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随着水产养殖规模扩大，其废水排放引发诸多环境问题。研究人员针对尼罗罗非鱼循环水养殖系统（RAS），探究移动床沉降器（MBS）和膜曝气生物膜反应器（MABR）对氮、磷及浊度的去除效果。结果表明该组合效果良好，为 RAS 水质改善提供新途径。
在水产养殖领域，近年来其发展可谓迅猛。2022 年，全球水产养殖产量达到 9400 万吨，首次超过捕捞渔业，占比达 51% 。尼罗罗非鱼作为重要的养殖鱼类，在为人们提供丰富动物蛋白的同时，也带来了不容忽视的问题。养殖过程中，大量未被食用的饲料和动物排泄物产生的高浓度有机物和营养物质进入水体，这些养殖废水若未经有效处理直接排放，会导致受纳水体富营养化。简单来说，富营养化就是水体中氮、磷等营养物质过多，使得藻类和植物疯狂生长，进而严重破坏水资源的质量。不仅如此，循环水养殖系统（Recirculating Aquaculture System，RAS）中，日常积累的悬浮固体也在悄悄 “搞破坏”，它不仅损害鱼类的鳃，降低鱼的抗病能力，还会增加生化需氧量，严重影响水质。此外，鱼在摄取饲料时从鳃排出的非离子氨氮（un-ionized ammonia nitrogen，NH?-N），以及细菌分解有机废物产生的氨氮，还有不断积累的总氨氮（Total Ammonia Nitrogen，TAN，即 NH?-N + NH??-N）和亚硝酸盐（NO??-N），对水生动物都有着致命的威胁。在这样的背景下，如何高效处理养殖废水，实现水资源和营养物质的循环利用，成为水产养殖可持续发展的关键难题。
为了解决这些棘手的问题，巴西圣保罗州立大学工程学院卫生实验室的研究人员挺身而出，开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于 RAS，尝试利用移动床沉降器（Moving Bed Settler，MBS）和膜曝气生物膜反应器（Membrane Aerated Biofilm Reactor，MABR），探究其对尼罗罗非鱼养殖废水中氮、磷及浊度的去除效率。这项研究成果发表在《Aquacultural Engineering》杂志上，为水产养殖废水处理领域带来了新的希望。
在研究方法上，研究人员在巴西圣保罗州立大学工程学院卫生实验室搭建实验装置，该实验室位于南纬 20°25'38.9"、西经 51°20'36.7" 的 Ilha Solteira 校区。他们使用了一个养殖尼罗罗非鱼的 RAS 系统，其中生物量密度为 21.7 kg/m3。实验过程中，MBS 的水力停留时间（Hydraulic Retention Time，HRT）设定为 0.6 小时，MABR 的 HRT 设定为 1.2 小时。研究人员连续 110 天对 RAS 的废水处理单元进行监测，通过计算总氮（Total Nitrogen，TN）、非离子氨（NH?-N）、铵（NH??-N）、总氨氮（TAN）、亚硝酸盐（NO??-N）、硝酸盐（NO??-N）、浊度和总磷（Total Phosphorus，TP）等指标的去除效率，来评估处理单元的性能。
研究结果如下：
- 水质参数测量结果：研究人员对水温、pH、溶解氧和碱度等变量进行测量，在四个采样点获得了相应的最小值、最大值、测量次数、平均值和标准偏差。不过文章中未详细给出具体数据，但这些数据为后续分析处理单元性能提供了基础。
- 污染物去除效率：令人惊喜的是，MBS 和 MABR 组合展现出了良好的处理效果。监测的水质参数去除效率均值分别为：浊度 98.6%，TN 17.5%，TAN 42.8%，NO??-N 55.9%，NO??-N 36.3%，TP 29.7% 。这表明该组合能够显著降低废水中的浊度以及氮、磷浓度。
从研究结论和讨论部分来看，MBS 和 MABR 的联用在相对较低的水力停留时间下，有效减少了 RAS 废水中的浊度、氮和磷含量，为改善 RAS 废水水质提供了一种切实可行的方案。这一成果意义非凡，它不仅有助于减少水产养殖对环境的负面影响，推动水产养殖行业朝着绿色、可持续的方向发展，还为其他类似的养殖废水处理提供了宝贵的参考经验，有望在全球范围内广泛应用，助力解决水产养殖废水处理的难题，保障水资源的健康和生态平衡。
