鱼类养殖水环境及调控技术-养殖用水生物处理原理

（一）生物过滤技术广义的生物过滤包括任何利用活体生物从水中去除杂质的过滤技术。采用生物过滤技术主要去除或转化养殖废水中溶解的无机物或有机物。1、水生植物过滤技术植物过滤主要是利用植物光合作用吸收无机氮、磷后转化为有机物，达到去除水中营养性污染物的目的。目前，水产养殖废水处理中采用较多的植物过滤技术有藻类过滤技术、水培植物技术和人工湿地净化技术。第二章养殖水环境调控

（1）藻类过滤技术

近年来，由于微藻利用及收获技术的研究得到了关注，微藻过滤养殖废水技术也随之得到发展，如序批式微藻过滤技术、微藻稀释培养技术、微藻固定化技术等。牧食生物混合培养技术和贝类或虾类组成的复合养殖系统等为微藻的收获利用提供了技术保证。第二章养殖水环境调控

（2）水培植物技术养殖废水中含有的有机或无机营养物质恰恰是水培植物所必需的，因而可以利用种植水培植物的方法去除营养物。水培植物是借助于循环水系统，将鱼类养殖、水培蔬菜与花卉等相连，组成复合生物系统。目前研究较多的是蔬菜水培技术第二章养殖水环境调控

（3）人工湿地净化技术人工湿地是由人工建造和监督控制，充分利用湿地系统净化污水能力的特点，利用生态中的物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。人工湿地根据湿地中主要植物形式可以分为浮生植物系统、挺水植物系统和沉水植物系统。第二章养殖水环境调控

2、生物膜法（生物过滤器）微生物过滤技术也是一种被广泛使用的废水处理技术，它是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经较原始的间歇砂滤和接触过滤技术而发展起来的微生物处理技术。该技术可将附着微生物的载体装载于一定体积和几何形状的容器中组成生物滤器，并可作为商品出售。用于微生物过滤的生物滤器可分为硝化作用滤器和脱氮滤器等，也称生物膜法。生物滤器的滤料是碎石、卵石、焦炭、煤渣、塑料蜂窝、高分子材料载体填料、植物载体填料等，生物滤器能连续使用，不需要更换滤料。生物滤器在启用前30～40d先过水运转，接种和培养生物，使滤料表面形成一层明胶状的粘膜，即生物膜，主要是好气菌、原生动物、细菌等。第二章养殖水环境调控

（1）生物滤池生物滤池就是在池内设置填料（或滤料），经充氧曝气后的废水以一定流速不断地通过填料，使填料上长满生物膜，以降解废水中的有机污染物。近年来已大量使用聚乙烯、聚酰胺材料制造的波形板式、蜂窝式、生物球式的填料。其特点是质轻、强度高、耐腐蚀，大小一致，其表面积达100～200m2/m3。第二章养殖水环境调控

优点：①水流较通畅，过滤前后水头差小，水中溶氧供应充足，适于好氧性微生物的生长和繁殖。②填料上布满微生物，其生物量大。据测定，1m3的填料表面的活性生物量达125g，因此其降解有机物的能力强。BOD负荷为0.1～0.3kg/m3•d，高的可达0.5～1.5kg/m3•d。③脱氮、除磷效果明显。④沉淀污泥少，易于管理，不散发臭气。缺点：①占地面积较大。②为防止老化的生物膜脱落后堵塞滤缝，污染环境，填料在运转过程中需经常反冲、及时排污。生物滤池的优缺点第二章养殖水环境调控

（2）生物转盘生物转盘由一串固定在轴上的圆盘状片组成，盘片之间有一间隔，盘片一半浸在水中，另一半露出水面。水和空气中的微生物附在盘片的表面上，结成一层生物膜，转动时，浸没在水中的盘片露出水面，盘片上的水由自重而沿着生物膜表面下流，空气中的氧通过吸收、混合、扩散、渗透等作用，随转盘转动而被带入水中，使水中溶氧增加，使生物膜中的微生物吸收和降解水中的有机物，水质得到净化。第二章养殖水环境调控

优点：①转盘本身可向水中增氧（近年来，转盘内增添了曝气管，增氧效果更佳），故水中溶氧充足。生物膜绝大部分为好氧性微生物，很少形成厌氧层。②有机物的负荷高，通常盘片上BOD的负荷高达10～20g/m2•d。③占地面积小。缺点：①造价较高。②技术要求较高，如不符合要求，则处理效果差。③需要另加动力以驱动转盘，其运转成本较高。生物转盘的优缺点第二章养殖水环境调控

（二）有益微生物净化剂有益微生物是从天然环境中提取分离出来的微生物，经培养扩增后形成的含有大量有益菌的制剂。目前，常用的水质净化剂有光合细菌、枯草杆菌、芽孢杆菌及硝化细菌等。利用这些微生物将水体或底质沉淀物中的有机物、氨氮、亚硝态氮分解吸收，转化为有益或无害物质，而达到水质（底质）环境改良、净化的目的。1、光合细菌（Photosynthesisbacteria，简称PSB）光合细菌分红色非硫磺细菌、红色硫磺细菌、绿色硫磺细菌和滑行丝状绿色硫磺细菌等4个科。光合细菌是广泛分布在水和土壤的厌气层上部，以厌气的硫磺还原菌、发酵细菌所生成的H2S、CO2为营养源进行光合生长，能去除H2S的氧化作用；PSB在自然水域的厌气层和好气层都发生有光合生物参与的碳素循环，在厌气层中，PSB除参与碳素循环外，同时还参与硫磺循环；PSB不仅能进行光合作用，也能进行呼吸、发酵或脱氮；PSB还具有一些耐盐性的菌种，可以生长在海水中。大量研究表明光合细菌能促进养殖水体氮素循环，有效降低NH4+-N和NO2--N的含量。

第二章养殖水环境调控

2、硝化细菌（Nitrifyingbacteria）硝化细菌属于自营养性细菌，包括亚硝化菌属和硝化杆菌属等2种不同的代谢群体。它们都是好气性细菌，能在有氧的水中生长。首先，亚硝化菌属细菌把水中的氨离子氧化成为亚硝酸根离子，然后，硝化杆菌属细菌把水中的亚硝酸根离子氧化成为硝酸离子，也就是把水中有毒的氨最终氧化成无毒的硝酸根离子，从而起到净化水质的作用。硝化细菌广泛存在，但因其繁殖时间长（约20h一个繁殖周期）而限制了亚硝酸盐的降解。第二章养殖水环境调控

3、芽孢杆菌芽孢杆菌为芽孢菌属的种类，革兰氏染色阳性，是一类好气性细菌，能分泌蛋白酶等多种酶类和抗生素。其可直接利用硝酸盐和亚硝酸盐，从而起到净化水质的作用；另外还能利用分泌的多种酶类和抗生素来抑制其他细菌的生长，进而减少甚至消灭水产养殖动物的病原体。4、复合微生物制剂复合微生物制剂是一类多菌种的微生物制剂。（1）益生素益生素是一种能全面改善水质的微生物制剂。其主要成分有芽孢杆菌、枯草杆菌、硫化细菌、硝化细菌、反硝化细菌等多种微生物。他能分解水中和池底的有机物，降解氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等，改善池底的厌氧环境，抑制养殖水体中藻类的过量繁殖，保持养殖微生态的平衡。益生素除含有大量的光合细菌外，还含有大量的非光合细菌。第二章养殖水环境调控

（2）EM菌EM菌为一类有效微生物菌群，最先是日本琉球大学研制出的一种新型复合微生物活菌剂。其主要成分有光合细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌及发酵性丝状真菌等16属80多个菌种。光合细菌可与EM菌中的其他菌起到协同作用。EM菌外喷涂于全熟化的颗粒饲料上，被水产养殖动物摄食后，能有效地降低有害物质的产生。（3）肥海菌肥海菌是一种复合活菌肥，是针对海水养殖池塘的特点，将有机肥通过接种有益菌株后培养、发酵制得的产品，主要菌群为光合细菌、芽孢杆菌，并配以海洋微藻所需的微量元素。肥海菌投放到海水中后，休眠菌能很快复苏和崩解，并以成数倍速度繁殖扩增，很快形成优势种群，迅速分解水体中的有机污染物，消除水体中的氨态氮、亚硝态氮、硫化氢等有毒物质，并将其转化为海洋微藻类的营养源，促进硅藻、绿藻、金藻类等饵料生物的繁殖和生长，抑制有害藻类的繁殖，起到肥水、增氧、净化水质和产生免疫活性物质的作用，并间接地控制致病菌。第二章养殖水环境调控（二）有益微生物净化剂有益微生物是从天然环境中提取分离出来的微生物，经培养扩增后形成的含有大量有益菌的制剂。目前，常用的水质净化剂有光合细菌、枯草杆菌、芽孢杆菌及硝化细菌等。利用这些微生物将水体或底质沉淀物中的有机物、氨氮、亚硝态氮分解吸收，转化为有益或无害物质，而达到水质（底质）环境改良、净化的目的。1、光合细菌（Photosynthesisbacteria，简称PSB）光合细菌分红色非硫磺细菌、红色硫磺细菌、绿色硫磺细菌和滑行丝状绿色硫磺细菌等4个科。光合细菌是广泛分布在水和土壤的厌气层上部，以厌气的硫磺还原菌、发酵细菌所生成的H2S、CO2为营养源进行光合生长，能去除H2S的氧化作用；PSB在自然水域的厌气层和好气层都发生有光合生物参与的碳素循环，在厌气层中，PSB除参与碳素循环外，同时还参与硫磺循环；PSB不仅能进行光合作用，也能进行呼吸、发酵或脱氮；PSB还具有一些耐盐性的菌种，可以生长在海水中。大量研究表明光合细菌能促进养殖水体氮素循环，有效降低NH4+-N和NO2--N的含量。

第二章养殖水环境调控

2、硝化细菌（Nitrifyingbacteria）硝化细菌属于自营养性细菌，包括亚硝化菌属和硝化杆菌属等2种不同的代谢群体。它们都是好气性细菌，能在有氧的水中生长。首先，亚硝化菌属细菌把水中的氨离子氧化成为亚硝酸根离子，然后，硝化杆菌属细菌把水中的亚硝酸根离子氧化成为硝酸离子，也就是把水中有毒的氨最终氧化成无毒的硝酸根离子，从而起到净化水质的作用。硝化细菌广泛存在，但因其繁殖时间长（约20h一个繁殖周期）而限制了亚硝酸盐的降解。第二章养殖水环境调控3、芽孢杆菌芽孢杆菌为芽孢菌属的种类，革兰氏染色阳性，是一类好气性细菌，能分泌蛋白酶等多种酶类和抗生素。其可直接利用硝酸盐和亚硝酸盐，从而起到净化水质的作用；另外还能利用分泌的多种酶类和抗生素来抑制其他细菌的生长，进而减少甚至消灭水产养殖动物的病原体。4、复合微生物制剂复合微生物制剂是一类多菌种的微生物制剂。（1）益生素益生素是一种能全面改善水质的微生物制剂。其主要成分有芽孢杆菌、枯草杆菌、硫化细菌、硝化细菌、反硝化细菌等多种微生物。他能分解水中和池底的有机物，降解氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等，改善池底的厌氧环境，抑制养殖水体中藻类的过量繁殖，保持养殖微生态的平衡。益生素除含有大量的光合细菌外，还含有大量的非光合细菌。第二章养殖水环境调控

（2）EM菌EM菌为一类有效微生物菌群，最先是日本琉球大学研制出的一种新型复合微生物活菌剂。其主要成分有光合细菌、酵母菌、乳酸菌、放线菌及发酵性丝状真菌等16属80多个菌种。光合细菌可与EM菌中的其他菌起到协同作用。EM菌外喷涂于全熟化的颗粒饲料上，被水产养殖动物摄食后，能有效地降低有害物质的产生。（3）肥海菌肥海菌是一种复合活菌肥