循环水生物滤池过程控制（三）：循环量、水质、滤料及微生物调控

一、通过循环量变化调控生物滤池氨氮亚盐处理能力

     在循环水养殖系统中，生物滤池是处理氨氮和亚硝酸盐的关键设备，其处理能力与循环量密切相关。通过合理调控循环量，可以优化生物滤池的处理效率，维持水质稳定。

1、循环量影响生物滤池的原理
1）增强物质交换频率

     当循环水的循环量增大时，单位时间内流经生物滤池的水量增多，水体与生物滤池内的微生物、滤料接触更为频繁。这意味着水中的氨氮、亚硝酸盐等污染物有更多机会与微生物表面的酶接触，微生物能够更快地摄取并转化这些有害物质，从而提升去除效率。例如，原本每小时循环5 立方米水，调整为每小时循环8 立方米水，水中污染物与微生物的接触频次可能提升60%，加速氨氮、亚硝酸盐的转化。

2）调整水力停留时间

     循环量的变化直接影响生物滤池的水力停留时间（HRT），水力停留时间= 生物滤池体积÷ 循环水流量。增大循环量会缩短水力停留时间，若原本HRT 为 10小时，循环量翻倍后，HRT可能降至 5小时。较短的 HRT要求微生物在更短时间内完成对污染物的处理，这促使微生物群落优化代谢途径，提高工作效率，以适应新的水流节奏，进而影响氨氮、亚硝酸盐的去除效果。

2、调控循环量的方法
1）根据水质监测调控

     当氨氮或亚硝酸盐浓度升高时，适当增加循环量，加快水体通过生物滤池的频率，促进硝化细菌的作用。

当水质稳定时，可适当降低循环量，延长水在滤池中的停留时间，提高处理效率。

2）分阶段调控

在投喂后或养殖生物排泄高峰期，增加循环量，快速处理污染物。

     在夜间或低代谢时段，减少循环量，降低能耗。

3）结合生物滤池容量

     根据生物滤池的容积和处理能力，设定合理的循环量，确保水在滤池中的停留时间足够完成硝化反应（通常需要20-30分钟以上）。

3、基于不同养殖阶段的循环量调整策略
1）育苗期

     育苗阶段养殖生物幼体较为脆弱，对水质要求极高，且自身产生的氨氮、亚硝酸盐相对较少。此时，宜采用较小的循环量，如将正常养殖时的循环量降低，保持相对长的水力停留时间，让生物滤池内的微生物有充足时间精细化处理水中微量的有害物质，为幼体营造稳定、优质的水质环境。

2）生长旺盛期

     随着养殖生物进入生长旺盛期，摄食量和排泄量大幅增加，氨氮、亚硝酸盐产生速率加快。此时应逐步增大循环量，可在原有基础上增加，确保水体快速更新，及时将大量产生的污染物带到生物滤池进行处理，避免有害物质在水中累积，满足养殖生物快速生长对水质的需求。

3）收货后期

     临近收获阶段，养殖密度逐渐降低，生物代谢产物相应减少。此时可适度回调循环量，比生长旺盛期减少，既节约能耗，又能维持生物滤池稳定运行，保证水质达标，直至养殖周期结束。

4、循环量调控的注意事项

     避免频繁大幅调整：循环量的剧烈变化可能影响生物滤池中硝化细菌的稳定性，导致处理效率下降。

     结合其他水处理设备：如蛋白质分离器、臭氧机等，分担生物滤池的处理压力。

     监测水质参数：实时监测氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐等指标，确保调控效果。

5、长期维护与效果评估
1）设备维护保障循环稳定：

     定期检查循环水泵、管道、阀门等设备，确保循环系统无泄漏、无堵塞，水泵运行效率高。每月进行一次全面设备巡检，及时更换磨损部件，如水泵叶轮、密封件等，保证循环量的稳定输出，为生物滤池持续高效运行提供硬件支撑。

2）效果评估持续改进：

     长期记录不同循环量调整方案下生物滤池的氨氮、亚硝酸盐去除率、养殖生物生长状况、能耗等数据，对比分析各阶段调整效果。每养殖周期结束后，组织技术团队进行复盘，总结经验，针对下一个周期的养殖特点，提前规划更精准的循环量调整策略，实现循环水养殖系统的不断优化。

二、水质与环境调控

     如果氨氮去除率正常，这时就需要检测生物滤池的水质指标是否正常。如果水质指标不正常就需要进行调控来提升硝化系统的处理能力。

1、溶解氧供应

     充足的溶解氧有助于维持微生物的高活性。检查曝气设备是否正常运行，测量生物滤池内溶解氧含量，若低于4mg/L，增加曝气强度或调整曝气设备位置，确保微生物有氧代谢所需氧气充足，加速氨氮向硝酸盐的转化。

2、温度与pH调控

     温度和 pH值对微生物的氨氮转化能力有重要影响。检测水温是否在微生物适宜的范围内，多数硝化细菌在25 - 30℃活性最佳，若水温偏离该区间，如冬季水温过低，考虑使用加热设备提升水温；夏季水温过高，采取降温措施，如设置遮阳棚、增加循环水冷却装置。

     同时，监测生物滤池水体pH 值，应维持在7.5 - 8.5 之间，若pH 值异常，及时添加酸碱调节剂进行调整，保证微生物酶的活性处于最佳状态，提高氨氮转化效率。

3、TSS检测

     检查循环水系统中的竖流沉淀器、斜管沉淀器等沉淀设备，若沉淀效果不佳，大量悬浮颗粒物进入生物滤池，会消耗微生物的能量，间接影响氨氮转化。清理沉淀设备内的沉积物，检查设备运行参数，如水流速度、沉淀时间等是否合理，优化沉淀流程，减少进入生物滤池的杂质，让微生物专注于氨氮转化。

三、生物滤料和微生物检测

     在循环水养殖系统中，生物滤料和微生物是维持水质稳定的核心。如果生物滤料或微生物出现问题，会导致氨氮和亚硝酸盐处理效率下降，影响养殖效果。

1、生物滤料的检测与问题解决
1)外观与物理特性检查：

     定期取出部分生物滤料，直观观察其表面状况。若发现滤料表面有大量沉积物、藻类附着，颜色异常改变（如原本白色的滤料变黑褐色），这可能意味着水流不畅或水体富营养化。此时，应加强循环水的预处理，检查沉淀、过滤环节去除杂质是否有异常。同时考虑对滤料进行清洗，可采用气洗、水洗结合的反冲洗方式，恢复滤料的正常外观与通透性能。

     用手触摸滤料，感受其质地。若滤料变得易碎、疏松，可能是长期受水流冲刷、化学侵蚀或微生物分解作用，导致其结构受损。这种情况下，需评估滤料的使用寿命，及时更换部分或全部滤料，选用更耐磨损、耐腐蚀的材质，如高强度陶瓷滤料或改性塑料滤料。

2)孔隙率与堵塞

     生物滤料若孔隙率大幅下降，说明滤料可能被堵塞严重。同时，监测生物滤池进出水的压力差，正常运行时压力差应相对稳定，若压力差持续增大，也是滤料堵塞的明显信号。发现堵塞时，需排查循环水系统中是否有过多悬浮物来源，如沉淀设备故障，加以修复。

2、微生物的检测与问题解决
1)微生物群落结构分析

     借助分子生物学技术，如PCR - DGGE（聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳）或高通量测序，定期检测生物滤池内微生物的种类与相对丰度。若发现硝化细菌、反硝化细菌等关键功能菌群数量锐减，而一些杂菌大量繁殖，表明微生物群落失衡。这可能是由于水质突变（如大量消毒剂进入）、营养物质比例失调等原因引起。此时，应停止使用可能影响微生物的化学药剂，补充富含硝化细菌的菌剂。

2)微生物活性检测

     采用呼吸速率测定法、酶活性检测法等手段，监测微生物的活性。若微生物呼吸微弱、酶活性降低，表现为生物滤池对氨氮、亚硝酸盐的转化速率变慢。首先检查溶解氧、温度、pH等环境因素，若溶解氧不足，增加曝气；温度不适，调整控温设备；pH异常，添加酸碱调节剂。