8月22日收虾,试验塘收成凡纳滨对虾10.75 kg(2 472尾),对照塘收成9.92 kg(2 023尾)。对虾养殖过程中,初始投饵量按照虾苗总重0.8%计,每日增加8%;在每日的8:00、13:00和18:00投饵,投饵量比例为30%、20%、50%。

中试研究开始后,打开罗茨风机向2个塘内曝气充氧(每个塘内曝气功率约为200 W),扬水造流设备在进气后开始产生间歇性的气弹,同时打开试验塘内的潜水泵使水体在试验塘内循环。罗茨风机、潜水泵在整个试验期间持续运行。

1.3 试验仪器和水质检测方法

试验中设置的测定指标[14,15]包括氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、溶解氧、悬浮物质,测定方法参照《海洋监测规范 第4部分:海水分析》(GB 17378.42007)[16]。

在试验塘内设置16号采样点,其中14号采样点分布在养殖塘四角(距两边池壁0.2 m),5号采样点在养殖塘正中心,6号采样点则在原位生态净化区中心(图2中实心三角)。每个采样点又分为表层(水面以下10 cm)及底层(池底以上10 cm)。对照塘内仅设置15号采样点,即养殖塘四角和中心。

根据试验需要对不同水质指标采用不同的采样时间及方法:氨氮、亚硝酸盐、氮硝酸盐氮为常规水质指标,每隔1~2 d于中午12:00在各点取等体积水样混合均匀,混合后的水样过滤后测量氮污染物浓度,监测两塘中水质随着试验天数增加产生的变化;8月8日18:00及12日4:00测定6个采样点表层和底层的溶解氧; 8月16日和20日12:00采集水样测定悬浮物,将15号采样点水样混合代表试验塘和对照塘情况,试验塘6号采样点则单独代表生态净化区情况。

1.4 数据统计与分析方法

为了方便进行对比,根据试验塘和对照塘水质指标数据计算相对去除率。以氨氮为例,计算公式如下:

氨氮相对去除率=(1-试验塘氨氮浓度/对照塘氨氮浓度)100%

将2个塘内氮污染物浓度对试验时间作折线图,并将相对去除率对时间做柱状图。根据图表分析氮污染物在试验全程中的变化情况。对于测定的溶解氧数据,采用配对样本t检验法判定扬水造流设备复氧及促进水体混合的效果。

2 试验结果

2.1 氨氮的变化

试验开始时,塘内水体氨氮浓度初始值为0.033 mg/L,系统运行后浓度逐渐降低;第10天,增加虾苗密度后,氨氮浓度开始增加,对照塘内浓度从0.019 mg/L逐步升高至第18天的0.105 mg/L,试验塘内氨氮浓度从0.012 mg/L逐步升高至第15天的0.063 mg/L后不再增加甚至稍有减少。根据两个塘内氨氮浓度计算,第10、12、14、15、18天的氨氮浓度相对去除率分别为35.3%、33.2%、67.2%、28.6%、41.8%,平均值为41.2%(图3)。

2.2 亚硝酸盐氮的变化

第1天塘内水体亚硝酸盐氮初始浓度为0.020 mg/L,此后两塘的浓度始终维持在极低水平,第10天增加虾苗密度后亚硝酸盐氮开始积累,对照塘从0.010 mg/L逐步增加到0.879 mg/L,而试验塘则分为两个时间段:第1015天,浓度仍保持较低水平(不高于0.100 mg/L),相对去除率保持在80%以上(第10天为50%);第15天减少一个曝气点后,供氧量减少,亚硝酸盐氮难以及时氧化成硝酸盐氮,第18天亚硝酸盐氮浓度较第15天显著增加,而相对去除率虽有所降低,仍达到40%。第10、12、14、15、18天的亚硝酸盐氮相对去除率均值为70.0%(图4)。

2.3 硝酸盐氮的变化

硝酸盐氮变化趋势与亚硝酸盐氮变化趋势非常相似。第1天塘内水体中硝酸盐氮浓度为0.200 mg/L,在第3天降低至极低水平,第10天增加虾苗密度后,对照塘内硝酸盐氮从0.080 mg/L增加到2.530 mg/L,而试验塘的浓度变化也分为两个阶段:第1015天从0.041 mg/L增加至0.229 mg/L,第18天则增加至1.437 mg/L。第10、12、14、15、18天的硝酸盐氮相对去除率依次为48.9%、66.0%、90.4%、83.2%、43.2%,平均相对去除率为66.4%(图5)。

2.4 溶解氧分布情况

8月8日傍晚18:00时由于塘内藻类光合作用刚结束,试验塘和对照塘内溶解氧平均值均较高;而凌晨4:00时由于缺乏光合作用,同时对虾的生理活动较白天更加活跃,两个塘内溶解氧平均值分别仅为2.46 mg/L和1.77 mg/L(图6)。另外,观察试验塘内各个点的溶解氧大小,可以看出试验塘内溶解氧在5号点最高,3号点最低,这可能是由于5号点最接近扬水造流设备,3号点距离最远且被原位生态净化区阻隔。

对试验塘内和对照塘内15号采样点表层及底层溶解氧数据进行配对样本t检验(表1)。结果显示,8月8日和8月12日的P值分别为0.008和0.000,均小于0.05,这说明两塘溶解氧浓度存在明显差异;比较表明,试验塘溶解氧均值都较对照塘有所增加,8月8日和8月12日增加率分别为13.8%和39.0%。这表明运行扬水造流设备增强了水体自然复氧能力,显著提高了养殖塘内溶解氧浓度。

a)2011-08-08,18:00 b)2011-08-12,4:00

2.5 悬浮物去除情况

8月16日试验塘内悬浮物仅为对照塘的65.5%,即相对去除率为34.5%,原位生态净化区悬浮物又仅为试验塘的65.8%;8月20日试验塘悬浮物相对去除率则达到了42.7%。两天的试验塘悬浮物质平均相对去除率达到了38.6%。观察抽滤后截留在滤膜上的悬浮物,试验塘悬浮物为绿色,对照塘悬浮物为褐色。对水样镜检发现,试验塘内悬浮物以小球藻(Chlorella sp.)为主(因为试验条件限制,未对藻类浓度计数),残余饵料及对虾粪便很少,对照塘内悬浮物则以残余饵料和对虾粪便为主。

3 讨论

3.1 原位复合生态净化技术的污染物去除机制分析

本研究所提出的原位复合生态净化技术,主要由扬水造流设备、生物挂膜填料和沉淀斜管等3类设施组成,相关单项技术目前主要在湖库水体水质改善领域开展应用。其中,扬水造流技术主要应用于水库水源地水质修复与藻类控制,通过间歇性的提水方式促使整个水体的垂直混合,强化水体的自然复氧能力[17],并使水体中溶解氧均匀分布;生物膜接触氧化技术多应用于微污染水预氧化,其生物挂膜填料提供了硝化菌等微生物生长的良好环境,异位生物滤池的研究证明该技术在较短停留时间内有效去除水中氨氮[18,19];斜管沉淀技术多用于城镇给水处理,通过浅层沉淀原理达成悬浮物的快速去除。

凡纳滨对虾养殖水体,其水质污染特征与湖库水体有所区别,主要表现在污染物浓度较高,并容易形成复合污染,往往呈现高氨氮、高悬浮物、低溶解氧并存的现象。即:高密度养殖时投放过量的饵料,对虾在饵料充足的环境下生理活动旺盛,促使水体中氨氮升高;残饵及对虾排泄粪便在虾池内长时间悬浮,降低水体透明度,抑制了藻类的生长及其对水体中氨氮的吸收;对虾旺盛的生理活动需要消耗大量的溶解氧,然而藻类生长受抑制使得水体通过光合作用供氧量减少,氨氮、有机悬浮物则在降解过程中与对虾争夺水体溶解氧,更加剧了水体溶解氧过低的问题[20,21]。

针对上述复合污染过程,结合笔者前期在湖库水体水质改善方面取得的技术经验,本研究提出将扬水造流技术、生物膜接触氧化技术和斜管沉淀技术有机组合,发挥各自优势达成原位水质净化效果。结合试验结果,初步分析其污染物去除机制为:扬水造流设备促进了水体自然复氧,同时产生的水体扰动作用不断提升扬水造流区的悬浮物质及残饵,并通过潜水泵导入生态净化区;在生态净化区内利用布水装置使养殖用水均匀流过生物接触氧化填料,通过生物膜的好氧作用去除氨氮;密集的生物填料和沉淀斜管创造了一个相对静止的环境,悬浮物及残饵在此区域内沉淀去除,所以增加水下光照度,藻类逐渐增殖,并通过光合作用补充水体溶解氧。因此,试验塘内悬浮物以小球藻为主,对照塘内则为残余饵料及对虾粪便为主。

3.2 原位复合生态净化技术应用前景探讨

原位复合生态净化技术具有如下的特点:(1)由于采用原位处理方式,不需要额外占地,仅需在现有虾塘基础上进行改造,因此总建设成本较低;(2)采用挂膜填料、沉淀斜管、潜水泵等常用水处理设备组合而成,因此工程实施难度较低;(3)运行扬水造流设备不会产生额外的能耗,能够直接使用现有的曝气管道,在相同的气量下产生更好的复氧效果,换言之,达到同样的供氧效果所使用的能耗更小,且扬水造流设备供氧方式流态稳定。该技术同时还强化了养殖水体的自净能力。本研究中氨氮、硝酸盐氮、悬浮物的平均相对去除率在70%以下,虽然仍有进一步提升的潜力,但由于养殖水体原位可供利用的空间限制,养殖水体自净能力的发挥是有限度的。

4 结论

采用由扬水造流设备、生物挂膜填料、沉淀斜管等构成的原位复合生态净化技术处理凡纳滨对虾养殖塘水体,可有效提高水体水质,其中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮平均相对去除率分别为41.2%、70.0%和66.4%,悬浮物质平均相对去除率为38.6%;同时,溶解氧明显增加,塘内以残饵、对虾粪便为主的悬浮物质得到基本去除,小球藻大量生长。

摘要：氨氮和悬浮物质过高、溶解氧过低,以及频繁换水带来的外排废水的污染是在凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)养殖时经常遇到的问题。针对上述问题提出了由扬水造流设备、生物挂膜填料、沉淀斜管等构成的原位复合生态净化技术,在凡纳滨对虾养殖池塘中开展中试研究。试验结果显示,该技术对水质改善较为明显,养殖凡纳滨对虾18 d后,与对照塘相比,试验塘水体中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮平均相对去除率分别为41.2%、70.0%和66.4%,悬浮物质平均相对去除率为38.6%,溶解氧在傍晚18:00与凌晨4:00分别增加13.8%和39.0%。这表明原位复合生态净化技术能够有效提升凡纳滨对虾养殖水体水质。

净化养殖 第8篇

1. 翘嘴红鲌的主要生物学特性

翘嘴红鮊是在湖泊、水库和外荡等大水体中生活的鱼类。成鱼一般在敞水区水体中上层活动，游动迅速，性暴，善跳跃；幼鱼成群生活在水流较缓慢的浅水区域。生长迅速，体型较大，最大可长至10～15公斤，常见个体0.5～1.5公斤。食物选择性强，摄食频率高，在严寒的冬季及生殖期间都照常摄食。随着个体的长大，食性会发生显著的变化；小个体主要以藻类，水生昆虫等为食，体长24厘米以上者，以鱼类为主要饵料。

翘嘴红鮊具有明显的溯河产卵习性。每年5月中旬，逐渐进入性成熟阶段，6月中旬至7月中旬（农历芒种后10天至小暑后10天）为生殖盛期，8月上旬结束。雄鱼2冬龄性成熟，雌鱼3冬龄成熟，适宜产卵的水温2 5℃。适宜产卵的水流速度0.1～1.5m/s。每次发情产卵持续时间2小时左右，产粘性卵，卵浅黄灰色，卵径为0.7～1.1毫米。卵在湖泊近岸浅滩的水生植物、砾石、硬泥上发育，约经48小时孵出仔鱼。

2. 养殖水体污染问题的解决途径

众所周知，水资源和水环境污染的严重性已受到国内外普遍关注，对于工业污水和生活污水的处理，各国都在积极采取多种措施，极力降低其污染程度，并且已经取得了显著的效果。然而在水产养殖生产中，由于投饵施肥等技术措施的使用，导致水体富营养化的现象也越来越严重，这影响到我国水产养殖业的未来可持续健康发展。因此，未来水产养殖业发展的必然趋势是在养殖生产过程中必须加强对养殖水体的净化处理，以保护水资源，特别是淡水资源。

水体中的氮、磷含量高是养殖水体的富营养化的主要原由，因此对于养殖水体的自身污染问题的解决，主要是采用各种措施降低水体中氮磷含量。采用水生蔬菜培育和鱼类养殖偶联的生产模式，对鱼虾养殖水体进行循环净化处理，可使水体中的氮磷含量降低，保护养殖水体。

3. 水生蔬菜净化循环水体养殖翘嘴红鲌的试验

3.1 材料与方法

3.1.1 池塘选择

选择相邻鱼池3口作养殖试验塘，塘埂结实，四周有水泥板护坡，池底不渗漏，池塘进排水方便。1号塘和3号塘面积分别为7.2、7.3亩，深度2.5～3米的池底平坦的长方形池塘，2号塘11亩，池底淤泥须30～50cm，便于水生蔬菜的生长。

3.1.2 水处理净化系统的准备

主要包括沉淀设施、吸附过滤设施、生物处理设施和消毒灭菌池等几个部分。沉淀设施的主要功能是沉淀来自养殖水体中的密度较大的物质，在目前设计的这个养殖模式中，主要由水生蔬菜培育池来承担这部分作用。

3.1.3 池塘准备

2号塘于3月份施足基肥，按0.8～1.2米的株行距进行浅水种植莲藕。前期生长以浅水为主，随莲藕的生长逐步适当加深水层。1号塘和3号塘于5月中上旬抽干池水后晒塘，后注水1 0 c m，用生石灰150kg/亩兑水化浆后全池泼洒消毒。一周后池塘内注水至水深1.2m～1.3m。设置管道串联塘口，连接循环养殖水体。7月3日，用添加10%的EM生物制剂搅拌经发酵3天的菜粕, 以30kg/亩的用量施入池塘水体，肥水培育天然浮游生物饵料。

3.1.4 夏花放养

翘嘴红鲌夏花由丹江口水库引进，规格为体长2.5cm～3.0cm。放苗时间为7月9日14时，放养密度为1号池、3号池各2.4万尾。先把装运苗种的充氧袋浸入池水中20分钟～30分钟，待调节水温后用大盆加水，把鱼苗缓慢倒入大盆二次中和水温，经检测温差为0.5℃ (不超过2℃温差) 后，将鱼苗放入池塘。

3.1.5 养殖管理

放苗后，早中晚三次巡塘，以观察鱼种成活情况，并检查水体中浮游生物种类、数量，确定日投喂量。水质要肥而不浊，清而有色，透明度30cm以上，为确保水质清新，使水体达到肥、活、爽，1号塘通过水处理净化系统将水生蔬菜的培育与翘嘴红鲌的人工养殖融为一体，采取封闭循环水体不间断循环微流水 (流量控制在20m3/h) 以改善养殖水质，3号塘必要时可加注新水改善养殖水质。鱼种培育前期饲料以浮游动植物为主，随后逐步增加粉状商品饲料，与浮游动植物饵料搭配使用，日投2次。适时使用增氧机，增加池水溶解氧。建立池塘档案，记录养殖数据。

3.2 试验地点：

鄂州市绿维康鄂州市绿维康食品有限责任公司红尾鱼养殖基地。

3.3 取样方法

在通过水处理净化系统连接的翘嘴红鲌养殖和水生蔬菜种植循环水体中，取1号翘嘴红鲌养殖池、水处理净化系统出水口（2号）的水样检测溶解氧、氨氮及亚硝酸盐等指标。同时取未连接水处理净化系统的传统方法3号养殖翘嘴红鲌的鱼池的水样作为对照。

4. 结果与分析

4.1 溶解氧可以满足红尾鱼及池中所有生物呼吸、摄食、消化、代谢的需要，达到健康快速生长要求，是水产养殖业成败最关键的因素之一。对过图1溶解氧的变化曲线可以看出，与3号塘相比，1号塘接受水处理净化系统不间断循环微流水，大大提高了溶解氮的含量，改善了红尾鱼的养殖环境。

4.2 由于在人工池塘的养殖水体中, 氨态氮 (NH3、NH4+) 对生产影响最大, 尤其是分子态氨 (NH3) 对鱼类及其他水生动物有很强的毒性, 即使浓度很低, 也会抑制生长, 损害鳃组织, 加重鱼病。对养殖生产造成不利影响。近年来的研究表明, 鱼类能长期忍受的最大限度的氨 (NH3) 浓度为0.025mg/L。池塘水体中氨氮的主要来源是池水和底泥中含氮有机物的分解及水生生物的代谢作用, 这是水体氨氮含量增加的主要途径。尤其在高投入、高产出的池塘中人为的大量投饵、放养密度大, 生物代谢旺盛, 排泄废物氨的数量增多, 致使氨在水中积累。由图2氨氮的变化曲线及图3亚硝酸盐的变化曲线可知，1号氨氮和亚硝酸盐含量不仅水平较低，而且比较稳定。也就是说，通过水生蔬菜培育为主体的水净化处理体系，可以转化利用氨氮和亚硝酸盐，达到净化红尾鱼养水体的目的。

4.3 由于水生蔬菜的生长需要各种养分，如氮、磷、钾等等，而翘嘴红鲌的养殖过程中会产生水体富营养化的问题，即氮、磷、钾的含量较高，因此可以通过动力系统将翘嘴红鲌养殖过程中的水体抽调至水生蔬菜培育池，一方面供应水生蔬菜生长所需的养分，另一方面使翘嘴红鲌养殖池塘的水体得到初步净化，可谓一举两得。

5. 结语

生蔬菜的培育除莲藕外，还可以种植菱角、芡实、莼菜等，在建立大型水生蔬菜净化水体时，可按一定比例安排多品种水生蔬菜培育池，可使氨氮的转化更趋稳定。

为减少鱼病的发生，经过上述过程净化处理的水，在进入养鱼池塘以前，最好进行消毒灭菌处理。操作方便且比较有效的消毒灭菌方法是臭氧消毒和紫外线消毒。

摘要：本试验主要通过将水生蔬菜的培育与翘嘴红鲌的人工养殖融为一体, 达到既可减少整个生产循环过程中的水体污染, 又获得了水生蔬菜和翘嘴红鲌这两大类产品。以翘嘴红鲌养殖为核心, 辅助水生蔬菜的培育, 以水净化处理为纽带, 使整个系统处于封闭式良性循环运作状态, 一方面供应水生蔬菜生长所需的养分, 另一方面使翘嘴红鲌养殖池塘的水体得到初步净化。

关键词：水生蔬菜,净化,循环水体,养殖,翘嘴红鲌,试验

参考文献

[1]张进凤, 李瑞伟, 刘杰凤, 等.淡水养殖水体氨氮积累然危害及生物控制的研究现状[J].河北渔业.2009 (6)

[2]徐丽娟.翘嘴红鲌人工繁殖技术[J].河北渔业.2010 (3)

净化养殖 第9篇

气浮分离技术在工厂化循环水水处理中的应用,目前主要停留在简单的试验对比和工艺试验上,生产上往往靠经验设计,缺乏科学的设计标准,在设计、建造中存在盲目性、不确定性等问题[7,8,9]。为使该技术的应用更加规范化、最优化,提高水处理效率,改善集成应用效果,本研究从叶轮气浮装置的设计原理出发,优化各关键零部件的设计参数,并在循环水养殖系统中进行水处理试验,为气浮分离技术在水产养殖水处理中的优化设计及生产应用提供参考。

1 材料与方法

1. 1 试验方法

首先优化叶轮气浮装置的设计参数,优选出适于循环水养殖水处理需求的各零部件,组装成叶轮气浮装置; 然后集成应用在石斑鱼海水循环水养殖系统中。在不同水力停留时间( HRT = 5、15、25 min ) 和不同进气量( 自然进气及5、10、15 m3/ h) 工况下探讨装置处理前后的水处理效果。其中自然进气是通过叶轮高速旋转产生的局部低压将空气吸入。每天9: 00 采样一次,每次取样地点固定。

测定方法: 采用称重法测定TSS; 采用铂钴比色法测定色度; 纳氏试剂分光光度法测定总氨氮( TAN) ; 盐酸萘乙二胺比色法测定亚硝酸盐氮( NO2-- N) 、硫酸钾消解法测定总氮( TN) 和重铬酸钾法测定化学需氧量( COD) 。采用美国YSI Professional Plus Multiparameter Meter检测溶氧( DO) 、氧化还原电位( ORP) 。试验用鱼为青石斑,养殖密度10 kg /m3,日投喂量2% ; DO 6. 5 ~8. 5 mg / L,水温23 ~ 26 ℃ ,盐度15。

1. 2 试验系统

本试验系统共有4 个鱼池,采用双排水方式经过叶轮气浮池后进入调节池,经水泵进入生物移动床,再通过低压喷淋溶氧器( LHO) 增氧后流回鱼池( 图1) 。其中少量的水流支路在移动床后经过脱气塔脱气后再进入LHO增氧后流回鱼池,从而实现循环水养殖。

1.竖流沉淀器2.鱼池3.生物移动床4.低压喷淋溶氧器5.脱气塔6.叶轮气浮装置

2 叶轮气浮装置设计

依据实验系统养殖负荷估算,目标参数为: 水处理能力≥10 m3/ h; 固体悬浮物去除率≥30% ;能耗≤1. 0 k W。

2. 1 电动机

参照离心式通风机、离心式压缩机和污水气浮处理工程技术规范[10],电机选择为Y801-2 型立式三相异步电动机,额定功率0. 750 k W,转速2 800 r / min。考虑到作业环境为潮湿、盐度较大的海水养殖工厂,电机座选用316 L不锈钢焊制。

2. 2 传动管轴

为保证叶轮在水下1 m处正常工作,轴长1. 1 m左右。传动管轴兼作传动与通气管双功能,应选用中空管形,管内孔面积要保证通气流量的要求。传动管轴管上端面设12 个进气孔( 6 个圆孔,6 个方孔) ,气孔面积为1 071 mm2,大于内孔道气道面积907 mm2,从而保证顺利吸气。传动管轴按空心轴扭转强度测算轴直径尺寸。传动管轴采用外径 Φ 外32、内径 Φ 内22、壁厚5 mm、材料为标号316 L无缝不锈钢管; 支撑筒( 固定转轴) 的套管采用 Φ 外75、Φ 内56、壁厚9. 50 mm、材料为标号316L无缝不锈钢管。

2. 4 联轴器

联轴器联接尺寸( 即轴孔直径d和轴孔长度L) 应符合主、从动端轴径的要求,按大轴径选择联轴器型号,按照GB /T3852 选择代号为L3B-28的立式夹壳联轴器,内径为28 mm。

2. 5 叶轮

在实验室环境下检测气浮头直径90、100、110、120、150 和190 mm等6 种规格叶轮的运行电流。在气浮头外径为120、150 和190 mm时测得的实际电流过大,而外径为100 和90 mm规格叶轮的气量不如直径110 mm产生的气量多,所以最终确定气浮头的外径为110 mm,并对该气浮发生头进行静平衡计算,符合设计标准。

查阅污水气浮处理工程技术规范文献[10,11],同时参考实验系统中气浮装置内气泡发生头部件[12],最终确定将叶轮定型为三片式叶轮( 图2) 。叶轮可直接和转动轴以内外丝螺纹方式连接,中间为空心管,在管尾部到螺纹连接处共开有4 个通孔,每一圆周面开3 个,共有12 个通孔。为保证形成气泡切割的稳定性,选用常用的3 片切割空间。

1.气孔2.空心管3.叶片

2. 6 叶轮气浮装置

叶轮气浮装置采用电动机驱动,通过联轴器与传动管轴联接,采用机械密封将传动管轴与叶轮联接( 图3) 。当电动机转动时,通过传动管轴将动力传动到叶轮,从而带动叶轮高速旋转。传动管轴( 通风管) 上端有12 个气孔,中空通至叶轮处,叶轮有12 个气孔,各部件间都采取密封形式保证气管畅通。在叶轮的高速转动下,在叶轮周围形成一个强大的负压区,通过与大气压的共同作用产生气流; 通过叶轮的高速剪切运动,使气泡与水进一步混合,将吸入的空气撕裂、粉碎、剪切成微气泡( 直径约80 μm) ,在叶轮周围形成比重较低的水气混合物,使叶轮旋转阻力降低,产生大量的微细气泡; 通过气泡的粘附、上升作用将有机物粘附在气泡上; 气泡在浮力、重力与水流搅拌的综合力作用下,取得向上的升速,上升过程中不断吸附有机悬浮物,不断上浮至液面形成大量泡沫,泡沫不断堆积最终和粘附有机物一并排出。

1.电动机2.电动机底座3.梅花联轴器4.轴承端盖5.传动管轴6.叶轮7.机械密封8.密封端盖9.轴承10.套筒

3 结果与讨论

3. 1 叶轮气浮装置对总悬浮颗粒物的去除效果

由图4 可知,总悬浮颗粒物( TSS) 去除率随着HRT的延长而提高,当HRT为25 min时,TSS处理效果最好; 5 m3/ h进气量时TSS去除率最低,这是由于进气量不足使得微气泡产生量太少,导致TSS处理效果最差。自然进气与15 m3/ h进气量时的TSS去除率相近,略低于10 m3/ h进气量的去除率。这可能是由于过量进气会导致气泡过大或气泡上升水平过快,使得携带的有机物数量降低。

在试验范围工况下,TSS平均去除率保持在27. 82% ~ 42. 13% ,中值为34. 97% 。在压力进气阀控制进气量为10 m3/ h、HRT为25 min条件下处理效果最好,平均去除率达42. 13%。以下的水质参数的检测以及数据处理均在这种最优条件下进行。

相关研究表明,通过曝气式泡沫分离器对海水养殖废水( 盐度31) 的TSS进行处理,其去除率为36. 24% ~ 67. 05%[7],与此相比,本试验的TSS去除效果略差。原因主要是本试验中待处理水的盐度仅为15,气水混合体在被叶轮切割形成大量密集的微气泡后,气泡的表面张力不够大,表面能下降,使得气泡强度不够; 另外,盐度低也导致电解质浓度变低,仅仅形成少量气泡,从而让去除效果略微变差。

3. 2 叶轮气浮装置对总氨氮、亚硝酸盐氮的去除效果

叶轮气浮装置对总氨氮( TAN) 、亚硝酸盐氮( NO2-N ) 的去除效果不明显,8 d试验期间的TAN平均去除率为10. 27% ,NO2-- N平均去除率为7. 64% ( 表1) 。叶轮气浮净化法属于物理过滤方法,对溶解到水中的TAN和NO2-- N等无机氮无明显去除效果。

3. 3 叶轮气浮装置对总氮的去除效果

在压力进气阀控制进气量为10 m3/ h、HRT为25 min条件下,进行总氮( TN) 去除率的数据采集试验。结果表明,叶轮气浮装置进水、出水的TN平均浓度分别为107. 19 mg / L、73. 62 mg / L,平均去除率为32. 64% ,最高去除率达40%( 图5) 。TN包括有机氮和无机氮,大量的有机氮存在于残饵粪便等有机物中,气浮装置通过去除有机物来降低总氮水平。

3. 4 叶轮气浮装置对COD的去除效果

叶轮气浮净化处理对COD的去除效果较为显著,平均去除率约为35% ,波动较小( 图6) 。COD是反映水体有机污染的一项重要指标,能够反应出水样中需要被氧化的还原性物质的量。本试验结果说明气浮净化处理能够达到通过去除有机物来降低水体中COD的目的。

4 结论

叶轮式气浮装置在海水循环水养殖系统中可以承担主要物理过滤功能。该装置能通过泡沫分离去除有机物,同时降低水体中的COD和TN水平,而对溶解于水中的TAN和NO2-- N去除效果较差。结果表明,进气量为10 m3/ h、HRT为25 min是本气浮装置的最佳运行工况; 在最佳运行工况下,TSS、TN、COD、TAN和NO2-- N平均去除率分别为42. 13% 、35% 、32. 69% 、10. 27% 和7. 64% ,最高去除率分别为46. 76% 、40% 、38. 31% 、14. 04% 和13. 87% 。本实验研制的叶轮气浮装置应用在海水循环水养殖系统中,其去除颗粒有机物效果比较显著,还有一定的增氧效果,具有适应性好、性能优良、应用前景广等优点,值得推广应用。

摘要：为使气浮分离技术在工厂化循环水养殖水处理中的应用更加优化与规范化,改善气浮分离法的集成应用效果,通过优化设计适于循环水养殖水处理需求的各零部件,组装成叶轮气浮装置,集成应用于石斑鱼海水(盐度15)循环水养殖系统中。水质检测结果显示,进气量10 m3/h、水力停留时间(HRT)25 min是本实验叶轮气浮装置的最佳运行工况;最佳工况下,本叶轮气浮装置对总悬浮颗粒物(TSS)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)、总氨氮(TAN)和亚硝酸盐氮(NO2--N)的平均去除率分别为42.13%、35%、32.69%、10.27%和7.64%,最高去除率分别为46.76%、40%、38.31%、14.04%和13.87%。研究表明,叶轮气浮装置能通过泡沫分离去除有机物,同时降低水体中的COD和TN水平,而对溶解性的TAN和NO2--N去除效果较差。

关键词：气浮分离法,叶轮气浮装置,海水循环水养殖,水质净化

参考文献

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[11]陈翼孙.气浮分离技术的研究和应用[M].上海:上海科技出版社,1985:56-57.

净化养殖 第10篇

1 材料与方法

1.1 系统设计

池塘高密度养殖易造成水体内源性污染, 池塘养殖尾水经Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级湿地多级净化, 通过生物、生物与物理等相结合的技术手段, 使养殖尾水达标排放与循环利用。潜流湿地是由砂砾层组成的浅床湿地植物系统, 被处理废水经配水系统分布从填料床的一端均匀平缓流过填料床植物根区, 是一个由土壤、湿地植物和微生物组成的生态处理系统, 是池塘养殖尾水处理的有机组成部分。池塘循环水养殖是通过开挖渠道、排设管道、建设泵站等一系列配套工程, 建立实验区与对照区的两套尾水循环利用系统。实验区为“潜流湿地+生态池”系统, Ⅰ级与Ⅲ级净化区为生物净化池, Ⅱ级净化区为由1 200m2的小水池和5 m20 m的潜流湿地。对照区为常规的生态池生物净化系统, 净化面积占整个养殖区的18.8% (表1) 。实验区的净化面积占整个养殖区的7.9%, 是对照区净化面积占比的42.02%。

1.2 养殖区与净化区的管理

养殖区统一采用“主养青鱼, 搭养鲫鱼”的养殖模式, 投喂相同的混养鱼配合饲料, 定期投放相同重量的螺蛳。净化区出现水草疯长的现象时, 采用人工打捞的方式定期对其进行清理, 确保植物覆盖率保持在60%左右。

1.3 样品采集处理

试验待系统运行一年后进行, 于710月每月采集实验区和对照区的养殖池、Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级净化区以及外河水源的水样。参采样时间均为9:0011:00。

定性样品的采集, 在池塘四周和中央各选1个采样点, 25号浮游生物网在池塘在表层至深处以20~30 cm/s的速度作“∞”形循回缓慢拖动1~3min。收集体样品100 m L, 用1.5%鲁哥氏液和3.0%甲醛固定。浮游植物的鉴定参考胡鸿钧[1]和周凤霞[2]文献。

定量分析水样用采水器分别采集上、中、下层水, 等量混合, 再将每个池塘5个点的水样混合后取500 m L, 加7.5 m L鲁哥氏液和1.5 m L甲醛固定, 实验室静置沉淀48 h后浓缩至50 m L。

1.4 计数与生物量计算

分析时将定量样本充分摇匀, 吸取0.1 m L置浮游植物计数框 (表面积为20 mm20 mm) , 显微镜 (1040) 计数。每个样本重复计数2次, 2次误差小于15%为有效, 每次观察计数个数为300~500个。其中小型个体和个体较大的种类分别计数, 以减小误差。用细胞体积法推算浮游植物的生物量, 浮游植物体积主要依据文献计算[3]。每个水样计数2片, 取平均值, 得出1.0 L水样中的浮游植物个数, 乘以各自的平均重量, 得出浮游植物的生物量。

优势度计算公式:D=Nmax/N

采用Shannon-Wiener多样性指数 (H) 、Margalef种类丰富度指数 (D) 和Pielou均匀度指数 (J) 指数对浮游植物多样性进行分析。

Pielou均匀度指数:J=H/log2N

Margalef种类丰富度指数:d= (S-1) /log2N

式中:Nmax为群落中数量最大物种的个体数;Pi为第i种个体数量在总个体数量中的比例;S为总种数;N为所有种个体总数。

2 结果

2.1 浮游植物种类组成及优势种群动态变化

9个采样点4次样品分析, 共检出浮游植物74种属, 隶属于6个门类, 分别为绿藻门34种, 占45.95%;裸藻门15种, 占20.27%;硅藻门12种, 占16.22%;蓝藻门11种, 占14.86%;黄藻门1种, 占1.35%;金藻门1种, 占1.35%。

常见种 (属) 有:具尾裸藻 (Euglena gasterosteus) 、变形棕鞭藻 (Ochromonas nodnbilis Klebs) 、变异直链藻 (Melosira varians) 、长尾扁裸藻 (Phacus longicauda) 、尺骨针杆藻 (Stauroneis anceps) 、点状平裂藻 (Merismopedia punctata) 、惠氏微囊藻 (M.wesenbergii) 、镰形纤维藻 (Ankistrodesmus falcatus) 、尖尾裸藻 (Euglena gasterosteus) 、尖细栅裂藻 (Scenedesmus acuminatus) 、美丽星杆藻 (Asterianella formosa) 、少刺多芒藻 (Golenkinia paucispina) 、双突盘星藻 (Pediastrum biradiatum) 、四角十字藻 (Crucigeniaquadrata Morr) 、四尾栅裂藻 (Scenedesmus quadricanda) 、弯尾扁裸藻 (Phacus curvicauda Swir) 、王氏裸藻 (Euglena wangi Chu.Ⅴ.) 、小黄丝藻 (Tribonema minus) 、小新月鼓藻 (Closterium venus) 、斜生栅裂藻 (Scenedesmus obliquus) 、圆形鼓藻 (Cosmarium circulare) 、针状蓝纤维藻 (Dactylococcopsis aciculari) 。

各个区域的水体浮游植物优势种群动态变化, 7、8、9月中随着水温的上升呈现递增趋势, 进入10月以后, 水温下降, 浮游植物种类也有所回落, 而且, 各个水体的优势种在不同月份存在交替变化现象 (表2) 。由此可见, 浮游植物的生长繁殖跟水温的联系密切。

实验区、对照区养殖池塘与外河的浮游植物物种数量与优势种群结构对比发现, 实验区的浮游植物种类均比对照区要略少。在循环水养殖实施初期 (7月) , 养殖池塘中浮游植物种数均少于外河水源, 但随着时间的推移, 浮游植物种数从多到少的排列顺序为实验区池塘>对照区池塘>外河水源。随着循环水养殖的实施, 养殖水体的水质趋于稳定, 更加适合浮游植物的生长, 水体中生物多样性增加, 采用“潜流湿地+生态池”的净化模式更优于纯生态池生物净化的模式。

实验区采用潜流湿地和生态池相结合的净化模式后, 池塘中的优势种以裸藻门与绿藻门的浮游植物为主。对照区池塘的优势种则以绿藻门植物为主。外河水体以裸藻门植物为主。在净化区中, 实验区的Ⅰ级净化塘中的优势种属为裸藻, 其次为绿藻, 但经潜流湿地净化后, 裸藻为绝对优势种群。但对照区的Ⅰ级净化塘中的优势种属为绿藻, 裸藻相对较少, Ⅱ级净化区后的水体裸藻优势度增大, 到Ⅲ级净化塘也以裸藻为优势种 (表2) 。

实验区养殖池塘710月浮游植物种类数分别为31种、42种、51种和43种, 其中Ⅰ级净化塘浮游植物种类数分别为25种、28种、35种、24种;Ⅱ级净化塘浮游植物种类数分别为15种、14种、16种、14种;Ⅲ级净化塘浮游植物种类数分别为15种、17种、15种、17种。对照区养殖池塘710月浮游植物种类数分别为32种、43种、48种和38种, Ⅰ级净化塘分别为27种、29种、37种、26种;Ⅱ级净化塘分别为25种、24种、26种、24种;Ⅲ级净化塘分别为18种、21种、31种、25种。外河710月浮游植物种类数分别为40种、42种、45种和34种。

2.2 浮游植物密度与生物量

各采样点浮游植物密度与生物量统计分析结果, 实施循环水养殖工程后养殖池的浮游植物密度与生物量较大幅度的高于外河, 但经过净化处理后的各级水体的浮游植物密度与生物量均低于外河水体。实验区各采样点浮游植物密度与生物量从高到低的排列顺序为:养殖区>外河>Ⅰ级净化区>Ⅲ级净化区>Ⅱ级净化区 (潜流湿地) 。对照区各采样点浮游植物密度与生物量从高到低的排列顺序为:养殖区>外河>Ⅰ级净化区>Ⅱ级净化区>Ⅲ级净化区 (图1) 。对照实验区与对照区各级净化区浮游生物的密度与生物量发现, 同一级净化区的浮游植物密度与生物量在实验区均低于对照区, 差异最显著的是Ⅱ级净化区, 到Ⅲ级净化区时差异缩小 (图2) 。“潜流湿地+生态池”的净化方式, 净化效果优于纯生态池的生物净化方式。

2.3 浮游植物生物多样性

2.3.1 Shannon-Wiener多样性指数 (H)

各检测点浮游植物Shannon-Wiener多样性指数 (H) 结果显示 (表3) , 项目实施初期的7月份养殖池塘平均H值低于外河, 但随着循环水养殖实施时间的推进, 实施区养殖池塘平均H值高于外河, 且对照区池塘高于实验区, 多样性指数H值从高到低的排列顺序为对照区池塘>实验区>外河。不管是实验区还是对照区, 随着养殖水体经Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级净化池净化, 多样性指数H均有较大幅度的下降, 且低于外河。在同一级净化区, 多样性指数H值表现为实验区低于对照区, 尤其是Ⅱ级净化区, 浮游植物生物多样性经过潜流湿地净化后明显低于对照区Ⅱ级经纯生物净化的水体。随着循环水养殖实施时间的推移, 经过潜流湿地净化后的水再经过Ⅲ级池的纯生物净化, Ⅲ级净化区的生物多样性在实验区与对照区的差异明显减小。经过多级净化后浮游植物生物多样性指数减少直接与净化后水体浮游植物物种数快速下降有关。

2.3.2 Pielou均匀度指数 (J)

各检测点浮游植物Pielou均匀度指数 (J) 显示 (表4) , 循环水养殖实施初期, 养殖池塘浮游植物的J值小于外河水, 但随着实施时间的延长, 这一差异明显缩小。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级净化区的浮游植物J值表现为先增后降的趋势, 产生这一趋势的原因, 前期水温较高的79月Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级净化区的浮游植物J值增加是随着循环水养殖工程的实施水质转好引起, 而后期J值下降是10月水温下降, 生物生长繁殖普遍减慢造成。但实验区的Ⅱ级潜流湿地净化区则不同, 随着净化时间的延长, 其浮游植物J值表现为下降的态势, 这与潜流湿地净化原理有关, 开始净化时, 主要靠潜流地基质的过滤等物理净化作用, 过滤后水体浮游生物物种迅速下降, 因而表现为均匀度较高, 随着净化时间的延长, 基质上着生微生物、兼性厌氧的固着类微小植物、裸藻及原生动物等形成生物膜, 随着水流周期性的流出水体, 因而水体的生物种类逐渐增加, 表现为浮游植物J值下降。

2.3.3 Margalef物种丰富度指数 (d)

各检测点浮游植物Margalef物种丰富度指数 (d) (表5) , 710月的各测试点的浮游植物丰富度指数 (d) 平均值从大到小的排列顺序为:养殖池塘 (对照区) >Ⅰ级净化区 (对照区) >养殖池塘 (实验区) >外河>Ⅲ级净化区 (对照区) >Ⅰ级净化区 (实验) >Ⅲ级净化区 (实验区) >Ⅱ级净化区 (对照区) >Ⅱ级净化区 (潜流湿地出水的水沟中) 。79月的高温季节, 每个区基本上都是随着循环时间的增加d值也增加。说明实施循环水养殖工程, 增加了养殖池塘的浮游植物种群, 有利于稳定养殖水质的稳定。79月水温较高的季节, 随着净化养殖实施时间的延长, 3级净化区的浮游植物丰富度指数d值均有增加, 表明循环水养殖工程的运行状况良好。10月随着水温的下降, 多数采样点的浮游植物丰富度指数d值有所下降。

3 讨论

3.1 潜流湿地对浮游植物种群结构的影响

浮游植物的种类组织和水体中的营养盐含量呈正相关[4,5]。研究采用纯生态池生物3级净化及“潜流湿地+生态池”的3级净化二种方式进行循环水养殖, 系统建立初期, 微生物的种群结构和功能状态以及植物的生长都处在发展阶段, 对污染物的转化率不很高, 随着气温的逐渐升高, 植物快速生长, 内部的结构功能逐步完善, 系统的净化效能得到提高。因此, 随着循环水养殖工程实施时间的推移, 这二个体系中养殖池塘浮游植物的种类从少于外河转变为多于外河。净化系统中浮游植物的种类数均少于外河, 种群结构也发生变化, 其中“潜流湿地+生态池”方式净化的实验区, Ⅰ级净化塘中的优势种属为裸藻, 其次为绿藻, 但经潜流湿地净化后, 裸藻为绝对优势种群;但对照区的Ⅰ级净化塘中的优势种属为绿藻, 裸藻相对较少, Ⅱ级净化区后的水体裸藻优势度增大, 到Ⅲ级净化塘也以裸藻为优势种。这与对照区净化系统基本以绿藻为优势种群的群落结构有明显的区别, 这可能与潜流湿地净化水质的工艺有关。

3.2 潜流湿地对浮游植物密度与生物量的影响

浮游植物的密度与生物量也和水体中的营养盐含量呈正相关[4,5]。养殖池塘通过高密度养殖, 大量的饲料残饵与养殖动物的排泄物, 使水体的有机营养盐十分丰富;同时, 通过循环水养殖的实施, 改变了池塘水体运动状态, 使池塘水体从“封闭静水”变为“循环流水”, 增加了养殖池塘的溶氧, 因而养殖水体的浮游植物的密度与生物量会高于外界河道的自然水体。本项目实施区的养殖水体浮游植物密度与生物量由大到小的的排列顺序为:养殖池 (对照区) >养殖池 (实验区) >外河。但随着系统养殖尾水的不断循环净化, 净化处理后的各级水体的浮游植物密度与生物量均低于外河水体, 从同一级的净化区比较, “潜流湿地+生态池”的实验区浮游植物密度与生物量均小于纯生态池生物净化的对照区。在本研究中, 虽然“潜流湿地+生态池”方式的净化面积只占整个养殖区面积的7.9%, 是对照区净化面积占比18.8%的42.02%, 但潜流湿地中增加了基质填料后比纯生物净化 (微生物+水生动植物) 的净化效率高。

3.3 潜流湿地对生物多样性指数的影响

生物多样性指数能够综合反映出物种丰富性和均匀性[6]。浮游植物多样性是群落研究的重要组成部分, 是反映群落功能的组织特性。物种多样性指数是常用的水质评价指标, 主要依据浮游植物细胞密度和种群结构的变化评价水体的污染程度。在评价湖河等天然水体时, 浮游植物多样性数值越大, 说明更利于增强水体的自净能力, 水质越净[7,8]。本研究循环养殖工程系统运行后, 使养殖池塘的浮游植物的Shannon-Wiener多样性指数 (H) 、Pielou均匀度指数 (J) 和Margalef物种丰富度指数 (d) 逐渐增加, 并高出外河水, 这是实施循环水养殖后使养殖池塘变“封闭静水”为“循环流水”, 水环境稳定的结果。经过多级生物净化后, 虽然水体的营养盐被快速吸收, 水质很瘦, 水体浮游植物的密度与生物量快速下降, 但其生物多样性却随着循环水工程运行时间的延长而增加, 说明水环境越来越稳定, 而这变化趋势在“潜流湿地+生态池”净化系统比纯生态池的生物净化区更明显。

参考文献

[1]胡鸿钧.中国淡水藻类[M].上海:上海科学技术出版社, 1980

[2]周凤霞, 陈剑虹.淡水微型生物图谱[M].北京:北学工业出版社, 2005

[3]章宗涉, 黄祥飞.淡水浮游生物研究方法[M].北京:科学出版社, 1991

[4]刘元生, 孟庆红, 何腾兵, 等.稻田生态养鱼水质动态与水稻生长及经济效益研究[J].耕作与栽培, 2003, 5:5-7

[5]Mccormick P V, Shu ford III R B E, Rawlik P S.Changes in macro inverteb rate community structure and function along a phosphorus gradient in the Florida Everglades[J].Hydrobiologia, 2004, 529:113-132

[6]孙濡泳.动物生态学原理 (第三版) [M].北京:北京师范大学出版社, 2001

[7]王玉彬.茅莲湖水产养殖池塘中浮游生物的研究[D].南昌大学, 2007:44