【摘要】：我國(guó)是世界上主要的水產(chǎn)養(yǎng)殖國(guó)家,產(chǎn)量居世界第一。然而在海水養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí),因養(yǎng)殖廢水的隨意排放,對(duì)沿海的水域環(huán)境造成了較大的破壞。傳統(tǒng)海水產(chǎn)品養(yǎng)殖模式的資源依賴性和粗放性管理不符合可持續(xù)海洋綠色發(fā)展的要求。循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)作為一種新興的工業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù),可減少水資源量,實(shí)現(xiàn)廢水排放管理,是環(huán)境有可持續(xù)的,還使養(yǎng)殖物種全年實(shí)現(xiàn)最佳生長(zhǎng),在經(jīng)濟(jì)上持久可行。因此,工業(yè)化循環(huán)水養(yǎng)殖越來越受到人們的青睞。生物濾器作為循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的水處理核心,其功能仍難以精確預(yù)測(cè)和控制,其穩(wěn)定性與工作效率直接影響循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)管理。本論文以優(yōu)化生物濾器啟動(dòng)條件、提高其硝化性能為目標(biāo),研究了影響掛膜啟動(dòng)的主要因素:溫度、HRT、濾料種類等對(duì)啟動(dòng)掛膜階段硝化能力的影響,進(jìn)行了硝化動(dòng)力學(xué)分析,并以貝殼為主料進(jìn)行了新型生物濾料的制備,以期能為生物濾器的啟動(dòng)和運(yùn)行提供一定理論指導(dǎo)。本研究得到的結(jié)論如下:1.42天掛膜啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)中,生物濾器具有對(duì)TAN的去除能力,去除效率穩(wěn)定在60%以上。較短水力停留時(shí)間HRT=1h適合掛膜階段操作。適當(dāng)?shù)臏囟葪l件(28℃)適合掛膜期間微生物的增長(zhǎng),能夠穩(wěn)定去除TAN。2.不同的掛膜方式對(duì)生物濾器的啟動(dòng)有明顯區(qū)別。接種掛膜啟動(dòng)能夠明顯縮短掛膜時(shí)間,平均15天左右TAN去除率可達(dá)到50%左右,而自然掛膜方式需30天,TAN的去除效率最終穩(wěn)定在80%左右。3.不同生物濾料對(duì)啟動(dòng)效果影響區(qū)別明顯。海綿型生物濾料的結(jié)構(gòu)能夠適宜微生物生長(zhǎng),但TAN降解后亦發(fā)生了NO_2~--N大量積累現(xiàn)象,整個(gè)運(yùn)行期內(nèi)峰值達(dá)到1.1 mg/L。系統(tǒng)趨于穩(wěn)定性后,NO_2~--N的濃度逐漸平穩(wěn)并降低,最終出水NO_2~--N濃度穩(wěn)定在0.2 mg/L左右。最終不同濾料對(duì)TAN和NO_2~--N的降解程度無明顯差異。4.硝化性能檢驗(yàn)方結(jié)合了基質(zhì)降解動(dòng)力學(xué),42天快速掛膜啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)中,生物膜具有去除TAN效果能力。80天成熟掛膜后的擬合方程中,對(duì)TAN的去除效果更迅速,四種條件下的r_(max)相比于其他學(xué)者的結(jié)果相差較極大,除了模擬養(yǎng)殖廢水本身復(fù)雜屬性外,對(duì)于基質(zhì)濃度較低的海水養(yǎng)殖廢水以Monod進(jìn)行分析可能存在局限性。5.碳酸鈣在530℃后開始分解,高溫處理組的鹽酸可溶率、堿可溶性都相對(duì)較低。因此合理燒制溫度對(duì)填料制備至關(guān)重要。適當(dāng)添加黏土、硅酸鈉和粉煤灰等材料結(jié)合貝殼粉,生物填料具有較好的物化性質(zhì)。當(dāng)貝殼粉含量為40%的配比時(shí),填料更加穩(wěn)定堅(jiān)固。
【圖文】：

工藝流程圖如圖1-1圖 1-1 封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)示意圖Fig. 1-1 The schematic of RecirculatingAquaculture System

還有研究證明生物濾器中氨氮的去除速率受生物膜表面水力放置氣石發(fā)現(xiàn)，內(nèi)置氣石曝氣紊流狀態(tài)對(duì)固定膜生物濾器的條件可以提高反應(yīng)器內(nèi)硝化功能[71]。污染物物主要來源于養(yǎng)殖過程中的殘餌、生物排泄及死亡生會(huì)隨有機(jī)污染物的增加而增加，可以消耗更多 DO，抑制 AO73]。有研究表明在高氨氮濃度條件下，增大進(jìn)水 C/N，，異養(yǎng)下降，硝化細(xì)菌的積累速率下降導(dǎo)致延長(zhǎng)了掛膜時(shí)間[74,75]。與 C/N 無關(guān)，但是 C/N 下降可以使得 TN 的去除率降低[76]硝化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)介紹長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)程一般認(rèn)為主要有六個(gè)階段：適應(yīng)期、對(duì)數(shù)期、線性增階段落期。而大量實(shí)驗(yàn)表明生物膜動(dòng)力學(xué)增長(zhǎng)期末，活性生物量也達(dá)到穩(wěn)定。
【學(xué)位授予單位】：大連海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X714

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本文編號(hào)：2691590