【摘要】：我國沿海地區(qū)海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,由于飼料利用率低、養(yǎng)殖密度過大等因素,養(yǎng)殖廢水中的氮磷營養(yǎng)鹽、有機物、懸浮固體等污染物超過海水水質(zhì)標準,有待凈化處理以削減沿海污染負荷。生物過濾是海水養(yǎng)殖廢水常用的處理技術(shù)之一。本研究針對海水養(yǎng)殖廢水的特點,分別構(gòu)建了礫石-沸石生物過濾系統(tǒng)和沸石-黃鐵礦生物過濾系統(tǒng),并在后者末端增加除磷過濾系統(tǒng)來強化除磷,用于凈化模擬海水養(yǎng)殖廢水。研究結(jié)果如下:以礫石和沸石為濾料,構(gòu)建異養(yǎng)反硝化-硝化系統(tǒng)。掛膜階段鹽度由1%升高至2%不會對硝化效能產(chǎn)生明顯干擾。外加葡萄糖為碳源,當(dāng)COD/TIN(總無機氮)為5.7時,在不同水力停留時間HRT(12 h、24 h和48 h)和回流體積比R(50%、100%和200%)條件下,HRT決定接觸時間和水力負荷,主要影響硝化效能,R決定回流至反硝化段的硝酸鹽氮和溶解氧含量,主要影響反硝化效能。當(dāng)HRT為24 h、R為100%時效能較優(yōu),氨氮和TIN的平均去除率分別為91.8%和66.6%。碳源的投加不會導(dǎo)致二次污染,但投加量不足是限制TIN去除率的主要因素。以沸石、黃鐵礦和硫磺為濾料,構(gòu)建硝化-自養(yǎng)反硝化系統(tǒng)。氨氮主要由沸石段吸附,磷酸鹽主要由黃鐵礦段吸附,當(dāng)鹽度為0時兩段單位空床容積吸附量分別為1.68 g N/L和0.092 g P/L。當(dāng)鹽度上升為1.5%時,沸石對氨氮的吸附量減少約58%,而黃鐵礦對磷的吸附則幾乎不受影響。掛膜成功后,當(dāng)HRT分別為12 h、24 h和48 h時,氨氮平均去除率分別為95.0%、96.5%和97.4%,TIN平均去除率分別為86.1%、92.1%和97.2%,無亞硝酸鹽積累,生成的含硫化合物以硫酸鹽為主,HRT的縮短有可能加劇水流的短流現(xiàn)象,系統(tǒng)HRT宜取24 h,即沸石段和黃鐵礦段HRT分別為9.6 h和14.4 h。沸石段進行氨氧化和亞硝酸鹽氧化的優(yōu)勢菌屬分別為亞硝化單胞菌屬Nitrosomonas和硝化螺菌屬Nitrospira,黃鐵礦段進行硫自養(yǎng)反硝化的優(yōu)勢菌屬為硫桿菌屬Thiobacillus,同時存在鐵氧化菌Ferritrophicum。以Fe-Al型粉煤灰(磷吸附容量為18.44 mg/g)為主要原料,添加生石灰為助劑,采用水泥水化制備除磷濾料,在加水量為40%的條件下,粉煤灰、生石灰和水泥的最佳配比為21%:0.5%:38.5%。末端除磷過濾系統(tǒng)連續(xù)流試驗表明,當(dāng)HRT為16 h時能滿足除磷的要求,出水平均磷濃度為0.04 mg/L。整個吸附過程重金屬釋放風(fēng)險較低。長期運行證明沸石-黃鐵礦生物過濾系統(tǒng)更適宜凈化海水養(yǎng)殖廢水,處理后出水能達《水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水排放要求》(DB33/453-2006)一級標準。
【圖文】：

1.1.1 中國水產(chǎn)養(yǎng)殖現(xiàn)狀近幾十年來，由于世界人口的增長，水產(chǎn)品的需求量和國際貿(mào)易量持續(xù)增加，世界漁業(yè)捕撈量已漸趨飽和，，導(dǎo)致全球水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量急劇上升。從 1983 年至 201年，世界漁業(yè)自然捕撈量由 7.11 107t 增至 9.26 107t，年均增長率僅為 0.88%。與之鮮明對比的是，水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量由 6.2 106t 增至 7.02 107t，年均增長率為8.4%。2013 年水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量已占漁業(yè)總產(chǎn)量的 43.1%，并有超過自然捕撈量的趨勢[1]。2050 年，世界人口預(yù)計將達 97 億，人們正逐漸認識到海洋和內(nèi)陸水域在保障糧食安全和提供營養(yǎng)方面所能發(fā)揮的巨大潛力，水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量仍將持續(xù)增長。全球水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量的增長主要得益于亞洲國家，尤其是中國。2013 年中國水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量為 4560 萬噸，占全球總產(chǎn)量的 65%。在中國的沿海地區(qū)，除了淡水養(yǎng)殖外，海水養(yǎng)殖占據(jù)了很重要的位置。中國大陸海岸線長 18000 km，海灘和淺海（10 m 等深線以內(nèi)）面積約有 1107hm2（不含臺灣�。渲羞m合水產(chǎn)養(yǎng)殖的面積達到 1.3 106hm2，具備良好的海水養(yǎng)殖發(fā)展優(yōu)勢[2]。

圖 1-2 2010 至 2015 年全國水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品產(chǎn)量及構(gòu)成[3]Fig.1-2 Output and constitution of aquaculture products in China from 2010 to 2015圖1-1和圖1-2分別反映了2010年至2015年間全國水產(chǎn)品和水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品量及構(gòu)成的變化情況。水產(chǎn)品產(chǎn)量是捕撈量和養(yǎng)殖產(chǎn)量之和，其中捕撈又分水捕撈和海洋捕撈，養(yǎng)殖又分為淡水養(yǎng)殖和海水養(yǎng)殖。由兩圖可知，中國水殖產(chǎn)品產(chǎn)量約占水產(chǎn)品總產(chǎn)量的 71.3%，高于世界平均水平。在養(yǎng)殖產(chǎn)品中國海水養(yǎng)殖產(chǎn)量約占養(yǎng)殖總產(chǎn)量的 38.3%，在 2010 年至 2015 年間，該比例穩(wěn)定。海水養(yǎng)殖表現(xiàn)出與淡水養(yǎng)殖同樣的上升趨勢。2012 年全球海水養(yǎng)殖總為 2.5 107t[4]，由此可知 2012 年中國海水養(yǎng)殖總產(chǎn)量已占世界總產(chǎn)量的 66%規(guī)模的海水養(yǎng)殖為我國沿海地區(qū)帶來許多潛在的環(huán)境問題，如生態(tài)破壞、水染等等，其中養(yǎng)殖廢水的處理是個亟待解決的問題。1.2 海水養(yǎng)殖的類型及其廢水特點海水養(yǎng)殖是指在灘涂、淺海和海灣上，人工培植蝦、藻、魚、貝，通過投施肥的方法，使其幼體逐漸發(fā)育為成體的生產(chǎn)過程[5]。自上世紀七十年代中
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X714

【參考文獻】

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本文編號：2709848