生物滤池
二、水体富营养化的防治
生物性措施：用大型水生植物污水处理系统净化富营养化
的水体。经过植物直接吸收、微生物转化、物理吸附和沉 降作用除去氮、磷和悬浮颗粒，同时对重金属分子也有降
解效果。收割后经处理可作为燃料、饲料，或经发酵产生 沼气。
•
在不同污染程度水体中种植水葫芦，发现水葫芦对不同污

硝化细菌和亚硝化细菌两类细菌相伴而生，作用相连。
HNO2-毒性很强，累积起来对水体动植物有毒害。
HNO3是植物吸收利用的有效氮素养料。
硝化作用微生物：包括亚硝化微生物、硝化微生物，好氧， G-，无机化能营养，个别有机化能营养 （1）亚硝化细菌（氧化氨的细菌）：化能无机营养，专性 好氧，最适温度 25-30℃（ 5-30℃），最适 pH7.5-8.0 （ 5.88.5）。
1、城市生活废水；
2、水产养殖水体
3、大型娱乐水体
4、湖泊、河流水体等等
三、水体自净
水体的生物环境

浮游植物
硅藻
甲藻
蓝藻
金藻
浮游动物
象鼻溞属

底栖生物 微生物
环节动物、软体动物、甲壳动物

细菌、酵母菌、霉菌等
自然界良好生态平衡的水体具有自净能力
天然水环境中的食物链：
CO2 阳光、H2O 植物、 藻类 O2 O2 动物
集约化养殖水环境中的食物链：
饲料 CO2 阳光、H2O 植物、 藻类 O2
O2 动物
死亡有机物、 排泄物
矿物质、未 明营养素
有机物的微 生物分解
CO2
集约化养殖水体的水质
在养殖早期，往往是水质参数中各种物质和生物偏低，可 以通过人工投入营养素可以快速建立生态系统；
在高密度水产养殖中随着饲料的大量投入，
塘中的自有硝化细菌由于其他种类的细菌的竞争，其生长很缓慢，效力低，使 得池塘内部的硝化过程变得非常慢，亚硝化、硝化作用远远跟不上氨化反
应的速度，造成NH3和NO2-的累积。此外，氨化过程中消耗大量氧气
导致的缺氧。这些造成养殖水质恶化！

通过强化硝化细菌繁殖，使有机物的产生－氨化－亚硝化－硝化 达
到一个平衡，所有产生的氨和亚硝酸盐可以很快被足够数量的硝化细
水体富营养化。
其他投入品的污染：

治疗剂、消毒剂、水质改良剂（化学类）和底质改良剂 等污染。消毒杀菌药物改善了养殖生态环境的作用，但 也破坏类养殖动物、微生物与环境三者构成的平衡。
第二节 微生物水质净化
集约化养殖水体的污染元素及危害
• 氨态氮：
• 亚硝酸盐
• H2 S
• COD
• P
鱼类对水质环境的基本要求
第三章 微生物水质净化剂
华南农业大学食品学院生物工程系 罗文华 wenhualuo@

鱼塘中蓝绿藻华所引起的两个最严重的问题
是鱼类的不良味道和突然、大量的浮游植物死亡。
第一节 水体自净与富营养化
引起水体富营养化的原因:

•
生活污水、食品加工废水、洗涤剂：COD、P
集约化畜禽养殖场：N、P、COD；
浮游植物通常是养殖池塘的主要生态因子，在以天然饵料 微生物为主的鱼虾类池塘中，它们是食物链的基础。在投 饵的精养池塘中，植物作为饲料就不重要。除了高强度增 氧的池塘之外，水生植物是养殖池塘溶解氧的主要来源。

浮游植物是鱼虾池塘生态中十分重要的一环：
直接和间接饵料 将鱼虾的有毒代谢物转化为饵料 池塘水体中溶解氧的主要来源 抑制不良微生物生长
安全量 NH3 < 0.02 mg/L
NO2- < 0.1 mg/L NO3- < 200 mg/L H2S ≤0.002mg/L S²¯<=0.2mg/L
溶解氧（DO）≥2mg/L
水体中有害物对养殖动物的危害

氨（NH3）：若因为某些因素（如水的pH值过高，氧气不足） 使氨的排泄量減少，血液中氨的浓度增加得很高，造成自中毒 （autointoxication）的現象。导致出血等中毒症状。游离的 NH3毒性大于NH4+。
死亡有机物、 排泄物
矿物质、未 明营养素
有机物的 微生物分解
CO2
水质管理
四、养殖水体的水质
池塘中的水质问题：
由养殖系统导致的在池塘中出现的问题。 1、养殖前期天然生产力不足（使用肥料）； 2、高投饵率造成浮游植物过剩、缺氧、有毒代谢物浓度高 （碱化、增氧、水的循环，水质处理）
浮游植物和藻类与水体水质
菌分解，浓度保持在接近于0的水平，建立良好的水体生态环境。
因此，要解决上述有毒物质的累积，需要加强硝化细菌，促进 N的循环；
此外，加强反硝化细菌的以降低水体中总N!
（一）硝化细菌及硝化作用（Nitrification）

硝化作用分两个阶段进行：第一个阶段是氨被氧化为亚硝
酸盐，靠亚硝化细菌完成。第二阶段是亚硝酸盐被氧化为硝 酸盐，由硝化细菌完成。
2、减少内源性营养物质负荷 工程性措施：包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注 水冲稀等。经常保持有氧状态，有利于抑制底泥磷释放。 化学方法：铁、铝和钙阳离子可以使磷有效地从水溶液中沉淀出来。
用杀藻剂杀死藻类，适合于水华盈湖的水体。杀藻剂将藻杀死后，水 藻腐烂分解仍旧会释放出磷，将被杀死的藻类及时捞出。
二、水体富营养化的防治

1、控制外源性营养物质进入水体，就使水体营养物质富 集的可能性降低。

应从控制人为污染源着手，应准确调查清楚排入水体营养物质的主要
排放源，监测排入水体的废水和污水中的氮、磷浓度，计算出年排放
的氮、磷总量，为实施控制外源性营养物质的措施提供可靠科学依据。
二、水体富营养化的防治
染程度水体中的氮、磷均有显著的吸收作用，总吸收率达 80%左右，显示出很强的污水净化能力，可用于治理水体富 营养化。
•
植物修复不足之处：一些植物在富营养化水体中生长迅速， 若收集不及时，可降低水体中的溶解氧，加剧水体富营养
化，产生负面效应。
？
二、水体富营养化的防治
微生物处理降低N、COD、P等
水体处理对像：
传统养殖水质标准
经验：养鱼先养水，新缸不能立即放鱼！
肥——水色浓，与藻类数量及水层厚薄有关 生物学指标——浮游植物量为20-100mg/L
透明度——20-50cm，最佳30cm左右
活——水色随季节、天气、昼夜交替而变化，隐藻等鞭毛藻多，蓝藻少 嫩------藻类处于增长期，缺N可导致细胞老化
爽------清爽而不浑浊，有机物适中，透明度大于等于25cm
硝化细菌特性一：强好氧性

对于水族箱来说，一套强大的供氧和过滤系统是必不可少的，为什么 过滤要24小时开着呢？

硝化细菌的硝化、亚硝化作用需要大量的氧气；提高水中的溶氧量， 不仅可以让鱼儿活的更健康，更可以为硝化细菌提供充足的能量，来
分解水中的毒素。同时我们知道，一旦水体处于缺氧状态，硝酸盐就
会被还原菌还原成有毒的亚硝酸盐和氨，还会产生另一种有毒物质 — —硫化氢，后果相当可怕。
藻类：
池塘生产系统生产者 营养盐+CO2
光照
有机物（藻类）+ O2
池塘80%左右DO是藻类通过光和作用产生的 鱼池的水色及透明度主要取决于藻类的种类及密度
池塘水色的主要类型：
A 茶(棕绿)色系：淡棕色—棕色—红棕色—深棕色
组成：硅藻、甲藻、隐、金，裸藻，水系N积累过多，P不
足会变成绿色；如果N、P均过量会变成蓝绿色水。 B 黑色系---褐色、酱色、黑色：隐、甲、裸藻 C 绿色系---绿藻、裸藻 在N和有机质高的水体出现

水族箱常用的过滤系统，其基本原理都是尽量提供硝化细菌需要的环 境。如滴流式过滤系统，水慢慢以滴流方式通过大量堆放的滤材，既 减缓了水流速度，又尽可能地让水接触空气，为硝化细菌提供氧气； 水通过生化棉等滤材，也为硝化细菌提供了良好的工作场所。
硝化细菌特性二：生长繁殖慢

硝化菌的生长和繁殖是极慢的，大约需要10-20多小时才能繁殖一代。 而把有机物分解为氨的异养细菌几分钟甚至几十分钟就可以繁殖一代。 在硝化细菌自然繁殖的情况下，这个过程大概需要4-6周。常说的 “养水”也因此而来。
滇池蓝藻暴发
太湖污染水体
二、水体富营养化的防治

富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题。
因为： 一是污染源的复杂性，导致水质富营养化的氮、磷营养物 质，既有天然源，又有人为源；既有外源性，又有内源性。 二是营养物质去除的高难度，至今还没有任何单一的生物 学、化学和物理措施能够彻底去除废水的氮、磷营养物质。 通常的二级生化处理方法只能去除30-50％的氮、磷。

亚硝酸盐(NO2-)：一旦硝化过程受阻，亚硝酸盐就会在水体内积 累。亚硝酸盐降低水产动物免疫抵抗力，而容易感染各种疾病。

NO3-：毒性最小，但是NO3-会使pH下降；
H2S：含硫有机物（如硫酸盐）经厌氧分解产生，对养殖动物 有剧毒：对生长速度、抗病力、中枢神经有损害。

微生物净化剂就是在体中利用不同微生物对水体中累积的 氨氮、亚硝氮、H2S、COD、硝氮和磷等有毒有害物质进 行转化或吸收，阻断或减少以上物质在水中的积累。

硝化细菌是属自养型微生物，以环境中的二氧化碳、亚硝酸盐等无机 物质为营养，在体内合成生长所需的有机物。

如果我们希望快速建立硝化系统，人工添加一定剂量的硝化细菌是必 要的。
硝化细菌特性三：需生长附着物

硝化细菌的生长繁殖需要附着物。和鱼塘相比，水族箱的好处是可以 配备一套强大的过滤系统，这是培养硝化细菌的好地方。在水族箱中 我们经常用生化棉、生化球、陶瓷环等附着性好、多孔的材料，尽量 增大滤水面积，让更多的硝化菌生活。