工业化海水循环水养殖（RAS）系统中，养殖生物排泄的氨氮和投喂残饵分解产生的氨氮，对鱼类和虾类有剧毒。传统的硝化滤池虽然能将氨氮转化为低毒的硝酸盐，但硝酸盐的持续积累也会对养殖动物产生慢性胁迫，并导致水体酸化，需频繁换水。生物反硝化需要投加大量有机碳源（如甲醇、糖），成本高且风险大。厌氧氨氧化（Anammox）技术以其无需有机碳源、低污泥产率、低能耗的优势，在低C/N废水脱氮领域前景广阔。然而，Anammox菌通常生长缓慢，对盐度敏感。能否在高盐度（~30‰）海水条件下，成功培养、富集和稳定运行厌氧氨氧化工艺，是将其应用于海水RAS的前提和挑战。

  本研究构建了一套填充了高效悬浮生物填料的移动床生物膜反应器（MBBR），用于模拟海水RAS。接种了来自红树林底泥的耐盐Anammox种泥。通过长达200天的驯化，反应器在进水氨氮100mg/L、盐度30‰、水温25-30℃的条件下，成功实现了稳定的亚硝酸盐型厌氧氨氧化。总氮去除速率可达1.0 kg N/(m³·d)。高通量测序分析揭示了生物膜中富集出了以Candidatus Scalindua属为主导的海洋型厌氧氨氧化菌。Candidatus Scalindua是已知的Anammox菌中对盐度耐受性最强的属。

  处理后的出水，氨氮和亚硝酸盐均检测不出，硝酸盐浓度稳定控制在10mg/L以下的极低水平，完全满足绝大部分海水养殖对象的用水标准。将处理后的水用于饲养凡纳滨对虾幼体，经过45天的养殖实验，处理组的对虾存活率和生长速度均显著优于传统硝化滤池处理组（因硝酸盐积累而换水频繁）。连续运行一年多来，该Anammox-MBBR反应器一直保持稳定高效的脱氮性能，未出现任何运行故障。本研究成功地将厌氧氨氧化这一前沿脱氮技术，拓展应用到了高盐海水养殖循环水处理领域，为构建真正“零换水”或极低换水率的下一代海水工业化循环水养殖系统，奠定了核心技术基础。

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