一种水产养殖尾水处理系统与处理方法

1.本发明属于水产养殖技术领域，具体涉及一种水产养殖尾水处理系统与处理方法，即一种结合滤食性动物与微生物的养殖尾水处理方式。


背景技术：

2.近年来，随着水产养殖业的迅猛发展，其带来的养殖尾水污染问题也不容忽视。养殖尾水中含有大量污染物，若未经处理直接排放会对生态环境造成极大破坏，因此研发优化绿色高效的养殖尾水处理技术是当下一大研究热点，但目前对养殖尾水的生物处理法多集中于运用单一的滤食性动物吸收养殖尾水中的过量营养盐，但滤食性动物自身为养殖生物，其在处理过程中也会产生一定量的氮磷污染物。因此，亟需创新改良该处理技术。
3.光合细菌是一类可利用有机物、硫化物、氨等为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物，可转化养殖尾水中的有机物。同时，海洋红酵母可作为滤食性动物的鲜活饵料，在生产过程中具良好效果。将二者与滤食性动物联合处理养殖尾水可打破该领域的研究空白。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种水产养殖尾水处理系统与处理方法，即一种结合滤食性动物与微生物的养殖尾水处理方式，从而弥补现有技术的不足。
5.本发明提供一种复合菌群，所述的复合菌群中包含有深红红螺菌、荚膜红细菌、沼泽红假单胞菌和胶红酵母；
6.作为实施例中的优选，所述的复合菌群中深红红螺菌、荚膜红细菌、沼泽红假单胞菌、胶红酵母的数量比为2:2:3:1；
7.本发明还提供一种水产养殖尾水处理系统，所述的处理系统中包含有沉淀区、过滤区和滤食性动物处理区；
8.作为实施例的一种具体记载，所述的滤食性动物为泥蚶(tegillarca granosa)；
9.所述的滤食性动物处理区中添加有本发明的复合菌群。
10.更进一步的，所述的水产养殖尾水处理系统，还包含有人工湿地处理区。
11.本发明通过筛选最优配比微生物，将最优配比微生物与滤食性动物结来处理养殖尾水。将复合菌剂与滤食性动物相结合，经中试实验验证效果良好。本发明开发以光合细菌为主的复合微生态制剂，结合滤食性贝类处理水产养殖尾水达到了很好的效果。
附图说明
12.图1：最优比复合菌剂处理养殖尾水效果图，
13.图2：中试实验模拟综合生物修复系统流程图，
14.图3：结合滤食贝类与最优比复合菌剂处理下尾水水质指标图，
15.图4：实验前期实验组与对照组水质处理效果图。
具体实施方式
16.本发明在筛选获得适用于养殖尾水处理的菌群后，结合滤食性动物来对水产养殖尾水进行处理，从而实现对养殖尾水的高效处理。
17.本发明实施例中所使用的菌株来源信息如下：
18.所述的深红红螺菌(rhodospirillum rubrum)，保藏在北纳生物微生物菌种保藏库，保藏编号为bncc337044；保藏地址为河南省信阳市；
19.所述的荚膜红细菌(rhodobacter capsulatus)，保藏在广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为gdmcc 1.168；保藏地址为广东省广州市越秀区先烈中路100号大院实验大楼；
20.所述的沼泽红假单胞菌(rhodopseudomonas palustris)，保藏在广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为gdmcc 1.167；保藏地址为广东省广州市越秀区先烈中路100号大院实验大楼；
21.本发明所提供的海洋酵母，为胶红酵母(rhodotorula mucilaginosa)；
22.所述的胶红酵母(rhodotorula mucilaginosa)，保藏在北纳生物微生物菌种保藏库，保藏编号为bncc336017；保藏地址为河南省信阳市；
23.但本领域技术人员在本发明说明书公开内容的基础上，还可以选择其他来源的，具有类似功能的深红红螺菌、荚膜红细菌、沼泽红假单胞菌和胶红酵母。
24.下面结合实施例和附图对本发明进行详细的描述。
25.实施例1：构建海洋光合复合微生物体系，搭配最佳比例
26.通过前期实验选定6株光合细菌和1株海洋酵母，分别为恶臭假单胞菌(pseudomonas putida)、泥生绿菌(chlorobium limicola)、小着色菌(chromatium minus)、深红红螺菌(rhodospirillum rubrum)、荚膜红细菌(rhodobacter capsulatus)、沼泽红假单胞菌(rhodopseudomonas palustris)和胶红酵母(rhodotorula mucilaginosa)，通过预处理实验筛选出深红红螺菌、荚膜红细菌、沼泽红假单胞菌与胶红酵母进行比例搭配。
27.1.单菌实验
28.将菌样以8000rpm转速离心10分钟，用已灭菌的水样稀释，调至od600值0.5，每个菌设置投入量1
‰
，2
‰
，3
‰
，4
‰
，5
‰
，五个浓度梯度，按投入量投入500ml的污水中，每组设置2个平行，与不加菌液的尾水进行对照。
29.水样固定并保存后实验室测定总氮(tn)、总磷(tp)、化学需氧量(codmn)等，经0.45μm玻璃纤维膜过滤后水样固定并保存，后续测定氨氮(nh
4+-n)、亚硝态氮(no
2-‑
n)、硝态氮(no
3-‑
n)等无机营养盐指标。筛选对尾水处理效果最佳的投加量，形成一张正交试验水平表如表1。
30.表1：l9(34)正交设计因素、水平表
[0031][0032]
水质指标测定方法：水中nh
4+
，no
3-，no
2-，po
43-，tn，tp使用smartchem450水质分析仪进行测定。其中亚硝氮用萘乙二胺分光光度法，硝氮用镉柱还原法，磷酸盐采用磷钼蓝分光光度法，氨氮含量用次溴酸盐氧化法测定，总氮、总磷采用过硫酸钾氧化法。
[0033]
2.组合菌实验
[0034]
复合菌剂的构建实验按四因素三水平进行正交设计(如表2)，四因素分别为沼泽红假单胞菌，荚膜红细菌，深红红螺菌和胶红酵母，每个因素选取3个不同接种浓度为三水平，通过正交表组成不同比例，将菌样以8000rpm转速离心10分钟，用已灭菌的水样稀释，调至od600值0.5，投入1l的水体中，每组2个平行，与不加菌液的尾水进行对照。
[0035]
表1：l9(34)正交实验分析表
[0036][0037]
各个比例复合菌剂对尾水水质处理效果见表3，表4将不同比例复合菌剂对各营养盐除去率从高到低排序，筛选出最优比为组别5，即沼泽红假单胞菌：荚膜红细菌：深红红螺菌：胶红酵母＝2:2:3:1，处理效果见图1。与空白尾水进行对比，在复合菌剂处理下尾水中磷酸盐、亚硝氮、硝氮、氨氮、总氮和总磷除去率最高，分别是21.8％、71.9％、40.0％、42.9％、31.9％和44.2％。
[0038]
表3：不同比例下复合菌剂对养殖尾水营养盐去除效果表
[0039][0040]
表4：不同比例复合菌剂对各营养盐除去率排序表(从高到低)
[0041][0042][0043]
实施例2：制备复合菌群
[0044]
首先对菌进行活化，具体步骤如下：
[0045]
①
各种菌分别准备1支含有5-10ml液体培养基的试管和2个平板，配制方法见表4；
[0046]
②
安全柜中分别打开装有5种菌粉的冻干管，用酒精灯灼烧项部，后迅速滴上无菌水使之破裂，随后用镊子将其敲碎；
[0047]
③
吸取0.5ml液体培养基打入冻干管，充分溶解后重新打回液体试管中，混匀；
[0048]
④
吸取0.2ml菌悬液打入平板中，涂布均匀，重复两次获得两个平板；将平板按照如下培养条件进行培养，胶红酵母按照表4所述培养基培养，沼泽红假单胞菌、荚膜红细菌和深红红螺菌按照表5所属培养基进行培养。
[0049]
表4：培养基配方表
[0050][0051]
表5：培养基配方表
[0052][0053][0054]
实施例3：在中试条件下将复合菌剂应用于水产养殖尾水处理
[0055]
将实验室实验筛选出的最优比复合菌剂投入中试实验模拟综合生物修复系统中进行实验，分别于实验前期、实验中后期测定水质指标。图2为生物修复系统实验流程图，整个系统共设置4个处理步骤分别为沉淀区、毛刷区(过滤区)、滤食贝类区和人工湿地区。本发明于滤食贝类区投加复合菌剂，将复合菌剂按3
‰
的投入量作为实验组，不投加菌液的系统进行对照。
[0056]
图3为实验组实验前期与实验中后期水质处理效果比较，结果表明实验前期结合滤食贝类与复合菌剂处理尾水氨氮、亚硝氮和硝氮效果最好，除去率分别为99.1％、88.3％和96.0％。磷酸盐除去率在实验前期略低于实验中后期(59.2％)。
[0057]
图4为实验前期对照组与实验组水质处理效果对比，结果表明实验组滤食贝类区复合菌剂的添加提高了氨氮、亚硝氮和硝氮的除去率，分别是99.1％、88.3％和96.1，而实验组磷酸盐的除去率则略低为59.2％。