高效复合微生态制剂对养殖水体修复效应的研究

  • 投稿夏天
  • 更新时间2015-09-15
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张连水1,张青松2,孟会贤3,叶国香1,丁军4,王春国1,张君1

(1.沧州旺发生物技术研究所,河北 沧州0610051;2.沧州市运河区农业局,河北 沧州 061001;

3.河北工业大学,天津 300130;4.沧州市水产技术推广站,河北 沧州061000)

摘要:利用模拟池塘水质实验和采集水处理实验来验证高效复合微生态制剂(枯草芽孢杆菌:球形赖氨酸芽孢杆菌:蜡状芽孢杆菌为2∶1∶1)的脱氮效果。模拟实验中,亚硝酸盐的去除率达75%,氨氮的去除率在40%;采集水实验中,氨氮和亚硝酸盐的去除率分别为34%、48%,除此之外,COD的去除率可达30%。

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关键词 :微生态制剂;氨氮;亚硝酸盐;COD

目前氨氮废水的处理方法主要有折点氯化法、化学沉淀法、吹氮法、离子交换法、生物脱氮法。其中生物脱氮法因为成本低、无二次污染,在水处理方面得到了广泛的应用。本文中所用到的微生态制剂为河北工业大学海洋学院生物实验室所制备,该制剂中包括的菌株有枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、球形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus sphaericus)和蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),制备过程中的接种比例为2∶1∶1。

1实验方法

1.1模拟池塘水质实验

选取一个调温养殖试验缸来模拟池塘微生态环境。实验缸长为1.5 m,宽为0.4 m,加入水深为0.5 m,即总体积为300 L。将养殖池塘内的底泥铺于实验缸中,厚度约为0.05 m,加入平均体重为100 g的鱼4只。水温控制为23 ℃左右,每天照光10 h,并且每天喂食2次。

实验缸内氮循环可表示为图1,图中模拟了简单的氮循环情况,只是考虑了主要的影响因素,未考虑次要的因素,比如水体中的杂质、浮游动植物的残骸以及其他微生物的影响等。

养殖一周后,每天采集水样测定一次氨氮和亚硝酸盐的含量,持续一周。然后进行一次实验缸的清理,重新还原上述实验缸的模拟情况,养殖一周后,按照4%的接种量加入7号菌组合制剂进行处理,同样每天采集水样测定氨氮和亚硝酸盐的含量,持续一周。

1.2池塘采集水处理实验

实验地点为唐山市曹妃甸区百川工业园区,处理水质为南美白对虾养殖池更换水。实验之前采集足量的水样,加入7号菌组合制剂,探究不同的接种量、温度以及处理时间对水样中氨氮和亚硝酸盐变化的影响,并同时测定水质中COD的变化,持续五天。

2实验结果与讨论

2.1模拟池塘水质实验

模拟池塘水质实验中亚硝酸盐和氨氮的变化情况如图2、3所示,从图中可以看出变化曲线很均衡,产生这种情况的主要原因在于模拟池塘规模较小、生物种群单一、影响因素不显著,但是实验结果还是可以充分说明7号菌组合制剂处理的效果是很明显的。

根据图2结果可知,模拟池塘中亚硝酸的含量是比较低的。当不加7号菌组合制剂时,水中亚硝酸盐的含量处于持续上升的状况;当加入制剂以后,水中的亚硝酸盐的含量不但没有增加反而会在一定的程度上下降,最高的去除率高达75%。

氨氮的变化情况与亚硝酸的趋势基本相同。不过在用制剂处理的过程中出现了一个小幅度的回升现象,回升的原因很可能跟制剂中的菌株部分失活有关,不过回升的趋势不是很大,表明该制剂在维持水质中氨氮的含量方面有很好的效果。

2.2池塘采集水处理实验结果

该组实验中处理的是南美白对虾养殖池的更换水,更接近实际生产水处理,制剂处理的效果是非常值得借鉴的。

从图4中可以得出跟阪崎肠杆菌实验一样的结论,接种量不是越大越好,当接种量超过一定值后,有害物质的含量反而会增加。实验结果表明最佳的接种量是4%,COD、亚硝酸盐、氨氮的含量同时达到最低点。

温度对制剂处理效果的影响是比较大的,从实验结果中可知最适的温度为35 ℃,但是实际生产中养殖的温度往往到不了35 ℃,最多的应该为30 ℃。对比35 ℃和30 ℃两种条件下的处理情况,氨氮和亚硝酸盐的处理差异不是很大,COD的差异相对较大,但是整体处理的效果还是可观的。

时间对处理效果的影响也是非常显著的,在处理前三天变化比较大,处理四天后开始趋于平衡,处理的浓度均达到了养殖用水的标准。

3结论

实验中对高效复合微生态制剂进行脱氮能力测试。在模拟性能检测中,由于模拟的生态环境很简单,整个系统中所产生的有害物质很少。但即便是很低的浓度,复合微生态制剂的处理效果也是非常可观的,亚硝酸盐的去除率达75%,氨氮的去除率达40%。采集水性能检测实验中,氨氮和亚硝酸盐的去除率分别为34%、48%,除此之外COD的去除率可达30%。

高效复合微生态制剂在采集水处理实验中的脱氮效果不如模拟实验,出现这种现象的主要原因有:制剂制备完后存放了一定的时间,导致了菌剂中部分菌株失活或者是活性减弱;制剂在实际应用中的环境并没有达到最佳的情况,菌株的作用效果受到了条件的限制。关于制剂的作用机理和实际应用技术还有待于进一步的研究。

(收稿日期:2015-05-19)