墨瑞鳕循环水养殖系统中不同生物膜反应器水处理效率及微生物群落对比分析

作者：张龙; 李刚; 王庆龙; 韩枫; 曲克明; 朱建新^*; 刘质浩; 汪鲁^*

来源：渔业科学进展, 2023, 44(06): 214-224.

DOI：10.19663/j.issn2095-9869.20220703001

• 循环水养殖系统
• 固定床生物膜反应器
• 移动床生物膜反应器
• 硝化反应
• 微生物群落

固定床生物膜反应器(fixed-bed biofilm bioreactor,FBBR)和移动床生物膜反应器(movingbed biofilm reactor,MBBR)在养殖水体氨氮(NH4+-N)和亚硝酸氮(NO2–-N)污染控制中已有较为广泛的研究，然而相关研究大多是在实验室完成的，目前尚缺乏实际生产的循环水养殖系统(recirculating aquaculture system,RAS)中FBBR和MBBR水体净化效能的对比研究。因此，本研究将FBBR (弹性毛刷滤料)和MBBR (PVC多孔环滤料)并联接入实际生产的墨瑞鳕(Macculochella peeli) RAS中，实现二者的同步连续运行(35 d)，考察了其出水水质变化和微生物群落结构。出水水质变化表明，FBBR和MBBR中氨氧化能力的形成快于亚硝氮氧化能力，硝化能力渐趋成熟，可以有效控制养殖水体中的NH4+-N和NO2–-N浓度，但会导致养殖水体中硝酸氮(NO3–-N)积累和p H下降；单因素方差分析表明，FBBR出水中NH4+-N、NO2–-N、NO3–-N浓度和p H与MBBR出水无显著差异，两反应器的硝化效率相似。FBBR和MBBR在微生物群落上的相同点在于：优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)(相对丰度分别为69.42%和86.92%)，优势菌纲为γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)(40.71%和63.36%)和α-变形菌纲(α-Proteobacteria)(26.58%和21.74%)，优势菌属为不动杆菌属(Acinetobacter)(27.50%和53.29%)；硝化菌由亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和硝化螺菌属(Nitrospira)构成；硝化螺菌属的相对丰度远高于亚硝化单胞菌属，两反应器中可能存在完全氨氧化菌。两反应器在微生物群落上的不同点在于FBBR微生物群落的丰富度和多样性以及硝化菌的相对丰度均高于MBBR。本研究可以为RAS养殖水体净化提供技术支撑，助推循环水养殖模式的推广应用。

• 单位
  中国水产科学研究院黄海水产研究所