一种去除低温海水暂养槽中无机氮的系统技术方案

本发明专利技术涉及水产品暂养水系统的微生物净化领域，尤其涉及到一种去除低温海水暂养槽中无机氮的系统。一种去除低温海水暂养槽中无机氮的系统，其包括驯化富集培养槽和无机氮反应器槽；无机氮反应器槽内设置有改性番麦棒，本发明专利技术调控低温海水中脱氮菌群的生态因子及耐受范围，对其进行控制与运用，进而建立硝化反硝化协同去除无机氮技术工艺，实现海水暂养系统的无机氮去除与海产品保活保重的双重效果。

【技术实现步骤摘要】
一种去除低温海水暂养槽中无机氮的系统
本专利技术涉及水产品暂养水系统的微生物净化领域，尤其涉及到一种去除低温海水暂养槽中无机氮的系统。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，人们对活海产品需求日益增大，对水产品保活与保重有了更高要求。传统的海水暂养系统水质净化能力弱、无机氮含量高，导致暂养水质差，并且海水暂养系统的水处理工艺主要针对氨氮、亚硝氮的去除，却忽略了硝酸盐的积累，硝酸盐在酶的作用下可还原成亚硝酸盐、亚硝酸胺，使生物血液的载氧能力下降，影响海产品的存活率。高盐环境下的无机氮离子浓度过高，会对微生物产生抑制和毒害作用，微生物细胞脱水引起细胞原生质分离、使脱氢酶活性降低，从而严重影响海产品质量，降低其存活率。目前海水暂养海产品主要为低温暂养，低温暂养可保持海产品鲜活度，但是低温条件下去除无机氮的微生物难以富集培养，因此迫切需要构建低温、高盐环境下海水暂养槽中去除无机氮的技术，实现海产品的保活与保重。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种去除低温海水暂养槽中无机氮的系统以解决现有技术的不足之处。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种去除低温海水暂养槽中无机氮的系统，包括驯化富集培养槽和无机氮反应器槽；所述驯化富集培养槽包括第一冷水机和储水槽，所述第一冷水机的管道与储水槽内部连通，所述储水槽内部设置有硝化菌驯化富集培养箱和反硝化菌驯化富集培养箱，所述硝化菌驯化富集培养箱顶部向内部穿设有第一搅拌头与第一充氧头；所述反硝化菌驯化富集培养箱顶部向内部穿设有第二搅拌头；所述无机氮反应器槽包括第二冷水机，所述第二冷水机的管道与封闭式储水箱内部管道连接，所述封闭式储水箱顶部向内部穿设有第二充氧头，所述封闭式储水箱下端与蠕动泵管道连接，所述蠕动泵的另一端管道连接有反应器，所述反应器下端开设有进水口，所述进水口上还安装有水阀，所述进水口与蠕动泵管道连接，所述反应器上端还开设有出水管，所述反应器内的网箱中悬挂有改性番麦棒。所述硝化菌驯化富集培养箱培养硝化菌的方法如下：(1)采集海水养殖水样放置4℃冰箱保存；(2)取海水养殖水样放入硝化菌驯化富集培养箱内，加入海水养殖水样8～10倍体积的硝化菌培养基，用氯化钠调整盐度至27.5～28.5g/L，用碳酸氢钠溶液调节pH为7.5～8.0，充氧并间歇性地进行搅拌，使溶解A氧含量保持4mg/L以上，于15～20℃条件下恒温驯化培养，并通过人工控制硝化菌环境因子持续55～65天；获得硝化菌液。所述步骤2中硝化菌培养基包括亚硝酸钠1～2g/L、无水碳酸钠1～2g/L、磷酸氢二钠0.5～1g/L、硫酸锰0.01～0.02g/L、磷酸氢二钾0.75～1g/L，剩余部分为去离子水。所述反硝化菌驯化富集培养箱培养反硝化菌的方法如下：(1)采集沿海滩涂底泥中的泥样放置4℃冰箱保存；(2)取100～200g泥样放入化菌驯化富集培养箱中，加入7-8L反硝化菌培养基，用氯化钠调整盐度至27.5～28.5g/L，用碳酸氢钠溶液调节pH为7.5～8.0，于15～20℃条件下恒温驯化培养，并通过人工控制反硝化菌环境因子持续13～17天；获得反硝化菌液。所述反硝化菌培养基包括硝酸钾2～3g/L、柠檬酸钠4～5g/L、磷酸氢二钠1～2g/L、磷酸氢二钾1～2g/L，剩余部分为去离子水。所述改性番麦棒的改性方法，包括如下步骤：(1)取2～3mol/L2－羟基丁二酸溶液放入容器中，恒温保持40～60℃，将番麦棒浸没于2－羟基丁二酸溶液中，持续搅拌2～3h；(2)将步骤(1)中搅拌后的番麦棒取出置于60～70℃下干燥24～36h,冷却至常温后通过去离子水洗涤至中性，再将番麦棒置于80-90℃下干燥1-3h，以及120-130℃干燥2-4h。所述番麦棒的使用方法，包括如下步骤:(1)将改性番麦棒加入去离子水浸泡3～6小时，经清洗后吹干，放置24小时以上后备用；(2)将改性番麦棒浸泡至反硝化菌液，保持水温15～20℃，2～4天，获得浸泡过反硝化菌液的改性番麦棒。(3)将浸泡过反硝化菌液的改性番麦棒浸泡在硝化菌液中，保持水温15～20℃，2～4天，获得人工挂膜，将人工挂膜放入反应器内的网箱中。所述的硝化菌液中的优势菌群为变形菌门和拟杆菌门，硝化菌液中γ变形菌和α-变形杆菌为主要两个纲，丰度水平达到96.40％以上。所述的反硝化菌液中的优势菌群为变形菌门和拟杆菌门，反硝化菌液中γ变形菌为主要纲，丰度水平为91.30％以上。本专利技术的优点在于：针对暂养水温较低、水体盐度高、溶氧偏高等特点，将微生物驯化富集培养与人工强化挂膜技术工艺进行耦合、构建，采用改性番麦棒作为高盐水环境中的缓释碳源和生物载体，通过驯化低温硝化并结合人工强化挂膜技术工艺方式，调控低温海水中脱氮菌群的生态因子及耐受范围，对其进行控制与运用，进而建立硝化反硝化协同去除无机氮的技术工艺，实现海水暂养系统的无机氮去除与海产品保活保重的双重效果。从而增强海产品低温暂养中生理及行为的反应能力，降低海产品的应激、饥饿、缺血或病毒感染等外界压力，降低其新陈代谢，保证海产品的健康。这对提高人们的健康生活水平，以及发展可持续健康安全的水产品具有重要意义。该系统成本低、能耗低、操作简易、绿色环保且处理效果好，值得推广。附图说明图1是本专利技术的驯化富集培养槽示意图。图2是本专利技术无机氮反应器槽示意图。图3本专利技术微生物各分类水平。图4为本专利技术实验进水主要指标。图5为本专利技术实施例2实验总氮去除率与总氮出水浓度折线图。图6为本专利技术实施例2实验氨氮去除率与氨氮出水浓度折线图。图7为本专利技术实施例2实验硝氮去除率与硝氮出水浓度折线图。图8为本专利技术实施例2实验出水TOC浓度与水温折线图。图9为本专利技术对比例实验总氮去除率与总氮出水浓度折线图。图10为本专利技术对比例实验氨氮去除率与氨氮出水浓度折线图。图11为本专利技术对比例实验硝氮去除率与硝氮出水浓度折线图。图12为本专利技术对比例实验出水TOC浓度与水温折线图。(其中图5～图12中的横坐标均为反应天数，出水浓度为主坐标轴，浓度单位均为mg/L，图5～7,9～11中去除率为次坐标轴，图8和图12中水温为次坐标轴)具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本专利技术。实施例1如图1～2所示一种去除低温海水暂养槽中无机氮的系统，包括驯化富集培养槽和无机氮反应器槽；所述驯化富集培养槽包括第一冷水机1和储水槽7，所述第一冷水机1的管道与储水槽7内部连通，所述储水槽7内部设置有硝化菌驯化富集培养箱4和反硝化菌驯化富集培养箱6，所述硝化菌驯化富集培养箱4顶部向内部穿设有第一搅拌头3与第一充氧头2；所述反硝化菌驯化富集培养箱6顶部向内部穿设有第二搅拌头5；所述无机氮反应器槽包括第二冷水机8、封闭式储水箱10、蠕动泵11和反应器12，所述第二冷水机8的管道与封闭式储水箱10内部管道连接，所述封闭式储水箱10顶部向内部穿设有第二充氧头9，所述封闭式储水箱10下端与蠕动泵11管道连接，所述蠕动泵11的另一端管道连接有反应器13，所述反应器13下端开设有进水口12，所述进水口12上还安装有水阀，所述进水口12与蠕动泵11管道连接，所述反应器13上端还开设有出水管15，所述反应器13内的网箱中悬挂有改性番麦棒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种去除低温海水暂养槽中无机氮的系统，其特征在于：包括驯化富集培养槽和无机氮反应器槽；所述驯化富集培养槽包括第一冷水机和储水槽，所述第一冷水机的管道与储水槽内部连通，所述储水槽内部设置有硝化菌驯化富集培养箱和反硝化菌驯化富集培养箱，所述硝化菌驯化富集培养箱顶部向内部穿设有第一搅拌头与第一充氧头；所述反硝化菌驯化富集培养箱顶部向内部穿设有第二搅拌头；所述无机氮反应器槽包括第二冷水机、封闭式储水箱、蠕动泵和反应器，所述第二冷水机的管道与封闭式储水箱内部管道连接，所述封闭式储水箱顶部向内部穿设有第二充氧头，所述封闭式储水箱下端与蠕动泵管道连接，所述蠕动泵的另一端管道连接有反应器，所述反应器下端开设有进水口，所述进水口上还安装有水阀，所述进水口与蠕动泵管道连接，所述反应器上端还开设有出水管，所述反应器内的网箱中悬挂有改性番麦棒。

【技术特征摘要】
1.一种去除低温海水暂养槽中无机氮的系统，其特征在于：包括驯化富集培养槽和无机氮反应器槽；所述驯化富集培养槽包括第一冷水机和储水槽，所述第一冷水机的管道与储水槽内部连通，所述储水槽内部设置有硝化菌驯化富集培养箱和反硝化菌驯化富集培养箱，所述硝化菌驯化富集培养箱顶部向内部穿设有第一搅拌头与第一充氧头；所述反硝化菌驯化富集培养箱顶部向内部穿设有第二搅拌头；所述无机氮反应器槽包括第二冷水机、封闭式储水箱、蠕动泵和反应器，所述第二冷水机的管道与封闭式储水箱内部管道连接，所述封闭式储水箱顶部向内部穿设有第二充氧头，所述封闭式储水箱下端与蠕动泵管道连接，所述蠕动泵的另一端管道连接有反应器，所述反应器下端开设有进水口，所述进水口上还安装有水阀，所述进水口与蠕动泵管道连接，所述反应器上端还开设有出水管，所述反应器内的网箱中悬挂有改性番麦棒。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述硝化菌驯化富集培养箱培养硝化菌的方法如下：(1)采集海水养殖水样于2-6℃环境保存；(2)取保存的海水养殖水样放入硝化菌驯化富集培养箱内，加入海水养殖水样8～10倍体积的硝化菌培养基，用氯化钠调整盐度至27.5～28.5g/L，用碳酸氢钠溶液调节pH为7.5～8.0，充氧并间歇性地进行搅拌，使溶解A氧含量保持4mg/L以上，于15～20℃条件下恒温驯化培养，并通过人工控制硝化菌环境因子持续55～65天，获得硝化菌液。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述步骤2中硝化菌培养基包括亚硝酸钠1～2g/L、无水碳酸钠1～2g/L、磷酸氢二钠0.5～1g/L、硫酸锰0.01～0.02g/L、磷酸氢二钾0.75～1g/L，剩余部分为去离子水。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述的硝化菌液中的优势菌群为变形菌门和拟杆菌门，硝化菌液中γ变形菌和α-变形杆菌为两个主要纲，丰度水平达到96...

【专利技术属性】
技术研发人员：张饮江，卢家磊，兰燕月，
申请(专利权)人：上海海洋大学，福州鑫恒智海鲜池设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31