堿度調(diào)節(jié)對水產(chǎn)生物絮體形成及對處理養(yǎng)殖用水效率的研究.pdf

1、生物絮體（Biofloc）是養(yǎng)殖水體中以好氧微生物為主，以及它們所分泌的胞外聚合物，結(jié)合水體中各種有機物、無機物、微藻和浮游動、植物的集合體，在富含有機質(zhì)的養(yǎng)殖水體中常與殘餌、糞便等有機碎屑粘附在一起而呈絮體狀，懸浮于流動水體中。生物絮凝技術（Biofloc technology，BFT）通過調(diào)整水體碳氮比、攪拌強度、溶解氧、溫度、堿度、pH、有機物負荷率等，促進養(yǎng)殖系統(tǒng)中殘餌、糞便吸收和轉(zhuǎn)化，從而減少水體中無機氮含量，并將其轉(zhuǎn)化為自身

2、微生物蛋白供養(yǎng)殖動物攝食，使餌料第二次利用，提升飼料利用率。在生物絮凝養(yǎng)殖系統(tǒng)中無機氮轉(zhuǎn)化為異養(yǎng)細菌的生物量、硝化作用均需要消耗堿度，因此需要及時補充調(diào)節(jié)。本文研究了堿度調(diào)節(jié)對生物絮體形成的影響，利用生物絮體序批式處理不同堿度循環(huán)水養(yǎng)殖廢水，在以上研究基礎上綜合考慮堿度對生物絮體調(diào)控、養(yǎng)殖對象、成本和生態(tài)效益，取最佳堿度研究了生物絮凝養(yǎng)殖凡納濱對蝦過程中水質(zhì)及對蝦生長性狀。試驗內(nèi)容分為以下三部分：
　　1.堿度對水產(chǎn)生物絮體培養(yǎng)過

3、程中氮素轉(zhuǎn)化及絮體生物學特性的影響
　　在異位式生物絮凝反應器中，添加鰻鱺循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中收集的殘餌糞便進行生物絮體培養(yǎng)，研究了堿度為：A組≥250 mg(CaCO3)/L、B組150~200 mg(CaCO3)/L、C組75~100 mg(CaCO3)/L條件下絮體形成過程中系統(tǒng)三態(tài)氮變化、絮體的氮素轉(zhuǎn)化及粗蛋白、粗脂肪和胞外聚合物含量，并用Illumina Miseq測序技術檢測絮體微生物群落的多樣性。結(jié)果表明：B組絮體氮素轉(zhuǎn)

4、化率（70.8±7.7）％，粗蛋白含量(36.7±0.6)%，松散結(jié)合胞外聚合物（LB-EPS）、緊密結(jié)合胞外聚合物（TB-EPS）蛋白質(zhì)與多糖比和絮體原核、真核微生物群落 Shannon多樣性指數(shù)顯著高于A、C堿度組(P＜0.05)。將堿度提高到150 mg(CaCO3)/L以上，可促使反應器中硝化作用發(fā)生。三組絮體原核微生物，在門水平分類上具有顯著性差異的優(yōu)勢菌群為變形菌門（Proteobacteria）和Saccharibacte

5、ria，其中變形菌門在A、B、C組中的比例分別為45.96%、27.81%、80.07%；絮體真核微生物具有顯著性差異的優(yōu)勢菌群為子囊菌門（Ascomycota）和纖毛蟲門（Ciliophora），其中纖毛蟲門在 A、B、C組中的比例分別為7.24%、0.43%、14.85%。結(jié)論認為，異位式生物絮體培養(yǎng)過程中堿度應控制在150 mg(CaCO3)/L以上，能增加絮體微生物多樣性，提高氮素轉(zhuǎn)化效率。
　　2.堿度對序批式生物絮凝反

6、應器（SBR）處理循環(huán)水養(yǎng)殖用水和絮體微生物結(jié)構的影響
　　利用循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)鰻鱺的殘餌、糞便培養(yǎng)成生物絮體，接種在序批式生物絮凝反應器（SBR）中，總懸浮固體濃度（TSS）穩(wěn)定在4000 mg/L，研究了序批式處理循環(huán)水養(yǎng)殖用水和絮體微生物結(jié)構，試驗進水堿度分別為75 mg(CaCO3)/L、150 mg(CaCO3)/L、250 mg(CaCO3)/L、350 mg(CaCO3)/L、450 mg(CaCO3)/L、600 m

7、g(CaCO3)/L，結(jié)果表明，生物絮體對水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水有較好的處理效果，銨態(tài)氮、硝態(tài)氮去除率均達到90%以上，且堿度越高去除率越高，堿度為350~600 mg/L時去除率高于99%。運行結(jié)束后高堿度組生物絮體粗蛋白和粗脂肪均高于鰻鱺殘餌、糞便的含量。利用Illumina Miseq測序平臺的16S rDNA基因擴增技術對剛培養(yǎng)好的生物絮體和不同堿度進水組絮體樣品進行高通量測序，表明堿度為600 mg(CaCO3)/L微生物菌群多樣性最高

8、，各組樣品微生物群落結(jié)構存在較大的差異，但變形菌門占絕對優(yōu)勢。假黃單胞菌屬（Pseudoxanthomonas）在剛培養(yǎng)好的生物絮體中占31.52%，此屬對生物絮體的形成中起一定作用，（Zoogloea）、（Saccharibacteria_n orank）、蛭弧菌屬（Bdellovibrio）在每組試驗絮體樣品中含量達到40%以上。
　　3.堿度調(diào)控生物絮凝技術在凡納濱對蝦（Litopenaeus vannamei）標粗期中的應

9、用
　　本試驗在堿度控制下，研究了不同生物絮體濃度對凡納濱對蝦“標粗”期20 d養(yǎng)殖過程中水質(zhì)和絮體營養(yǎng)、對蝦生長性狀的影響，為生物絮凝技術養(yǎng)殖凡納濱對蝦“標粗”提供參考。養(yǎng)殖過程中系統(tǒng)堿度控制在100 mg(CaCO3)/L，設4組懸浮顆粒物濃度（TSS）分別為A：100 mg/L，B：150 mg/L，C：200 mg/L，D：250 mg/L，結(jié)果表明 D處理組的養(yǎng)殖水體主要理化參數(shù)優(yōu)于A、B、C組，各處理組的銨態(tài)氮、亞硝酸

10、鹽在養(yǎng)殖期間波動較大，但都處在較低水平；硝酸鹽氮含量前14 d不斷上升之后下降，但高TSS組濃度較低，A組最高達到45.75 mg/L，D組最高37.38 mg/L。4組養(yǎng)殖系統(tǒng)中生物絮體的粗蛋白含量無顯著差異(P＞0.05)，各組粗蛋白含量在32.4%~42.2%之間變動，低于蝦片飼料的粗蛋白質(zhì)含量49.5%。測得蝦片和生物絮體中均含有17種氨基酸，蝦片中的氨基酸總量為33.37 mg/100mg，D組絮體中氨基酸含量為28.43 m