組合填料原位修復集約化養殖池廢水的試驗研究

王婷 黃德 陳愷琳

摘 要：近年來，隨著養殖產業片面地追求高產、經濟，導致漁業環境問題日益突出，為了還自然一片“綠水青山”，漁業轉型升級已成為趨勢，養殖模式的升級改革成為重要手段之一。在此背景下，將固定化的人工基質組合式填料引入暗紋東方鲀集約化養殖中，通過引入外源性微生物等方法，建立了集約化養殖池的固定化微生物菌膜，以此實現水體環境原位生物修復，提高了養殖的成活率，降低了餌料系數，實現了增產增量。

關鍵詞：組合填料;暗紋東方鲀;集約化養殖;原位修復

中圖分類號：S-3 ? ? ? 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200515009

暗紋東方鲀俗稱“河豚”，人工養殖的暗紋東方鲀采用“溫室+露天池”的模式進行養殖[1]。當露天池水溫低于18℃時，需將暗紋東方鲀轉入集約化溫室越冬。越冬的集約化養殖池密度高，損耗大，成活率低。為了解決這一問題，以下將組合式填料引入集約化養殖中進行試驗研究，通過對比試驗，優化了水體環境，提高了成活率，增加了養殖效益。

1 材料與方法

1.1 材料

人工基質材料選用的組合生物填料，由纖維束、塑料環片、套管、中心繩組成。填料參數規格為單元直徑150mm，間距100mm，44m/m3，截成長度100cm/根。

1.2 方法

1.2.1 養殖池的選擇和準備

2019年，在江蘇中潤農業發展有限公司基地，試驗選取集約化養殖池3口，每口3333m2，分別為5-208（試驗組1）、5-207（試驗組2），5-206（對照組）。試驗于2019年1月12日開始，2019年3月18日結束，共計63d。水溫15～18℃，pH范圍7.9～8.2。試驗采用微孔納米增氧曝氣盤增氧DO濃度6～8mg/L，養殖的品種為暗紋東方鲀，203±20g/尾，養殖的密度為11尾/m3。試驗期間養殖管理措施基本保持一致。

1.2.2 填料懸掛方法

3口養殖池均為標準的長方形，南北走向，在5-208（試驗組1）中，用2組尼龍繩子從南至北固定于每根柱子的上下兩端，上端位于水面下10～20cm，下端位于池底20～30cm，一共掛4排，將填料上端均勻的懸掛在尼龍繩上，每隔10～15cm掛1個組合生物填料，該池共計懸掛64m3生物填料。5-207（試驗組2），組合填料懸掛同5-208一致，懸掛64m3。實驗開始后，試驗組和對照組每10d左右投放1次微生物制劑1ppm，共投放7次。

2 結果

2.1 填料掛膜情況

組合填料懸掛于集約化養殖池后，第6天填料表面出現褐色生物膜，第26天填料表面形成了1層黑褐色的生物膜，具體如圖1。

2.2 NH3-N變化趨勢

當試驗進行至第6～8天，試驗組NH3-N濃度達到最大值（2.43mg/L和2.51mg/L），然后濃度開始逐漸下降，第25～27天NH3-N濃度下降到0.5mg/L以下，最后逐漸趨于平穩。對照組NH3-N濃度一直居高不下，在1.6～2.4mg/L范圍內波動（圖2）。試驗組1、2和對照組相比NH3-N有極顯著差異（P<0.01）。組合填料為有機物和微生物的附著提供了基質，填料表明逐漸形成生物膜，亞硝化細菌大量繁殖，有利于NH3-N去除。

2.3 NO2-N變化趨勢

試驗組曲線呈先上升后下降的趨勢，當試驗進行至第12～14天，試驗組NO2-N濃度達到最大值（1.18mg/L和1.21mg/L），然后濃度開始逐漸下降，第27～29天NO2-N濃度下降至0.3mg/L，最后逐漸下降至0.1mg/L以下。對照組NO2-N濃度一直在0.7～1.1mg/L范圍內波動（圖3）。試驗組1、2和對照組相比NO2-N有極顯著差異（P<0.01）。

2.4 CODMn變化趨勢

試驗組曲線亦呈現先上升后下降的趨勢，當試驗進行至第6天，試驗組CODMn濃度達到最大值（20.12mg/L和19.33mg/L），然后濃度開始逐漸下降，30d CODMn濃度下降至10mg/L左右，最后緩慢下降到8mg/L左右。對照組NO2-N濃度一直在12～19mg/L范圍內波動（圖4）。試驗組1、2和對照組相比CODMn有極顯著差異（P<0.01）。

2.5 細菌總數

從表中可以看出，在試驗開始26d后，對集約化養殖池細菌總數進行測量發現，試驗組1、2比對照組水體異養菌數平均多出32倍。

對生物膜上異養細菌總數進行檢測，發現水面下10cm處生物膜異養細菌數約為 （1.1～2.0） ×108CFU/g，水面下60cm處生物膜異養細菌數約為 （0.9～1.8） ×108CFU/g，水面下110cm處生物膜異養細菌數約為 （2.0～3.0） ×108CFU/g。

由于環境中的細菌首先在基質載體上附著，隨后細菌會分泌大量粘性胞外聚合物，胞外聚合物促使細菌大量生長繁殖，不斷吸收環境中的營養物質，逐漸形成生物膜。生物膜的形成過程大體包括細菌起始粘附、生物膜粘附期、生長期、成熟和脫落期等階段，隨著生物膜的形成，養殖水中細菌濃度也會增加[6]。

2.6 養殖效益

試驗組1、2比對照組平均毛產量高15.3%;平均凈產量高90.3%;生長速率高27%;平均成活率高8.0%;平均餌料系數低27.4%。試驗組組合填料一次性投入700元/667m2，使用年限為3～5a，平均折舊費為175元/667m2。暗紋東方鲀餌料9500元/t，魚平均售價為6萬元/t。試驗組1、2，對照組凈增加利潤分別為17449元/667m2、18221元/667m2、6111元/667m2。

3 討論

試驗開始后，6～8d試驗組NH3-N、CODMn達到最大值，填料表面出現褐色生物膜，此時生物膜開始大量形成。亞硝化細菌逐漸將氨氧化成亞硝酸鹽[7]，12～14d NO2-N達到峰值。亞硝酸鹽在硝化細菌的氧化下，形成硝酸鹽，NH3-N、NO2-N逐漸降至較低水平。試驗開始25～30d，水質指標趨于穩定，異養細菌數達到108CFU/g，生物膜基本形成。試驗組1、2與對照組相比，能較好地處理水中的有害物質，NH3-N、CODMn、NO2-N均有極顯著差異 （P<0.01），NH3-N去除率最高可達97.8%，NO2-N去除率最高可達98.2%，CODMn去除率最高可達59.6%。

目前，國內外對有機生物填料用于養殖水體處理的研究，已有相關報道[2-5]。本試驗在填料的選取時考慮到養殖品種暗紋東方鲀是無鱗魚[8]，堅硬的填料容易刮傷表皮;組合填料是在軟性填料和半軟性填料的基礎上發展而成的，兼有兩者的優點，克服了兩者的弊端，有切割氣泡作用，且能在較短的時間內完成掛膜并吸附維持較高的生物量。根據組合填料出廠規格，直徑150mm×100mm的組合填料比表面積為310m2/m3，總比表面積為4000m2/667m2，約為水面積的6倍。

從效益上分析，由于暗紋東方鲀轉入集約化溫室越冬過程中，養殖密度提高，且水溫降低，水質指標急劇升高，容易發生病蟲害。水產養殖中投放益生菌能改良水質，減少抗生素的使用，但由于益生菌游離在水中，不易找到附著基，影響了益生菌使用效果。試驗引入組合填料，為益生菌提供了良好的棲息場所，形成生物膜，促進了集約化池生態系統良性循環[3]。試驗組與對照組相比，提高了毛產量、凈產量、生長速率、成活率，同時降低了餌料系數，平均利潤提高了11724元/667m2。試驗組與對照組相比，具有更高的生態效益和經濟效益。

4 結論

試驗引入組合填料至集約化暗紋東方鲀養殖池，6～8d開始形成生物膜，25～30d掛膜完成，形成的生物膜能有效降低養殖水中NH3-N、NO2-N、COD的濃度。組合填料使用壽命長、能切割氣泡、易長膜。通過計算，試驗組懸掛基質的掛膜密度為：基質表面積/池塘面積=6。組合填料形成的生物膜能提高集約化養殖產量，毛產量提高15.3%，凈產量提高90.3%，生長速率提高27%，成活率提高8.0%，平均餌料系數降低27.4%，平均利潤提高了11724元/667m2。試驗結果表明，組合填料用于暗紋東方鲀集約化養殖池廢水的原位處理，具有顯著成效，可提高養殖的成活率，降低餌料系數，實現增產增量。組合填料能集聚有益菌，形成生物膜，處理養殖過程中不斷產生的污染物，凈化水質，減少病害的發生，形成良性生態循環。

參考文獻

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[7]董玉瑋，張雁秋，涂寶軍，等.亞硝化細菌培養條件的優化[J].江蘇農業科學，2014，42（4）：314-316.

[8]詹松文，陳云. 暗紋東方鲀的養殖技術[J]. 漁業致富指南，2001（24）：39-40.

（責任編輯 周康）