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生物膜法已经成为净化处理污水的重要方法,但通常采用的自然挂膜需30~40d,时间较长,影响生产计划。针对这种弊端,本研究根据生物膜的性质以及形成原理,尝试了人工快速构建生物膜实验,利用不同比例的“SZ胶性复合物”与筛选的水质净化菌混合,进行了优化挂膜试验,并在养殖废水处理中加以应用进行水质净化效果观察,旨在为生物膜的快速构建工艺提供技术支撑。
本研究以200目粒度粘性土壤和沸石粉按照不同比例混合在生物载体上构建软基,粘性土壤具有粘性,也对细菌生长繁殖有特殊营养,而沸石粉具有吸附作用,二者经过不同比例混合进行上膜试验证实,当粘性土壤和沸石粉呈4:1比例时软基膜形成效果最好。本研究通过大量的试验结果表明:在没有SZ胶体复合物加入的情况下,生物载体表面光滑,仅有少量目的菌;而在同时加入SZ胶体复合物和菌株的情况下,生物载体被黄色物质覆盖,表面变得粗糙,并有大量目的菌附着。从生物膜颜色、显微镜下细菌密度和净水能力测定来看,SZ胶体复合物有助于细菌在生物载体上的粘附、定植,并且在第5d生物膜即达到成熟期。这与常规自然挂膜比较,生物膜形成时间从30~40d减少到5d。这为方便生产安排、规模化推广循环水养殖提供了技术支撑。
本实验利用粘性土壤和沸石粉按4:1混合形成“SZ胶性复合物”。对本实验室筛选的水质净化菌TYIA-16(淀粉液化芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens,降解氨氮)、TYIA-15(枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis,分解有机物、降低COD)、CX6(硝化螺菌属Nitrospira sp.,降解亚硝酸盐)、CB12(嗜盐单胞菌属Halomonassp.,还原硝酸盐)进行低温下摇床振荡培养,发现这些细菌能够在在低温10~20℃能够快速生,并且这些净化菌对鲆鲽类无致病性。因此,用此四株净化菌与“SZ胶性复合物”,通气的情况下构建生物膜,5d就形成具有良好净化作用的生物膜。利用这一方法构建的生物膜7d内性能稳定,2h对COD的净化率达到61.5~74%,氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐的净化率分别达到50%、12%、20%以上,具有良好的净化作用。研究结果也证实了TYIA-15、TYIA-16、CX6、CB12等4菌株组合合理,可有效去除养殖废水中的主要有害物质,其净化效果基本满足实际生产操作上的要求。本项研究首次创建了快速构建生物膜技术,大大缩短了培养时间,操作方法简单,适应当前以地下井海水为水源的鲆鲽类循环水养殖模式,对推广封闭式循环水养殖提供了理论依据和技术支撑,为提升水产养殖技术具有重要的现实意义。