Біофільтр для ставка
Аквакультура — це вирощування водних організмів, таких як риба, ракоподібні, молюски та водні рослини. Всесвітній попит на рибу став поштовхом до швидкого зростання аквакультури. У 2012 році в аквакультурі було вироблено 66,6 мільйонів тонн риби, що становило 42,2% світового виробництва харчової риби. Крім того, аквакультура є одним із найшвидше зростаючих секторів виробництва харчових продуктів із середнім зростанням на 6,5 % у період з 2000 по 2012 рік.
Системи аквакультури можна класифікувати за трьома основними категоріями: екстенсивні, напівінтенсивні та інтенсивні на основі виробництва на одиницю об’єму (м 3 ) або одиницю площі (м 2 ). Природні невеликі озера потрапляють у типові екстенсивні системи, ставкове вирощування з живленням або аерацією – у напівінтенсивні, а рециркуляційні системи аквакультури – у інтенсивні.
Рециркуляційні аквакультурні системи (RAS) — це резервуарні системи, в яких параметри навколишнього середовища повністю контролюються, тому рибу можна заселяти з високою щільністю. Технологія RAS була розроблена та вдосконалена протягом останніх трьох десятиліть. Технологія RAS має здатність працювати з високою продуктивністю з меншою кількістю води та є вимогою порівняно з традиційним рибним господарством, також RAS може зменшити використання хімікатів та антибіотиків та утилізацію відходів; крім того, RAS є адаптованим до виду, що означає, що рибу можна вирощувати цілий рік. Однак RAS потребує великих капіталовкладень та операційних інвестицій, що є головним недоліком. Крім того, це складна система для запуску, а для підтримки та моніторингу потрібен досвід.
Контроль якості води в RAS досягається багатьма різними компонентами. Загалом RAS складається з нагрівача або теплообмінника для регулювання температури води, системи аерації для зниження концентрації розчиненого CO 2, системи оксигенації для забезпечення достатньою кількістю кисню, барабанних фільтрів для видалення зважених твердих речовин, системи дезінфекції (устаткування УФ та озону) для інактивації патогенів. і система біофільтрів для видалення відходів азоту. Лужність в системі контролюється шляхом додавання в неї хімікатів.
Існує багато типів систем біоплівок, які використовуються для очищення води, такі як крапельні біофільтри, обертові біологічні контактори (RBC), гранульовані біофільтри, біофільтри з плаваючими кульками та біофільтри з киплячим шаром, усі мають переваги та недоліки. Крапельний фільтр не є об’ємним; у обертових біологічних контакторах часто траплялися механічні збої; біофільтри з гранульованим середовищем потребують періодичного зворотного промивання, а реактори з киплячим шаром демонструють гідравлічну нестабільність. У цьому контексті технологія біоплівкового реактора з рухомим шаром (MBBR) була розроблена наприкінці 1980-х і на початку 1990-х років у Норвегії.
Зараз MBBR використовується у всьому світі для очищення міських і промислових стічних вод, а також для очищення води в аквакультурі. У галузі аквакультури MBBR в основному застосовується для нітрифікації, а також для видалення органічних речовин. Щоб уникнути гетеротрофних бактерій, які споживають органічну речовину, пригнічуючи нітрифікуючі бактерії при високих органічних навантаженнях, MBBR завжди працює при низьких органічних навантаженнях у системі аквакультури.
У порівнянні з більшістю інших біоплівкових реакторів, MBBR використовує весь об’єм резервуара для зростання біомаси, він також має незначну втрату напору, не потребує періодичної зворотної промивки та не схильний до засмічення. Крім того, фракція заповнення носіїв біоплівки в реакторі може залежати від переваг. Однак рекомендується, щоб фракції заповнення були меншими за 70 %, щоб носій залишався вільно підвішеним у реакторі.
MBBR — це технологія, заснована на теорії біоплівки, коли активна біоплівка росте на спеціально розроблених пластикових носіях (або біоносіях), які підвішені в реакторі. Він може працювати як в аеробних, так і в анаеробних умовах, біосередовище зберігається в суспендованому стані за допомогою перемішування через аераційні дифузори, тоді як в анаеробних випадках для підтримки руху біосередовища використовується змішувач. Біоматеріали виготовляються з різних матеріалів, і зазвичай використовується поліетилен високої щільності, який має щільність близько 0,95 г/см 3. Щоб забезпечити максимальну питому поверхню (м 2 /м 3 ), Біоматеріали розроблені в різних формах і розмірах.