徐 洋, 高喜燕, 張延青 劉志培, 劉 鷹

(1. 青島理工大學(xué) 環(huán)境與市政工程學(xué)院, 山東 青島 266033; 2. 中國(guó)科學(xué)院 微生物研究所, 北京 100101;3.中國(guó)科學(xué)院 海洋研究所, 山東 青島 266071)

竹環(huán)填料生物濾器在兩種海水魚(yú)養(yǎng)殖廢水處理中的運(yùn)行效果及微生物群落分析

徐 洋1,3, 高喜燕2, 張延青1, 劉志培2, 劉 鷹3

(1. 青島理工大學(xué) 環(huán)境與市政工程學(xué)院, 山東 青島 266033; 2. 中國(guó)科學(xué)院 微生物研究所, 北京 100101;3.中國(guó)科學(xué)院 海洋研究所, 山東 青島 266071)

以點(diǎn)帶石斑魚(yú)(Epinephelus malabaricas)、半滑舌鰨(Cynoglossus semilaevis)養(yǎng)殖排放水為處理對(duì)象, 在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)研究了竹環(huán)填料生物濾器處理高鹽度、低氨氮負(fù)荷海水養(yǎng)殖廢水的運(yùn)行效果以及掛膜階段和穩(wěn)定運(yùn)行階段微生物群落變化規(guī)律。結(jié)果表明, 點(diǎn)帶石斑魚(yú)養(yǎng)殖廢水進(jìn)水氨氮質(zhì)量濃度為0.93～1.33 mg/L, 氨氮去除率達(dá)到27%～39%, 掛膜時(shí)間需45 d; 半滑舌鰨養(yǎng)殖廢水進(jìn)水氨氮質(zhì)量濃度為0.38～0.52 mg/L, 氨氮去除率達(dá)到20%～30%, 掛膜時(shí)間需65 d。另外, 對(duì)生物濾器掛膜階段和穩(wěn)定運(yùn)行階段的氨氧化細(xì)菌數(shù)量和亞硝酸氧化細(xì)菌數(shù)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì), 氨氧化細(xì)菌的數(shù)量在點(diǎn)帶石斑魚(yú)和半滑舌鰨養(yǎng)殖排放水處理系統(tǒng)中分別達(dá)到104～105CFU/mL和103CFU/mL, 亞硝酸氧化細(xì)菌數(shù)量則分別達(dá)到104CFU/mL和103CFU/mL, 并分析了溫度、進(jìn)水氨氮負(fù)荷、反硝化作用對(duì)半滑舌鰨養(yǎng)殖廢水生物濾器亞硝酸鹽積累現(xiàn)象的影響。

竹環(huán)填料生物濾器; 海水養(yǎng)殖廢水; 氨氮去除率; 微生物群落

近年來(lái), 海水養(yǎng)殖業(yè)在全球范圍內(nèi)發(fā)展迅速,養(yǎng)殖廢水的任意排放造成的養(yǎng)殖區(qū)環(huán)境污染現(xiàn)象已越來(lái)越引起關(guān)注[1]。在海水魚(yú)類(lèi)工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中, 生物膜工藝對(duì)控制養(yǎng)殖廢水中的 NH4+-N、NO2--N等有害物質(zhì)起著十分關(guān)鍵的作用。微生物的代謝作用可以轉(zhuǎn)化廢水中的氨氮和有機(jī)物, 其中化能異養(yǎng)細(xì)菌可以分解水體中殘留的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等有機(jī)物, 硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌可以利用并轉(zhuǎn)化對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物具有毒害的氨氮和亞硝酸鹽氮。

生物濾器作為海水工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的核心單元在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛研究, 研究?jī)?nèi)容從填料的選擇[2]到生物濾器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[3], 從硝化細(xì)菌的篩選與馴化[4]到硝化動(dòng)力學(xué)模型的建立[5], 并對(duì)各種不同類(lèi)別的生物反應(yīng)器生物膜中亞硝化細(xì)菌、硝化細(xì)菌的數(shù)量和空間分布也有了深入的研究[6]。但有關(guān)生物濾器在海水工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)廢水處理中的實(shí)際運(yùn)行效果方面的研究還少見(jiàn)報(bào)道。

實(shí)驗(yàn)采用竹環(huán)[7]作為生物濾器填料, 粒徑為8～12 mm, 表觀密度為(0.45±0.001) g/cm3, 真密度為(0.71±0.001) g/cm3, 比表面積為(0.90±0.035)m2/g。有研究表明, 在人工模擬海水養(yǎng)殖廢水條件下, 采用竹子作為填料的生物濾器有較快的掛膜速度, 掛膜成熟后具有較高且穩(wěn)定的氨氮去除率, 氨氮去除率達(dá)到80%[8]。而竹子作為一種天然植物材料, 其特殊的孔隙結(jié)構(gòu)和成分、較大的比表面積適合細(xì)菌的掛膜生長(zhǎng), 且價(jià)廉、取材方便。

1 材料及方法

1.1 實(shí)驗(yàn)魚(yú)類(lèi)

實(shí)驗(yàn)在天津市海發(fā)珍品實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司水處理車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行, 分別以點(diǎn)帶石斑魚(yú)(Epinephelus malabaricas)和半滑舌鰨(Cynoglossus semilaevis)兩種海水魚(yú)工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖排放水為研究對(duì)象。點(diǎn)帶石斑魚(yú)養(yǎng)殖密度為 25～30 kg/m2, 成魚(yú)體質(zhì)量為600～1000 g, 體長(zhǎng)為 35～40 cm; 半滑舌鰨養(yǎng)殖密度為20～25 kg/m2, 成魚(yú)體質(zhì)量為1 500～2 000 g, 體長(zhǎng)為 40～60 cm。

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置為 3套平行運(yùn)行的生物濾器, 文中所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為3套生物濾器的平均值, 圖1為裝置示意圖。生物濾器為圓柱形, 用 PVC材料制作, 從底部到頂部每隔20 cm設(shè)置一個(gè)采樣口, 共4個(gè)出水采樣口, 生物濾器直徑為 15 cm、高度為 100 cm,采用上流式, 填料裝填高度為 80 cm, 填料質(zhì)量為3.4 kg。

實(shí)驗(yàn)生物濾器悶曝3 d后開(kāi)始連續(xù)進(jìn)水。實(shí)驗(yàn)用水為點(diǎn)帶石斑魚(yú)、半滑舌鰨養(yǎng)殖池排放水, 由管道泵泵入高位水箱后進(jìn)入生物濾器, 每個(gè)生物濾器的流量通過(guò)液體流量計(jì)分別獨(dú)立精確控制。其中點(diǎn)帶石斑魚(yú)養(yǎng)殖廢水中的 NH4+-N質(zhì)量濃度為 0.93～1.33 mg/L, NO2--N質(zhì)量濃度為0.12～0.29 mg/L, 溶解氧為7～9 mg/L, pH 為 7.1～7.4, 溫度為 23～24℃, 鹽度為29～30; 半滑舌鰨養(yǎng)殖廢水中的 NH4+-N質(zhì)量濃度為0.38～0.52 mg/L, NO2--N 質(zhì)量濃度為 0.026～0.046 mg/L, 溶解氧為 8～9 mg/L, pH 為 7.6～7.9, 溫度為 18～19℃, 鹽度為 23～25, 水力停留時(shí)間均為30 min。

1.3 水質(zhì)及微生物指標(biāo)采樣方法和檢測(cè)方法

在實(shí)驗(yàn)生物濾器的掛膜和穩(wěn)定運(yùn)行階段, 分別從濾器進(jìn)水口及頂部出水口采樣, 檢測(cè)氨氮和亞硝酸鹽氮質(zhì)量濃度變化, 并計(jì)算氨氮去除率, 公式如下：

氨氮去除率(%)=(進(jìn)水氨氮質(zhì)量濃度—出水氨氮質(zhì)量濃度)/進(jìn)水氨氮質(zhì)量濃度

水質(zhì)分析指標(biāo)包括： 氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、溶解氧、pH值、溫度及鹽度。具體方法參考海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范[9]。

在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)生物膜進(jìn)行采樣?？偖愷B(yǎng)細(xì)菌數(shù)量用菌落形成單位(CFU)法進(jìn)行檢測(cè), 使用海洋瓊脂 2216 培養(yǎng)基, 自養(yǎng)氨氧化細(xì)菌(Ammonia Oxidation Bacterium,簡(jiǎn)稱(chēng) AOB)和亞硝酸氧化細(xì)菌(Nitrite Oxidation Bacterium, 簡(jiǎn)稱(chēng)NOB)采用MPN法(Most Probable Number, 簡(jiǎn)稱(chēng)MPN)進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 竹環(huán)填料生物濾器處理點(diǎn)帶石斑魚(yú)養(yǎng)殖廢水的氨氮及亞硝酸鹽氮去除情況

采用竹環(huán)填料生物濾器處理點(diǎn)帶石斑魚(yú)養(yǎng)殖廢水, 在掛膜階段及穩(wěn)定運(yùn)行階段進(jìn)出水口的氨氮變化、去除率情況如圖2所示, 亞硝酸鹽氮變化如圖3所示。

圖2 竹環(huán)填料生物濾器處理點(diǎn)帶石斑魚(yú)養(yǎng)殖廢水的氨氮去除率Fig. 2 Ammonia removal rates from biofilter-treated Epinephelus malabaricas aquaculture wastewater

圖3 竹環(huán)填料生物濾器處理點(diǎn)帶石斑魚(yú)養(yǎng)殖廢水的亞硝酸鹽氮變化Fig. 3 Variations of nitrite concentrations of biofilter-treated Epinephelus malabaricas aquaculture wastewater

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在掛膜階段和穩(wěn)定運(yùn)行階段的進(jìn)水氨氮質(zhì)量濃度 0.93～1.33 mg/L、亞硝酸鹽氮質(zhì)量濃度0.12～0.29 mg/L。實(shí)驗(yàn)以實(shí)際養(yǎng)殖廢水為處理對(duì)象,水體受車(chē)間日常管理中的投餌、換水、分魚(yú)、倒池影響而出現(xiàn)水質(zhì)波動(dòng)現(xiàn)象。掛膜階段實(shí)驗(yàn)生物濾器出水氨氮、亞硝酸鹽氮濃度極不穩(wěn)定, 并出現(xiàn)出水濃度高于進(jìn)水的現(xiàn)象。作者認(rèn)為, 由于硝化細(xì)菌在寡營(yíng)養(yǎng)、高鹽度的海水養(yǎng)殖廢水中生長(zhǎng)速度較慢, 在系統(tǒng)掛膜初期處于弱勢(shì)菌, 而異養(yǎng)微生物生長(zhǎng)速度較快,其相對(duì)強(qiáng)烈的氨化作用可能導(dǎo)致系統(tǒng)出水氨氮升高。系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行45 d后, 出水氨氮質(zhì)量濃度明顯低于進(jìn)水, 穩(wěn)定在0.9 mg/L以下, 最低至0.7 mg/L,氨氮去除率穩(wěn)定在 27%～39%, 掛膜完成, 出水亞硝酸鹽氮穩(wěn)定在 0.06～0.11 mg/L, 亞硝酸鹽積累現(xiàn)象消失。

在本實(shí)驗(yàn)中, 氨氮去除率為 27%～39%, 低于同樣材料處理人工模擬海水養(yǎng)殖廢水氨氮去除率[8],這可能是因?yàn)轲B(yǎng)殖廢水中的氨氮完全由殘餌、糞便分解而來(lái), 比起人工模擬養(yǎng)殖廢水投加的銨鹽(NH4Cl)更難于被微生物利用。人工投加的銨鹽極易溶于水, 可被生物膜上的微生物較快地利用, 而殘餌、糞便等含氮物質(zhì)大多以懸浮物形式被截留在生物膜上, 溶解速率較慢, 即實(shí)際養(yǎng)殖水體中生物膜上的微生物對(duì)氨氮利用率偏低, 導(dǎo)致本實(shí)驗(yàn)生物濾器處理養(yǎng)殖廢水氨氮去除率相對(duì)較低。

2.2 竹環(huán)填料生物濾器處理半滑舌鰨養(yǎng)殖廢水的氨氮及亞硝酸鹽氮去除情況

采用竹環(huán)填料生物濾器處理半滑舌鰨養(yǎng)殖廢水,在掛膜階段及穩(wěn)定運(yùn)行階段生物濾器進(jìn)出水口的氨氮變化、去除率如圖4所示, 亞硝酸鹽氮變化如圖5所示。

圖4 竹環(huán)填料生物濾器處理半滑舌鰨養(yǎng)殖廢水的氨氮去除率Fig. 4 Ammonia removal rates of biofilter-treated Cynoglossus semilaevis aquaculture wastewater

圖5 竹環(huán)填料生物濾器處理半滑舌鰨養(yǎng)殖廢水的亞硝酸鹽氮變化Fig. 5 Varitions of nitrite concentrations of biofilter-treated Cynoglossus semilaevis aquaculture wastewater

實(shí)驗(yàn)生物濾器系統(tǒng)在掛膜階段和穩(wěn)定運(yùn)行階段進(jìn)水氨氮質(zhì)量濃度為0.38～0.52 mg/L、亞硝酸鹽氮質(zhì)量濃度為 0.027～0.045 mg/L, 掛膜階段系統(tǒng)出水氨氮、亞硝酸鹽氮濃度極不穩(wěn)定, 連續(xù)運(yùn)行65 d后掛膜完成, 出水氨氮質(zhì)量濃度穩(wěn)定在 0.41 mg/L以下,最低至0.28 mg/L, 去除率穩(wěn)定在20%～30%。但系統(tǒng)亞硝酸鹽積累現(xiàn)象嚴(yán)重, 和石斑魚(yú)養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)不同, 掛膜成熟以后亞硝酸鹽積累現(xiàn)象仍然存在,并在系統(tǒng)運(yùn)行的85 d內(nèi)一直呈不規(guī)律變化。

2.3 實(shí)驗(yàn)生物濾器生物膜功能種群微生物數(shù)量的變化

竹環(huán)填料生物濾器處理點(diǎn)帶石斑魚(yú)養(yǎng)殖廢水時(shí),填料表面的功能細(xì)菌(異養(yǎng)菌, 氨氧化細(xì)菌, 亞硝酸氧化細(xì)菌)的數(shù)量變化如圖6所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 實(shí)驗(yàn)生物濾器點(diǎn)帶石斑魚(yú)水處理系統(tǒng), 從掛膜階段到穩(wěn)定運(yùn)行階段, 生物膜上的異養(yǎng)菌數(shù)量一直保持在106～107CFU/mL, 氨氧化細(xì)菌的數(shù)量從掛膜初期開(kāi)始緩慢上升, 在系統(tǒng)掛膜成熟的第 45天左右達(dá)到104～105CFU/mL, 最終保持在105CFU/mL, 亞硝酸氧化細(xì)菌的數(shù)量緩慢上升并保持在104CFU/mL, 保證了掛膜完成后, 氨氮穩(wěn)定的去除率和亞硝酸鹽氮較低的出水濃度?？傮w上看, 氨氧化細(xì)菌和亞硝酸氧化細(xì)菌的數(shù)量和人工模擬養(yǎng)殖廢水中硝化細(xì)菌的數(shù)量相比[8], 建立的比較理想, 使得反應(yīng)器在第 45天左右掛膜成熟, 而且亞硝酸氧化細(xì)菌的數(shù)量保證了系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行階段亞硝酸鹽氮的降低, 沒(méi)有形成亞硝酸鹽的積累。

圖6 竹環(huán)填料生物濾器處理點(diǎn)帶石斑魚(yú)養(yǎng)殖廢水填料表面生物膜細(xì)菌數(shù)量Fig. 6 Bacteria number of biofilm in the bioreactor for Epinephelus malabaricas wastewater treatment

竹環(huán)填料生物濾器處理半滑舌鰨養(yǎng)殖廢水填料表面功能細(xì)菌的數(shù)量如圖 7所示。和點(diǎn)帶石斑魚(yú)養(yǎng)殖廢水實(shí)驗(yàn)生物濾器相比, 生物膜上的異養(yǎng)菌數(shù)量穩(wěn)定保持在107CFU/mL左右, 表明兩種廢水處理系

圖7 竹環(huán)填料生物濾器處理半滑舌鰨養(yǎng)殖廢水填料表面生物膜細(xì)菌數(shù)量Fig. 7 Bacteria number of biofilm in the bioreactor for Cynoglossus semilaevis wastewater treatment

統(tǒng)中異養(yǎng)菌的數(shù)量相差不大。但氨氧化細(xì)菌和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌的數(shù)量卻存在很大差異, 二者的數(shù)量增長(zhǎng)比較緩慢, 在為期 85 d的系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中, 數(shù)量級(jí)最終只上升并保持在103CFU/mL左右, 系統(tǒng)掛膜時(shí)間大大延長(zhǎng), 第 65天才有了穩(wěn)定的氨氮去除率。

2.4 實(shí)驗(yàn)生物濾器亞硝酸鹽積累的影響因素分析

采用竹環(huán)填料生物濾器處理點(diǎn)帶石斑魚(yú)養(yǎng)殖廢水, 在生物濾器掛膜階段存在亞硝酸鹽積累現(xiàn)象,掛膜成熟以后亞硝酸鹽氮出水濃度降低, 亞硝酸鹽積累現(xiàn)象消失。

采用竹環(huán)填料生物濾器處理半滑舌鰨養(yǎng)殖廢水,在生物濾器掛膜階段以及穩(wěn)定運(yùn)行階段都存在嚴(yán)重的亞硝酸鹽積累現(xiàn)象。在硝化過(guò)程中造成亞硝酸鹽積累的影響因素很多, 包括pH 值、溶解氧、氨負(fù)荷和游離氨濃度、反沖洗等[10]。由于實(shí)驗(yàn)中半滑舌鰨養(yǎng)殖水體溫度低(18～19℃), 氨氮負(fù)荷低(0.38～0.52 mg/L), 運(yùn)行過(guò)程中溶氧沿程變化明顯, 所以作者嘗試就上述幾個(gè)因素對(duì)亞硝酸鹽積累的影響進(jìn)行分析。

2.4.1 溫度

半滑舌鰨的最佳養(yǎng)殖水溫為 18～22℃, 和點(diǎn)帶石斑魚(yú)養(yǎng)殖水溫 24～28℃相比, 其養(yǎng)殖水溫偏低, 而微生物的新陳代謝與生長(zhǎng)繁殖受溫度影響很大。亞硝酸氧化細(xì)菌的最佳生長(zhǎng)溫度為 28～36℃, 比異養(yǎng)菌和氨氧化細(xì)菌稍高[11], 對(duì)低溫更為敏感, 這種情況下, 亞硝酸細(xì)菌的種群建立比較困難, 在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行階段, 氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮的過(guò)程比較明顯, 而亞硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮?jiǎng)t成為了硝化反應(yīng)的限制步驟, 使得系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行階段也有亞硝酸鹽積累現(xiàn)象。

2.4.2 進(jìn)水氨氮負(fù)荷

半滑舌鰨養(yǎng)殖廢水的氨氮質(zhì)量濃度為 0.38～0.52 mg/L, 相比于點(diǎn)帶石斑魚(yú)養(yǎng)殖廢水 0.93～1.33 mg/L的進(jìn)水氨氮質(zhì)量濃度范圍, 其氨氮負(fù)荷偏低, 氨氮作為硝化反應(yīng)的底物, 其濃度高低也直接影響硝化反應(yīng)的進(jìn)行程度。

2.4.3 反硝化作用

針對(duì)半滑舌鰨養(yǎng)殖廢水處理中的亞硝酸鹽積累現(xiàn)象, 用MPN法對(duì)生物膜中反硝化細(xì)菌數(shù)量進(jìn)行了檢測(cè)。反硝化作用中, 反硝化細(xì)菌能夠在硝酸鹽還原酶和亞硝酸鹽還原酶的作用下使 NO3-逐步轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2-、NO、N2O和N2[12]。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 生物膜中存在著103～104CFU/mL的反硝化細(xì)菌, 并從中分離得到6株具有反硝化功能的細(xì)菌。經(jīng)鑒定, 這6株細(xì)菌分別是, 耐冷芽孢桿菌(Bacillus psychrotolerans), 嗜冷桿菌屬(Psychrobacter sp.) TSBY-70, 需鈉弧菌(Vibrio natriegens), 微球菌屬(Micrococcus sp.) V7,羅氏菌屬(Rothia sp.) ZHT413, 假單胞菌屬(Pseudomonas sp.) hyss56。實(shí)驗(yàn)證明, 它們可以高效地利用 NO3-, 并且通過(guò)水質(zhì)監(jiān)測(cè), 系統(tǒng)中的硝酸鹽也有一定的去除效果。另外, 生物濾器沿程溶氧變化規(guī)律非常明顯： 從底部向上, 溶氧平均值從 7 mg/L降至1.53 mg/L, 并且系統(tǒng)進(jìn)水硝酸鹽氮質(zhì)量濃度較高, 在3.58～6.55 mg/L, 這都為反硝化細(xì)菌代謝創(chuàng)造了條件。由于反硝化作用的中間過(guò)程有NO2-的生成,所以容易造成亞硝酸鹽的積累。

3 結(jié)論

以竹環(huán)作為填料的生物濾器在海水魚(yú)類(lèi)工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖水處理系統(tǒng)中可以發(fā)揮良好的處理效率,對(duì)氨氮去除效果明顯, 其中點(diǎn)帶石斑魚(yú)生物濾器氨氮去除率為 27%～39%, 半滑舌鰨生物濾器氨氮去除率為 20%～30%, 對(duì)亞硝酸鹽氮也有一定的去除效果。

實(shí)驗(yàn)生物濾器的掛膜時(shí)間長(zhǎng)短與處理水體的水質(zhì)關(guān)系密切, 溫度、氨氮負(fù)荷對(duì)掛膜時(shí)間具有一定的影響, 低溫、低氨氮負(fù)荷養(yǎng)殖廢水掛膜時(shí)間大大延長(zhǎng)。

低溫、低氨氮負(fù)荷以及反硝化作用是實(shí)驗(yàn)中亞硝酸鹽積累現(xiàn)象的主要原因。

[1] 劉鷹. 歐洲循環(huán)水養(yǎng)殖技術(shù)綜述[J]. 漁業(yè)現(xiàn)代化,2006, 6： 47-49.

[2] 何潔, 劉長(zhǎng)發(fā), 王海, 等. 3種載體生物濾器對(duì)養(yǎng)殖廢水處理效果[J]. 中國(guó)水產(chǎn)科學(xué), 2003, 10(3)： 242-245.

[3] Eding E H, Kamstra A, Verreth J A J, et al. Design and operation of nitrifying trickling filters in recirculating aquaculture： A review[J]. Aquacultural Engineering,2006, 34： 234-260.

[4] 王光玉, 馬放, 魏琦峰, 等. 海洋硝化菌群的富集馴化和篩選的初步研究[J]. 海洋水產(chǎn)研究, 2008, 29(1)：76-80.

[5] Chen G H, Ozaki H, Terashima Y. Modelling of the simulammoniaeous removal of organic subsammoniaces and nitrogen in a biofilm[J]. Water Sci Technol,1989, 21： 791-804.

[6] Lydmark P, Lind M, S?rensson F, et al. Vertical distribution of nitrifying populations in bacterial biofilms from a full-scale nitrifying trickling filter[J]. Environ Microbiol, 2006, 8： 2 036-2 049.

[7] 劉鷹, 王玲玲. 一種載體填料及其制備方法[P]. 中國(guó)專(zhuān)利： ZL 02158870.8, 2004-10-20.

[8] 石芳永, 宋奔奔, 傅松哲, 等. 竹子填料海水曝氣生物濾器除氮性能和硝化細(xì)菌群落變化研究[J]. 漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展, 2009, 30(1)： 92-96.

[9] GB17378.7-2007, 海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范[S].

[10] 馬軍, 邱立平. 曝氣生物濾池中亞硝酸鹽積累及其影響因子[J]. 環(huán)境科學(xué), 2003, 24(1)： 84-89.

[11] 謝冰, 徐亞同. 廢水生物處理原理和方法[M]. 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社, 2007. 107.

[12] 任延麗, 靖元孝. 反硝化細(xì)菌在污水處理作用中的研究[J]. 微生物學(xué)雜志, 2005, 25(2)： 88-92.

(本文編輯： 譚雪靜)

Analysis of the performance characteristics and microbial community of bamboo ring-packed biofilters in two marine fish wastewater treatments

XU Yang1,3, GAO Xi-yan2, ZHANG Yan-qing1, LIU Zhi-pei2, LIU Ying3
(1. Environment and Municipal Engineering Institute, Qingdao Technological University, Qingdao 266033, China;2. Institute of Microbiology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China; 3. Institute of Oceanology,Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266071, China)

Aug., 20, 2009

bamboo medium biofilter; marine aquaculture wastewater; ammonia removal rate; microbial community

The performance characteristics and microbial community of biofilter packed with bamboo ring were investigated in Epinephelus malabaricas wastewater and Cynoglossus semilaevis wastewater with high salinity and low ammonia. It was found that the ammonia removal rate of E. malabaricas wastewater was 27%～39%, when the inlet ammonia concentrations were 0.93～1.33 mg/L, and the biofilm development needed about 45 days; while the ammonia removal rate of C.semilaevis wastewater was 20%～30%, when the inlet ammonia concentrations were 0.38～0.52 mg/L, and the biofilm development needed about 65 days. In addition, the number of AOB and NOB during the start-up and steady state of the biofilter were counted, the number of AOB in E.malabaricas wastewater bioreactor and C.semilaevis wastewater bioreactor reached to 104～105CFU/mL and 103MPN/mL, respectively; and the NOB number reached to 104CFU/mL and 103CFU/mL, respectively. The influences of temperature, inlet ammonia concentration, and denitrification on the nitrite accumulation in C.semilaevis wastewater were analyzed.

Q93

A

1000-3096(2010)03-0026-06

2009-08-20;

2009-11-20

國(guó)家 863計(jì)劃資助項(xiàng)目(2006AA100305); 國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2006BAD09A03); 國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(30972267)作者簡(jiǎn)介： 徐洋(1985-), 男, 吉林通化人, 碩士研究生, 主要從事環(huán)境工程學(xué)研究; E-mail： xuyang_8549@163.com; 劉鷹,通信作者, E-mail：yinliuiocas@gmail.com