甘蔗渣载体填料在海水曝气生物滤池中的应用

王贤丰， 单洪伟， 张家松， 马　甡， 李色东

(1广西壮族自治区海洋研究所，广西海洋生物技术重点实验室，广西 北海 536000；2中国海洋大学水产学院，教育部重点实验室，山东 青岛 266000；3中国水产科学研究院南海水产研究所，广州 510300；4湛江恒兴南方海洋科技有限公司，广东 湛江 524000)



甘蔗渣载体填料在海水曝气生物滤池中的应用

王贤丰1,2， 单洪伟2， 张家松3， 马甡2， 李色东4

(1广西壮族自治区海洋研究所，广西海洋生物技术重点实验室，广西 北海 536000；2中国海洋大学水产学院，教育部重点实验室，山东 青岛 266000；3中国水产科学研究院南海水产研究所，广州 510300；4湛江恒兴南方海洋科技有限公司，广东 湛江 524000)

摘要：为研究甘蔗渣作为载体填料用于海水曝气生物滤池中的可行性，在海水曝气生物滤池中培养生物膜，并以此为基础构建海水养殖排放水处理系统。通过监测水体总氨氮(TAN)、亚硝酸盐氮(NO2--N)等水质指标浓度变化，水体游离细菌与载体附着细菌密度变化，评价甘蔗渣载体生物滤池的降解效果。结果显示，以甘蔗渣为载体的生物滤池挂膜所需时间为26 d，挂膜完成后甘蔗渣附着可培养总菌和芽孢杆菌密度分别为3×108cfu/g 和7.8×107cfu/g。在处理养殖水体时，生物滤池中水体氨氮和亚硝酸盐氮浓度分别控制在0.2 mg/L和0.05 mg/L以下，同时，水体中芽孢杆菌数量由3.3×103cfu/L增加至7×104cfu/L，弧菌数量由4.9×103cfu/L下降至3.1×101cfu/L。研究表明，以甘蔗渣为载体的海水曝气生物滤池能快速有效地完成挂膜，并在海水养殖排放水处理中取得较好效果。

关键词：甘蔗渣；生物膜载体；曝气生物滤池；海水养殖；水处理

水产养殖过程中，养殖用水未经处理直接排放，不仅浪费资源，污染周边环境，同时也会将病毒、细菌等病原生物直接排放到周围环境中而增加养殖风险[1-2]。循环水养殖系统(RAS)具有节水、节地、节能、环保等优点[3-4]。高效的水处理技术是RAS关键所在，利用生物滤池技术降解氨氮、亚硝酸盐氮等可溶性有害物质是目前水产养殖废水处理中的研究热点，也是养殖污染净化技术的发展趋势[5-6]。

生物滤池降解效果主要取决于载体上微生物群落的附着情况及其生理生化活动。选择适宜微生物附着生长的载体材料及合适的挂膜方式是提高生物滤器净化功能的关键，也是优化处理效能的研究重点[7]。目前生物滤池中常用的载体可分为天然载体(如珊瑚石、贝壳、沸石、活性炭等)及有机合成载体(如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等高分子材料)两类。这两类载体虽然在生产实践中取得了较好的处理效果，但大多存在使用时间有限、成本高昂、易产生二次污染等问题，限制了生物滤池净化技术的进一步应用[8-9]。为此，研究人员逐渐开始开发和使用可生物降解的生物膜载体材料，特别是农副产品等天然高分子可降解材料，此类材料具有取材容易、价格低廉、附着面积大、生物亲和性好等优点，是新载体研发的重要方向[10-12]。

甘蔗渣作为一种产量巨大的可降解农业副产品，在水产养殖中已有较多的应用，具有改良底质[13]、吸附重金属离子[14]、减少病害、提高养殖效益等作用，但作为生物滤池载体鲜有报道。本研究将甘蔗渣用作海水曝气生物滤池的载体，采用优势菌种挂膜法培养生物膜，并以此为基础构建生物膜处理系统，探究甘蔗渣基生物膜的降解效能，为甘蔗渣在海水曝气生物滤池中的应用提供理论和技术支持。

1材料与方法

1.1试验材料

甘蔗渣：所用甘蔗渣购自广东省湛江市湖光镇金海糖业有限公司，选取干净无霉变、大小适中的甘蔗渣，经筛滤选取40～60目筛网之间的甘蔗渣颗粒，蒸煮、曝晒、消毒(20～30 mg/L漂白粉浸泡2 h)、清洗后装入网袋(由60目筛绢网制成)。

挂膜菌种：所用菌株为芽孢杆菌BZ5(Bacillussp.)株[15]，由中国海洋大学水产学院教育部重点实验室提供，筛选自浙江省舟山市对虾集约化温棚养殖池塘和集约化高位池养殖池塘，具有高效氨氮降解能力，经发酵后低温冷冻制成菌粉，菌体浓度约1010～1011cfu/g，经活化后使用。

1.2试验场地与生物膜处理系统

本试验在湛江恒兴南方海洋科技有限公司进行，该公司有大量集约化海水高位池南美白对虾(Penaeusvannawei)养殖池塘(盐度18～30)，并常年进行养殖生产。生物膜处理系统(图1a)由连接管道与4个串联曝气生物滤池组成，并用水泵与养殖池塘相连接，外置气泵以控制生物滤池中溶氧。曝气生物滤池(图1b)，1个圆形加厚水桶为一个生物滤池，水桶直径90 cm，高100 cm，体积约600 L。每个桶中放置1个 PVC材料的支架(长×宽×高：60 cm×60 cm×80 cm，共4层，每层间隔20 cm)，每层平铺孔径为2.5 cm的聚乙烯塑料网布，其上放置装有甘蔗渣的网袋。在第1个生物滤池上方设置淋水装置(由直径20 mm带孔的PVC水管制成)，将生物滤池进水管出口设置在底部、出水口在上部，使水流在滤池中由下往上流动，从而增加水体与甘蔗渣载体的接触时间。

图1　生物膜处理系统及曝气生物滤池Fig.1　Biofilm treatment system and biological aerated filter

1.3试验设计

1.3.1菌种活化

将菌粉与海水按照重量1∶100混合，并以重量比1∶2添加红糖，在常温下曝气活化6～10 h，静置沉淀10～15 min，取上清液即得到芽孢杆菌BZ5株菌种，密度约为109cfu/mL ，作为接种菌备用。

1.3.2生物滤池挂膜实验

向生物滤池中泵入对虾养殖池海水，浸没甘蔗渣载体。控制生物滤池中溶氧维持在4～6 mg/L，按照水体体积添加经活化的芽孢杆菌BZ5株，使生物滤池中芽孢杆菌密度达105～106cfu/mL；同时投加总氨氮和糖蜜，使其在生物滤池中的浓度分别达到5 mg/L和0.3 g/L，促进细菌生长繁殖。在第1次添加的氨氮被降解完全后再添加1次TAN(NH4Cl)。

1.3.3生物滤池的净化效果

生物滤池挂膜完成后，分别以模拟养殖废水和实际养殖水体检验生物滤池的处理效能。模拟养殖排放水处理实验：在生物膜处理系统中添加约10 mg/L的氨氮(NH4Cl)，每天测定生物滤池中总氨氮(TAN)、亚硝酸盐氮(NO2--N)、硝酸盐氮(NO3--N)、总氮(TN)浓度；实际养殖水体降解实验：排尽生物滤池中的存水，泵入对虾养殖池底层水体，监测水体中TAN、NO2--N、NO3--N和TN的浓度变化以及水体游离可培养总菌、芽孢杆菌和弧菌数量，研究生物滤池的降解能力。

1.4测定项目与方法

1.4.1水质指标

每天使用多功能水质检测仪(YSI-6600)测定温度、pH、溶氧、盐度等常规水质指标，定期检测生物滤池中水体的TAN、NO2--N、NO3--N、TN浓度，测定方法按照海洋检测规范(2007)分别采用靛酚蓝分光光度法、萘乙二胺分光光度法及锌铬还原法[16]，水体中TN采用紫外分光光度法[17]。

1.4.2水体及甘蔗渣载体附着细菌密度

水体游离细菌密度测定：从每个生物滤池中取水样1 mL置于已灭菌离心管中，用灭菌海水进行10倍稀释，取稀释后样品涂布于2216E固体培养基，将培养基在30 ℃恒温培养箱中倒置培养48 h后计数。其中芽孢杆菌样品在稀释前先经过80 ℃水浴处理20 min[18]。

甘蔗渣附着细菌密度测定：从每个生物滤池中相同位置取甘蔗渣1 g(湿重)，置于无菌15 mL离心管中，加10 mL灭菌海水，超声波震荡5 min后漩涡震荡5 min，形成细菌悬浮液，取其上清液用灭菌海水进行10倍稀释，取稀释后样品涂布于2216E固体培养基，将培养基在30 ℃恒温培养箱中倒置培养48 h后计数。其中芽孢杆菌样品在稀释前先经过80 ℃水浴处理20 min。

1.5数据分析

实验中所得数据用Excel 2010软件进行处理，水质指标及细菌密度以平均值及标准差(Mean±SD)表示。

2结果与讨论

2.1生物滤池挂膜结果

2.1.1氨氮和亚硝酸盐氮情况

如图2所示，在挂膜阶段共添加了2次营养物质，在第1次添加时，氨氮及亚硝酸盐氮经过约15 d被基本降解。在第2次添加时氨氮快速下降，2 d后即下降至0.06 mg/L，并稳定在这一浓度；而亚硝酸盐氮则快速积累，经2 d时间升高到2.45 mg/L，之后快速下降，经5 d时间下降至0.12 mg/L，并稳定在这一浓度。通常，研究人员将挂膜过程中出现氨氮及亚硝酸盐氮浓度快速下降阶段，即生物滤池中硝化作用的稳定发挥作为生物滤池挂膜成功的标志[19-20]。本实验中，第2次添加营养盐时，氨氮经2 d时间即基本被降解，亚硝酸盐氮则在之后的5 d时间内降解完全，并最终趋于稳定，说明此时生物滤池已完成挂膜，共用时26 d。

图2　挂膜阶段氨氮和亚硝酸盐氮的变化Fig.2　Fluctuations of TAN and NO2--N during thestage of biofilm formation

2.1.2游离细菌和附着菌情况

由图3可知，由于养殖池塘中细菌密度较低，故生物滤池中水体起始游离细菌数量较少，芽孢杆菌密度仅为3.2×102cfu/mL，在添加营养盐及接种菌后，水体可培养总菌和芽孢杆菌密度均呈先升高后下降趋势，最后其密度分别稳定于5.04×105cfu/mL 和4.17×104cfu/mL。甘蔗渣附着可培养总菌及芽孢杆菌呈快速上升后维持稳定的变化趋势，从第7 天起即分别稳定于3×108cfu/g和7.8×107cfu/g左右。甘蔗渣载体上附着细菌密度在第7天后即维持相对稳定，说明生物滤池中生物膜上细菌群落在数量上已趋于稳定，这也从侧面反映了挂膜阶段的完成。

生物滤池的挂膜启动阶段是一个比较费时的过程，而且海水独特的高盐、寡营养等特点使得在海水处理中挂膜时间比生活污水及工业废水处理中的时间要长。柳瑶等[21]以石英砂为载体研究在流化床生物滤器中挂膜启动过程，发现淡水和海水环境中的挂膜时间分别需要47和60 d。Zhu等[22]研究认为海水中生物滤器功能达到稳定状态需要40～80 d。本实验以甘蔗渣为载体，采用优势菌种挂膜法，仅需26 d即可完成挂膜，缩短了挂膜时间。这一方面可能是因为甘蔗渣本身为生物有机体，具有较好的生物亲和性，容易被细菌附着生长，同时甘蔗渣也具有较大的比表面积，能在较短时间附着生长大量的微生物；另一方面，在挂膜过程中添加了碳源及较高的氨氮浓度，为微生物提供了丰富的营养，促进了氮循环菌及其他异养菌的繁殖生长，从而明显减少微生物群落结构达到稳定状态的时间，增强了生物膜的去氮能力。此外，在挂膜启动时添加高浓度的芽孢杆菌，可大大增加水体中初始细菌数量，从而缩短生物膜到达稳定状态的时间[23]。实验结果显示，甘蔗渣能满足海水曝气生物滤池对载体的要求，能在较短的时间内完成挂膜。

图3　挂膜阶段水体游离细菌及蔗渣附着菌的变化Fig.3　Changes of bacteria in water and bagasse during the stage of biofilm formation

2.2生物滤池效果

2.2.1模拟养殖废水试验效果

如图4所示，氨氮与总氮均呈下降后稳定趋势，氨氮浓度由起始的11 mg/L，经4 d时间下降至0.06 mg/L，并稳定在这一水平；总氮则在6 d后稳定在4 mg/L左右。亚硝酸盐氮呈先升高后下降的趋势，前3 d快速积累至6 mg/L，7 d后下降至0.06 mg/L。实验过程中硝酸盐氮呈现缓慢积累趋势，最终稳定在3 mg/L左右。

图4　处理模拟养殖废水时水质变化Fig.4　Changes of water quality parameter

观察挂膜阶段生物滤池中水质变化情况发现，随着氨氮浓度的下降，均会出现一个亚硝酸盐氮积累的过程。关于生物滤池中亚硝酸盐氮积累的现象已有许多研究报道，Laanbroek等[24]认为在生物膜微生物群落中氨化细菌和硝化细菌的增长速率及氧饱和常数存在差异，造成两种细菌处于不同的空间位置从而产生亚硝酸盐氮积累的现象；邱立平等[24]研究发现亚硝酸盐氮的积累与氨氮浓度过高、溶氧不足及有机物浓度过高有关；宋协法等[7]在研究水力停留时间对以无剩余污泥悬浮型材料为载体的曝气生物滤池的处理效能时同样观察到亚硝酸盐氮的积累现象，其原因是进入生物滤池的氨氮浓度过高。在本次试验过程中，由于控制了溶氧的变化，因此推测亚硝酸盐氮的积累与起始阶段添加了较高浓度的氨氮及较高浓度的有机物有关。

细菌对氮有多种利用途径，Xiao等[26]对一株具有较高氨氮去除作用的枯草芽孢杆菌(B.subtilisAYC)研究发现，其转化路径为NH4+-N→NO2--N→NO3--N→NO2--N→N2；单洪伟等[27]对一株溶藻弧菌(VibrioalginolyticusZ5)氮利用途径进行研究，发现其对无机氮的利用途径有两种，分别是NH4+-N→菌体蛋白和NO2--N→NH4+-N→菌体蛋白。在本次降解试验中，总氮浓度从15 mg/L下降至4 mg/L，氨氮及亚硝酸盐氮浓度维持在0.05 mg/L以下，实验中生物滤池溶解态氮含量大大降低，推测减少的氮一部分被生物膜吸收，合成自身蛋白，另一部分经反硝化作用生成N2溢出系统。其具体的氮转化途径需要进一步研究。由实验结果可知，以甘蔗渣为载体的曝气生物滤池能有效降低水体氨氮、亚硝酸盐氮浓度，具有较高的去氮效能。

2.2.2实际养殖废水试验效果

实际养殖水体实验过程中水体水质指标及细菌密度的变化如图5所示。由于试验时对虾养殖池塘爆发病害，对虾存塘量较低，养殖水体中氨氮、亚硝酸盐氮等污染负荷不高而弧菌数量较多，经生物滤池2 d时间的净化处理，氨氮和亚硝酸盐氮分别下降至0.2 mg/L和0.04 mg/L，水体中游离可培养总菌密度略有上升，维持在105cfu/L水平，芽孢杆菌密度大量增加，由起始1.2×103cfu/L上升至5.9×104cfu/L，弧菌密度大幅下降，由起始4.88×103cfu/L下降至7.25×101cfu/L。

图5　处理养殖水体时水质及细菌密度变化Fig.5　Changes of water quality parameter and densities of bacteria

微生物群落在海水养殖生态系统占据重要的地位，具有稳定养殖环境、减少病害爆发、促进物质循环等作用。许多种类的弧菌是海水养殖中常见且危害严重的病原性细菌或条件致病菌[28]，同时，养殖环境中弧菌数量的多少被许多研究者看作是养殖环境好坏的标准之一，而芽孢杆菌则作为一种益生菌在水产养殖中广泛应用，并在养殖实践中取得了巨大成效[29-30]。由实验结果可知，经生物滤池处理后水体中芽孢杆菌数量增加而弧菌数量大幅下降，其原因可能是在挂膜启动阶段以芽孢杆菌BZ5株为接种菌，使生物膜在成熟时微生物群落中有大量的芽孢杆菌。因此，在处理养殖水体时，甘蔗渣载体上附着的芽孢杆菌在繁殖增长的同时会有一部分进入水体，从而大量增加水体中游离芽孢杆菌数量。

黄汝添等[31]研究枯草芽孢杆菌(BacillussubtilisBs-1)发现其对大海马养殖水体中多种弧菌具有显著的抑制作用；苏浩等[32]认为芽孢杆菌对鲍鱼养殖池中硅藻上的弧菌具有很强的拮抗作用。因此，实验中弧菌数量的大幅减少可能是因为水体中芽孢杆菌数量增加，对部分弧菌产生抑制作用。与此同时，甘蔗渣载体上附着有数量巨大的可培养总菌，在净化养殖水体时这些细菌会慢慢进入水体通过竞争拮抗作用使弧菌数量大幅下降，虽然水体中总菌数量不变，但是群落结构却得到优化，改善了水体菌相，这对养殖环境具有重要意义。

3结论

以甘蔗渣作为载体、芽孢杆菌BZ5株作为接种菌，在海水曝气生物滤池中进行挂膜试验，并构建生物滤池处理系统，研究其净化效果。试验证明，甘蔗渣很好地满足了曝气生物滤池对载体的要求，经26 d即挂膜成功，该生物滤池能快速降解氨氮及亚硝酸盐氮，并分别将其控制在0.2 mg/L、0.04 mg/L以下，同时能增加水体中的芽孢杆菌，减少弧菌数量，改善群落结构。试验取得了较好的挂膜效果及净水处理效果。然而挂膜与降解过程中生物膜微生物群落的生理生态变化、作用机理等仍需要更深入的研究，其大规模应用于生产也需要更为丰富的理论与实践基础。

□

参考文献

[1]AKINBOWALE O L, PENG H, BARTON M D. Antimicrobial resistance in bacteria isolated from aquaculture sources in Australia [J]. Journal of Applied Microbiology, 2006,100(5)：1103-1113.

[2]舒廷飞,罗琳,温琰茂.海水养殖对近岸生态环境的影响[J].海洋环境科学,2002,21(2)：74-79.

[3]ABBINK W, GARCIA A B, JONATHAN A R. The effect of temperature and pH on the growth and physiological response of juvenile yellowtail kingfish Seriolalalandi in recirculating aquaculture systems [J]. Aquaculture,2012,330(17)：130-135.

[4]王峰,雷霁霖,高淳仁,等.国内外工厂化循环水养殖模式水质处理研究进展[J].中国工程科学,2013,15(10)：16-23,32.

[5]王印庚,陈君,潘传燕,等.鲆鲽类循环水养殖系统中病原菌的分布及杀除工艺[J].渔业科学进展,2013,34(3)：81-97.

[6]DALSGAARD J, LUND I, THORARINSDOTTIR R,etal. Farming different species in RAS in Nordic countries：Current status and future perspectives [J]. Aquacultural Engineering,2013,53：2-13.

[7]宋协法,曹涵,彭磊.一种新型滤料在循环养殖水处理中的应用[J].环境工程学报,2007,1(12)：27-31.

[8]刘景涛,孔垂雪,符征鸽,等.污水处理中生物膜载体研究现状与前景[J].中国沼气,2011,29(2)：3-6,18.

[9]杨爽,阎冬,侯绍刚.对生物膜载体相关问题的探讨[J].环境科学与管理,2007,32(9)：118-121,128.

[10]李景明,薛梅.中国生物质能利用现状与发展前景[J].农业科技管理,2010,29(2)：1-4,11.

[11]SALILING W J B, WESTERMAN P W, LOSORDO T M. Wood chips and wheat straw as alternative biofilter media for denitrification reactors treating aquaculture and other wastewaters with high nitrate concentrations[J]. Aquacultural Engineering,2007,37：222-233.

[12]YOU S J, WU D C. Potential for reuse of high cellulose containing waste water after membrane bioreactor treatment [J]. Desalination, 2009,249 (2)：721-728.

[13]单洪伟,高磊,马甡.甘蔗渣作为底质对凡纳滨对虾生长和养殖环境的影响[J].中国海洋大学学报,2013,43(8)：37-43.

[14]熊佰炼,崔译霖,张进忠,等.改性甘蔗渣吸附废水中低浓度Cd2+和Cr3+的研究[J].西南大学学报：自然科学版, 2010,32(1)：118-123.

[15]高磊,包卫洋,张天文,等.水体碳氮比对芽孢杆菌、乳酸菌与弧菌生长、拮抗作用及菌体碳氮比的影响[J].中国海洋大学学报,2013,43(1)：34-40.

[16]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB 17378.4-2007a. 中华人民共和国海洋监测规范[S].北京：中国标准出版社,2008.

[17]邢殿楼,霍堂斌,吴会民,等.总磷、总氮联合消化的测定方法[J].大连水产学院学报,2006,21(3)：219-225.

[18]江胜滔,曹晓敏,卢龙娣.益生芽孢杆菌的筛选与鉴定[J].安徽农业科学,2009,37(33)：16711-16714.

[19]张正,王印庚,曹磊,等.海水循环水养殖系统生物膜快速挂膜试验[J].农业工程学报,2012,28(15)：157-162.

[20]NIJHOF M B. Fixed film nitrification characteristics in sea-water recirculation fish culture systems[J]. Aquaculture, 1990, 87(2)：133-143.

[21]柳瑶,宋协法,雷霁霖,等.循环水养殖旋转式生物流化床生物过滤功能[J].农业工程学报,2015,31(3)：249-254.

[22]ZHU S, CHEN S. An experimental study on nitrification biofilm performances using a series reactor system [J]. Aquacultural Engineering, 1999, 20(4)：245-259.

[23]宋协法,柳瑶,黄志涛.不同滤料及挂膜方式对养殖污水处理效果的研究[J].环境工程学报,2007,4 (8)：27-31.

[24]LAANBROEK H J, GERARDS S. Competition for limiting amounts of oxygen betweenNitrosomonaseuropaeaandNitrobacterwinogradskyigrown in mixed continuous cultures [J]. Archives of Microbiology,1993,159 (5)：453-459.

[25]邱立平,马军,张立昕.水力停留时间对曝气生物滤池处理效能及运行特性的影响[J].环境污染与防治,2004,26(6)：433-436.

[26]XIAO J J, ZHU C X, SUN D Y,etal. Removal of ammonium-N from ammonium-rich sewage using an immobilized Bacillus subtilis AYC bioreactor system[J]. Journal of Environmental Sciences, 2011,23(8)：1279-1285.

[27]单洪伟,高磊,马甡,等.不同C∶N条件下一株溶藻弧菌对不同种类氮源的吸收特性[J].中国水产科学,2013,20(5)：1066-1075.

[28]CAI J P，HAN Y，WANG Z. Isolation ofVibrioparahaemolyticusfrom abalone (Haliotis diversicolor supertexta L.)postlarvae associated with mass mortalities [J]. Aquaculture,2006, 257(1) ：161-166.

[29]VERSCHUERE L, ROMBAUT G, SORGELOOS P,etal. Probiotic bacteria as biological control agents in aquaculture [J]. Microbiology and Molecular Biology Review, 2000, 64(4)：655-671.

[30]于明超,李卓佳,文国樑.芽孢杆菌在水产养殖应用中的研究进展[J].广东农业科学,2007,11：78-81.

[31]黄汝添,谢海平,陆勇军,等.枯草芽孢杆菌Bs-1拮抗溶藻弧菌的特性[J].热带海洋学报, 2006, 25(4)：51-55.

[32]苏浩,刘明泰,鲍相渤,等.芽孢杆菌对弧菌的抑制作用及其应用[J].水产科学,2010,29(7)：412-415.

Application of bagasse as substrates in biological aerated filter

WANG Xianfeng1， SHAN Hongwei2， ZHANG Jiasong3， MA Shen2， LI Sedong3

(1GuangxiInstituteofOceanology,KeyLaboratoryofMarineBiotechnologyofGuangxi,BeihaiGuangxi536000,China； 2TheKeyLaboratoryofMariculture,MinistryofEducation,OceanUniversityofChina,QingdaoShandong266003,China；3SouthChinaSeaFisheriesResearchInstitute,ChineseAcademyofFisherySciences,Guangzhou510300,China；4ZhanjiangEvergreenSouthMarineScienceandTechnologyCo.Limited,ZhanjiangGuangdong524000,China)

Abstract：In order to evaluate the feasibility and validity of using bagasse as the substrates in biological aerated filter (BAF), biofilms were cultured in BAF, based on which wastewater treatment system for marine aquaculture was established. The decomposing effect of BAF using bagasse as substrates was evaluated by monitoring the concentrations of water quality parameters such as total ammonia nitrogen (TAN), nitrite nitrogen (NO2--N), etc.. The result showed that it took 26 d for the BAF using bagasse as substrates to form biofilm, while the density of total heterotrophic bacteria and the bacillus attached in bagasse were 3×108cfu/g and 7.8×107cfu/g respectively. During the wastewater treatment, the concentrations of ammonia nitrogen and nitrite nitrogen were controlled below 0.2 mg/L and 0.05 mg/L respectively, and the density of bacillus increased from 3.3×103cfu/L to 7×104cfu/L, while that of vibrio decreased from 4.9×103cfu/L to 3.1×101cfu/L. The study indicates that bagasse as is very efficient in biomass formation, and is a preferable material for BAF in mariculture wastewater treatment.

Key words：bagasse； biofilm carrier； biological aerated filter； mariculture； wastewater treatment

DOI：10.3969/j.issn.1007-9580.2016.03.003

收稿日期：2016-02-11修回日期：2016-05-12

基金项目：国家科技支撑计划项目(2011BAD13B10)；公益性行业(农业)科研专项(201103034)

作者简介：王贤丰(1989—)，男，硕士，研究实习员，研究方向：海水清洁养殖技术研究工作。E-mail：wang_xfeng@qq.com 通信作者：马甡(1955—)，男，教授，研究方向：甲壳动物增养殖技术。E-mail：mashen@ouc.edu.cn

中图分类号：S959；X703

文献标志码：A

文章编号：1007-9580(2016)03-012-07