点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:新型高效海水养殖尾水处理技术——微生物与电氧化法的“梦幻联动”
首页> 光明科普云> 科普中国智惠农民> 农科前沿 > 正文

新型高效海水养殖尾水处理技术——微生物与电氧化法的“梦幻联动”

来源:光明网-科普中国2023-07-21 13:34

  随着市场对海产品需求的增高,我国海水养殖规模快速扩大,海水养殖尾水排放量逐年提高,可能导致受纳水体富营养化和生物多样性降低,影响生态环境平衡。开发新型高效的养殖尾水处理技术已经成为保护海洋生态环境,推动海水养殖业可持续发展的必然要求。生物电氧化法养殖海水处理技术具有效率高、占地面积小、可控性强等诸多优点,引起了国内外学者和相关从业人员的广泛关注。

  一、生物法、电氧化法如何处理养殖海水?

  生物处理技术在海水养殖废水处理中具有广阔应用前景,通过利用微生物对污染物的吸收和降解作用将废水净化并转化为无害物质。生物法处理养殖尾水主要通过微生物的硝化和反硝化作用,使得水体中的氮转化为氮气溢出水体,同时对有机物也有一定的去除作用。但是,由于海水含有高盐度和其他特殊环境因素,例如低温和低营养物,生物法的效率和稳定性均可能会受到影响。传统生物技术包括生物膜的技术、人工湿地、沉底滤池或流化床等[1],在养殖海水处理中会存在启动周期长、易受环境影响等问题。针对这一问题,需要在传统生物技术基础上,进一步研究新型的生物处理技术来适应高盐度环境,优化微生物的培养条件、微生物群落结构合功能,提高生物法养殖尾水处理性能。

  电氧化指在电化学反应中,通过阳极反应直接或间接地去除污染物的方法。其中间接的途径是通过电氧化产生的羟基自由基或其他活性物质氧化降解污染物。电化学氧化法凭借反应条件温和、可控性强、反应灵活性高、反应装置简单等优点被应用于含盐废水处理,包括含难生物降解有机物含盐工业废水[2]和海水养殖废水[3]等,其缺点是电极材料成本相对较高,经济型方面尚需进一步优化。

  如果将微生物与电氧化法强强联合,会有怎样的奇妙反应?

  二、微生物与电氧化法的“梦幻联动”

  海水养殖业具有高密度、集约化的特征,对于养殖海水的处理就需要重点关注其实用性,选用高效率、低成本、操作简便的处理技术更有利于养殖业的发展。海水是天然的高含盐水体,电导率较高,高电导率也决定了电氧化处理海水养殖水先天优势,电化学与微生物相结合脱氮可以有效避免生物法亚硝氮积累问题[4],又弥补电化学法对水体pH的影响问题。初期仅对微生物与电氧化法结合进行研究,更多关注直接或间接氧化去除污染物方面,微生物与电氧化法以其高速率、高质量、稳定运行的特征被广泛应用。

  微生物与电氧化法相结合除了通过间接氧化的方式去除污染物,还可以通过低电流改变微生物群落结构和功能,在一定程度上强化脱氮性能,实现稳定高效地脱氮。电化学刺激对细胞的生物膜的结构、细胞形态、细胞行为、新陈代谢和生命过程均有影响,随着细胞质膜通透性的提高,营养物质的过膜转移被促进,细菌代谢分泌出细胞内容物和细胞外糖蛋白,以此影响ATP的合成和生产[5]。在电化学参与的微生物脱氮处理过程中,可以有效提高微生物的活性,纯电化学作用脱氮率仅占电化学和微生物共同作用时的30%[6]。生物与电化学的“梦幻联动”,使其成为一种新型绿色的工艺,可高效、经济、高质量地处理养殖海水,具有优异的性能和良好的应用前景。

  随着海水水产养殖业不断发展,这些新型水处理技术将为水产养殖业的发展保驾护航,在环境保护与养殖生物健康方面保障水产养殖业可持续发展。

  参考文献

  [1]李秋芬,康传磊,张艳,等.高效脱氮菌强化挂膜生物滤器对海水养殖尾水净化效果研究[J].中国水产科学,2021,28(05):614-623.

  [2]刘浩,陈勇,刘晓东,等.电化学氧化法处理工业废水现状研究进展[J].广东化工,2021,48(05): 100-102+116.

  [3]Lin ShiHui ,Wu zhi Long.Electrochemical removal of nitrite and ammonia for aquaculture[J]. Pergamon,1996,30(3):715-721.

  [4]杨玉珍,王婷,马文鹏.水环境中氨氮危害和分析方法及常用处理工艺[J].山西建筑,2010,36(20):356-357.

  [5]Mozah Zeyoudi,Eiman Altenaiji,Lutfiye Y. Ozer a, et al. Impact of continuous and intermittent supply of electric field on the function and microbial community of wastewater treatment electro-bioreactors - ScienceDirect[J]. Electrochimica Acta, 2015, 181:271-279.

  [6]Sun Jingqiu, Hu Chengzhi, Tong Tiezheng, et al. Performance and Mechanisms of Ultrafiltration Membrane Fouling Mitigation by Coupling Coagulation and Applied Electric Field in a Novel Electrocoagulation Membrane Reactor[J]. Environmental Science and Technology, 2017, 51(15):8544-8551

  作  者:王诗涵(大连海洋大学水产设施养殖与装备工程研究中心研究生)

  科学性审核:宋  婧(大连海洋大学水产设施养殖与装备工程研究中心副教授、研究生导师)

  策  划:刘雅丹、刘鹰(浙江大学生物系统工程与食品科学学院博士生导师)

  编  辑:武玥彤

新型高效海水养殖尾水处理技术——微生物与电氧化法的“梦幻联动”

 

[ 责编:武玥彤 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 一杯咖啡焕新城市老街 解锁消费新场景

  • 甘肃陇南全力开展防汛抗洪工作

独家策划

推荐阅读
日前,华中科技大学同济医学院基础医学院郭峥教授团队首次证明:干细胞能够通过表观遗传机制“记忆”自身的分裂次数,像精密仪器般严格遵循着“8+1”的分裂计数规律。
2026-08-03 03:15
伴随着一阵嗡鸣声,国姓岙码头,满载饵料的农业无人机腾空而起,飞向远处的大黄鱼养殖基地。“引入农业无人机后,作业效率提升3倍以上,每年每个网箱预计可节约管理成本约5000元。
2026-08-03 09:16
中国气象局总工程师潘进军表示,中国气象智能预警方案“妈祖”,正发展为面向发展中国家的共享型、可定制、可持续的国际公共产品。
2026-08-03 09:15
碳计量是实现“双碳”目标的基础性工作,是科学核算碳储量、规范碳汇交易、推动生态产品价值实现的关键支撑。
2026-08-03 09:15
提高科技创新投入效能的关键,在于改革科研经费管理和评价机制。科技创新投入效能的提高,是关乎国家创新体系整体效能的系统工程。
2026-08-03 09:14
量子科技是新一轮科技革命和产业变革的前沿领域。近年来,一批量子科技成果走向实践,展现出巨大的应用潜力。
2026-08-03 09:12
7月30日,国家能源局发展规划司副司长邢翼腾在新闻发布会上表示,上半年,国内油气供应总体平稳有序,电力供应保障基础进一步夯实,全国发电装机容量突破40亿千瓦,规模远超世界其他主要经济体。
2026-07-31 03:20
夏日贵阳,清风送爽,“中国数谷”又要迎来一场数字经济领域的年度盛会。8月28日至30日,2026中国国际大数据产业博览会将在此举办,目前各项筹备工作已进入全面冲刺阶段。
2026-07-31 03:40
“十五五”规划纲要围绕“加快高水平科技自立自强,引领发展新质生产力”作出专篇部署,明确提出“推动科技创新和产业创新深度融合”。
2026-07-31 03:40
“十五五”开局,第一个经济半年报发布,以高端制造、数智经济、现代服务为代表的新动能对经济增长的贡献超过40%。其中释放出鲜明信号,科技创新正加速赋能经济高质量发展。
2026-07-31 03:40
前不久,2026世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议在上海召开,多款智能助残设备集中亮相,生动展现了科技普惠特殊群体的温暖力量。
2026-07-31 03:40
近日,2026年亚太经合组织(APEC)数字和人工智能部长会议在四川成都举行,各种前沿科技产品集中亮相,“智能范儿”十足,吸引了中外观众纷纷驻足体验、拍手称赞。
2026-07-30 03:00
珠江口东岸,潮生不息,长风浩荡。前海石静立海边,近处草木葱茏,远处楼宇拔节。十多年前,这里还是一片滩涂;今天,一座现代化国际化滨海新城拔地而起。
2026-07-30 02:10
近日,中国长征十号乙运载火箭成功首飞,并实现全球首次网系回收。这一突破,不仅验证了重复使用火箭的关键技术,也为未来大幅降低卫星等航天器的发射成本打下了基础。
2026-07-30 03:00
“古籍虫蛀霉变触目惊心,传统修复周期漫长——能不能用AI让古籍校勘更快一些?”这是河北东方学院2022级文物与博物馆学专业学生罗钰姿在一次专业课上萌生的念头。
2026-07-30 02:20
近日,中央网络安全和信息化委员会印发《深化互联网协议第六版(IPv6)技术创新和融合应用实施方案(2026—2030年)》,围绕技术研发、行业融合应用、安全保障等十大领域系统布局,制定了36项具体任务,着力推动我国IPv6从规模部署迈向全面赋能。
2026-07-30 02:20
种业振兴,核心在创新。加强种业知识产权保护,是对育种创新的最大激励,也是加快推进种业振兴的有力保障。
2026-07-29 03:05
十四五”时期,生态环境部分区域、分批次完成全国452处国家级自然保护区生态环境保护成效评估,以及首轮全国生态保护红线保护成效五年评估。
2026-07-29 03:05
近日,印度最大核电站库丹库拉姆核电站被曝泄露大量敏感文件。勒索软件组织World Leaks将包括部分设施蓝图、供应商信息、设备评估报告等约1.9万份、总计14.3吉字节的敏感文件挂上其站点,
2026-07-29 03:05
加载更多