Pages 118-126

Uri Yogev, Kevin R. Sowers, Noam Mozes, Amit Gross

摘要

为了应对养殖产品日益增长的需求以及对有机物和氮排放的严苛的新法规，因其对环境影响最小且运行可控，陆基封闭式循环水养殖系统（RASs）作为传统水产养殖（如，池塘，水道和网箱养殖）的一种生态可持续的可行的替代系统正在得到大力开发。鱼饲料几乎是该系统唯一的碳和氮来源。据估算，饲料中有20-30%的氮和50%的碳被鱼吸收，而其余的则释放到了水中。掌握这些要素的归宿和利用率可有助于优化RAS的效率和经济性。在一个新颖的接近零排放（每天换水量小于系统容量的1%）的研究规模咸水RAS中通过质量平衡研究了碳和氮的归宿。该系统包括一个与三个水处理回路相连接的鱼池：（a）后接一个曝气固定膜硝化反应器的一个固体物过滤器，（b）利用养殖沉淀淤泥作为碳源的一个单级厌氧活性淤泥脱氮生物反应器，以及（c）一个厌氧生物消化器（上流式厌氧污泥床[UASB]）用于处理过剩的脱氮作用生物质产物并生成生物气体（沼气）。投入系统的碳（来自饲料）约有50%被鱼的吸收和呼吸所清除，而另有10%则通过在硝化生物反应器中的曝气生物降解而被去除。在脱硝反应器中，有10%的碳被去除，有25%的碳进入到UASB反应器，其中的12.5%转化为甲烷，7.5%转化为CO2，其余的碳（5%）作为未降解碳留存在UASB。使用UASB，通过作为能量（甲烷）的投入和通过减少系统对氧的需求这两个直接和间接的途径，可节约系统能量需求高达12%。而饲料中的氮，有29%被鱼和硝化反应器中的细菌所吸收，有40-50%在脱硝反应器中被去除，其中有10-20%通过厌氧氨氧化被去除。最后，~20%的氮在UASB反应器中可能通过沉淀被去除。这表明，该系统正在高养殖密度下运行，氮和碳几乎完全被去除，而能量几乎完全被回收。

水产养殖Aquaculture

Volume 467, Pages 1-234 (20 January 2017)