Dīķa biofiltrs
Akvakultūra ir tādu ūdens organismu kā zivju, vēžveidīgo, mīkstmiešu un ūdensaugu audzēšana, pasaules pieprasījums pēc zivīm ir devis stimulu straujai akvakultūras izaugsmei. 2012.gadā akvakultūrā tika saražoti 66,6 miljoni tonnu zivju, kas veidoja 42,2% no pasaules pārtikas zivju produkcijas. Turklāt akvakultūra ir viena no visstraujāk augošajām pārtikas ražošanas nozarēm ar vidēji 6,5 % pieaugumu laika posmā no 2000. līdz 2012. gadam.
Akvakultūras sistēmas var iedalīt trīs galvenajās kategorijās: ekstensīvās, daļēji intensīvās un intensīvās, pamatojoties uz produkcijas apjomu uz tilpuma vienību (m 3 ) vai platības vienību (m 2 ). Dabiski mazie ezeri ietilpst tipiskās ekstensīvās sistēmās, dīķu kultūra ar barošanu vai aerāciju pusintensīvā un recirkulācijas akvakultūras sistēmas ir intensīvas.
Recirkulējošās akvakultūras sistēmas (RAS) ir uz tvertnēm balstītas sistēmas, kurās vides parametri tiek pilnībā kontrolēti, tāpēc zivis var uzkrāt lielā blīvumā. RAS tehnoloģija ir izstrādāta un pilnveidota pēdējo trīs gadu desmitu laikā. RAS tehnoloģija spēj strādāt ar lielu jaudu ar mazāku ūdens daudzumu un ir prasība salīdzinājumā ar tradicionālo zivju audzēšanu, kā arī RAS var samazināt ķīmisko vielu un antibiotiku lietošanu un atkritumu izvešanu; turklāt RAS ir pielāgojama sugai, kas nozīmē, ka zivis var ražot visu gadu. Tomēr RAS ir nepieciešams liels kapitāls un darbības ieguldījumi, kas ir galvenais trūkums. Turklāt tā ir sarežģīta startēšanas sistēma, kuras uzturēšanai un uzraudzībai ir nepieciešamas zināšanas.
Ūdens kvalitātes kontrole RAS tiek nodrošināta ar daudzām dažādām sastāvdaļām. Kopumā RAS sastāv no sildītāja vai siltummaiņa ūdens temperatūras regulēšanai, aerācijas sistēmas, lai samazinātu izšķīdušā CO 2 koncentrāciju, skābekļa padeves sistēmas pietiekama skābekļa padevei, cilindru filtriem suspendēto vielu noņemšanai, dezinfekcijas sistēmas (UV un ozona iekārtas), lai inaktivētu patogēnus. un biofiltru sistēma slāpekļa atkritumu noņemšanai. Sārmainība sistēmā tiek kontrolēta, pievienojot tai ķīmiskas vielas.
Ūdens attīrīšanai tiek izmantotas daudzu veidu bioplēves sistēmas, piemēram, pilināmie biofiltri, rotējošie bioloģiskie kontaktori (RBC), granulu biofiltri, peldošo lodīšu biofiltri un verdošā slāņa biofiltri, kuriem visiem ir priekšrocības un trūkumi. Sūkšanas filtrs nav tilpuma efektīvs; Rotējošajos bioloģiskajos kontaktoros bieži ir bijuši mehāniski bojājumi; granulētās vides biofiltriem ir nepieciešama periodiska aizmugures mirgošana, un verdošā slāņa reaktori uzrāda hidraulisku nestabilitāti. Šajā kontekstā kustīgās gultas bioplēves reaktora (MBBR) tehnoloģija tika izstrādāta 80. gadu beigās un 90. gadu sākumā Norvēģijā.
Tagad MBBR visā pasaulē tiek izmantots sadzīves un rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanai, kā arī ūdens attīrīšanai akvakultūrā. Akvakultūras nozarē MBBR galvenokārt izmanto nitrifikācijai, kā arī organisko vielu atdalīšanai. Lai izvairītos no tā, ka heterotrofās baktērijas, kas patērē organiskās vielas, nomāc nitrificējošās baktērijas pie lielām organiskajām slodzēm, MBBR akvakultūras sistēmā vienmēr tiek darbināts ar zemu organisko vielu slodzi.
Salīdzinot ar vairumu citu bioplēves reaktoru, MBBR izmanto visu tvertnes tilpumu biomasas audzēšanai, tam ir arī nenozīmīgs spiediena zudums un nav nepieciešama periodiska skalošana, un tas nav uzņēmīgs pret aizsērēšanu. Turklāt bioplēves nesēju uzpildes frakcija reaktorā var tikt pakļauta preferencei. Tomēr ir ieteicams, lai uzpildes frakcijas būtu mazākas par 70 %, lai nesējs būtu brīvi suspendēts reaktorā.
MBBR ir tehnoloģija, kuras pamatā ir bioplēves teorija, un aktīva bioplēve aug uz speciāli izstrādātiem plastmasas nesējiem (vai biovides), kas ir suspendēti reaktorā. To var darbināt gan aerobos, gan anaerobos apstākļos, biovides tiek turētas suspendētas, maisot no aerācijas difuzoriem, savukārt anaerobos gadījumos tiek izmantots maisītājs, lai nodrošinātu biovides kustību. Biovides tiek izgatavotas no dažādiem materiāliem, un parasti tiek izmantots augsta blīvuma polietilēns, kura blīvums ir aptuveni 0,95 g/cm 3. Lai nodrošinātu maksimālo īpatnējo virsmas laukumu (m 2 /m 3 ), bio-mediji ir izstrādāti dažādās formās un izmēros.