Pages 96-104

Mathis von Ahnen, Per Bovbjerg Pedersen, Johanne Dalsgaard

摘要

对可去除水产养殖排放废水中氮（N）的简单免维护技术存在需求。脱氮木屑生物反应器已成功用于去除地下水和地表水中的硝态氮（NO3-N），或许也具有应用于降低水产养殖废水流营养物浓度的潜力。然而，水产养殖业界对（脱氮木屑生物反应器）在室外商业养鱼场中的实际适用性还不了解，这包括实际使用中（反应器）的启动事项，如达到稳定性能所需时间，及其可能的生物析出等。

本实例研究对木屑生物反应器（12.5m3）启动期间的时序特性做了调研。在丹麦的一个水体循环强度较低的商业性室外虹鳟养殖场中，该生物反应器用作末端处理设备。本研究应用的空床接触时间（EBCT）为5h，所要解决的具体目标有：i）生物反应器开始去除NO3-N的时间有多快；ii）达到稳定状态的时间有多快；iii）在废水流温度（∼8°C）相对较低的情况下NO3-N的去除率能达到多少；和v）伴随发生的磷（P），氨或有机物质的析出可能会达到怎样的程度。

每6h随机采集进水口和出水口样本，直至生物反应器达到稳定状态（2周），随后是每周24h的集合采样，持续3周（共计5周）。在生物反应器处于稳定状态期间，在3个连续日内从反应器中的9个采样口采集额外的随机样本。分析样本的溶解态营养物（总氮，硝酸盐，亚硝酸盐，铵，总磷，可溶性正磷酸盐，BOD5和COD）。此外，在采样的同时，每30min记录氧，温度和pH，每周一次测量碱度。

反应器立刻开始去除NO3-N，并在贯穿整个采样期期间稳定维持在7.06±0.81gNO3-N/m3/d (n=6)。在最初的11天期间有短暂观察到出水NO2-N浓度的增加（峰值出现在4-5天后的1.14mgNO2-N/l）。此后，通过被过滤的总氮（TNdiss）与NO3-N去除率两者之间非常接近这一事实可以确认，就氮平衡而言，木屑生物反应器在很大程度上处在了稳定状态。在反应床内的测量显示，进水流中的大部分溶氧（DO）在生物反应器的前半部分被消耗掉了，而此后在反应床内，NO3-N随水流的向前流动而逐渐被去除。反应器刚启用就观察到了非结构性的溶解性有机化合物的析出，导致出水流中COD，BOD5，P和铵浓度的短暂（1周）增加。

反应器启用147天后进行的附加测量显示，木屑生物反应器以7.81±0.82gN/m3/d的平均去除率持续地去除TNdiss，而最初的P的析出则已停止。

总之，研究表明木屑生物反应器能在商用条件和低温下有效地去除低浓度的水产养殖废水流中的 NO3-N，在启用几周内就达到稳定的性能。

养殖工程Aquacultural Engineering

Volume 74, Pages 1-198(September 2016)