高效低温硝化细菌培养及其固定化制剂处理鱼类养殖废水的研究

摘要

随着我国经济的不断向前发展，水产养殖业发展十分迅速，但随之而来的却是严重的江河湖泊水体的富营养化污染。目前，水体污染问题已越来越受到人们的关注，如何低成本、高效率的解决水产养殖过程中带来的水体污染问题成为困扰水产养殖业继续发展的瓶颈。水产养殖废水污染问题的解决主要在于以下三个方面:
　　 第一:水产养殖废水中含有大量氨氮，氨氮在养殖过程中对养殖鱼类的危害较为严重，甚至倒是鱼类的死亡。如何在一年四季水温不断变化的情况下都能有效解决氨氮的去除是解决养殖废水污染问题的一大难题;
　　 第二:目前，市面上有许多硝化菌菌剂在出售，但都是液状菌剂。投加此类硝化细菌菌剂虽然能在一定时间能达到降低氨氮的作用，但随着养殖过程中不断的换水，硝化细菌严重流失，因此液体菌剂需要定时投加，这无疑增加了水产养殖的成本;
　　 第三:目前关于硝化细菌固定化技术的研究虽然较多，但在固定化过程中大多采用某一单一菌种，菌种的获得需要纯化，这会直接导致硝化细菌固定化的成本急剧上升，如何培养一种以高效硝化细菌为主的混合菌泥作为固定化的材料成为降低固定化技术成本的关键;
　　 针对以上在水产养殖废水处理过程中产生的问题，本论文对以上问题进行了详细的研究，并在研究成果的基础上改进了水产养殖废水的处理流程，在实验室进行了小试，得到以下结论:
　　 (1)实验采用间歇进水的方式培养硝化细菌，在温度t=10～13℃、pH=7.0～7.6、ρ(O2)=2.0～2.5mg/L的条件下，通过控制氨氮负荷在0.94g（NH4+-N）/g(MLSS)·d，污泥负荷为1.39g(COD)/g(MLSS)·d时，取得了较好的培养效果，并得到了低温下具有较高氨氮降解速率的高效低温硝化细菌活性污泥样品。
　　 通过以上方法培养得到的高效低温硝化细菌，无论在低温下，还是在中温下都能保持较高的硝化速率，取得良好的氨氮去除效果。
　　 (2)根据高效低温硝化细菌固定化颗粒处理鱼类养殖废水实际应用的情况，通过比较硝化性能、制取的难易程度和成本三个方面的性能得出，采用海藻酸钠+硅藻精土固定法固定方法简单，固定化后小球活性较高，在保证一定的机械强度的同时制取的成本较其它方法低。因此海藻酸钠+硅藻精土固定法是制取处理鱼类养殖废水高效低温硝化细菌固定化颗粒较为理想的方法。
　　 (3)自制的高效低温硝化细菌固定化颗粒对鱼缸中水质具有较为明显的净化作用。通过对照试验后发现，向鱼缸中投加自制的高效低温硝化细菌固定化颗粒后，鱼缸内氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌可在较短的时间内产生优势，形成较为完善的硝化系统，使鱼缸水中氨氮浓度和亚硝态氮浓度维持在较低的水平。鱼缸内水质情况较好，鱼类死亡率低，说明该高效低温硝化细菌固定化颗粒具有很好的使用价值。
　　 (4)通过比较不同的保存方法，固定化硝化细菌颗粒制备好后，自然晾干，装入棕色瓶中，盖紧瓶盖密封好，常温避光保存的保存方法是比较理想的。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．1．1 我国水产养殖的发展及存在问题

1．1．2 养殖水体中的NH3-N、NO2--N来源及危害

1．1．3 自然界中的氮循环

1．2 集约化养殖水处理关键问题及主要水处理方法

1．2．1 集约化养殖水处理的关键问题

1．2．2 集约化养殖水处理主要处理方法

1．3 微生物固定化技术

1．3．1 固定化微生物处理污废水的优势及制备方法

1．3．2 固定化微生物载体的特性及研究现状

1．4 本课题研究的主要内容、目的、意义及创新点

第二章 高效低温硝化细菌的培养

2．1 实验仪器及分析方法

2．1．1 实验仪器

2．1．2 模拟废水的配制

2．1．2 实验分析方法

2．2．硝化细菌的培养及静态实验

2．2．1 污泥取样

2．2．2 高效低温硝化细菌培养条件的确定

2．2．3 培养装置及培养方式

2．2．2 高效低温硝化菌的培养、驯化

2．3 小结

第三章 硝化细菌固定化方法的研究

3．1 前言

3．2 材料与方法

3．2．1 实验材料

3．2．2 分析方法

3．2．3 实验方法

3．3 固定化硝化细菌小球对的氨氮去除效果

3．4 结果与讨论

3．4．1 海藻酸钠+粉末活性炭固定法

3．4．2 PVA+添加剂固定法

3．4．3 海藻酸钠+硅藻精土固定法

3．5 硝化细菌固定方法的选择

3．5 小结

第四章 硝化细菌固定化小球在鱼类养殖废水中的应用

4．1 材料与方法

4．1．1 实验材料

4．1．2 分析方法

4．2 废水处理工艺流程

4．3 实验方法

4．4 实验结果

4．4．1 鱼缸中氨氮浓度的变化情况

4．4．2 鱼缸中亚硝态氮浓度的变化情况

4．4．3 鱼缸中硝态氮浓度的变化情况

4．4．3 鱼缸中COD浓度的变化情况

4．4．4 鱼缸中PH的变化情况

4．4．5 鱼缸中金鱼的生长情况

4．5 讨论

4．6 小结

第五章 硝化细菌固定化小球的保存

5．1 固定化硝化细菌小球活性恢复实验

5．2 小结

第六章 结论和建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文