Tvenkinio bio filtras
Akvakultūra – tai vandens organizmų, tokių kaip žuvys, vėžiagyviai, moliuskai ir vandens augalai, auginimas, pasaulinė žuvų paklausa paskatino spartų akvakultūros augimą. 2012 m. akvakultūroje buvo išauginta 66,6 mln. tonų žuvies, o tai sudarė 42,2% pasaulinės maistinės žuvies produkcijos. Be to, akvakultūra yra vienas sparčiausiai augančių maisto gamybos sektorių, kurio augimas 2000–2012 m. vidutiniškai siekė 6,5 %.
Akvakultūros sistemas galima suskirstyti į tris pagrindines kategorijas: ekstensyvią, pusiau intensyvią ir intensyvią, atsižvelgiant į produkcijos tūrio vienetą (m 3 ) arba ploto vienetą (m 2 ). Natūralūs maži ežerai patenka į tipines ekstensyvias sistemas, tvenkinių kultūra su maitinimu ar aeracija pusiau intensyvioje, o recirkuliacinės akvakultūros sistemos yra intensyvios.
Recirkuliacinės akvakultūros sistemos (RAS) yra rezervuaruose veikiančios sistemos, kuriose aplinkos parametrai yra visiškai kontroliuojami, todėl žuvis galima laikyti dideliu tankumu. RAS technologija buvo kuriama ir tobulinama pastaruosius tris dešimtmečius. RAS technologija turi galimybę dirbti dideliu pajėgumu su mažiau vandens ir yra reikalavimas, palyginti su tradicine žuvų auginimu, taip pat RAS gali sumažinti cheminių medžiagų ir antibiotikų naudojimą bei atliekų šalinimą; be to, RAS yra pritaikomas prie rūšių, o tai reiškia, kad žuvis galima auginti ištisus metus. Tačiau RAS reikia didelio kapitalo ir veiklos investicijų, o tai yra pagrindinis trūkumas. Be to, tai sudėtinga paleidimo sistema, kuriai prižiūrėti ir stebėti reikia žinių.
Vandens kokybės kontrolė RAS pasiekiama naudojant daugybę skirtingų komponentų. Paprastai RAS sudaro šildytuvas arba šilumokaitis vandens temperatūrai reguliuoti, vėdinimo sistema, skirta sumažinti ištirpusio CO 2 koncentraciją, deguonies tiekimo sistema, skirta pakankamai deguonies tiekti, būgniniai filtrai suspenduotoms dalelėms pašalinti, dezinfekavimo sistema (UV ir ozono įranga) patogenams inaktyvuoti. ir biofiltrų sistema azoto atliekoms pašalinti. Šarmingumas sistemoje kontroliuojamas pridedant į ją cheminių medžiagų.
Vandeniui valyti naudojama daugybė bioplėvelių sistemų, tokių kaip srovenantys biofiltrai, besisukantys biologiniai kontaktoriai (RBC), granuliuotos terpės biofiltrai, plūduriuojantys granulių biofiltrai ir verdančio sluoksnio biofiltrai, visi turi privalumų ir trūkumų. Drėkinantis filtras neefektyvus tūrio atžvilgiu; besisukančių biologinių kontaktorių mechaniniai gedimai dažnai buvo patirti; granuliuotos terpės biofiltrus reikia periodiškai mirksėti, o verdančiojo sluoksnio reaktoriai rodo hidraulinį nestabilumą. Šiame kontekste judančio sluoksnio bioplėvelės reaktoriaus (MBBR) technologija buvo sukurta devintojo dešimtmečio pabaigoje ir dešimtojo dešimtmečio pradžioje Norvegijoje.
Dabar MBBR visame pasaulyje taikomas komunalinėms ir pramoninėms nuotekoms valyti, taip pat vandens valymui akvakultūroje. Akvakultūros pramonėje MBBR daugiausia naudojamas nitrifikacijai, taip pat organinių medžiagų šalinimui. Kad heterotrofinės bakterijos, vartojančios organines medžiagas, neslopintų nitrifikuojančių bakterijų esant didelėms organinėms apkrovoms, MBBR akvakultūros sistemoje visada eksploatuojamas esant mažoms organinėms apkrovoms.
Palyginti su daugeliu kitų bioplėvelės reaktorių, MBBR naudoja visą rezervuaro tūrį biomasės auginimui, jis taip pat nežymiai praranda galvą, nereikia periodiškai plauti atgal, be to, jis nėra jautrus užsikimšimui. Be to, bioplėvelės nešėjų užpildymo frakcijai reaktoriuje gali būti taikomos pirmenybės. Tačiau rekomenduojama, kad užpildymo frakcijos būtų mažesnės nei 70 %, kad nešiklis liktų laisvai pakibęs reaktoriuje.
MBBR yra technologija, pagrįsta bioplėvelės teorija, kai aktyvi bioplėvelė auga ant specialiai sukurtų plastikinių laikiklių (arba bioterpių), kurie yra pakabinami reaktoriuje. Galima eksploatuoti tiek aerobinėmis, tiek anaerobinėmis sąlygomis, bioterpės laikomos pakibusios maišant iš aeracinių difuzorių, o anaerobiniais atvejais naudojamas maišytuvas, kad biomedija judėtų. Biologinės terpės gaminamos iš skirtingų medžiagų ir dažniausiai naudojamas didelio tankio polietilenas, kurio tankis yra apie 0,95 g/cm 3. Siekiant užtikrinti maksimalų savitąjį paviršiaus plotą (m 2 /m 3 ), bio-medijos yra sukurtos įvairių formų ir dydžių.