專利名稱：沙蠶生物濾池內(nèi)微生物膜的培養(yǎng)方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種水產(chǎn)養(yǎng)殖方法，特別是涉及利用生物清除海洋固體有機污染物的方法。
背景技術(shù)：
生物過濾(Living BiologicalFiltration)主要指任何采用活體生物去除水中雜質(zhì)的養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)，主要包括植物過濾、微生物過濾、動物過濾等。目前集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖水處理中使用最廣泛的是微生物過濾，因其產(chǎn)生污泥少、運行管理方便、動力消耗少等特點，在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水處理中得到了廣泛應用。其它一些新型的生物濾器如植物濾器，可以有效吸收養(yǎng)殖廢水中溶解態(tài)的氮、磷污染物，并將其轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟產(chǎn)品。濾食性動物、底棲動物等可以有效去除養(yǎng)殖水體中的顆粒物質(zhì)。生物濾池(biologicalfilter，tricklingfilter)是由碎石或塑料制品填料構(gòu)成的生物處理構(gòu)筑物。污水與填料表面上生長的微生物膜間隙接觸，使污水得到凈化。其性能特點主要包括，生物濾池的處理效果非常好；不產(chǎn)生二次污染；生物濾池的池體采用組裝式，便于運輸和安裝；在增加處理容量時只需添加組件，易于實施；生物濾池能耗非常低。依據(jù)生態(tài)學中的食物鏈關(guān)系，復合生物過濾技術(shù)通過最佳配置生物種群，使環(huán)境資源得以充分利用，增加系統(tǒng)生產(chǎn)力，并將系統(tǒng)中的營養(yǎng)鹽、有機物等廢棄物最大限度地轉(zhuǎn)化為環(huán)境友好型產(chǎn)品。目前，復合生物過濾技術(shù)主要集中于大型海藻+微生物過濾，水草+ 濾食性動物(貝類、海綿等)過濾，以及人工濕地過濾技術(shù)等。但是對底棲多毛類動物的生物過濾作用研究的較少。而底棲多毛類動物(沙蠶)不僅是重要水產(chǎn)養(yǎng)殖生物(魚、蝦)的優(yōu)質(zhì)餌料，也是海洋生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，其在海洋生態(tài)系統(tǒng)中扮演著承上啟下的關(guān)鍵作用。研究表明，沙蠶攝食自然沉積物顆粒的粒徑范圍非常廣泛(10 250 μ m)，對沉積物的攝食率平均為5. 71+2. 76mg. mg-ldw. d_l (王詩紅，張志南，1998);多毛類每日通過攝食活動處理至少相當于體重(干重)的沉積物量(Loper G L, Leventon J S., 1987)。而Haruo Honda和Koraro Kikuchi (2002)曾研究了底棲動物復合循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)沙蠶Perinereis nuntia攝食牙鲆(Japanese flounder)糞便時的氮收支效率。該研究表明，0. 2-0. 6g的沙蠶在20°C下，每天每條個體能攝取牙鲆糞便4. 9-25. 7mg,吸收效率平均為12. 2-44. 1% ；其中，沙蠶攝取的氮約有50%轉(zhuǎn)化為其身體組織。沙蠶生物濾池是為了解決海水工廠化養(yǎng)殖中產(chǎn)生的大量固體廢棄物和養(yǎng)殖水體再循環(huán)利用等主要問題。在沙蠶生物濾池內(nèi)，沙蠶的主要食物是海水工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的殘餌和糞便，利用沙蠶的攝食和攪動行為，將固體廢棄物轉(zhuǎn)化為沙蠶生物生產(chǎn)量的同時，使濾池內(nèi)濾料表面保持好氧環(huán)境，使濾料表面成為有益微生物良好的棲息環(huán)境，充分培養(yǎng)大量優(yōu)質(zhì)的硝化細菌和硫酸鹽還原菌等微生物，并通過其生命活動，將流動于濾池內(nèi)濾料的水進行硝化作用，使養(yǎng)殖水體中產(chǎn)生的氨氮和硫化氫等大量有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為硝酸鹽等營養(yǎng)鹽類無毒化合物，為養(yǎng)殖用水的再利用提供全生物型的解決方案。目前，復合生物過濾技術(shù)主要集中于大型海藻+微生物過濾，水草+濾食性動物(貝類、海綿等)過濾以及人工濕地過濾技術(shù)等。但是對底棲多毛類動物的生物過濾作用研究的較少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種底棲多毛類動物與微生物結(jié)合的復合過濾技術(shù)，用于解決海水工廠化養(yǎng)殖中產(chǎn)生的大量固體廢棄物和養(yǎng)殖水體再循環(huán)利用等問題的沙蠶生物濾池內(nèi)微生物膜的培養(yǎng)方法。本發(fā)明主要是建立沙蠶生物濾池并在濾料中培育由硝化細菌、反硝化細菌、硫酸鹽還原菌、EM復合菌群等有益微生物構(gòu)成的微生物膜。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
1、建立生物濾池該濾池有一上開口槽，該槽可采用各種材料制成，如內(nèi)外均設防腐層的金屬材料，非金屬材料，最好采用磚和水泥砌筑的濾池。該濾池槽底最好前高后低傾斜 5-10°，以方便排凈池內(nèi)的水。在該濾池頂部設進水管，在池底部，最好池底低位一側(cè)設有排水管，排水管穿過池壁底部后用彎頭與濾池外水管相連。通過調(diào)整池外水管的管口高低， 改變?yōu)V池內(nèi)水位，形成微流水沙蠶養(yǎng)殖方式。濾池內(nèi)自下而上依次鋪設由礫石層、粗砂層、 細砂層和泥土層構(gòu)成的復合濾料，其中礫石直徑為1 3X1 2 cm，厚度為8-12cm ；細砂粒徑0. 5-1. Omm,厚度為13_17cm ；泥土層厚度下限為10cm。2、濾池內(nèi)養(yǎng)殖沙蠶濾池建好后，注入淡水，浸泡1周，1周后，排出淡水，注入新鮮海水。采用水菌帶水均勻潑灑圍沙蠶科動物苗，該圍沙蠶科動物包括雙齒圍沙蠶、多齒圍沙蠶、枕圍沙蠶和扁齒圍沙蠶、日本刺沙蠶。苗種大小為3-10剛節(jié)，投苗密度為600-2000尾
/平方米。3、投放菌種將人工培養(yǎng)或市場購買的硝化細菌、光合細菌、EM菌菌種和反硝化細菌，按照1 1 1 1 3 3 2 1 (體積比)進行混合，混合后與10倍體積的海水混合均勻， 采用水菌均勻潑灑入濾池內(nèi)。單位平方米生物濾池潑灑混合菌種體積為1-10L。4、投喂餌料投喂經(jīng)過50-100目篩絹網(wǎng)過濾收集并濃縮曬干的人工養(yǎng)殖的海水魚的殘餌和糞便作為沙蠶餌料，該人工養(yǎng)殖的海水魚包括大菱鲆、牙鲆、半滑舌鰨、三文魚和石斑魚等。投餌量為濾池內(nèi)沙蠶總體重的10-20%，沙蠶攝食產(chǎn)生的殘餌和糞便可作為上述菌群的餌料，投放菌種1-2周之內(nèi)，可加大投餌量，以后按照沙蠶體重10%的日投餌量即可。5、換水投放菌種后1-2周之內(nèi)，采用只加水不排水的方式，每次加濾池高度的 1/10左右。1-2周以后采用模擬潮汐的方式換水，日換水1-2次，每次用2個小時排干池水， 干露3小時后再用2小時注滿池水。在上述沙蠶生物濾池內(nèi)，沙蠶的主要食物是海水工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖的殘餌和糞便， 利用沙蠶的攝食和攪動行為，將固體廢棄物轉(zhuǎn)化為沙蠶生物生產(chǎn)量的同時，使濾池內(nèi)濾料表面保持好氧環(huán)境，使濾料表面成為有益微生物良好的棲息環(huán)境，同時沙蠶攝食產(chǎn)生的殘餌和糞便可作為上述菌群的餌料，于是便可充分培養(yǎng)大量優(yōu)質(zhì)的硝化細菌和硫酸鹽還原菌等微生物，并通過其生命活動，將流動于濾池內(nèi)濾料的水進行硝化，使養(yǎng)殖水體中產(chǎn)生的氨氮和硫化氫等大量有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為硝酸鹽等無毒化合物，使養(yǎng)殖用水得到凈化并能夠循環(huán)再利用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1、沙蠶濾池微生物膜最初形成的營養(yǎng)鹽為濾池內(nèi)沙蠶未能攝食的殘餌和糞便。微生物膜最初的形成營養(yǎng)鹽供給和濾池內(nèi)沙蠶養(yǎng)殖互為協(xié)同促進作用，微生物膜的逐步生長形成過程中，其逐步增加對濾池內(nèi)海水的生物處理能力，將氨氮等有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等無毒物質(zhì)，為沙蠶的生長創(chuàng)造了良好的生活環(huán)境。2、微生物膜處理效率高，經(jīng)過測算，單位平方米的生物濾池的微生物膜每日可處理養(yǎng)殖廢水5-10立方米。并且，處理以后的養(yǎng)殖廢水內(nèi)氨氮濃度低于國家水產(chǎn)養(yǎng)殖用水水質(zhì)標準。3、微生物膜一旦形成，便可長期進行生長繁殖和代謝活動，無需再進行微生物膜的培養(yǎng)，具有成本低、處理效率高、綠色環(huán)保等特點。
具體實施例方式例1
采用方磚和水泥筑成規(guī)格為1*1*0. 5米，池壁厚度為15厘米的上開口槽形濾池，池底為前高后低，傾斜角度為5°，在濾池頂部設有進水管。在池底低位一側(cè)設有排水管，濾池內(nèi)自下而上依次鋪設礫石層、粗砂層、細砂層和泥土層，礫石直徑為3X1 cm，厚度為12cm。細砂粒徑0. 5mm，厚度為13cm。泥土層厚度為10cm。、
濾池建好后，注入淡水，浸泡1周，1周后，排出淡水，注入新鮮海水。采用水菌帶水均勻潑灑雙齒圍沙蠶苗種，苗種大小為10剛節(jié)，投苗密度為600尾/平方米。將人工培養(yǎng)或市場購買的硝化細菌、光合細菌、EM菌菌種和反硝化細菌，按照3:3:2:1 (體積比)進行混合， 混合后與10倍體積的海水混合均勻，采用水菌均勻潑灑入濾池內(nèi)。單位平方米生物濾池潑灑混合菌種體積為1L。投喂經(jīng)過50目篩絹網(wǎng)過濾收集并濃縮曬干的人工養(yǎng)殖的大菱魚的殘餌和糞便作為沙蠶餌料，投放菌種2周之內(nèi)，投餌量為濾池內(nèi)沙蠶總體重的20%，沙蠶攝食產(chǎn)生的殘餌和糞便可作為上述菌群的餌料，以后按照沙蠶體重10%的日投餌量即可。投放菌種后1周之內(nèi)，采用只加水不排水的方式，每次加濾池高度的1/10左右。1周以后采用模擬潮汐的方式換水，日換水2次，每次用2個小時排干池水，干露3小時后再用2小時注滿池水。例2:
采用方磚和水泥筑成規(guī)格為5*5*0. 5米，池壁厚度為15厘米的上開口槽形濾池，池底為前高后低，傾斜角度為10°，在濾池頂部設有進水管。在池底低位一側(cè)設有排水管，濾池內(nèi)自下而上依次鋪設礫石層、粗砂層、細砂層和泥土層，礫石直徑為IX 12cm，厚度為8cm。 細砂粒徑1.0mm，厚度為17cm。泥土層厚度為Hem。、
濾池建好后，注入淡水，浸泡1周，1周后，排出淡水，注入新鮮海水。采用水菌帶水均勻潑灑枕圍沙蠶苗種，苗種大小為3剛節(jié)，投苗密度為2000尾/平方米。將人工培養(yǎng)或市場購買的硝化細菌、光合細菌、EM菌菌種和反硝化細菌，按照1 1 1 1 (體積比)進行混合，混合后與10倍體積的海水混合均勻，采用水菌均勻潑灑入濾池內(nèi)。單位平方米生物濾池潑灑混合菌種體積為10L。投喂經(jīng)過100目篩絹網(wǎng)過濾收集并濃縮曬干的人工養(yǎng)殖的三文魚的殘餌和糞便作為沙蠶餌料，投放菌種2周之內(nèi)，投餌量為濾池內(nèi)沙蠶總體重的10%，沙蠶攝食產(chǎn)生的殘餌和糞便可作為上述菌群的餌料，以后按照沙蠶體重10%的日投餌量即可。投放菌種后1周之內(nèi)，采用只加水不排水的方式，每次加濾池高度的1/10左右。2周以后采用模擬潮汐的方式換水，日換水1次，每次用2個小時排干池水，干露3小時后再用2小時注滿池水。
權(quán)利要求
1.一種沙蠶生物濾池內(nèi)微生物膜的培養(yǎng)方法，其特征在于1)、建立生物濾池該濾池有一上開口槽，在該濾池頂部設進水管，在池底部設有排水管，排水管穿過池壁底部后用彎頭與濾池外水管相連，濾池內(nèi)自下而上依次鋪設礫石層、 粗砂層、細砂層和泥土層，其中礫石直徑為1 3X1 2 cm，厚度為8-12cm;細砂粒徑 0. 5-1. 0_，厚度為13-17cm ；泥土層厚度下限為IOcm ；2)、濾池內(nèi)養(yǎng)殖沙蠶濾池建好后，注入淡水，浸泡1周，1周后，排出淡水，注入新鮮海水，采用水菌帶水均勻潑灑圍沙蠶科動物苗，投苗密度為600-2000尾/平方米，苗種大小為3-10剛節(jié)；3)、投放菌種將人工培養(yǎng)或市場購買的硝化細菌、光合細菌、EM菌菌種和反硝化細菌，按照1 1 1 1 3 3 2 1的體積比進行混合，混合后與10倍體積的海水混合均勻，采用水舀均勻潑灑入濾池內(nèi)，單位平方米生物濾池潑灑混合菌種體積為1-10L;4)、投喂餌料投喂經(jīng)過50-100目篩絹網(wǎng)過濾收集并濃縮曬干的人工養(yǎng)殖的海水魚的殘餌和糞便作為沙蠶餌料，投餌量為濾池內(nèi)沙蠶總體重的10-20%，沙蠶攝食產(chǎn)生的殘餌和糞便可作為上述菌群的餌料，投放菌種1-2周之內(nèi)，可加大投餌量，以后按照沙蠶體重10% 的日投餌量即可；5)、換水投放菌種后1-2周之內(nèi)，采用只加水不排水的方式，每次加濾池高度的1/10 左右，1-2周以后采用模擬潮汐的方式換水，日換水1-2次，每次用2個小時排干池水，干露 3小時后再用2小時注滿池水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沙蠶生物濾池內(nèi)微生物膜的培養(yǎng)方法，其特征在于上述圍沙蠶科動物包括雙齒圍沙蠶、多齒圍沙蠶、枕圍沙蠶和扁齒圍沙蠶、日本刺沙蠶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沙蠶生物濾池內(nèi)微生物膜的培養(yǎng)方法，其特征在于上述人工養(yǎng)殖的海水魚包括大菱鲆、牙鲆、半滑舌鰨、三文魚和石斑魚。
全文摘要
一種沙蠶生物濾池內(nèi)微生物膜的培養(yǎng)方法,其主要是:在濾池內(nèi)投沙蠶苗密度為600-2000尾/平方米,苗種大小為3-10剛節(jié)；投放硝化細菌、光合細菌、EM菌菌種和反硝化細菌，按照1:1:1:1～3:3:2:1的體積比進行混合，混合后與10倍體積的海水混合均勻，單位平方米生物濾池潑灑混合菌種體積為1-10L；投喂經(jīng)過50-100目篩絹網(wǎng)過濾收集并濃縮曬干的人工養(yǎng)殖的海水魚的殘餌和糞便作為沙蠶餌料，投餌量為濾池內(nèi)沙蠶總體重的10-20%；投放菌種后1-2周之內(nèi)，采用只加水不排水的方式，每次加濾池高度的1/10左右,1-2周以后采用模擬潮汐的方式換水。本發(fā)明既解決了海水工廠化養(yǎng)殖中產(chǎn)生的大量固體廢棄物又解決了養(yǎng)殖水體再循環(huán)利用等問題。
文檔編號C02F3/34GK102295394SQ20111024078
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者倪琦, 劉海映, 周一兵, 楊大佐, 王剛, 谷堅, 陳軍 申請人:中國水產(chǎn)科學研究院漁業(yè)機械儀器研究所, 大連海洋大學