Пречишћавање отпадних вода из аквакултуре коришћењем МББР: 600 м³/д Фарма шкампа постиже 90%+ уклањање амонијака и 85% поновну употребу воде

У савременој аквакултури високе{0}}густине, квалитет воде није само брига за животну средину - већ је једина најважнија варијабла која одређује стопе преживљавања, коефицијенте конверзије хране и на крају профитабилност фарме. Сваки килограм непоједене хране и сваки грам излученог шкампа додаје амонијак у водени стуб, а при концентрацијама изнад 1–2 мг/Л, амонијак постаје токсичан за шкампе, потискујући раст и повећавајући осетљивост на болести. Ова студија случаја испитује како је велика-фарма рачића применила МББР технологију за лечење600 м³/д отпадне воде богате-хранљивим материјама, чиме се постиже уклањање 90–95% амонијака и омогућава поновна употреба воде од 85%- штеди око 186.000 м³ слатке воде годишње.

Преглед пројекта

Клијент управља великом-фармом рачића са хитним двоструким циљем: одржавање стабилног квалитета воде како би се подржала производња велике-густине и придржавање све строжих прописа о испуштању. Након процене вишеструких технологија третмана, фарма је одабрала систем биолошког третмана заснованог на МББР-базираном на МББР-биолошком третману - и одлуку су донела три фактора која су од огромног значаја у аквакултури: супериорна способност нитрификације на константно топлим температурама на којима фарме шкампа раде, компактан отисак који се уклапа у ограничено доступно земљиште у близини места за производњу, а не захтевају наменска језерца за производњу, симпли.

Обрађена вода се првенствено поново користи у систему за рециркулацију аквакултуре (РАС) фарме, стварајући скоро затворен{0}}круг воденог циклуса. Сваки вишак изнад потреба за рециркулацијом се испушта у оближње пријемно водно тело -, али у квалитету који испуњава кинески стандард за испуштање отпадних вода из аквакултуре (СЦ/Т 9101-2007) са удобним маргинама по свим параметрима.

Карактеристике напојне воде

Отпадне воде аквакултуре са фарми шкампа имају карактеристичан профил који се значајно разликује од општинске канализације. Органска оптерећења су умерена, али су концентрације амонијака несразмерно високе у односу на ХПК - као резултат остатака хране богате протеинима-и концентрованог излучивања шкампа. Суспендоване чврсте материје углавном потичу од непоједених честица хране и фекалних материја, које се релативно добро слажу. Разумевање овог профила је критично јер директно обликује дизајн процеса третмана.

Примарна седиментација је суштински први корак: уклања приближно 50–60% ТСС и 30–35% ЦОД једноставним гравитационим таложењем у резервоару са конусним-дном са временом задржавања од 2-сата. Овај пред{8}}третман је варљиво важан – уклањањем већег дела таложних чврстих материја пре биолошког третмана, он спречава акумулацију инертних чврстих материја на површинама МББР носача и надметање са биофилмом за површину, док такође смањује органско оптерећење које би иначе трошило енергију аерације на оксидацију БПК честица.

Дизајн процеса третмана

Систем за пречишћавање прати конфигурацију од четири-степена која балансира перформансе третмана са једноставношћу рада - што је критично разматрање за објекте аквакултуре у којима су оператери узгајивачи рибе, а не инжењери отпадних вода.

Фаза 1 - Примарни резервоар за седиментацију:Конусни-доњи резервоар дизајниран за 2-сатну ретенцију уклања чврсте материје које се таложе, непоједену храну и фекалне материје гравитацијом. Периодично уклањање муља са дна конуса спречава анаеробно разлагање и повезане проблеме са мирисом. Овај једноставан механички корак смањује оптерећење низводног биолошког третмана за отприлике једну трећину.

Биолошки реактор 2 -. фазе МББР (две зоне):Јединица за обраду језгра је правоугаони бетонски резервоар од 100 м³ подељен у две функционалне зоне. Аноксична зона заузима првих 30% запремине резервоара (30 м³), опремљена је потопљеним мешалицама и одржава се на ДО испод 0,5 мг/Л. Овде се нитрати рециклирани из аеробне зоне денитрификују у гас азота - овде се укупан азот заправо уклања из воде, а не само претвара из једног облика у други. Аеробна зона испуњава преосталих 70 м³ са МББР медијумом при омјеру пуњења од 35%. Дифузори са финим мехурићима испоручују кисеоник и за нитрификацију и за циркулацију носача, циљајући 3–4 мг/Л ДО.

Фаза 3 - Секундарни разјашњавач:Гравитациони седиментациони резервоар који ради при површинском оптерећењу од 0,8 м³/м²·х одваја одвојени биофилм и суспендовану биомасу од третираног ефлуента. Део таложеног муља се враћа на улаз МББР да би се одржао инвентар биомасе (100% однос рециклирања), док се остатак баца за контролу СРТ-а на 12-15 дана.

Фаза 4 - УВ дезинфекције:УВ канал који испоручује 30 мЈ/цм² обезбеђује инактивацију патогена пре поновне употребе у РАС или пражњења. Ова доза је стандардно мерило за примену у аквакултури и обезбеђује 3-4 лог смањења уобичајених водених патогена укључујући врсте Вибрио.

Кључни параметри дизајна

Резултати перформанси

После 8-недељног пуштања у рад и периода стабилизације биофилма, систем је достигао стабилно-перформансе. Резултати показују зашто је МББР посебно добро-упарен са отпадним водама из аквакултуре – високо уклањање амонијака на константно топлим температурама, са компактним отиском и минималном интервенцијом оператера.

Табела 1: Учинак МББР третмана

Квалитет отпадних вода је доследно испуњавао кинески стандард за испуштање отпадних вода из аквакултуре (СЦ/Т 9101-2007) и - критично за економију фарме – био је погодан задиректна поновна употреба у РАС-у без додатног полирања. На ефлуенту НХ₃-Н испод 1,0 мг/Л, третирана вода је заправо била чистија од изворне воде са фарме за неке параметре.

Кључне предности за аквакултуру

Стабилна нитрификација на високим температурама воде

У регионима за узгој тропских шкампа, температуре воде остају константно на 26–30 степени годишње-целе -, што је оптималан температурни опсег за нитрификационе бактерије. МББР биофилм одржава густу, метаболички активну нитрификујућу популацију која постижеуклањање амонијака изнад 90% без сезонских падова. За разлику од система са суспендованим-активним муљем који расте, где температурни скок може да убрза испирање нитрификатора ако се СРТ не управља пажљиво, причвршћени-биофилм раста је инхерентно отпоран на губитак биомасе - нитрификатори остају на носачима, тачка.

Цомпацт Фоотпринт

Са укупним ХРТ од само 4 сата - у поређењу са 8-12 сати типичним за конвенционални активни муљ који третира еквивалентна оптерећења -, МББР захтева знатно мању запремину резервоара. Читав биолошки реактор од 100 м³ се уклапа у приближно 40 м² површине. За фарме шкампа, где је сваки квадратни метар земљишта поред производних језера вредан и често реткост, овај компактни отисак представља одлучујућу економску предност.

Нема проблема са гомилањем муља

Отпадне воде из аквакултуре РАС обично имају релативно низак однос Ц/Н -, што је стање за које је познато да промовише филаментозну масу у конвенционалном активном муљу, где филаментне бактерије надмећу формираче флокула-и производе муљ који одбија да се таложи. Везана-природа раста МББР-а у потпуности елиминише овај проблем: биофилм остаје фиксиран на носачима без обзира на Ц/Н однос, а само природно одвојена биомаса улази у таложник, одржавајућиконстантно добре карактеристике таложењабез хемијских адитива или подешавања оператера.

Оперативна једноставност

Системи са активним муљем захтевају континуирано праћење СРТ-а, прилагођавања стопе повратног муља и контролу Ф/М односа - задатака који захтевају обучене оператере који су ретко доступни у објектима аквакултуре. МББР систем се самостално-регулише преко елегантног механизма повратних информација: како се органско оптерећење повећава, дебљина биофилма се природно повећава да би се ускладила и обрнуто. Дневна пажња оператера је минимална - првенствено праћењем ДО, пХ и ефлуентног амонијака помоћу једноставних комплета за тестирање. Ово није систем коме је потребан процесни инжењер за брзо бирање.

Отпорност на флуктуације оптерећења{0}}у циклусу жетве

Операције у аквакултури доживљавају драматичне промене оптерећења током периодичних циклуса жетве, када се брзина храњења и запремине измене воде нагло мењају. Током периода врхунца жетве када органска оптерећења порасту за 40–50%, МББР систем биофилма толерише ове флуктуације без одступања у квалитету ефлуента - приложена биомаса обезбеђује стабилан пуфер за третман који суспендовани-системи раста једноставно не могу да реплицирају. За оператера фарме, ово значи једну ствар мање о којој треба бринути током најкритичнијих периода производње.

Економија поновне употребе воде

Економски аргумент за МББР у аквакултури превазилази учинак третмана - то је у основи аргумент економије воде. Систем за пречишћавање од 600 м³/д омогућава приближно 85% поновног коришћења воде у РАС, што значи даГодишње се уштеди 186.000 м³ слатке воде. Уз типичне трошкове захватања и третмана слатке воде у главним регионима аквакултуре, ово представља директну уштеду воде од приближно 15.000-25.000 УСД годишње, у зависности од локалних структура цена воде. Смањена запремина испуштања такође смањује трошкове еколошке усклађености и ублажава регулаторни ризик - који је све важнији како се дозволе за испуштање пооштравају на глобалном нивоу.

Закључак

Ова студија случаја показује да МББР технологија није само погодна за пречишћавање отпадних вода из аквакултуре -, већ је вероватно оптималан избор биолошког третмана за рециркулацијске системе аквакултуре. Комбинација одвисока ефикасност нитрификације (90–95% уклањања НХ₃-Н), ултра-компактан отисак (4-хРТ на 40 м²), инхерентна једноставност рада и доказана отпорност на флуктуације оптерећења у циклусу жетвебави се управо болним тачкама са којима се свакодневно суочавају оператери шкампа и рибњака.

За операције аквакултуре које процењују надоградње третмана - било да су вођене плановима проширења, пооштреним дозволама за испуштање или жељом да се смање трошкови слатке воде кроз рециркулацију - МББР са правилно одређеним ХДПЕ носачима нуди доказан пут који се исплати уштедом воде у року од неколико година рада.