摘要
海水养殖尾水具有产量大，含盐量高，富含残饵、粪便、代谢物等特点，不加处理直接排放将造成水体富营养化、海洋生态环境恶化等重大影响。近年来，众多国内外学者开展了关于真菌絮凝微藻形成微藻-真菌菌丝球联合体（Algal-mycelialpellets，AMPs）去除污水中污染物的研究，AMPs能在有效去除污染物的同时实现资源回收和多种生物能转换，助力达成碳中和目标。然而目前该体系多用于淡水污水的处理，是否适用于处理海水养殖尾水等高盐污水中碳氮磷等污染物尚不得而知。此外，盐度对两者间絮凝是否有影响，具体影响机制仍有待进一步探究。基于此，本研究选择海水小球藻Chlorellasp.TNBR1和黑曲霉Aspergillusniger构建AMPs处理海水养殖尾水中碳氮磷，探究不同因素对其处理碳氮磷以及絮凝效率的影响趋势和最优条件，阐明盐度对AMPs絮凝的影响机制，最后检验AMPs处理实际海水养殖尾水的效果，并将其回收后饲喂鱼虾，评估其饲料化的经济和环境效益。论文主要结果如下： （1）综合单因素及正交实验结果，AMPs在海水养殖废水中絮凝和处理碳氮磷的各条件最佳水平为：温度30℃，转速120rpm，光强6000lux，光暗比18:6，pH=6，藻量为9×106cell/mL，菌量6.75×105spores/mL，藻时期为对数中期，菌培养时期为48h。在最优条件下，AMPs在海水养殖废水中絮凝效率为85.53%±3.42%，去除营养物质能力优于单一的藻或菌培养，且微生物同化是AMPs处理海水养殖尾水中碳氮磷的主要机制。 （2）在0%-4%的盐度范围内，随盐度的增加，AMPs的絮凝效率和絮凝生物量降低。在0%-2%盐度中，AMPs絮凝效率在24h时超过95%，而在3%和4%盐度中絮凝效率在24h仅达到86%±5%和63%±2%。观察发现高盐度下菌丝球结构更致密，传质效率低，降低了菌丝体活性，不利于絮凝，同时高盐度下紧密结合态的胞外聚合物（tightlyboundEPS，TB-EPS）中蛋白质（Protein，PN）含量减少，导致AMPs与水的接触角减小，疏水性降低，多糖（Polysaccharide,PS）含量减少，导致可供微藻黏附的活性位点的减少，进而抑制了絮凝作用。表面电位的增加和疏水性的降低使AMPs的表面自由能和总相互作用能增加，导致在高盐度下难以絮凝。 （3）AMPs在实际海水养殖尾水中也可有效絮凝和处理碳氮磷。同时，相比纯藻和纯菌，AMPs中油脂、蛋白质和多糖等营养价值均有所提高，有利于其进一步饲料化的回收利用。AMPs作为虾饲料喂养的罗氏沼虾蛋白质含量为17.6g/100g，有效提高了罗氏沼虾的营养价值。经济和环境效益分析发现使用AMPs处理1t尾水可获得约751g的生物质，节约成本约为52.6元，同时固定325.2gCO2，同化12.9gN和1.7gP，即AMPs运用于实际尾水的处理及饲料的应用可以节省养殖成本、节能减排。 综上，本论文的研究结果可为AMPs在海水养殖尾水中的碳氮磷污染处理及资源化利用提供理论依据和技术支撑。
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