近年来,我国水产养殖业飞速发展,但是水产养殖业总体仍是粗放型养殖,放清塘换水期间,将大量富含氮磷的养殖废水一次性排入周围水环境,给周围水环境带来冲击性的污染。课题组承担的“水产养殖业废水净化及回用技术集成与应用示范”国家水专项子课题提出了“养殖废水-菌藻共生单元-水生动物单元-潜流人工湿地-养殖新水”的新型水产养殖水循环利用模式,以实现养殖废水的零排放。菌藻共生单元负责将养殖水中溶解性氮、磷转化为颗粒态藻类,再通过水生动物单元中滤食性水生动物的滤食作用,以及后续潜流人工湿地的进一步过滤作用去除所转化的藻类,实现养殖水中有机物的生态化处理及氮磷的有序转化与利用,达到养殖水循环利用的目的。本论文负责该模式中“菌藻共生单元-水生动物单元”的研究,研究该两个净化单元净化水产养殖废水的效果及最佳运行条件,并建设示范工程。本论文的研究结果可概括为以下几个方面:1、菌藻共生单元系统运行条件的优化研究。以小球藻和活性污泥构建菌藻共生体系,来探讨在不同藻菌接种配比条件和不同温度范围的水力停留时间条件下模拟水产养殖废水中藻类的生长情况和污染物的去除效果,并研究氮的转化途径。实验结果表明,温度30℃,藻菌接种配比5:1的条件下,菌藻共生系统中藻类产率最高,实验持续7天后,叶绿素a最高可达753.18μg/L,DCODCr、TDP、TDN、NH4+-N和NO3--N的去除率分别为68.90%、90.83%、87.18%、99.97%和98.11%。藻类的同化作用是主要的磷去除机制。微生物脱氮和藻类同化作用为主要的氮去除机制,分别占总去除率的51.1%和48.5%。当水温在20℃～30℃范围内,宜采用4 d的水力停留时间,可以得到较好的藻生长量和污染物去除效率,实验持续21天,系统中叶绿素a浓度稳定在835.1μg/L左右,CODCr、TDN和TDP去除率分别为50.6%、63.4%和96.6%。温度范围为10℃～20℃时,8d水力停留时间净化效果和藻生长量最好,实验结束时叶绿素a浓度为571.0μg/L,CODCr、TDN和TDP去除率分别为46.2%、50.0%和94.8%。2、水生动物单元藻类滤食性试验。对比三角帆蚌、铜锈环棱螺和河蚬三种常见滤食性水生动物的滤水率,优化养殖密度、水力停留时间等运行条件,以得到较高的藻类去除效率和水质净化效果。实验结果表明,三角帆蚌、铜锈环棱螺和河蚬滤水率分别为1.00±0.41 L/（kg·min）,0.44±0.15 L/（kg·min）和1.51±0.82 L/（kg·min）。综合考虑滤水能力和耐低氧能力,进一步以三角帆蚌为实验对象。对比0.3 g/L,0.5 g/L,0.7 g/L三个养殖密度梯度条件下叶绿素a含量的变化,实验表明,0.5 g/L养殖密度条件下藻类消除效果最好,24h后叶绿素a去除率达到88.3%。进一步考察水力停留时间的影响,实验表明,1.0 d水力停留时间条件下,藻类去除效果最好,实验结束时叶绿素a去除率为77.2%。CODCr、TN、TP、NH4+-N、NO2--N和NO3--N都能达到较高去除率,分别为55.4%、68.1%、95.0%、92.1%和62.3%。3、建立了“养殖废水-菌藻共生单元-水生动物滤食单元-水生蔬菜人工湿地-养殖新水”的水产养殖水循环利用模式示范工程,考察了本论文所研究的“菌藻共生单元-水生动物单元”在实际工程中的净化效果,经过四个月的运行调试,结果表明:菌藻共生净化单元和水生动物净化单元对CODCr、TDP、TDN、NH4+-N和NO3--N平均总去除率为44.7%、22.0%、40.3%、45.0%和22.4%,水生动物净化单元对藻类的平均去除率为54.6%,并可以实现环境效益和经济效益的共赢。