海水生物滤器除氮性能及硝化动力学研究

生物滤器是封闭循环水养殖系统的关键水处理单元，主要用于去除水体中的氮化物。采用人工模拟海水养殖废水，在系统运行的水力停留时间为30min，水温为14～25℃，pH为8.05～8.53条件下，对4种填料生物滤器的挂膜过程及其氨氮去除性能差异进行了实验研究，结果表明：在0.5mg/L的进水氨氮浓度条件下，竹环、麦饭石、陶粒和塑料生物滤球4种填料生物滤器的最大氨氮去除速率分别为331.38、425.73、310.38和128.24mg/(m3·h)，竹环填料滤器的出水亚氮较低，小于0.07mg/L，麦饭石和陶粒填料滤器的出水亚氮较高，峰值分别达0.28mg/L和0.13mg/L；从除氮性能、造价、能耗等方面综合考虑，竹环填料的性能优于其他3种填料。研究了竹环填料生物滤器处理海水养殖废水的硝化动力学特性，实验结果表明：用Monod方程能够很好地表达养殖废水处理的硝化动力学，并用积分法求得反应动力学常数：最大氨氮去除速率Vmax=1828.70mg/(m3·h)，半饱和常数Ks=0.3916mg/L，且R2=0.9752。经过模型验证，建立的动力学方程能预测实际状况。