海水生物濾器處理養(yǎng)魚廢水硝化過程的基礎(chǔ)研究.pdf

1、封閉循環(huán)海水養(yǎng)殖系統(tǒng)的核心技術(shù)是養(yǎng)殖廢水的處理和循環(huán)再利用，其中對(duì)養(yǎng)殖生物危害最大的氨氮和亞硝酸鹽氮等污染物的降解去除是該技術(shù)成功運(yùn)行的關(guān)鍵。本課題以服務(wù)生產(chǎn)為出發(fā)點(diǎn)，立足于海水魚類工廠化養(yǎng)殖現(xiàn)場(chǎng)生物濾器的硝化過程，通過構(gòu)建竹質(zhì)空心生化球填料生物濾器，以實(shí)際養(yǎng)魚池排放廢水為處理對(duì)象.對(duì)養(yǎng)殖系統(tǒng)水處理工藝中最為重要的生物濾器硝化過程進(jìn)行了系統(tǒng)研究，主要結(jié)論如下：
　　 (1)通過對(duì)工廠化封閉循環(huán)海水養(yǎng)殖系統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，封閉循

2、環(huán)海水養(yǎng)殖技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益好，環(huán)境污染小，應(yīng)用前景廣闊。在日常生產(chǎn)管理中，投餌行為對(duì)養(yǎng)魚池中氨氮、COD和SS濃度影響顯著，而對(duì)亞硝酸鹽氮濃度影響較小?；⌒芜^濾篩和蛋白分離器分別對(duì)SS和COD的去除起主要作用，生物濾器對(duì)氨氮、亞硝酸鹽氮和COD的降解具有不可替代的作用，對(duì)SS也具有一定的截留過濾效果。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，石斑魚和半滑舌鰨兩種海水魚養(yǎng)殖系統(tǒng)在水質(zhì)污染物狀況和理化指標(biāo)方面具有比較明顯的差異性。
　　 (2)研究了竹質(zhì)空心生化球填料

3、生物濾器在高鹽度、低氨氮負(fù)荷的海水養(yǎng)魚廢水處理中掛膜階段和穩(wěn)定運(yùn)行階段污染物的去除特性，以及穩(wěn)定運(yùn)行階段實(shí)驗(yàn)濾器與現(xiàn)場(chǎng)濾器的污染物去除效果對(duì)比，結(jié)果表明：在進(jìn)水氨氮濃度為0.93～1.33mg/L，亞氮濃度為0.12～0.29mg/L，溶解氧為7～9mg/L,pH為7.1～7.4，溫度為23～24℃，鹽度為29～30，水力停留時(shí)間HRT為30min的實(shí)驗(yàn)條件下，實(shí)驗(yàn)濾器掛膜時(shí)間較長.需要45d，穩(wěn)定運(yùn)行階段，氨氮去除率穩(wěn)定在30％～39

4、％，亞氮也有明顯的去除效果，出水最低濃度為0.06mg/L；在水力停留時(shí)間HRT為60min時(shí)，實(shí)驗(yàn)濾器與現(xiàn)場(chǎng)濾器進(jìn)行的對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)濾器在氨氮、亞氮和SS去除效果上均表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，氨氮和SS最大去除率分別達(dá)到52％和57％，出水亞氮最低濃度為0.12mg/L，在COD去除效果上兩個(gè)濾器均表現(xiàn)出較差的結(jié)果，現(xiàn)場(chǎng)濾器COD去除率略高，但最大值僅為14％。
　　 (3)實(shí)驗(yàn)濾器在穩(wěn)定運(yùn)行階段出現(xiàn)了較為明顯的亞氮積累現(xiàn)象，通過

5、對(duì)進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷和氨氮負(fù)荷、溫度、pH值和溶解氧等運(yùn)行條件的研究，認(rèn)為系統(tǒng)內(nèi)較低的溶解氧是亞氮積累的主要影響因素；分析了反硝化過程中可能引起亞氮積累的影響因素，證明了反硝化過程促進(jìn)了亞氮的積累。
　　 (4)研究了不同運(yùn)行條件下實(shí)驗(yàn)濾器對(duì)氨氮和COD去除效果的影響，結(jié)果表明：①進(jìn)水SS濃度從1.55mg/L上升到3.49mg/L時(shí)，氨氮濃度的總體變化趨勢(shì)是上升的，去除率隨SS濃度上升而增大，最大值為40％；COD濃度受進(jìn)水SS濃度

6、影響不明顯，去除率受進(jìn)水SS影響較小，穩(wěn)定在14％左右。②進(jìn)水pH在6.50～8.28之間變化時(shí)，氨氮去除率總體變化趨勢(shì)是先緩慢上升，穩(wěn)定后急劇下降，具體表現(xiàn)為：pH為7.34時(shí)達(dá)到最大去除率54％，pH為7.70時(shí)去除率有所下降但穩(wěn)定在47％,pH＞8.24時(shí)去除率迅速下降至10％左右；在進(jìn)水pH變化范圍內(nèi)，COD去除率總體變化趨勢(shì)是平緩上升并趨于穩(wěn)定，pH為6.72～7.14時(shí)，去除率較為穩(wěn)定但不超過10％，pH＞7.31時(shí)去除率有

7、所增大，并最終穩(wěn)定在20％～22％之間。③在進(jìn)水水溫為11.0～25.9℃時(shí)，氨氮去除率在23.3℃時(shí)達(dá)到最大值45％，COD去除率在25.4℃以上時(shí)穩(wěn)定在20％左右。④在實(shí)驗(yàn)研究的四個(gè)水力停留時(shí)間HRT中，當(dāng)HRT=40min和80min時(shí)，氨氮去除率最大值為49％，COD去除率在HRT=40min時(shí)最大值為20％。⑤在實(shí)驗(yàn)濾器最佳水力停留時(shí)間下（HRT=40min），當(dāng)填料高度為20～40cm時(shí)COD去除率較好，最大值出現(xiàn)在40cm

8、填料高度處為26％，當(dāng)填料高度為60～80cm時(shí)氨氮去除率較好，最大值出現(xiàn)在60cm填料高度處為51％。
　　 (5)以氨氮作為硝化反應(yīng)唯一限制性因子，在不同進(jìn)水流量(40、70和100L/h)條件下，研究了循環(huán)水系統(tǒng)中氨氮底物濃度與硝化反應(yīng)速率的動(dòng)力學(xué)方程，結(jié)果表明：當(dāng)氨氮底物濃度很低時(shí)，硝化反應(yīng)符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，硝化反應(yīng)速率與氨氮濃度成正比，當(dāng)氨氮底物濃度較高時(shí)，硝化反應(yīng)符合零級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，硝化反應(yīng)速率與氨氮濃度無