20 世紀90 年代以來,我國相繼建立了鱘魚繁育基地,對鱘魚進行大規模的人工養殖,促進了鱘魚養殖業的發展。我國鱘魚養殖需要耗費大量的水資源,只有凈化養殖污水,實現水資源的二次利用,才能實現鱘魚養殖業的可持續發展。微藻是一種自養型生物,具有凈化水質的作用,在水資源匱乏的形勢下,將微藻應用于鱘魚養殖污水的凈化不失為一種有效嘗試。
1 材料與方法
1.1 實驗材料和相關儀器
在實驗材料的選擇上,主要是藻種和養殖污水的采用。在微藻的選擇上,主要采用柵藻,在實驗之前,將藻種保存在培養基中,進行擴種。在養殖污水的選擇上,主要采用鱘魚養殖的廢水,經過 2d 的沉降之后留以備用。
在實驗中,需要使用的儀器具體如下:在柵藻的培養方面,需要應用跑道式光生物反應器,這種反應器由動力系統、箱體、光源和電控系統組成,可以對微藻進行培養。其他的儀器則包括培養箱、光度計、離心機、天平、移液器等。
1.2 具體實驗方法
在進行微藻凈化鱘魚養殖污水的實驗中,要應用 3個 20L 的跑道式光生物反應器。實驗人員需要采集不同程度的污水,將污水分為低、中、高 3 個污染等級,然后分別將污水加入到跑道式光生物反應器中。在取樣完畢之后,實驗人員各取 3L 的藻液,把它們分別放入污水中,對污水濃度指標進行記錄。做完上述步驟之后,實驗人員將實驗室的光照強度調到 300Lx 左右,將溫度調到 20~30℃左右,根據水的蒸發量適當注入水分。
2 結果與分析
2.1 N、P 的去除效果
微藻可以去除鱘魚養殖污水中的 NH+-4N。將柵藻放入不同濃度的養殖污水中,可以發現 NH4+-N 呈現出先上升后下降的趨勢。NH4+-N 濃度上升的原因是:柵藻剛接觸到養殖污水,處在新的生長環境中,不能利用養殖污水中的氮磷和其它因子,致使柵藻細胞大量死亡, NH +-N 的濃度相應升高。NH +-N 濃度下降的原因是:隨著時間的推移,柵藻逐漸適應了污水的環境,開始利用養殖污水中的 NH4+-N,合成自身需要的成長物質,所以 NH4+-N 的濃度相應下降。通過實驗可以證明,柵藻能有效去除 NH4+-N。具體聯系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。
微藻會影響鱘魚養殖污水中 NO2-N 的去除效果。將柵藻放入鱘魚的養殖的污水中,可以發現污水中 NO2-N的濃度在增加,而 NO2-N 濃度上升的原因是因為養殖污水中 NO3-N 的濃度較高。NO3-N 的濃度升高,微藻細胞活性增加,會產生 NO 2-N,使 NO2-N 的濃度升高。
微藻可以去除鱘魚養殖污水中的 NO3-N。將柵藻放在不同濃度的污水中,最開始污水中的 NO3-N 含量變化并不明顯,這是因為柵藻處在新的環境中,藻細胞出現死亡情況。但是隨著時間的延長,NO3-N 呈下降趨勢,是因為藻細胞已經適應了污水環境。通過實驗表明,柵藻能有效去除 NO3-N。
微藻可以去除鱘魚養殖污水中的總無機氮。將柵藻放入不同濃度的鱘魚養殖污水中,總無機氮的濃度先上升再下降,其濃度上升和下降的原因與 NO3-N 類同。通過實驗證明,柵藻能有效去除總無機氮。
2.2柵藻細胞的生長
將柵藻細胞放入程度不同的鱘魚養殖污水之中,可以發現柵藻細胞的生長變化。藻細胞的密度隨著時間的變化而發生變化,總體趨勢是隨時間的增長而呈上升趨勢。剛開始藻細胞的生長比較緩慢,因為柵藻剛進入新的環境,需要經歷一段延滯期,才能實現快速增長。在延滯期結束后,柵藻細胞的生長速度開始加快。通過實驗可以發現,柵藻在鱘魚養殖的污水中仍然能夠保持成長狀態,而且其生長速度和污水濃度成反比。
2.3 污水 pH 值的變化
污水的 pH 值會隨著時間的變化而發生變化,且隨著時間的增長呈上升趨勢。通過實驗可以發現,將柵藻應用于鱘魚養殖污水的凈化之中,可以提高污水的 pH 值,pH 值的升高和柵藻細胞的生長具有密切關系,柵藻細胞的光合作用能引起 pH 值的升高,這在外國學者的理論著作中已經得到證實。
2.4 實驗分析
通過柵藻凈化鱘魚養殖污水的實驗,探索柵藻對不同程度的鱘魚養殖污水的凈化程度,以及藻細胞的生長情況,可以發現,微藻能有效去除鱘魚養殖污水中的NH+-N、NO-N 等,在凈水過程中,藻細胞的成長速度由快到慢,養殖污水的污染程度越低,藻細胞的生長速度越快。因此,養殖業的技術人員可以應用微藻來凈化污水。
3 結論
我國的經濟不斷發展,養殖業也進入了快速發展期,但是養殖業需要大量的水資源作為支持,給我國的生態環境造成一定壓力。以鱘魚養殖業為例,養殖人員應該尋找有效的凈水方法,實現水資源的二次利用。通過實驗,可以發現微藻能有效凈化養殖污水,因此養殖人員應該在污水凈化中廣泛應用微藻,促進養殖業的可持續發展。( >
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