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生物膜接种在再循环水产养殖系统中

阿德里安A. Bischoff.博士 Laura Koch Marcus thon. Bela H. Buck.博士教授

毒性化合物的积累是动物健康的风险

生物过滤器
实验系统使用多种鱼缸,具有有效的水处理和系统控制装置。

适当操作的再循环水产养殖系统(RAS)由各种模块组成,在适当的条件下对水生生物的培养至关重要。这些系统结合了机械,生物和化学处理,确保了良好的水质,并能够重用水。

鱼的排泄,包括溶解的氨以及颗粒有机物,可以导致危害培养动物的福祉的有毒化合物的积累。通过滚筒或砂滤器施加机械过滤可以去除大部分颗粒物质,而生物过滤通过硝化细菌的代谢转化为较低有害物质的硝化细菌。其他清洁装置包括蛋白质链蛋白,紫外线照射和用于反硝化的茴香生物过滤器。

实验装置

根据系统内的应用条件,稳定的细菌群落的开始是耗时的,并且可能需要几周和几个月。作者进行了一项研究,以测试新的生物过滤器运行时接种有氧生物过滤器的方法的便利性和效率。将三种不同的方法应用于三种相同的新再循环水产养殖系统。

每个RAS由三个,1.1立方米的鱼缸,墨盒过滤器,一个用于硝化的有氧运动床的生物滤镜,一种厌氧移动床的生物过滤器,用于反硝化,一种蛋白质撇油,加入臭氧,贮藏和几个水和空气泵。每个系统的总水量为5.3立方米,通过板式热交换器连接到中央冷却系统,以保持水温恒定。

各个生物过滤器具有0.75立方米的水量,过滤介质体积为0.54立方米,有源表面积约315平方米。

过滤接种

在第一系统(S1)中,10%的新过滤介质被来自已经用硝化细菌殖民的另一RA的培养基取代。系统2(S2)用涡蓝机储备, scophthalmus maximus,低密度。根据生产者的建议,最后一次系统(S3)用商业细菌解决方案接种。每种系统供应相同量的营养素,以喂食有氧生物过滤器的时间为13周。基于S2中的鱼排泄物,用溶解的氯化铵供应S1和S3。

生物过滤器
实验系统使用多种鱼缸,具有有效的水处理和系统控制装置。

结果

实验期间的非生物条件稳定,在推荐范围内,用于涡轮机的冷水鱼类培养。温度范围为14.5和16.0℃,pH水平略微降低8.1至7.5,氧饱和保持稳定在100%以上。

图1显示了各个系统的营养浓度。 S1在实验结束时显示约20mg / L的高氨 - 氮(氨-N)浓度约为20mg / L和将硝酸氮(硝酸氮)浓度上升至12mg / L的浓度。

用低密度的鱼类储存,S2显示出非常低的氨-N浓度,接近0.05mg / L和高硝酸盐-N浓度约35mg / L. S3,接种细菌溶液,也显示出约19mg / L的高氨-N水平,并在15mg / L附近的中间体硝酸盐-N浓度。所有系统的亚硝酸盐-N浓度在实验结束前达到峰值,水平在0.2-0.4mg / L的范围内。

讨论

推荐用于生物过滤器开始的温度,用于涡轮发动机培养。然而,对于在这种低温下的有氧生物过滤器的开始,需要更多的时间来达到稳定的硝化过程。

由于先前在过滤介质上建立的硝化细菌,S1几乎立即达到硝化。这种接种后三周内引起了早期和相对低的亚硝酸盐峰。然而,在实验过程中,氨-N浓度始终如一地增加,在第11周后达到峰值,然后减少。

S2揭示了起始硝化生物过滤器的经典数据曲线,在系统开始后几周内氨峰,然后是短亚硝酸盐峰,最后增加硝酸盐浓度。 10周后,S2的接种已完成。

S3显示亚硝酸盐-N和硝态氮浓度的缓慢增加,其比其他系统的浓度显着低。在其新陈代谢能够有效地将氨-N和硝酸盐-N中有效地将氨基和硝酸盐转化为硝酸盐,溶液内的硝化细菌可能必须在硝酸盐溶液中稳定。

几个因素可能增加了建立可接受和稳定的硝化过程的时间。所有的生物过滤器都是移动床设计。过滤介质的恒定运动导致磨损,刮擦细菌垫,因此延长了成功的细菌定植。此外,蛋白质撇料器导致减少自由细菌,否则否则将在系统内沉降。这是由泡沫形成和随后从系统中移除引起的。

透视

启动新的过滤系统可能需要相当长的时间,并应提前安排。作者建议使用新的生物过滤器通过在低密度下储存几周的预期培养物种,具体取决于特别是在水温上。减少对生物过滤器的空气供应将减少磨损,从而提高硝化细菌的稳定率。在接种生物过滤器期间,蛋白质撇渣器的关闭也可能有助于保持细菌数量高,但总关断可能导致其他问题,例如水的着色。因此,减少臭氧也可能有所帮助。

结合不同的方法可以缩短所需的时间以达到稳定的条件。将二手过滤介质添加到具有低生物量的系统中的系统可能导致立即开始硝化。将细菌溶液添加到具有有限的鱼类库存的系统中可以引入系统的更多预期的硝化细菌,因此加速了系统的操作时间。