趙駿凱，張健東，陳 剛，湯保貴，王忠良，黃建盛

（廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，廣東 湛江 524025）

循環(huán)水養(yǎng)殖模式可用物理、化學(xué)及生物方法高效去除養(yǎng)殖水體中氮素污染物、魚(yú)的代謝廢物和飼料殘?jiān)?，使水質(zhì)得以?xún)艋?，?shí)現(xiàn)水循環(huán)利用和高密度養(yǎng)殖，養(yǎng)殖效果良好[1-2]。宋協(xié)法等[3]使用循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)養(yǎng)殖半滑舌鰨(Areliscus semilaevis)，養(yǎng)殖密度達(dá)到45 kg/m3。張宇雷等[4]構(gòu)建超高密度全封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)用于吉富羅非魚(yú) (Oreochromis niloticus) 養(yǎng)殖試驗(yàn)，最高養(yǎng)殖密度可達(dá)到 104.2 kg/m3。與流水養(yǎng)殖模式相比，循環(huán)水養(yǎng)殖模式可節(jié)約水地資源，是節(jié)能減排的環(huán)境友好型生產(chǎn)模式[5]。雜交石斑魚(yú)[Epinephelus fuscoguttatus(♀)×Epinephelus lanceolatus(♂)] （下稱(chēng)“珍珠龍躉”），是以褐點(diǎn)石斑魚(yú)（俗稱(chēng)老虎斑）為母本、鞍帶石斑魚(yú)（俗稱(chēng)龍躉）為父本進(jìn)行雜交而得。珍珠龍躉有母本抗病能力強(qiáng)、父本生長(zhǎng)速度快的優(yōu)勢(shì)，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，肉質(zhì)鮮美，是目前石斑魚(yú)養(yǎng)殖的主要品種。珍珠龍躉對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)，可在水溫 14 ～35 ℃、鹽度1 ～ 55條件下生存，在水溫25 ～ 30 ℃和鹽度15 ～ 20下可維持較好的攝食狀況和生長(zhǎng)性能[6-7]。常見(jiàn)的珍珠龍躉養(yǎng)殖模式為高位池及室內(nèi)水泥池流水養(yǎng)殖，養(yǎng)殖效果良好[8-10]，但高位池、流水養(yǎng)殖會(huì)給環(huán)境帶來(lái)生態(tài)負(fù)面效應(yīng)。目前，關(guān)于珍珠龍躉循環(huán)水養(yǎng)殖的效果較佳[11-12]，但未解決循環(huán)水系統(tǒng)構(gòu)建及掛膜啟動(dòng)運(yùn)作的內(nèi)容。筆者擬用一套新建的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)開(kāi)展珍珠龍躉養(yǎng)殖試驗(yàn)，并與室內(nèi)水泥池流水養(yǎng)殖進(jìn)行對(duì)比，分析循環(huán)水系統(tǒng)水處理及養(yǎng)殖效果，為循環(huán)水處理系統(tǒng)的構(gòu)建和養(yǎng)殖運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 系統(tǒng)組成及參數(shù)設(shè)定

試驗(yàn)在湛江市東海島東方實(shí)業(yè)有限公司進(jìn)行。新建的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)工藝流程圖見(jiàn)圖1，主要由養(yǎng)殖池、微濾機(jī)、臭氧-蛋白分離器、生化過(guò)濾器、水質(zhì)在線監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)有6個(gè)養(yǎng)殖池，面積25 m2，深1.50 m，實(shí)際體積為25 m3，總養(yǎng)殖水體約150 m3，使用羅茨鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)氣石充氣，給排水管路設(shè)施配備完整；轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)滾筒尺寸800 mm（直徑）×1 060 mm，濾網(wǎng)網(wǎng)目孔徑75 μm，內(nèi)置反沖洗系統(tǒng)；臭氧-蛋白質(zhì)分離器過(guò)濾精度20 μm，內(nèi)置臭氧發(fā)生器氧化還原電位為 300 mV；生化過(guò)濾器由3個(gè)尺寸為1 200 mm（直徑）×2 500 mm的罐體并聯(lián)構(gòu)成，其濾料為白色 FEB材質(zhì)短管型顆粒，濾料比表面積 250 m2/m3，濾料密度約 0.93 kg/m3，內(nèi)部填充濾料總質(zhì)量163 kg。系統(tǒng)總水流量約50 m3/h，循環(huán)率為3 h，日循環(huán)8次，日補(bǔ)水率3% ～ 5%。試驗(yàn)期間水溫 29 ～ 31 ℃，鹽度 28 ～ 31，pH 6.9 ～ 7.4。對(duì)照組流水養(yǎng)殖系統(tǒng)有6個(gè)養(yǎng)殖池，面積25 m2，深1.50 m，實(shí)際體積為25 m3，總養(yǎng)殖水體150 m3，使用羅茨鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)氣石充氣，使用經(jīng)沙濾沉淀精華的自然海水，每日換水率為100%。

圖1 水處理流程Fig.1 Water treatment schematic diagram

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

分為2個(gè)階段：循環(huán)系統(tǒng)掛膜期與養(yǎng)殖試驗(yàn)期。本系統(tǒng)使用自然掛膜法，利用低密度（200 尾/池）珍珠龍躉養(yǎng)殖的自然微生物對(duì)新建系統(tǒng)進(jìn)行掛膜30 d。掛膜結(jié)束后開(kāi)始為期60 d珍珠龍躉養(yǎng)殖試驗(yàn)，在循環(huán)水系統(tǒng)及流水養(yǎng)殖系統(tǒng)各投放12 000 尾（每個(gè)池2 000 尾），平均體質(zhì)量為（270.5±12）g，起始載魚(yú)量21.64 kg/m3。每日投喂1次（8:00）配合飼料（“珊瑚”牌石斑魚(yú)配合飼料，蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約 45%），投喂量約為體質(zhì)量的1%。喂前記錄投料量。按照魚(yú)體大小和進(jìn)食狀況調(diào)整飼料粒徑。每日定時(shí)巡池，記錄觀察魚(yú)群活動(dòng)、魚(yú)體各部位有無(wú)異常。出現(xiàn)死魚(yú)及時(shí)撈出，準(zhǔn)確計(jì)數(shù)并詳細(xì)記錄，分析判斷死亡原因。

1.3 系統(tǒng)掛膜，水質(zhì)及珍珠龍躉生長(zhǎng)數(shù)據(jù)的測(cè)定及數(shù)據(jù)分析

在循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)掛膜期，觀察生化過(guò)濾器水位觀察玻璃管、罐體內(nèi)部水色，濾料觸感，濾料顏色變化，定期剪取濾料在顯微鏡下檢查。且每 2 d于9:00采集并測(cè)定生化過(guò)濾器處理前后的水樣，以了解掛膜狀況。養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)期間每2 d于9:00分別采集循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)中養(yǎng)殖池，以及經(jīng)微濾機(jī)處理、臭氧-蛋白分離器處理及生化過(guò)濾器處理的水樣，流水養(yǎng)殖系統(tǒng)則取養(yǎng)殖池四角及中央點(diǎn)位的水樣，每采樣點(diǎn)4個(gè)樣本，測(cè)定如下水質(zhì)指標(biāo)并計(jì)算平均值。

水質(zhì)指標(biāo)：氨氮（NH4+-N）、亞硝酸鹽（NO2--N）、硝酸鹽（NO3--N）、化學(xué)需氧量（COD）、固體粒子（Suspended Solids，SS）（每10 d測(cè)1次）、溶氧（Dissolved Oxygen，DO）質(zhì)量濃度，pH。NH4+-N采用靛酚藍(lán)法，NO2--N采用鹽酸萘乙二胺分光光度法，NO3--N采用鋅鎘還原法，COD采用堿性高錳酸鉀法，SS采用重量法，DO采用YSI溶氧儀，pH采用酸堿度測(cè)定器。

循環(huán)系統(tǒng)各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)去除率計(jì)算：

去除率=（養(yǎng)殖池內(nèi)濃度 - 生化過(guò)濾器處理后濃度）/ 養(yǎng)殖池內(nèi)濃度×100%。

因生化過(guò)濾器是水處理流程最后環(huán)節(jié)，其出水的水質(zhì)指標(biāo)代表系統(tǒng)處理后的水質(zhì)指標(biāo)。

每10 d記錄1次生長(zhǎng)狀況，用G&G電子秤（精度為0.01 g）每池隨機(jī)測(cè)量10尾魚(yú)的體質(zhì)量，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

存活率：?= (N0-N死亡) /N0× 100%，

增重率：RWRG= (mf-m0) /m0× 100%，

特定生長(zhǎng)率：RSRG= (lnmf- lnmi) /t×100%，

飼料系數(shù)：F=G/m，

式中：N0為初始魚(yú)數(shù)量；N死亡為試驗(yàn)期間魚(yú)死亡數(shù)；m0、mf分別為初始與終末體質(zhì)量，g；t為試驗(yàn)時(shí)間（d）；G為總投餌量，g；m為總增加體質(zhì)量，g。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析與作圖用Excel 2010 和SPSS17軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)生化過(guò)濾器掛膜效果

在掛膜期的1 ～ 7 d，水位觀察管、水色并無(wú)明顯變化，濾料顏色變化不大，其表面有些許黏滑物質(zhì)；掛膜7 ～ 22 d，水位觀察管壁覆蓋有黃褐色薄膜物質(zhì)，水色呈微黃色，濾料呈微黃色，黏滑物質(zhì)觸感明顯，鏡檢發(fā)現(xiàn)，濾料表面有絲狀和球狀等菌膠團(tuán)；掛膜22 ～ 27 d，水位觀察管壁膜狀物質(zhì)明顯加厚，呈褐黃色，水色呈微褐黃色；濾料呈微褐黃色，黏滑物質(zhì)觸感明顯，鏡檢發(fā)現(xiàn)，濾料表面有較厚的絲狀和球狀等菌膠團(tuán)，并有纖毛蟲(chóng)和管狀蟲(chóng)。

掛膜期生化過(guò)濾器出水的氨氮以及亞硝酸鹽濃度變化如圖2。在掛膜期的前半段，出水的氨氮濃度逐漸上升，前5 d低于0.02 mg/L，15 d時(shí)達(dá)0.149 mg/L，隨后逐漸下降，23 d后維持在0.05 mg/L以下。出水的亞硝酸鹽逐漸累積，在掛膜的后半期基本維持在0.04 mg/L以上。

圖2 掛膜期間生化過(guò)濾器出水氨氮與亞硝濃度變化Fig.2 NH4+-N and NO2--N concentration changes of the effluent of biofilter in formation period

2.2 試驗(yàn)期間循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)水質(zhì)變化

2.2.1 微濾機(jī)與蛋白質(zhì)分離器的水處理效果 由表1可知，微濾機(jī)對(duì)于COD與SS均有顯著的處理效果 (P＜0.05)，經(jīng)微濾機(jī)處理后，水中 COD與SS分別維持在（4.19±0.24）mg/L和（41.04±2.20）mg/L。而從圖3和圖4可見(jiàn)，微濾機(jī)在實(shí)驗(yàn)期間可持續(xù)處理COD和SS。

表1可知，安裝在微濾機(jī)之后的臭氧-蛋白質(zhì)分離器對(duì)于 COD與 SS均有顯著的處理效果（P＜0.05），處理后水中COD與SS分別維持在（3.59±0.26）mg/L和（18.04±1.36）mg/L。從圖3、4可見(jiàn)，臭氧-蛋白質(zhì)分離器可進(jìn)一步凈化微濾機(jī)處理后的廢水，去除COD和SS。循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中，微濾機(jī)與臭氧-蛋白質(zhì)分離器可穩(wěn)定、高效地去除COD和SS，對(duì)COD去除率為39.92%，對(duì)SS的去除率為80.61%。

表1 循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)水質(zhì)Table 1 Statistics of water quality of RAS mg/L

圖3 各裝置COD濃度Fig.3 COD concentration changes of water treatment units

圖4 各裝置SS濃度Fig.4 SS concentration changes of water treatment units

2.2.2 生化過(guò)濾器的水處理效果 由表1可知，生化過(guò)濾器對(duì)氨氮有顯著處理效果 (P＜0.05)，出水氨氮質(zhì)量濃度為（0.09±0.03）mg/L。生化過(guò)濾器氨氮的去除率達(dá)72.72%。由圖5可知，生化過(guò)濾器出水氨氮濃度的曲線在1 ～ 15 d時(shí)出現(xiàn)較大波動(dòng)，后期維持在較低濃度水平。

由表1可知，生化過(guò)濾器對(duì)亞硝酸鹽有顯著處理效果（P＜0.05），出水亞硝質(zhì)量濃度為（0.09±0.03）mg/L，對(duì)亞硝酸鹽去除率達(dá)49.51%。由圖6可知，在養(yǎng)殖期前半段，生化過(guò)濾器出水亞硝酸鹽濃度波動(dòng)幅度較大，后期漸趨穩(wěn)定，并維持在較低水平。

循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中，生化過(guò)濾器對(duì)氨氮和亞硝酸鹽的去除能力較佳，氨氮去除率為65.93%，亞硝去除率為48.51%。

圖5 生化過(guò)濾器進(jìn)出水NH4+-N濃度及去除率的變化Fig.5 Ammonia-nitrogen concentration and removal rate changes in influent and effluent of bio-filter

圖6 生化過(guò)濾器進(jìn)出水NO2--N濃度及去除率的變化Fig.6 Nitrite-nitrogen concentration and removal rate changes in influent and effluent of bio-filter

循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中，生化過(guò)濾器進(jìn)出水的硝酸鹽濃度可評(píng)估生化過(guò)濾器內(nèi)部硝化細(xì)菌群落的硝化反應(yīng)效果。由表1可知，系統(tǒng)生化過(guò)濾器出水硝酸鹽濃度顯著高于進(jìn)水濃度，系統(tǒng)生化過(guò)濾器進(jìn)出水的亞硝酸鹽濃度變化如圖7，系統(tǒng)內(nèi)NO3--N在前15 d上升緩慢，隨后上升幅度提升，出水硝酸鹽濃度上升的速度加快，系統(tǒng)內(nèi)硝酸鹽出現(xiàn)累積。硝酸鹽濃度的變化與氨氮與亞硝酸鹽濃度變化基本一致。

圖7 生化過(guò)濾器進(jìn)出水NO3--N濃度Fig.7 NO3--N concentration changes in effluent of biofilter

2.2.3 循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)溶氧水平 循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中，溶解氧濃度關(guān)鍵的指標(biāo)，影響?hù)~(yú)的生長(zhǎng)，以及系統(tǒng)的運(yùn)作。表2可見(jiàn)，系統(tǒng)運(yùn)行期間各裝置平均溶氧質(zhì)量濃度保持在5 mg/L以上，滿足珍珠龍躉生長(zhǎng)及系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的需求。

表2 各裝置DO濃度Table 2 DO of water treatment units

2.3 循環(huán)水養(yǎng)殖與流水養(yǎng)殖水質(zhì)狀況對(duì)比

由表3可知，試驗(yàn)期間，循環(huán)水養(yǎng)殖池中氨氮濃度顯著低于流水養(yǎng)殖池（P＜0.05），流水養(yǎng)殖池中亞硝酸鹽濃度顯著低于循環(huán)水養(yǎng)殖池（P＜0.05），化學(xué)需氧量濃度相似，而循環(huán)水養(yǎng)殖池中 SS濃度顯著低于流水養(yǎng)殖池（P＜0.05）。從圖8可知，循環(huán)水養(yǎng)殖池氨氮濃度基本維持在0.4 mg/L以下，而流水養(yǎng)殖池的氨氮濃度水平則更高。其中在18、30、50 d時(shí)采取了較大量的排水換水，因此流水養(yǎng)殖池的氨氮濃度大幅度下降。從圖9可知，流水養(yǎng)殖池的亞硝酸鹽濃度始終處于較低水平，而循環(huán)水養(yǎng)殖池中亞硝酸鹽濃度在試驗(yàn)前期波動(dòng)幅度較大，在試驗(yàn)后期濃度水平則相對(duì)較低。

從圖10可知，循環(huán)養(yǎng)殖池中SS濃度穩(wěn)定在較低水平，流水養(yǎng)殖池中 SS濃度水平更高，且如上述所言，在實(shí)驗(yàn)期間流水養(yǎng)殖池有3次大量的排水換水，從而降低了各個(gè)水質(zhì)指標(biāo)的濃度。

表3 循環(huán)水養(yǎng)殖池與流水養(yǎng)殖池水質(zhì)濃度對(duì)比Table 3 Comparison of water quality in tanks between RAS and flow culture mg/L

圖8 循環(huán)水養(yǎng)殖池與流水養(yǎng)殖池NH4+-N濃度對(duì)比Fig.8 Comparison of NH4+-N in tanks between RAS and

圖9 循環(huán)水養(yǎng)殖池與流水養(yǎng)殖池NO2--N濃度對(duì)比Fig.9 Comparison of NO2--N in tanks between RAS and flow culture

圖10 循環(huán)水養(yǎng)殖池與流水養(yǎng)殖池SS濃度Fig.10 SS in tanks of RAS and flow culture

2.4 循環(huán)水養(yǎng)殖與流水養(yǎng)殖珍珠龍躉生長(zhǎng)對(duì)比

由表4可知，循環(huán)水養(yǎng)殖珍珠龍躉的存活率、特定生長(zhǎng)率、增重率及飼料系數(shù)均優(yōu)于流水養(yǎng)殖模式。由圖11可知，在試驗(yàn)過(guò)程中，循環(huán)水養(yǎng)殖的珍珠龍躉體質(zhì)量均高于流水養(yǎng)殖，養(yǎng)殖試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，循環(huán)水養(yǎng)殖珍珠龍躉體質(zhì)量達(dá) (491.7±16)g，顯著高于流水養(yǎng)殖的 (446.4±19)g（P＜0.05） 。

表4 珍珠龍躉的生長(zhǎng)狀況Table 4 Comparison of growth and survival of hybrid grouper between RAS and flow culture

圖11 試驗(yàn)期間循環(huán)養(yǎng)殖與流水養(yǎng)殖珍珠龍躉體質(zhì)量比較Fig.11 Comparison of fish weight between RAS and flow culture in every period

3 討論

3.1 循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)掛膜與水處理效果

循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的核心是生化過(guò)濾器，細(xì)菌在過(guò)濾器內(nèi)部濾料表面聚集成膜，通過(guò)菌膜中細(xì)菌生長(zhǎng)代謝凈化系統(tǒng)的養(yǎng)殖廢水，掛膜是使生化過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)良好水處理效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[13]。本研究的自然掛膜法有如下優(yōu)點(diǎn)：1）掛膜微生物充足；2）低密度養(yǎng)殖帶來(lái)的有機(jī)物濃度適宜；3）掛膜期與養(yǎng)殖期物種均為珍珠龍躉，生物膜穩(wěn)定性更高[14-15]。通過(guò)對(duì)生化過(guò)濾器的表觀觀察，在掛膜中后期可明顯從水色和濾料顏色以及鏡檢觀察生物膜厚度等，了解生化過(guò)濾器濾料表面生物膜逐漸成熟[14]。生化過(guò)濾器出水的氨氮濃度在掛膜中期達(dá)到最高值之后逐漸下降，而亞硝酸鹽濃度在掛膜中期上升后增加逐漸放緩，在掛膜后期穩(wěn)定在一定水平，說(shuō)明生化過(guò)濾器菌膜中氨氧化細(xì)菌群落和硝化細(xì)菌群落先后繁殖演替，可發(fā)揮對(duì)氨氮、亞硝酸鹽去除作用[16]。

在循環(huán)水養(yǎng)殖模式中，對(duì)氨氮與亞硝酸鹽的處理能力是衡量系統(tǒng)水處理能力的關(guān)鍵。傅雪軍等[17]構(gòu)建了一套12個(gè)養(yǎng)殖池，總有效養(yǎng)殖體積為240 m3的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)進(jìn)行半滑舌鰨（Cynoglossus semilaevisGünther）養(yǎng)殖試驗(yàn)，每池投放2 200尾，試驗(yàn)期間氨氮與亞硝酸鹽去除率分別為 58.13%、19.47%。Pedersen等[18]構(gòu)建一套虹鱒（Oncorhynchus mykiss）循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，其氨氮去除率維持在50%～ 60%。宋協(xié)法等[19]構(gòu)建用不同填料進(jìn)行生物處理的循環(huán)水系統(tǒng)，其平均氨氮去除率為 53.2%。Li等[20]用稻田生態(tài)循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)養(yǎng)殖草魚(yú)（Ctenopharyngodon idellus），其氨氮與亞硝酸鹽去除率分別為40.5%、43.5%。本研究中，生化過(guò)濾器在養(yǎng)殖試驗(yàn)期間水處理能力較佳，系統(tǒng)的氨氮為（0.095±0.03）mg/L，亞硝酸鹽為（0.092±0.034）mg/L，去除率分別達(dá) 65.93%、48.51%，與前人結(jié)果相比有一定優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)出水的氨氮與亞硝酸鹽濃度在養(yǎng)殖試驗(yàn)前中期波動(dòng)較大，中后期趨于穩(wěn)定，處理能力逐漸提升。良好的氨氮處理能力對(duì)于循環(huán)水養(yǎng)殖模式極為重要，可避免系統(tǒng)氨氮累積對(duì)養(yǎng)殖對(duì)象的影響[21-23]。亞硝酸鹽處理能力亦較重要，可避免高濃度亞硝酸鹽對(duì)魚(yú)類(lèi)血液機(jī)能的傷害[24]。

本研究中，系統(tǒng)的生化過(guò)濾器在掛膜后期出水氨氮和亞硝酸鹽濃度分別維持在 0.05、0.04 mg/L以下，在進(jìn)入放養(yǎng)密度和養(yǎng)殖負(fù)荷更大的循環(huán)養(yǎng)殖期，其出水的氨氮和亞硝酸鹽質(zhì)量濃度均維持在低于0.1 mg/L水平，說(shuō)明生化過(guò)濾器經(jīng)掛膜期及養(yǎng)殖試驗(yàn)期后，氨氮及亞硝酸鹽去除能力較佳。循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)生化過(guò)濾器對(duì)氮素污染物的處理，主要依靠濾料菌膜中的硝化細(xì)菌生長(zhǎng)代謝對(duì)于氮素物質(zhì)的消耗及轉(zhuǎn)換，主要途徑為氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，以及亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽[25]。本研究的養(yǎng)殖實(shí)驗(yàn)期間，生化過(guò)濾器進(jìn)出水的氨氮與亞硝酸鹽濃度相繼降低并維持在較低水平，而硝酸鹽濃度則持續(xù)累積上升，表明在硝化細(xì)菌作用下，氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽進(jìn)而轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。系統(tǒng)中硝酸鹽濃度雖呈升高趨勢(shì)，但濃度尚屬于較低水平，低毒性的硝酸鹽不會(huì)對(duì)養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)造成毒害作用[26-27]。在實(shí)際養(yǎng)殖中硝酸鹽濃度過(guò)高，則會(huì)導(dǎo)致pH值過(guò)低，對(duì)養(yǎng)殖物種有害，應(yīng)對(duì)措施常為投放額外碳源以調(diào)整水體碳氮比，通過(guò)反硝化作用去除硝酸鹽，以及投放堿或水質(zhì)制劑將pH值控制在適宜范圍[28]。

傅雪軍等[16]在循環(huán)水系統(tǒng)中進(jìn)行半滑舌鰨養(yǎng)殖試驗(yàn)，COD和SS去除率分別為25.36%、30.30%。郭浩等[29]在循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中進(jìn)行鱘魚(yú)（Acipenser sinensis）和虹鱒階梯式養(yǎng)殖，COD去除率為39.8%。Johnson等[30]構(gòu)建垂直流動(dòng)式水處理裝置的循環(huán)水系統(tǒng)，SS去除率高達(dá) 82%。本研究中，循環(huán)水系統(tǒng)出水COD為 (3.39±0.23) mg/L，去除率39.92%；出水SS為 (18.28±6.22) mg/L，去除率80.61%，與前人結(jié)果基本相符。高濃度 COD會(huì)消耗水體溶氧，敗壞水質(zhì)，影響?hù)~(yú)的生理生長(zhǎng)；而 SS來(lái)源主要為殘餌和糞便，亦會(huì)污染水質(zhì)，影響?zhàn)B殖效果。本研究中，去除COD與SS的裝置主要為微濾機(jī)與臭氧-蛋白質(zhì)分離器，生化過(guò)濾器對(duì)二指標(biāo)并未去除，可能因?yàn)榻?jīng)過(guò)微濾機(jī)與蛋白質(zhì)分離器處理后COD與SS的水平較低，未使生化過(guò)濾器發(fā)揮功效，同時(shí)生化過(guò)濾器濾料菌膜老化和菌體脫落也成為COD和SS的部分來(lái)源。

溶解氧濃度是水產(chǎn)養(yǎng)殖的關(guān)鍵指標(biāo)，較高濃度的DO可降低氨氮與亞硝酸氮的毒性，還可提高養(yǎng)殖系統(tǒng)的氧氣利用率，提高養(yǎng)殖效益[22,31]。本研究采用增氧機(jī)和均勻懸掛的氣石供氧，在較高的養(yǎng)殖密度下，DO質(zhì)量濃度維持在5.2 mg/L以上，可確保養(yǎng)殖魚(yú)的健康生長(zhǎng)。如系統(tǒng)繼續(xù)增加養(yǎng)殖負(fù)荷，可采用充純氧來(lái)進(jìn)一步提高DO濃度。

3.2 循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)與流水養(yǎng)殖系統(tǒng)的比較

流水養(yǎng)殖是目前養(yǎng)殖效果較佳的養(yǎng)殖方式，為評(píng)價(jià)循環(huán)水養(yǎng)殖效果，本研究在相同養(yǎng)殖負(fù)荷下開(kāi)展流水養(yǎng)殖對(duì)照試驗(yàn)。流水養(yǎng)殖池的氨氮及 SS濃度顯著高于循環(huán)水養(yǎng)殖池。這是因?yàn)橥瑸?24 h換水，循環(huán)水系統(tǒng)總水流速度達(dá)到50 m3/h，日循環(huán)次數(shù)達(dá)到8次，而流水養(yǎng)殖池水更替率為1次，速度相對(duì)較緩慢，未能及時(shí)排出污染物質(zhì)，造成氨氮及SS的累積。

對(duì)比兩種模式下珍珠龍躉的養(yǎng)殖效果，循環(huán)水模式養(yǎng)殖珍珠龍躉的增重率、特定生長(zhǎng)率以及飼料系數(shù)均優(yōu)于流水養(yǎng)殖模式。本研究中，珍珠龍躉放養(yǎng)密度較高，對(duì)水質(zhì)的要求更為嚴(yán)格，而循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)水處理模塊良好的水處理效果可為魚(yú)的生長(zhǎng)提供穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的水質(zhì)環(huán)境。本研究中，在換水率較高的條件下，流水養(yǎng)殖模式亦有良好的養(yǎng)殖效果，但流水養(yǎng)殖需大量的換水、排水，既造成水資源的浪費(fèi)，也會(huì)污染周邊環(huán)境，不利于水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展[28,32]。

綜上，本試驗(yàn)期間，循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)各個(gè)裝置運(yùn)行良好，系統(tǒng)水處理效果穩(wěn)定，珍珠龍躉養(yǎng)殖效果良好，與流水養(yǎng)殖相比，在水質(zhì)環(huán)境與養(yǎng)殖效果上均有一定優(yōu)勢(shì)。使用循環(huán)水養(yǎng)殖模式，提高管理水平，靈活調(diào)整喂養(yǎng)和養(yǎng)殖策略，充分發(fā)揮養(yǎng)殖和環(huán)保方面的可持續(xù)發(fā)展優(yōu)勢(shì)，有廣闊的發(fā)展前景和推廣價(jià)值。