带有截污功能的自洁生物滤器水处理影响研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院海洋研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:wh820228
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生物滤器是RAS中核心的水处理单元之一,是循环水养殖系统成功运行的关键,对于养殖水体的净化和循环再利用起到关键作用。传统的浸没式生物滤器虽具有截留悬浮物的功能,但是因容易被堵塞、水流分布不均匀造成乏氧区、老化菌膜不易排除等缺点,限制了其广泛使用。本试验采用一种新型的带有截污功能的自洁生物滤器,其不仅具有悬浮物截留功能,还可以通过自清洗功能克服上述缺点。本实验针对自洁生物滤器,研究不同挂膜方法、不同的自清洗频率、不同生物滤器进出水口流量、不同除污精度以及不同的填料填充率对生物滤器的水处理效果进行研究,取得的主要研究结果如下:(1)与自然挂膜相比,添加不同比例成熟生物膜能有效的降低氨氮和亚硝酸盐氮的浓度。自然挂膜(S1)在第15天达到的最高氨氮浓度为1.2 mg/L、添加10%成熟菌膜(S2)在第13天达到的最高氨氮浓度为0.55 mg/L和添加30%成熟菌膜(S3)在第13天达到的最高氨氮浓度为0.36 mg/L;S1处理组在第27天达到的最高亚硝酸盐氮浓度为4.6 mg/L,S2处理组在第15天达到的最高亚硝酸盐氮浓度为0.72 mg/L,S3处理组在第9天达到的最高亚硝酸盐氮浓度为0.35mg/L,三个处理组的氨氮和亚硝酸盐氮浓度达到最高浓度的时间依次滞后。S1处理组、S2处理组和S3处理组生物膜成熟的时间分别为35天、25天和18天,数据表明添加成熟生物膜的比例越高,挂膜时间越短。在氨氮浓度下降和亚硝酸盐氮浓度下降时分别取样进行微生物测序,在门水平上主要含变形菌门、厚壁菌门、绿菌门、放线菌门、浮霉菌门和拟杆菌门,且菌门占比比例依次减小。亚硝酸盐氮下降时样品的变形菌门相比于氨氮浓度下降时样品的占比减小,而绿菌门、放线菌门和浮霉菌门占比升高。(2)通过设计清洗频率为0.5次/d、1次/d和2次/d三个处理组,研究清洗频率对生物滤器的水处理影响。结果显示三个处理组均能将氨氮和亚硝酸盐氮降低到较低水平,无明显差异。但清洗频率为2次/d的处理组能显著将固体悬浮物排出系统,且相比另外两个处理组显著降低了系统中的硝酸盐氮含量,而硝酸盐氮作为氮的最终产物,其含量的减少说明系统中氮含量减少,减轻了循环水系统的水处理负荷。因此,综合清洗频率对自洁生物滤器的硝化性能和截污能力的影响,应适当增加生物滤器的清洗频率,在本实验条件下自洁生物滤器自清洗频率2次/d效果较好。(3)不同流量循环水系统水处理能力不同,在将流量控制在1200 L/h和1500L/h时有利于维持微生物与养殖水体的接触时间,因此生物滤器具有较好的水处理能力,能及时将氨氮和亚硝酸盐氮转化为养殖生物不敏感的硝酸盐氮,其中流量在1200 L/h(13~1个循环量/h)的条件下,化学需氧量的去除量高于流量为900L/h(1个循环量/h),但和1500 L/h(13~2个循环量/h)条件下相比无显著性差异。因此,通当流量达到1200 L/h以上时效果不显著,将流量控制在1200 L/h条件是较好的流量参数。(4)微滤机的过滤效果与其网目大小有关,微滤机的网目越大,其可滤除的颗粒物含量越多,净水能力也就越强,本实验网目为250目的条件下微滤机的过滤效果优于比120目和200目,通过250目的微滤机去除大量的固体颗粒物,减少了养殖水体进入生物滤器携带的颗粒物含量,进而显著降低了水体中氨氮和亚硝酸盐氮以及化学需氧量的浓度,提高了自洁生物滤器的水处理能力。(5)填料的填充率影响生物滤器的处理水处理能力,S2(75%填充率)和S3(100%填充率)填料料层厚度较大,截留较多的颗粒物,自清洗时能排出较多的颗粒物,从而使系统中总固体悬浮物小于S1(50%填充率)处理组,S1处理组化学需氧量浓度高于S2和S3处理组,且S2和S3处理组差异性不明显。S1处理组的氨氮和亚硝酸盐氮浓度显著大于S2和S3,但S2和S3处理组氨氮和亚硝酸盐氮浓度差异性不显著,综合以上,选择填充率为75%是较好的填充率参数。本实验研究结果对工业化循环水养殖顺应时代发展的需要向着生态化发展具有推动作用,也为形成更加节水、高效的循环水系统提供理论基础。
其他文献
随着当今世界对环境污染问题的愈加重视,可再生能源的快速发展逐渐成为目前的主要趋势,而高比例可再生能源的加入会使得原有的电力系统在整体结构上呈现出更加明显的灵活性和不确定性。此外,对于电力系统而言电力需求受供应主体多元化、价格协商可变动等因素的影响,需求弹性和用户参与需求响应的能力也不断增大,这都给市场环境下的负荷预测和三相负荷平衡问题带来了巨大挑战。因此在此背景下研究能够精确地预测出用户在未来一段
学位
锂离子电池自成功商业化以来得到广泛的关注与应用,已经成为当前便携设备的主要电源,并逐渐占领新能源型电车、储能电站等市场亟需发展具有更高能量密度与更高安全性的下一代电池技术。锂硫(Li-S)电池。伴随着近年来新能源产业的快速发展,当前锂离子电池在能量密度、安全性能等方面无法满足需求,理论能量密度为2600 Wh/kg,同时硫资源广泛,成本低廉,被认为是最有希望的下一代电池技术之一,近年来引起了广泛的
学位
随着我国能源需求和战略储备的急剧增长,储罐正向大型化、群罐化方向发展。目前我国处于强震高发期,强震作用下地基土体会发生明显的变形,可能会引发罐体焊缝开裂,导致储油外泄,一旦着火将会酿成灾难性事故,因此保证大型储罐的安全运营非常重要。地震时不仅单个罐体与地基土体之间,而且相邻的罐体之间通过土体都存在着相互作用。然而在我国现行设计规范和标准中,关于储油罐的抗震设计均按刚性地基假定,并没有考虑土体与罐体
学位
绝大多数海洋工程装备服役于海洋大气环境中,海洋大气腐蚀不仅造成巨大的经济损失,还威胁着工程人员的生命安全。保护海洋大气环境中材料,使其免受于腐蚀的侵害,是研究者们需要解决的重大问题。基于荷叶效应,研究者们设计制备了许多具有优秀海洋大气腐蚀防护性能的超疏水表面。然而随着研究的深入,荷叶效应的腐蚀防护机制已经不能够满足材料保护的需求。理论上,超疏水表面的液滴自弹跳行为能够自发去除作为腐蚀介质的液滴,有
学位
有害藻华是一类典型的海洋生态灾害,严重威胁着海洋生态健康,近年来,人类活动的加剧导致有害藻华暴发次数和面积逐年提升,人们对藻华灾害的全面监测、及时预警和应急处置提出了更高的要求。改性粘土法是一种有效的有害藻华应急处置方法,进一步提高其治理效能一直是该领域的研究热点。本研究采用复合方法强化改性粘土的絮凝作用,融合铁系与铝系絮凝剂的优点,将聚合氯化铝和氯化铁复合,考察了铁铝复合改性粘土的除藻机制,研发
学位
趋向动词具有丰富的语义,其作为补语时,使用频率非常高,是汉语学习无法忽视的一部分。在许多语言中,并没有趋向动词或趋向补语,因此对许多外国人来说,在学习上有一定的难度。而且趋向动词做补语时,语法规则复杂,意义繁多,因为以上原因,趋向补语成为对外汉语教学的重点和难点内容。通过查阅语料库和观察发现,留学生在使用趋向补语时,经常会发生不同类型的偏误。因此本文以留学生出现较多偏误的“上”类和“起”类趋向补语
学位
黑珊瑚在全球海域广泛分布,在热带和亚热带海区水深50 m以下比较常见,且主要分布在海山等硬底环境中,目前已知有7科46属277种。黑珊瑚生长缓慢、寿命长、成熟晚,一旦破坏,则很难恢复。黑珊瑚因其价值高,在某些区域因过度捕捞和栖息地破坏严重而濒临灭绝,目前所有黑珊瑚已被列入国际自然和自然资源保护联盟(IUCN)的红色名录以及濒危野生动植物种国际贸易公约(CITES)名单中,因此具有重要保护价值。目前
学位
华北陆块与扬子陆块是中国东部最大的两个陆块,拥有最大的两个前寒武纪基底。然而,关于华北陆块和扬子陆块的前寒武纪地壳演化仍存在争议。基于此,本文选取华北陆块南缘的新元古代罗圈组冰碛岩和扬子陆块北缘的新元古代南沱组冰碛岩作为研究对象,开展了系统的碎屑锆石U-Pb年代学、全岩主、微量元素和Sr同位素研究。结果表明,南沱组冰碛岩碎屑锆石年龄主要集中在新元古代850 Ma~700 Ma,峰值年龄为750 M
学位
背腹轴形成是两侧对称动物早期发育过程中的重要事件之一。一般认为,BMP信号通路在背腹轴形成过程中具有重要调控作用,这种机制在多种动物中均已得到了验证。然而,不同动物中的背腹轴决定机制存在多样性,呈现出较强的可塑性。作为两侧对称动物的三个主要分支之一,冠轮动物中存在多种背腹轴调控机制,是研究动物背腹轴形成机制保守性和可塑性的理想对象。同时,对冠轮动物背腹轴形成机制的研究也是理解这一大类动物发育和演化
学位
干旱已成为影响作物生长和产量的重要非生物胁迫。小麦是中国乃至全世界最重要的粮食作物之一,约70%的小麦被种植在干旱、半干旱地区,如何提高小麦的抗旱能力从而提高其产量和品质已经成为国内外学者研究的热点之一。通过施用外源物质来增强作物抗旱能力是目前提高作物抗旱性的最为有效而简单的方式,因而研制安全、高效的抗旱剂显得尤为迫切。壳聚糖能够缓解干旱、盐等非生物逆境对植物的伤害,并能诱导植物产生广谱抗性,且具
学位