陶粒在血鸚鵡溫室大棚養殖水處理中的應用

吳會民　姜巨峰　劉肖蓮　李春艷　李文雯　夏蘇東　付志茹

摘 要：根據已獲得的專利設計了一種以陶粒為生物填料的水處理裝置，并在血鸚鵡溫室大棚養殖中進行了試驗。結果表明，經過50 d的養殖試驗，大棚水體的氨氮、亞硝態氮、總磷和總氮等水化指標沒有顯著的升高（P>0.05），說明該裝置具有一定的水質凈化能力，可以在養殖生產中推廣使用。

關鍵詞：血鸚鵡；陶粒；水處理；溫室大棚

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.04.009

Abstract： A water treatment device of which biological stuffing was ceramsite was designed and it was experimented in blood parrot breeding in greenhouse. The result showed that the content of ammonia nitrogen， nitrite nitrogen， total nitrogen and total phosphorus of the greenhouse water were not raised significantly after 50 days breeding， which indicated that the device was effective to purify breeding water， and could be popularized to use in breeding product.

Key words： blood parrot； ceramsite； water treatment； greenhouse

血鸚鵡（Cichlasoma var.） 又名紅財神、發財魚和財神魚，起源于中國臺灣，分類學上屬鱸形目、慈鯛科，是由紅魔鬼 （Cichlasoma citrinellum Gunther） 雄魚和紫紅火口 （Cichlasoma synspilum Hubbs） 雌魚雜交所得的新品種，因其全身鮮紅，體型短圓，嘴呈心形且無法合攏，并且有“招財進寶”、“驅鬼鎮宅”等寓意，而深受廣大消費者的喜愛[1-2]。

血鸚鵡養殖主要有池塘養殖和溫室養殖等方式[3]。其中，溫室大棚養殖由于水溫可以控制，放養密度大，養殖周期短而被廣泛采用。但是常年的高密度養殖，容易導致養殖水質逐漸惡化，因此需要進行水質調控。

陶粒是以黏土、頁巖、煤矸石或粉煤灰等為主要原料，摻加少量輔助原料和造孔劑，經配料、破碎、成球、高溫燒制、篩分等工藝加工而成的球形材料[4]，具有較高的生物、化學穩定性，表面粗糙，比表面積大，孔隙率高，且能夠承受水流的沖刷和水的剪切應力[5]，使布水均勻，流態穩定。普通陶粒比表面積為 300～1 000 m2·m-3，堆積密度為200～1 000 kg·m-3，孔隙率達到30%以上[6]。因此，陶粒是很好的生物膜水處理填料。

本研究通過運用天津市里自沽農場和本單位聯合開發的以陶粒為填料的水處理裝置（專利號為ZL 2014 2 0507 494.8）進行養殖用水的調控，初步分析了運用該裝置后養殖用水的水質變化情況，以期為血鸚鵡的溫室養殖水質調控技術提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗方法

試驗在天津市里自沽農場進行。試驗溫室大棚面積為667 m2，水深為2 m。試驗溫室大棚養殖血鸚鵡魚。試驗裝置為里自沽農場和本單位聯合開發的水處理裝置 （專利號為ZL 2014 2 0507 494.8） ，該裝置主要是以自制陶粒為填料進行生物凈化。在大棚中設置一臺200 W的潛水泵，將水抽出后注入裝有陶粒的塑料箱中，塑料箱長20 m，寬0.5 m，陶粒裝高0.5 m，塑料箱底部有溢水孔，水經陶粒凈化后流回溫室大棚，水處理裝置在試驗期間不間斷運行。試驗期間，試驗溫室大棚不加水不換水。

1.2 采樣方法

試驗在3月7日開始到4月25日結束，共進行50 d。試驗設置兩個采樣點位，即經陶粒處理后進入溫室大棚的水（大棚進水口）和從溫室大棚排出的未經陶粒處理的水（大棚出水口）。試驗期間每周測定1次水質理化指標。

1.3 測定項目

測定項目包括pH值、總磷、總氮、氨氮、亞硝態氮、硝酸態氮、總堿度、總硬度、Ca2+、鹽度。檢測方法依據《水環境監測規范》（SL219—2013）。

1.4 分析方法

試驗期間的水質變化特征用Excel進行作圖分析，進出水口的水質變化用重復測量數據的方差分析方法進行分析。

2 結果與分析

從圖1可以看出，pH 值隨養殖變化不大，變化范圍為7.80～8.41，并且出水口和進水口之間隨養殖的進行差異不顯著（P >0.05）。

從圖2可以看出，鹽度隨養殖先下降后上升，變化范圍為0.10‰～0.22‰，并且出水口和進水口之間隨養殖的進行差異不顯著（P>0.05），但是不同時間的檢測值存在顯著性差異（P<0.05）。

從圖3中可以看出，鈣離子不同時間的檢測值存在顯著性差異（P<0.05），隨養殖波動上升，變化范圍為0～0.96 mmol·L-1，但是出水口和進水口之間隨養殖的進行差異不顯著（P>0.05）。

從圖4可以看出，總硬度隨養殖波動變化，變化范圍為0.28～1.44 mmol·L-1，并且出水口和進水口之間隨養殖的進行差異不顯著（P>0.05），但是不同時間的檢測值存在顯著性差異（P<0.05）。

從圖5可以看出，總堿度隨養殖沒有顯著變化，變化范圍為210.21～275.28 mg·L-1，并且出水口和進水口之間隨養殖的進行差異不顯著（P>0.05）。

從圖6可以看出，亞硝態氮隨養殖成波動變化，變化范圍為0.09～1.39 mg·L-1。并且出水口和進水口之間隨養殖的進行差異不顯著（P>0.05），但是不同時間的檢測值存在顯著性差異（P<0.05）。

從圖7可以看出，硝態氮隨養殖進行先升高后有所下降后趨于穩定，變化范圍為1.67～6.24 mg·L-1，進出水口之間變化不明顯，并且出水口和進水口之間隨養殖的進行差異不顯著（P>0.05）。

從圖8可以看出，隨養殖進行氨氮不斷上升（P<0.05），并且進水口和出水口之間沒有統一的變化規律。變化范圍為0.04～2.22 mg·L-1，但是出水口和進水口之間隨養殖的進行差異不顯著（P>0.05）。

從圖9可以看出，隨養殖進行總氮波動變化，變化范圍為4.79～7.84 mg·L-1，并且出水口和進水口之間隨養殖的進行差異不顯著（P>0.05），但是不同時間的檢測值存在顯著性差異（P<0.05）。

從圖10可以看出，隨養殖進行總磷波動變化，變化范圍為0.57～1.22 mg·L-1，但是進水口和出水口之間沒有明顯變化（P >0.05）。

3 結論與討論

在水產養殖上有很多種水處理方法，其中，生物膜法是比較簡單有效而又投資較小的一種。在生物膜法水處理工藝中，填料是水處理工藝的核心物質。生物膜填料的種類繁多，按照填料的材料分類，大致可分為固定型填料，軟性填料、半軟性填料及復合填料等懸掛式填料，懸浮型填料和可降解生物膜填料[7]。其中，陶粒由于制備簡單、生產成本低廉、水處理效果較好而在水處理領域有著廣泛的應用。黃建洪等[8]研究發現，陶粒對氨氮的最大吸附量為22.23 mg·kg-1，對磷的最大吸附量為15.38 mg·kg-1。馬放等[9]通過對生物陶粒反應器的水處理技術進行試驗研究，結果表明：生物陶粒對水中各種物質都有比較明顯的處理效果，其中，對氨氮的去除率為78.43%；對OC的去除率在30%左右，最佳能達到34.66%；對亞硝態氮的去除率在99%以上；對濁度的去除率為87.33%。宋奔奔等[10]對陶粒為填料的生物濾器去除模擬海水養殖廢水中化學需氧量和總氨氮進行了研究，結果表明陶粒對化學需氧量和總氨氮去除效能最高分別可達650 g·m3·d-1和15 g·m3·d-1。在本試驗中，雖然一直在投喂飼料，但是大棚水體的氨氮、亞硝態氮、總氮和總磷等卻沒有顯著升高，這說明試驗所用的水處理裝置發揮了作用。因此，在溫室大棚養殖血鸚鵡的實際生產中，可以使用該裝置調控養殖用水。

參考文獻：

[1] 孫志景，姜巨峰，傅志茹，等.紅頭麗體魚×紅魔麗體魚雜交子一代胚胎發育及仔魚形態學觀察[J].南方水產科學，2014，10（3）： 38-46.

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[7] 張艾曉.脫氮細菌混合去除水相氮污染的條件與機理[D].杭州：浙江工業大學，2009.

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[9] 馬放，邱珊，馮奇，等.生物陶粒在水源水處理中的實驗[J].黑龍江科技學院學報， 2006，16（4）： 205-208.

[10] 宋奔奔，劉鷹，石芳永，等.四種填料濾器處理養魚廢水的硝化性能[J].農業工程學報， 2010， 26（11）：231-236.