Mūsdienu augsta blīvuma{0}}akvakultūrā ūdens kvalitāte nav tikai vides problēma, - tas ir vienīgais vissvarīgākais mainīgais, kas nosaka izdzīvošanas rādītājus, barības konversijas koeficientus un galu galā saimniecības rentabilitāti. Katrs neapēstās barības kilograms un katrs garneļu izdalīšanās grams pievieno amonjaku ūdens stabam, un koncentrācijā virs 1–2 mg/l amonjaks kļūst garnelēm toksisks, nomācot augšanu un palielinot uzņēmību pret slimībām. Šajā gadījuma izpētē tiek pētīts, kā liela mēroga-garneļu audzētava izmantoja MBBR tehnoloģiju, lai ārstētu600 m³/d ar barības vielām bagātu notekūdeņu{1}}, panākot 90–95% amonjaka atdalīšanu un 85% ūdens atkārtotu izmantošanu- ietaupot aptuveni 186 000 m³ saldūdens gadā.
Projekta pārskats
Klients pārvalda liela mēroga{0}}garneļu audzētavu ar divkāršu mērķi: uzturēt stabilu ūdens kvalitāti, lai atbalstītu augsta-blīvuma ražošanu, un ievērot arvien stingrākus izplūdes noteikumus. Pēc vairāku apstrādes tehnoloģiju izvērtēšanas saimniecība izvēlējās uz MBBR- balstītu bioloģisko attīrīšanas sistēmu -, un lēmumu noteica trīs faktori, kam akvakultūrā ir milzīga nozīme: izcila nitrifikācijas spēja nemainīgi siltā temperatūrā, kurā darbojas garneļu audzētavas, kompakts nospiedums, kas iekļaujas ierobežotajā speciālajā zemē, kas atrodas blakus ražošanas vietai. Process, kas nav nepieciešams darbam blakus ražošanas vietai
Attīrītais ūdens galvenokārt tiek atkārtoti izmantots fermas recirkulācijas akvakultūras sistēmā (RAS), radot gandrīz slēgtu -cilpas ūdens ciklu. Jebkurš pārpalikums, kas pārsniedz recirkulācijas vajadzības, tiek novadīts uz tuvējo ūdenstilpni -, taču tādā kvalitātē, kas atbilst Ķīnas akvakultūras notekūdeņu izplūdes standartam (SC/T 9101-2007) ar ērtām robežām visiem parametriem.
Barības ūdens īpašības
Akvakultūras notekūdeņiem no garneļu audzētavām ir raksturīgs profils, kas būtiski atšķiras no sadzīves notekūdeņiem. Organiskās slodzes ir mērenas, bet amonjaka koncentrācija ir nesamērīgi augsta salīdzinājumā ar ĶSP - proteīnu-bagātas barības atlieku un koncentrētas garneļu izdalīšanās rezultātā. Suspendētās cietās vielas pārsvarā rodas no neapēstām barības daļiņām un fekālijām, kas abas nosēžas salīdzinoši labi. Izpratne par šo profilu ir ļoti svarīga, jo tā tieši veido ārstēšanas procesa plānu.
| Parametrs | Neapstrādāti akvakultūras notekūdeņi | Pēc primārās sedimentācijas |
| Plūsmas ātrums (m³/d) | 600 | 600 |
| ĶSP (mg/l) | 180–250 | 120–180 |
| BOD₅ (mg/l) | 80–120 | 60–90 |
| NH₃-N (mg/l) | 8–15 | 6–12 |
| TN (mg/l) | 25–40 | 20–35 |
| TSS (mg/l) | 120–200 | 40–80 |
| pH | 7.2–7.8 | 7.2–7.8 |
| Temperatūra ( grāds ) | 26–30 | 26–30 |
Primārā sedimentācija ir būtisks pirmais solis: tā noņem aptuveni 50–60% TSS un 30–35% ĶSP, izmantojot vienkāršu gravitācijas nosēdināšanu koniskā-dibens tvertnē ar 2-stundu aiztures laiku. Šī pirmapstrāde ir maldinoši svarīga — pirms bioloģiskās apstrādes atdalot lielāko daļu nosēdināmo cieto vielu, tā novērš inertu cietvielu uzkrāšanos uz MBBR nesēja virsmām un konkurē ar bioplēvi par virsmas laukumu, vienlaikus samazinot organisko slodzi, kas citādi patērētu aerācijas enerģiju oksidējošās daļiņas BSP.
Ārstēšanas procesa projektēšana
Apstrādes sistēmai ir četru -pakāpju konfigurācija, kas līdzsvaro attīrīšanas veiktspēju ar darbības vienkāršību -, kas ir būtisks apsvērums akvakultūras objektos, kur operatori ir zivju audzētāji, nevis notekūdeņu inženieri.
Posma 1 - primārā sedimentācijas tvertne:Koniskā{0}}apakšējā tvertne, kas paredzēta 2-stundu aizturei, gravitācijas ietekmē noņem nosēdušās cietās vielas, neapēsto barību un fekālijas. Periodiska nogulšņu noņemšana no konusa dibena novērš anaerobo sadalīšanos un ar to saistītās smakas problēmas. Šis vienkāršais mehāniskais solis samazina pakārtotās bioloģiskās apstrādes slodzi par aptuveni vienu trešdaļu.
2 -. posma MBBR bioloģiskais reaktors (divas zonas):Galvenās apstrādes iekārta ir 100 m³ taisnstūra betona tvertne, kas sadalīta divās funkcionālajās zonās. Anoksiskā zona aizņem pirmos 30% no tvertnes tilpuma (30 m³), aprīkota ar iegremdējamiem maisītājiem un tiek uzturēta pie DO zem 0,5 mg/L. Šeit no aerobās zonas pārstrādātais nitrāts tiek denitrificēts līdz slāpekļa gāzei - šeit kopējais slāpeklis faktiski tiek izņemts no ūdens, nevis tikai pārveidots no vienas formas citā. Aerobā zona aizpilda atlikušos 70 m³ ar MBBR barotni ar 35% piepildījuma attiecību. Smalki burbuļu disku difuzori nodrošina skābekli gan nitrifikācijai, gan nesēja cirkulācijai, sasniedzot 3–4 mg/l DO.
3 -. posma sekundārais dzidrinātājs:Gravitācijas sedimentācijas tvertne, kas darbojas ar virsmas slodzes ātrumu 0,8 m³/m²·h, atdala atdalīto bioplēvi un suspendēto biomasu no attīrītiem notekūdeņiem. Daļa nosēdušo dūņu tiek atgriezta atpakaļ MBBR ieplūdē, lai uzturētu biomasas krājumus (100% pārstrādes koeficients), bet atlikusī daļa tiek iztērēta SRT kontrolei 12–15 dienās.
4 -. posma UV dezinfekcija:UV kanāls, kas nodrošina 30 mJ/cm², nodrošina patogēna inaktivāciju pirms atkārtotas izmantošanas RAS vai izlādes. Šī deva ir standarta etalons akvakultūras vajadzībām un nodrošina parasto ūdens patogēnu, tostarp Vibrio sugu, samazinājumu par 3–4 log.
Galvenie dizaina parametri
| Parametrs | Vērtība |
| Dizaina plūsma | 600 m³/d |
| MBBR tvertnes tilpums | Anoksiska: 30 m³ + Aeroba: 70 m³ (kopā: 100 m³) |
| Kopējā HAT | 4 stundas (anoksiska: 1,2 h, aerobā: 2,8 h) |
| MBBR multivides veids | HDPE cilindrisks turētājs, Φ25 mm × 12 mm |
| Aizsargājamās virsmas laukums | 620 m²/m³ |
| Apdrukājamā materiāla piepildījuma attiecība (aerobā zona) | 35% |
| Dizaina organiskā slodze | 1,5 kg ĶSP/m³·d |
| Iekšējās recirkulācijas koeficients | 300% (nitrātu otrreizēja pārstrāde no aeroba uz bezskābekļa) |
| Dūņu pārstrādes attiecība | 100% (no dzidrinātāja līdz MBBR ieejai) |
| Dizains SRT | 12-15 dienas |
| MLSS aerobā zonā | 4000–5000 mg/l (ieskaitot pievienotās biomasas ekvivalentu) |
Veiktspējas rezultāti
Pēc 8-nedēļu nodošanas ekspluatācijā un bioplēves stabilizācijas perioda sistēma sasniedza stabilu-stāvokļa veiktspēju. Rezultāti parāda, kāpēc MBBR ir īpaši labi-pieskaņots akvakultūras notekūdeņiem — augsta amonjaka atdalīšana nemainīgi siltā temperatūrā, kompakta platība un minimāla operatora iejaukšanās.
1. tabula. MBBR apstrādes veiktspēja
| Parametrs | Ietekmīgs (pēc primārās izlaiduma) | Notekūdeņi | Noņemšana (%) |
| ĶSP (mg/l) | 120–180 | Mazāks vai vienāds ar 30 | 80–85 |
| BOD₅ (mg/l) | 60–90 | Mazāks vai vienāds ar 10 | 88–92 |
| NH₃-N (mg/l) | 6–12 | Mazāks vai vienāds ar 1,0 | 90–95 |
| TN (mg/l) | 20–35 | Mazāks vai vienāds ar 8 | 70–78 |
| TSS (mg/l) | 40–80 | Mazāks vai vienāds ar 10 | 85–90 |
Notekūdeņu kvalitāte konsekventi atbilda Ķīnas akvakultūras notekūdeņu novadīšanas standartam (SC/T 9101-2007) un - kritiski attiecībā uz saimniecības ekonomiku - bija piemērotatieša atkārtota izmantošana RAS bez papildu pulēšanas. Ja notekūdeņu NH₃-N bija zem 1,0 mg/L, attīrītais ūdens pēc dažiem parametriem faktiski bija tīrāks nekā saimniecības avota ūdens.
Galvenās akvakultūras priekšrocības
Stabila nitrifikācija augstā ūdens temperatūrā
Tropu garneļu audzēšanas reģionos ūdens temperatūra pastāvīgi saglabājas 26–30 grādu robežās -visu gadu -, kas ir optimālais temperatūras diapazons nitrificējošām baktērijām. MBBR bioplēve uztur blīvu, metaboliski aktīvu nitrificējošu populāciju, kas tiek sasniegtaamonjaka noņemšana virs 90% bez sezonāliem kritumiem. Atšķirībā no suspendētām-augšanas aktīvo dūņu sistēmām, kur temperatūras lēciens var paātrināt nitrifikatora izskalošanos, ja SRT netiek rūpīgi pārvaldīts, pievienotā-augšanas bioplēve pēc savas būtības ir izturīga pret biomasas zudumu - nitrifikatori paliek uz nesējiem.
Kompakta pēda
Ar kopējo HAT tikai 4 stundu - salīdzinājumā ar 8–12 stundām, kas raksturīgas parastajām aktīvo dūņu apstrādē līdzvērtīgām slodzēm -, MBBR nepieciešams ievērojami mazāks tvertnes tilpums. Viss 100 m³ bioloģiskais reaktors ietilpst aptuveni 40 m² platībā. Garneļu audzētavām, kur katrs zemes kvadrātmetrs blakus ražošanas dīķiem ir vērtīgs un bieži vien nepietiekams, šī kompaktā platība ir izšķiroša ekonomiska priekšrocība.
Nav problēmu ar dūņu lieluma palielināšanu
RAS akvakultūras notekūdeņiem parasti ir salīdzinoši zema C/N attiecība - — stāvoklis, par kuru zināms, ka tas veicina šķiedru veidošanu tradicionālajās aktīvajās dūņās, kur pavedienveida baktērijas izkonkurē floc{1}}veidotājus un rada dūņas, kas atsakās nosēsties. Pievienotais-MBBR augšanas raksturs pilnībā novērš šo problēmu: bioplēve paliek fiksēta uz nesējiem neatkarīgi no C/N attiecības, un tikai dabiski atdalīta biomasa nonāk dzidrinātājā, saglabājotnemainīgi labas nosēšanās īpašībasbez ķīmiskām piedevām vai operatora pielāgojumiem.
Darbības vienkāršība
Aktīvo dūņu sistēmām ir nepieciešama nepārtraukta SRT uzraudzība, atgriešanas dūņu ātruma regulēšana un F/M attiecības kontroles - uzdevumi, kam nepieciešami apmācīti operatori, kuri akvakultūras objektos ir reti pieejami. MBBR sistēma pašregulē-, izmantojot elegantu atgriezeniskās saites mehānismu: palielinoties organiskajai slodzei, bioplēves biezums dabiski palielinās, lai tas atbilstu, un otrādi. Ikdienas operatora uzmanība ir minimāla - galvenokārt DO, pH un izplūdes amonjaka uzraudzībai, izmantojot vienkāršus testa komplektus. Šī nav sistēma, kurai ir nepieciešams procesa inženieris ātrā numura sastādīšanai.
Noturība pret ražas novākšanu{0}}cikla slodzes svārstībām
Akvakultūras darbības piedzīvo dramatiskas slodzes svārstības periodiskos ieguves ciklos, kad strauji mainās barošanas ātrums un ūdens apmaiņas apjomi. Maksimālajos ražas novākšanas periodos, kad organiskās slodzes palielinās par 40–50%, MBBR bioplēves sistēma izturēja šīs svārstības bez notekūdeņu kvalitātes svārstībām - pievienotā biomasa nodrošina stabilu attīrīšanas buferi, ko suspendētās-augšanas sistēmas vienkārši nevar atkārtot. Saimniecības operatoram tas nozīmē par vienu lietu mazāk, par ko jāuztraucas kritiskākajos ražošanas periodos.
Ūdens atkārtotas izmantošanas ekonomika
Ekonomiskais pamatojums MBBR izmantošanai akvakultūrā pārsniedz apstrādes veiktspēju - tas būtībā ir ūdens ekonomikas arguments. 600 m³/d attīrīšanas sistēma nodrošina aptuveni 85% ūdens atkārtotu izmantošanu RAS, kas nozīmē aptuveniIk gadu tiek ietaupīti 186 000 m³ saldūdens. Pie tipiskām saldūdens ieguves un attīrīšanas izmaksām lielākajos akvakultūras reģionos tas nozīmē tiešu ūdens ietaupījumu aptuveni USD 15 000–25 000 gadā atkarībā no vietējām ūdens cenu noteikšanas struktūrām. Samazinātais izplūdes apjoms arī samazina vides atbilstības izmaksas un samazina regulējuma risku -, kas kļūst arvien svarīgāks, jo izplūdes atļaujas visā pasaulē kļūst stingrākas.
| Ekonomiskais faktors | Vērtība |
| Ikdienā apstrādāts ūdens atkārtoti izmantots | ~510 m³/d (85% no 600 m³/d) |
| Ikgadējie saldūdens ietaupījumi | ~186 000 m³/gadā |
| Aprēķinātais ūdens izmaksu ietaupījums gadā | USD 15 000–25 000 |
| Sistēmas nospiedums | ~40 m² (tikai MBBR reaktoram) |
| Atmaksas periods (aptuveni) | 2–4 gadi (ūdens ietaupījums + samazinātas atbilstības izmaksas) |
Secinājums
Šis gadījuma pētījums parāda, ka MBBR tehnoloģija nav piemērota tikai akvakultūras notekūdeņu attīrīšanai -, tā neapšaubāmi ir optimāla bioloģiskās attīrīšanas izvēle recirkulācijas akvakultūras sistēmām. Kombinācija noaugsta nitrifikācijas efektivitāte (90–95% NH₃-N noņemšana), īpaši-kompakts nospiedums (4-h HRT 40 m²), raksturīgā darbības vienkāršība un pierādīta noturība pret ražas cikla slodzes svārstībāmpievēršas tieši sāpīgajām vietām, ar kurām ikdienā saskaras garneļu un zivju audzētavu operatori.
Attiecībā uz akvakultūras darbībām, novērtējot attīrīšanas uzlabojumus - neatkarīgi no tā, vai to nosaka paplašināšanas plāni, stingrākas izplūdes atļaujas vai vēlme samazināt saldūdens izmaksas, izmantojot recirkulāciju - MBBR ar pareizi norādītiem HDPE nesējiem piedāvā pārbaudītu ceļu, kas atmaksājas, ietaupot ūdeni dažu gadu laikā.
Uzlabojiet savu akvakultūras notekūdeņu attīrīšanu, izmantojot MBBR tehnoloģiju
Juntai Plastic ražo HDPE MBBR nesējus, kas izstrādāti akvakultūras vajadzībām - ar 620 m²/m³ aizsargātas virsmas laukumu, optimizēti siltā-ūdens nitrifikācijai un RAS ūdens atkārtotai izmantošanai. Mūsu pārvadātājus nodrošina tehniskais atbalsts, kas aptver procesu izstrādi, nodošanu ekspluatācijā un darbības problēmu novēršanu akvakultūras iekārtām visā pasaulē.