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同步硝化与反硝化低碳脱氮技术已研发成熟并投入实际生产，实现南美白对虾工厂化循环水养殖连续每方水产虾20斤，其他品种也都适用！
渠道机遇·合作共赢·合规发展
2022年10月中旬·南京
第五届中国水产投入品年会迎来全新升级，站在新的时代风口，致力于为投入品企业提供一站式综合解决方案！
市场在变化，企业要发展，在新市场环境下，动保从业者如何快速寻找到当下行业中最有实惠且稳定的原材料、最先进的生产工艺、最精准的政策解读、最具差异性的产品、最有效果的病害解决方案、最有力的运输系统、最有前景的销售模式，最全面的短视频玩法，已成为大型投入品企业保持市场先进性的根本保障，也是中小型投入品企业打破集团企业“围剿”，应对市场波动的新突点！在这场会上，我们将有集中呈现，让我们共同见证行业未来发展！
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中国水产科学研究院珠江水产研究所健康养殖技术集成示范应用服务团队的陈总会、何有根、彭勇鳌等科技人员，多年来一直在探索实践高密度健康养殖水质调控处理技术，尤其是设施工厂化水产养殖水处理技术，包括工厂化、集约化鱼虾苗种标粗、养成技术等。
经过多年的探索与积累，初步建立起一整套2.0版本低碳脱氮技术（同步硝化与反硝化）操作流程与控制措施，筛选出一系列快速培育同步硝化与反硝化脱氮系统所需物资与产品，并在工厂化鱼、虾、水蛭等苗种标粗、养殖、池塘鱼、虾等高密度水产养殖上均进行了高效广泛应用，在高效解决水产养殖废氮污染（高氨氮、高亚盐）的同时，大大减少了病虫害的发生和药物使用，提升了水产品品质，切实保障了水产品质量安全及养殖效益，并与全国多个水产养殖基地签订技术指导合作协议，提供技术支持服务。为切实了解这项低碳脱氮技术，水产前沿专门采访了中国水产科学研究院珠江水产研究所陈总会助理研究员。
左三：中国水产科学研究院珠江水产研究所 陈总会助理研究员
低碳脱氮技术可有效调控养殖水质，
提高养殖效益
陈老师您好，前几天我们看到有养殖场运用了您团队所研发的“同步硝化和反硝化低碳脱氮技术”进行南美白对虾工厂化养殖，每方水产虾20斤，同时实现了养殖系统内废水零排放，能否请您给我们分享下？
陈总会：该对虾养殖场是我们多年的合作伙伴，自从2020年12月韶河公司与我所签订产学研试验基地合作协议以来，我所科技人员多次去到韶河生态水产养殖基地，通过现场指导、技术培训，实施了先进的内陆地区南美白对虾工厂化循环水低碳脱氮高稳养殖技术模式（同步硝化与反硝化脱氮技术），使该基地的南美白对虾单位产量由原来的3-5斤/立方米提升到15-20斤/立方米，养殖成活率达到80%以上，对虾品质得到大幅提升，基地经营走上了良性发展之路。为促进当地乡村旅游、农民增收致富、培育农村新产业做出了典型示范与重要贡献。
运用低碳脱氮技术养出来的大虾
借此机会，能否请您给我们具体介绍下这项脱氮技术？
陈总会：实践表明，对于水产养殖来说，除选择优质的种苗、饲料之外，水质的有效把控也尤为重要。目前的水产养殖废水除氮方法大多采用生物法，生物方法分有菌藻同化、生物硝化和反硝化法等。但是，传统的生物硝化和反硝化通常作为两个单独分开的过程，在2个不同的反应器内完成。我们团队研究利用的同步硝化和反硝化技术是指在有氧条件下，在同一生物反应器内同时发生硝化和反硝化的过程，将水体中的废氮转化以氮氧化物或氮气的形式排出去，有效保持了水体中氨氮、亚硝酸盐等有害指标的长期稳定，维持水质各指标在设定的安全范围内，保障了养殖动物的健康生长。
运用低碳脱氮技术的养殖场
低碳脱氮技术实现了硝化和反硝化反应同步进行
从字面上理解，这项技术实现了硝化反应和反硝化反应的同步进行，两个反应同步进行对比传统的硝化反硝化技术有什么优势呢？
陈总会：这种同步硝化反硝化处理技术要显著优于传统的硝化和反硝化分离过程。
第一，同步硝化反硝化将原先串联反应的2个反应器合并，将原本2个分开的反应放在一个反应器内进行，有效减小了反应器体积和占地面积，降低了工艺成本。
第二，可以减少约25%的溶解氧，降低反应能耗。
第三，相对于传统的生物脱氮工艺，短程反硝化可以节省22% ~40%的碳源，在C/N比相同的情况下提高了脱氮效率。
第四，由于硝化反应会产生一定的酸度，而反硝化过程产生碱度，酸碱可以部分中和，所以同步硝化反硝化反应体系一定程度上可以自行调节pH值，减少碱的投入量，有利于将反应系统中的pH值稳定在一定范围内。
低碳脱氮技术使用需注意系统的相互配套
在运用“同步硝化和反硝化低碳脱氮技术”进行养殖过程中，关键点是什么？
陈总会：一是快速建立硝化与反硝化菌群系统。在生化池、或者在养殖池放苗后的1-2周内，采取一系列特定操作措施，既能迅速将同步硝化和反硝化菌群系统培育起来并发挥作用，又能确保幼苗在此系统形成的过程中的高氨氮、高亚盐耐受、安全生长。二是确保此系统有足够的脱氮处理能力与稳定性，并且功能越来越强大。之前我们研发利用的第一代工厂化脱氮技术，养殖和处理废水都在同一个养殖池中进行，起脱氮作用的微生物主要附着在池壁和池底，水体中的絮团微生物也发挥一部分作用，但实际应用结果显示，到了养殖中后期，絮团量（生物量）控制、溶解氧消耗、微量元素等离子消耗、水质稳定性及其脱氮处理能力不足等往往会导致鱼虾出问题，这也是现在流行的工厂化生物絮团养虾养鱼经常碰到的瓶颈问题。后来，我们进行了一系列升级改造工作，第二代同步硝化和反硝化低碳脱氮技术采用生化池和养殖池分置、生化池填充生物球的方式，经过不断的实践验证，最终确定了生化池与养殖池的配置比例及生化池生物球的配比参数，并且针对同步硝化和反硝化系统的稳定性控制及脱氮处理能力提升上都有了大幅改进，逐步做到了标准化、可复制、规模化。
“同步硝化和反硝化低碳脱氮技术”在运用过程中的效果表达主要受哪些因素影响？
陈总会：同步硝化和反硝化低碳脱氮技术在运用过程中会受以下几种因素影响：
1、COD/NH4+N比的影响。在一定程度上，水中碳氮比越高，处理后水体总氮越低，废氮去除率也相应越高，同步硝化反硝化现象也越明显；
2、温度的影响。通常硝化和反硝化反应的适宜温度为20~ 30°C，当低于15°C时，其反应速度下降，到5°C时反应几乎完全停止。当温度在20~ 30°C时，水中总氮和氨氮的去除率随温度升高而升高，当温度到达30°C时，总氮和氨氮的去除率达到最高，分别为99.8%和95.7%；
3、溶解氧的影响。溶解氧是同步硝化反硝化过程的关键因素，若溶解氧浓度过高，会导致氧的穿透能力变强，使得污泥絮团内难以形成缺氧区，同时，溶解氧浓度的升高容易造成异养好氧型细菌活性增强，加快有机物的氧化，使反硝化菌因无碳源或碳源不足而活力减弱。
低碳脱氮技术在土塘大有可为
该技术除了应用在南美白对虾养殖上外，能否用于其他经济鱼类养殖？
陈总会：据我们以往实践验证，这套同步硝化和反硝化低碳脱氮技术完全可以运用至其他高价值品种的养殖，比如鲈鱼标苗、鲈鱼工厂化养成等。此外，该项技术不仅可以用于工厂化养殖，也可用于土塘养殖，而且效果更好，成本更低，这关键在于养殖户对这套理念与模式的理解与接受、进而是条件的配备与日常的操作。一般来说，只要鱼塘、虾塘前期有意识地专门培养建立起硝化与反硝化系统，后期养殖就基本不用担心水环境变化的影响，系统的稳定性非常强。同时，养殖户在养殖过程中由于水质稳定，可以很大程度减少很多药物的使用，有效保证了食品安全，实现降本增效。
低碳脱氮技术必将成为未来生物脱氮的重要途径之一
我们知道生物脱氮过程是一个很微妙的过程，这套同步硝化和反硝化低碳脱氮技术目前是否已经完全摸透，是否还有哪些机理需要再进一步研究完善的么？
陈总会：经过多年实践验证，该技术在实际生产运用中已经非常成熟，但在研究上，目前同步硝化反硝化技术的个别具体作用机理和控制参数尚存疑问，因而还需要在以下诸多方面对同步硝化反硝化进行深入的研究：首先，需要通过对同步硝化反硝化机理的深入研究，特别需要展开对于好氧反硝化菌的各种生长特性和脱氮生物学机理的探索，建立同步硝化和反硝化的动力学模型。其次，由于同步硝化反硝化是一个复杂的过程，很可能同时包括生物硝化及反硝化、化学硝化及反硝化及其他硝化及反硝化过程，受到很多因素的影响，因此如何根据脱氮处理的主要控制因素，并结合水产养殖废水的特点，确立能够在各个养殖条件下普遍适用的稳定高效的方法，还需要进一步的研究和探索。尽管如此，该技术在生产上已得到广泛应用，且日臻成熟与完善，本团队欢迎与各位有识之士进行广泛交流和深入合作，尤其期待与新材料、新设施设备、特殊营养保障、池塘生态修复等各界专家同仁共同推进同步硝化和反硝化低碳脱氮技术，更好地为水产业服务。
该技术的成功对水产养殖水处理具有什么产业意义？
陈总会：目前我国水产养殖的废水处理模式主要是先养殖后处理的方式，而我们研究的这套低碳脱氮技术是在向实现养殖用水边养殖边处理方向上做的一种探索，可大大节省了处理废水的成本和时间，这对养殖水处理来说具有重要的参考意义。随着环境污染和水资源短缺的问题日益严峻，水产养殖采用封闭式循环水养殖模式势在必行，而同步硝化反硝化脱氮技术实现了在同一空间内同时除碳、硝化和反硝化，其脱氮历程节约了碳源，降低了动能消耗和处理费用，这必将成为未来生物脱氮的重要途径之一。因此，该技术在水产养殖废水的综合利用和无害化排放上有着极大的开发价值和广泛的应用前景。
专题：投入品年会调研行
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