Pond Bio szűrő
Az akvakultúra vízi élőlények, például halak, rákfélék, puhatestűek és vízinövények tenyésztése, a halak iránti világméretű kereslet lendületet adott az akvakultúra gyors növekedésének. 2012-ben 66,6 millió tonna halat termeltek akvakultúrában, ami a világ élelmiszerhaltermelésének 42,2%-át tette ki. Emellett az akvakultúra az egyik leggyorsabban növekvő élelmiszer-termelő ágazat, átlagosan 6,5 %-os növekedéssel a 2000 és 2012 közötti időszakban.
Az akvakultúra-rendszerek három fő kategóriába sorolhatók: extenzív, félintenzív és intenzív, egységnyi térfogatra (m 3 ) vagy területegységre (m 2 ) számított termelés alapján. A természetes kis tavak jellemzően extenzív rendszerekbe esnek, a félintenzív tótenyésztés táplálékkal vagy levegőztetéssel, a recirkulációs akvakultúra pedig intenzív.
A recirkulációs akvakultúra-rendszerek (RAS) olyan tartályalapú rendszerek, amelyekben a környezeti paraméterek teljes mértékben ellenőrzöttek, így a halak nagy sűrűségben telepíthetők. A RAS technológiát az elmúlt három évtizedben fejlesztették és finomították. A RAS technológia képes nagy kapacitással dolgozni kevesebb vízzel, és követelmény a hagyományos haltenyésztéshez képest, emellett a RAS csökkentheti a vegyszer- és antibiotikum-felhasználást és a hulladékkezelést; ráadásul a RAS fajokhoz alkalmazkodó, ami azt jelenti, hogy egész évben lehet halat termelni. A RAS-nak azonban nagy tőkére és működési befektetésre van szüksége, ami a fő hátrány. Sőt, ez egy összetett rendszer az indításhoz, és szakértelemre van szükség a karbantartásához és felügyeletéhez.
A vízminőség-ellenőrzést a RAS-ban számos különböző összetevő biztosítja. Általában a RAS egy fűtőtestből vagy hőcserélőből áll a víz hőmérsékletének beállítására, levegőztető rendszerből az oldott CO 2 koncentráció csökkentésére, oxigénellátó rendszerből az elegendő oxigén ellátására, dobszűrőkből a lebegő szilárd anyagok eltávolítására, fertőtlenítő rendszerből (UV és ózon berendezés) a kórokozók inaktiválására. és bioszűrő rendszer a nitrogénhulladék eltávolítására. A rendszer lúgosságát vegyszerek hozzáadásával szabályozzák.
A vízkezeléshez sokféle biofilm rendszert használnak, mint például a csepegtető bioszűrők, a forgó biológiai kontaktorok (RBC), a szemcsés közegű bioszűrők, a lebegő gyöngyök bioszűrői és a fluidágyas bioszűrők, mindegyiknek megvannak az előnyei és hátrányai. A csepegtető szűrő nem térfogat-hatékony; a forgó biológiai kontaktoroknál gyakran tapasztaltak mechanikai hibákat; a szemcsés közegű bioszűrők rendszeres visszavillanást igényelnek, és a fluidágyas reaktorok hidraulikus instabilitást mutatnak. Ebben az összefüggésben a mozgóágyas biofilm reaktor (MBBR) technológiát az 1980-as évek végén és az 1990-es évek elején fejlesztették ki Norvégiában.
Az MBBR-t mára világszerte alkalmazzák kommunális és ipari szennyvizek kezelésére, valamint vízkezelésre az akvakultúrában. Az akvakultúra-iparban az MBBR-t elsősorban nitrifikációra, valamint szerves anyagok eltávolítására használják. Annak elkerülése érdekében, hogy a szerves anyagot fogyasztó heterotróf baktériumok nagy szervesanyag-terhelés esetén elnyomják a nitrifikáló baktériumokat, az MBBR-t mindig alacsony szervesanyag-terhelés mellett üzemeltetik egy akvakultúra-rendszerben.
A legtöbb más biofilmes reaktorhoz képest az MBBR a teljes tartálytérfogatot felhasználja a biomassza növekedésére, emellett jelentéktelen a fejvesztesége, nincs szükség időszakos visszamosásra, és nem érzékeny az eltömődésre. Ezen túlmenően a reaktorban lévő biofilm-hordozók töltési frakciója is preferenciális lehet. Javasoljuk azonban, hogy a töltési frakciók 70%-nál kisebbek legyenek, hogy a hordozó szabadon maradjon a reaktorban.
Az MBBR egy biofilm elméleten alapuló technológia, amelyben egy aktív biofilm növekszik speciálisan kialakított műanyag hordozókon (vagy biomédián), amelyeket a reaktorban felfüggesztenek. Aerob és anaerob körülmények között is üzemeltethető, a bioközeget levegőztető diffúzorok keverésével tartják felfüggesztve, míg anaerob esetekben keverővel tartják mozgásban a bioközeget. A biomédiumok különböző anyagokból készülnek, és általában nagy sűrűségű polietilént használnak, amelynek sűrűsége körülbelül 0,95 g/cm 3. A maximális fajlagos felület (m 2 /m 3 ) biztosítása érdekében a biomédiákat különféle formában és méretben tervezték.