【摘 要】
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生物絮团技术作为一种新兴的养殖技术,能够将水体中的含氮污染物转化为有机氮,并将有机颗粒结合起来形成能被鱼类摄食的生物絮团,被广泛应用于水产养殖中。但在养殖过程中,存在培养周期长,水处理效果不稳定,同化细菌大量生长造成与鱼类争夺氧气等情况,本研究将活性炭-活性污泥工艺（Powdered activated carbon technology,PACT）应用到水产养殖过程中,通过在生物絮团中添加粉末活
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生物絮团技术作为一种新兴的养殖技术,能够将水体中的含氮污染物转化为有机氮,并将有机颗粒结合起来形成能被鱼类摄食的生物絮团,被广泛应用于水产养殖中。但在养殖过程中,存在培养周期长,水处理效果不稳定,同化细菌大量生长造成与鱼类争夺氧气等情况,本研究将活性炭-活性污泥工艺（Powdered activated carbon technology,PACT）应用到水产养殖过程中,通过在生物絮团中添加粉末活性炭（PAC）,研究其在水产养殖系统中发挥的作用。1.活性炭对生物絮团形态、粒径及其水处理效果的研究为探究生物絮团培养工艺,对活性炭在生物絮团培养过程中粒径、形态和水处理效果进行实验。利用中试规模的微生物悬浮生长反应器作为絮体培养设备,利用跑道养殖罗非鱼提供养鱼水循环,养殖周期为41天。期间,对养殖系统水质指标、絮团指标进行测定。实验结束后,进行含氮污染物降解连续监测,对两种絮团微生物进行取样分析。结果表明:普通絮团和活性炭絮团颗粒在培养过程中粒径不断变大,且普通絮团的粒径大于活性炭絮团,两者在实验结束时达到最大值;在生物絮团培养期间,普通组和活性炭组的反应器对于TAN和NO2--N均有稳定的去除效果,TAN和NO2--N的浓度都处在极低水平并且保持稳定。在整个养殖过程中,普通组和活性炭组反应器进出水NO3--N在0-2mg/L之间上下波动。由于反应器沉淀区存在少量絮团,在换水过程中进入了养殖区跑道,导致养殖区在实验中后期发生了硝化反应,TAN和NO2--N在实验中后期迅速降低,NO3--N逐渐升高至5 mg/L。在对含氮污染物连续监测过程中,两组絮团对于TAN均具有良好的处理效果,均能在2.5 h内将8.5 mg/L TAN去除完毕,普通组TAN去除速率为3.13 mg/L·h,活性炭组TAN去除速率为3.12mg/L·h,两者之间去除速率相近。2.活性炭对罗非鱼养殖期间水质和硝化功能的影响本实验通过在生物絮团中添加粉末活性炭,研究普通生物絮团和添加活性炭的生物絮团在罗非鱼的养殖过程中水质处理效果,养殖结束后两种絮团的硝化性能,旨在为生物絮团养殖的工况提供参考。从整个养殖周期来看,两组的TAN有一定波动,但始终保持在较低水平,与普通絮团相比,活性炭絮团的波动更大;活性炭絮团NO2--N除实验开始前两周有波动外,之后一直处于极低水平;两组NO3--N和PO42--P浓度随养殖时间的增加而不断积累,在实验结束时到达最高值。和普通絮团相比,活性炭絮团的NO3--N和PO42--P水平均低于普通絮团。活性炭絮团在满足养殖过程中去除TAN和NO2--N的作用外,还有助于减少氮磷元素积累。3.活性炭对生物絮团营养成分和罗非鱼生长的影响本实验通过在生物絮团中添加粉末活性炭,研究普通生物絮团和添加活性炭的生物絮团在养殖结束后不同絮体营养成分差异和罗非鱼生长情况及营养价值。旨在为生物絮团养殖的工况提供参考。本实验经过56 d的养殖周期,GA和GB组罗非鱼均生长良好,特定增长率均在2.0以上。和GA组活性炭絮团相比,GB组普通絮团所养殖罗非鱼的增重率和特定生长率更高。实验对收集的絮团粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、氨基酸和脂肪酸进行了测定,两组粗蛋白含量在25%左右,粗脂肪含量在1%～1.5%之间,活性炭絮团的粗蛋白和粗脂肪相比普通絮团有一定提高,但差异不显著,活性炭絮团的粗灰分含量显著低于普通絮团,活性炭絮团的各氨基酸含量普遍高于普通絮团,从氨基酸评分结果上来看,活性炭絮团的AAS、CS和EAAI均高于普通絮团,表明活性炭生物絮团的营养价值更高。活性炭絮团养殖下的罗非鱼肌肉粗蛋白含量显著高于普通絮团,粗脂肪含量显著低于普通絮团。两种养殖背景下,罗非鱼肌肉的氨基酸总量相近,但活性炭组的必需氨基酸含量显著高于普通组。
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