循环养殖系统(RAS)在国外水产养殖业中占重要地位，相关研究起步较早，相对比较全面。随着我国水资源短缺及水体富营养化情况越来越严重，养殖生物疾病频发，水产养殖对自身养殖水体及周围水域的污染越来越引起人们的关注，RAS也越来越受到重视。生物滤池是RAS的核心设备，利用其中培养的生物膜来去除养殖产生并对养殖生物有毒的氨和亚硝酸盐。生物滤器中的生物滤料是生物膜微生物附着生长的载体，是影响生物膜结构，进而影响生物滤器效率的主要因素之一。因此，本论文就生物膜培养过程中水质指标的变化规律，生物滤料的选择，生物滤器中的氨氮降解动力学，锦鲤养殖对水体产生的负荷，及选用珊瑚砂作为滤料的生物滤器所能承受的锦鲤养殖量等方面进行了研究。 为了确保试验中总氮(TN)测定的准确性，首先就碱性过硫酸钾(K2S2O8)消解紫外分光光度法测定TN时空白吸光值过高的影响因素进行了分析研究，通过试验确定蒸馏水及K2S2O8的纯度是影响空白吸光值的关键因素。选用普通蒸馏水双蒸去离子后的高纯水及纯度大于99.0％的进口KES2O8或国产分析纯K2S2O8二次重结晶配制成的溶液，其余步骤参照国标介绍的方法，即可保证空白吸光值达到要求，即小于0.030。 选用材质相差较大的五种生物滤料--纤维棉、塑料棉、塑料球、珊瑚砂、陶瓷环等自制5个生物滤器，利用锦鲤养殖废水循环运行，培养生物膜。试验结果显示，挂膜过程中，TAN快速下降的同时，NO2--N快速上升，Alk、pH、PO43--P大幅下降；NO2--N快速下降的同时，NO3--N快速上升，PO43--P大幅下降，Alk、pH缓慢上升；IMn先降低然后上升后又降低；Ht始终保持上升趋势。亚硝化反应和硝化反应过程中Alk和PO43--P的不同变化规律体现了两者本质的不同。珊瑚砂滤料为试验滤料中用于养殖水处理的最佳滤料，其优点如下：粒径适中，具有疏松、多孔特性；挂膜最早成功；消耗PO43--P最大：可调控Alk、Ht；其截污能力适中，既能满足生物膜微生物生长需要，又不致造成严重堵塞。 利用挂膜成功后的珊瑚砂滤料进行NH3-N降解的动力学研究。人为向曝气水中添加分析纯(NH4)2SO4、K2HPO4配制成不同NH3-N浓度梯度的废水，利用已挂膜成功的珊瑚砂滤器进行循环处理，NH3-N降解过程中间隔一段时间取样测NH3-N浓度、Alk等水质指标。结果显示，NH3-N初始浓度在6.18.5mg·L-1范围内的NH3-N最终均降至小于0.70 mg·L-1,降解速率常数为0.2372-0.4132 h-1，比文献中其他滤料的降解速率常数低，说明本试验生物滤器中生物膜的Ks值较小，即滤料表面的生物膜与底物NH3-N的亲和性强，适宜于处理低浓度NH3-N废水。而养殖水对NH3-N的去除要求较高，NHa-N浓度越低越好，所以本试验所用滤料--珊瑚砂适宜用于处理养殖水。本试验得出NH3-N降解速率与NH3-N初始浓度的开方成正比：dc／dt=0.0994CO1/2，R2=0.9902。即NH3-N初始浓度越高，其降解速率越高，此特性保证了高浓度NH3-N的快速降解，适宜于处理养殖水循环利用。本试验显示NH3-N降解需消耗大量Alk，以珊瑚砂为滤料，平均每降解单位mgNH3-N需消耗Alk 0.11mmol。所以循环处理养殖水过程中，应严密监测，适当添加NaHCO3等补充Alk。选用不同量的珊瑚砂滤料循环处理利用不同锦鲤养殖量的养殖水，研究锦鲤养殖对水体产生的营养盐等负荷，产生的有毒物质对锦鲤生理的影响，利用珊瑚砂作为滤料的生物滤器确保NH3-N保持稳定低值所能养殖的锦鲤量。结果显示，每日每克锦鲤使各水质指标的增加量分别为，TAN 0.4362±0.020mg、TN 1.0447±0.2871mg、PO43--P0.0497±0.0035mg、TP 0.0927±0.0137mg、 IMn 1.4370±0.2132mg、 Alk0.0409±0.0034mmol；UIA<0.40mg／L，锦鲤健康抢吃，UIA<0.95mg／L时，锦鲤可维持摄食；低负荷有利于培养生物膜，经常反冲洗条件下，每克滤料最大养殖量可达2.92克锦鲤；14天不冲洗滤料，每克滤料的最大处理量为1.79-1.92g锦鲤。 本试验具有重要的现实意义，可为生物滤器用于养殖水处理循环利用的运行管理提供科学依据。TN测定方法的研究结果，不仅为养殖水TN测定，而且为其他水体TN监测的准确度提供了保证。五种滤料的生物膜培养阶段各水质指标的变化规律体现了硝化细菌的成熟过程及其不同的反应本质。利用珊瑚砂作为滤料所得氨氮降解规律符合水产养殖对氨氮的去除要求。通过生物滤器对锦鲤的养殖量的研究结果，建议利用生物滤器循环处理养殖水时，应在放鱼前培养生物膜，防止分子氨、亚硝酸盐累积对养殖生物产生毒害作用；可利用低负荷养殖废水培养生物膜；生物膜培养阶段及其应用于养殖水循环处理时，应严密监测水质的TAN及Alk，适当添加NaHCO3等补充无机碳源；为了减少反冲洗次数，并保证生物膜的去除效率，生物滤床的进水需经沉淀处理去除悬浮物，减小进水的IMn。