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工厂化循环水养殖中利用生物反应器脱氮技术详解

2018-04-11

浏览 次    来源:天浩环保
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工厂化水产养殖,尤其是循环水养殖具有节水、节地、产品质量高度可控性和可追溯性等优点,因此国内循环水养殖系统日益引起关注。在工厂化水产养殖中,关于养殖循环水脱氮是非常重要的一部分,本文就使用生物反应器去除循环水中硝酸盐氮的技术做探讨。

循环水养殖

循环水养殖系统中的硝酸盐氮是如何产生的?


循环水养殖系统中的硝酸盐氮的产生主要是在水处理过程中,氨态氮要转化为硝酸盐氮,导致水体中硝酸盐氮浓度积累很高。虽然硝酸盐氮对养殖对象的毒性相对较低,但是大量研究表明,高浓度硝酸盐氮也会影响养殖对象的生长,造成水生动物的生长速度降低、易患病、成活率降低等,甚至是中等浓度的硝酸盐氮(30-60mg/)也会影响养殖对象的组织发育和激素分泌,导致体质变弱甚至死亡。


因此,目前国内大多数的循环水养殖系统中,会使用生物反应器来进行脱氮处理。那么,生物反应器的使用中又有哪些因素会影响到它的效果呢?


生物反应器脱氮的主要影响因素


溶解氧
循环水养殖系统常采用纯氧液体氧通过气水混合器输入养殖池中,以满足饲养对象的生长要求,一般溶解氧多在4mg/L以上。但多数反硝化细菌在完全好氧的条件下,不能合成完整的反硝化酶系统,所以一般情况下反硝化作用在厌氧或者兼性厌氧状态下进行。因此,进行反硝化时需要先去除氧气,溶解氧控制在0.5mg/L为宜,处理好后再重新充氧。


水力停留时间
大量实验和实际运行证实,反硝化反应进行的时间对处理效果影响很大,水力停留时间越长,硝酸盐氮去除率越高水产养殖活动的连续性要求水产养殖用水反硝化处理的连续性。反硝化反应装置的水体停留时间不宜太长,以适应生产的连续进行。


温度
温度对反硝化的影响主要是使反硝化细菌的生长速率降低,同时使菌体的代谢率降低,从而降低了反硝化速率。反硝化反应的适宜温度为15-35℃,当温度低于10℃,反硝化速率明显下降,温度低于3℃,反硝化作用停止,因此必须注意温度的控制。


PH值
反硝化的最佳pH范围是在7-8之间,当环境中的pH偏离这一值时,反硝化速率逐渐下降。环境中的pH不仅会影响反硝化速率而且也影响到反硝化的最终产物。当pH低于6~6.5时最终产物以N2O占优势。当ph>8时,会出现亚硝酸盐氮的积累当pH越高时,积累愈严重。


生物反应器脱氮方法分析

循环水养殖系统

异养反硝化
异养反硝化工艺指缺氧条件下异养菌将硝酸盐氮转化为氮气的过程,同时需要有机碳源作为电子供体用于产能和细胞合成的一类工艺。异养反硝化细菌在硝酸盐转换过程中是十分有效的已成功应用于各种废水处理领域,各种工艺设计参数较多。国外循环水养殖系统的脱氮功能大多依据异养反硝化完成,在去除水体硝酸盐氮的同时产生碱度,从而弥补系统中因硝化作用而引起的pH下降。


自养反硝化
自养反硝化工艺是指氨氮转化为氮气的过程全部是由自养菌完成,整个过程不需外加任何可生物降解有机碳化合物的一类工艺。自养反硝化不需向反应器中投加有机碳源,只靠碳酸盐或重碳酸盐为碳源,利用无机物作为硝酸根还原的电子供体,由自养反硝化菌将硝酸盐还原为氮气。与异养反硝化相比,自养反硝化不需要向水体引入有机物,可避免对养殖水体的再次污染。


厌氧氨氧化
厌氧氨氧化工艺是指在厌氧环境中,同时存在氨氮和亚硝酸盐氮时,厌氧氨氧化细菌利用氨氮作为电子供体,亚硝酸盐氮作为电子受体,产生氮气的生物反应。与其他脱氮工艺相比较,厌氧氨氧化实现了氨氮的短途径化,具有不需要外加电子供体、不产生碱度、产泥少等优点。但其工艺要求亚硝酸盐氮的稳定积累,厌氧氨氧化菌对环境要求苛刻,反应器种类及构型也会影响厌氧氨氧化过程的脱氮效率,使得厌氧氨氧化过程的启动和稳定运行面临很多困难限制了其在水体脱氮中的推广应用。


如何有效去除工厂化循环水养殖系统中的硝酸盐,以降低对养殖对象产生的有害影响,是循环水养殖系统中的一个急需解决的问题。以上就是我们关于工厂化循环水养殖中利用生物反应器脱氮技术方面的详解内容,希望能在工厂化水产养殖中帮助到大家。

 

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