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循环水养殖系统,不仅能满足人们对水产品的需求,还能减小水产养殖对环境的污染。循环水养殖系统避免了传统水产养殖有机物、氨氮、亚硝酸盐污染问题,但却导致系统硝酸盐累积和水体酸化问题,严重制约循环水养殖系统的广泛推广和应用。因此,在循环水养殖系统中构建安全、经济、实用的脱氮单元成为目前亟需解决的问题。 由于循环水养殖系统特殊的环境条件和水质要求,单一的物理、化学、生物脱氮都难以实际应用,因此,本项研究采用以离子交换为基础的新型联合工艺法去除淡水循环水养殖系统硝酸盐。首先采用碳酸氢根或甲酸根主导的离子交换模式,转移去除淡水循环水养殖系统硝酸盐,出水硝酸盐浓度<1 mmol/L达到养殖水水质要求。出水直接或经过简单好氧过滤后再利用,既可以补充养殖水体碱度,提高养殖水体pH稳定性,又不增加水体盐度,提高了水的循环利用效率。 针对碳酸氢根型离子交换树脂再生产生的废液,采用SBR反应器,利用添加1%的α-Fe2O3促进反硝化颗粒污泥的形成,可以去除高达125 mmol/L硝酸盐浓度的再生废水。在活性炭过滤处理反硝化出水之前,添加甲酸钙形成碳酸钙絮凝体,絮凝及共沉淀去除反硝化出水中66.3%的水溶性有机物,大大降低了活性炭的使用量和循环利用树脂再生液的成本。 针对甲酸根型离子交换树脂再生产生的废水,采用TiO2光催化脱硝,在紫外光照72 h条件下去除95%左右的硝酸盐后,可再次用于甲酸根型离子交换饱和树脂的再生,不仅减少了离子交换再生废水对环境的污染,节省再生盐的消耗,还避免了直接采用光催化脱氮处理水产养殖废水所形成的氨氮、亚硝酸盐对养殖水体的二次污染。 以上两种以离子交换为基础的新型联合工艺法,均实现养殖水体和树脂再生盐水的双重循环利用,提高了淡水循环水养殖系统应用可行性,降低了其对环境的不利影响。