Meðhöndlun frárennslis í fiskeldi með MBBR: 600 m³/d rækjueldi nær 90%+ ammoníakfjarlægingu og 85% endurnýtingu vatns

Í nútíma fiskeldi með mikilli-þéttleika eru vatnsgæði ekki bara umhverfisáhyggjuefni - heldur er það eina mikilvægasta breytan sem ákvarðar lifunarhlutfall, fóðurskiptihlutfall og að lokum arðsemi eldisstöðvarinnar. Hvert kíló af óátu fóðri og hvert gramm af útskilnaði rækju bætir ammoníaki í vatnssúluna og við styrk yfir 1–2 mg/L verður ammoníak eitrað fyrir rækju, bælir vöxt og eykur næmi fyrir sjúkdómum. Þessi tilviksrannsókn skoðar hvernig stór-rækjubú beitti MBBR tækni til að meðhöndla600 m³/d af næringarefnaríku-afrennslisvatni, sem nær 90–95% ammoníakfjarlægingu og gerir kleift að endurnýta 85% vatn- sparar áætlað 186.000 m³ af ferskvatni á ári.

Verkefnayfirlit

Viðskiptavinurinn rekur stór-rækjueldi með brýnt tvöfalt markmið: viðhalda stöðugum vatnsgæðum til að styðja við há-þéttleikaframleiðslu og fara eftir sífellt strangari losunarreglum. Eftir að hafa metið margvíslega meðferðartækni valdi bærinn MBBR-byggt líffræðilegt meðhöndlunarkerfi - og ákvörðunin var knúin áfram af þremur þáttum sem skipta gríðarlega miklu máli í fiskeldi: frábær nítrunargeta við stöðugt heitt hitastig sem rækjueldisstöðvar starfa við, þétt fótspor sem passar innan takmarkaðs landsvæðis sem er til staðar við hliðina á framleiðslutjörnum og verkunarferlum sem eru ekki tiltækar við framleiðslutjörn og verkunarferlið. síða.

Meðhöndlaða vatnið er fyrst og fremst endurnýtt í endurnýtandi fiskeldiskerfi eldisstöðvarinnar (RAS), sem skapar næstum lokaða-hringrás vatns. Öll umframþörf umfram endurhringrásarþörf er losuð í nærliggjandi móttökuvatnshlot - en í gæðum sem uppfyllir kínverska losunarstaðalinn fyrir frárennslisvatn frá fiskeldi (SC/T 9101-2007) með þægilegum mörkum á öllum breytum.

Eiginleikar fóðurvatns

Frárennsli fiskeldis frá rækjueldisstöðvum hefur sérstakt snið sem er verulega frábrugðið skólpi sveitarfélaga. Lífræna álagið er í meðallagi, en styrkur ammoníaksins er óhóflega hár miðað við COD - vegna próteinríkra -fóðurleifa og þétts útskilnaðar rækju. Svifefni koma aðallega úr óeitnum fóðurögnum og saurefnum, sem hvort tveggja sest tiltölulega vel. Að skilja þetta snið er mikilvægt vegna þess að það mótar beinlínis hönnun meðferðarferlisins.

Fyrsta botnfallið er nauðsynlegt fyrsta skrefið: það fjarlægir um það bil 50–60% af TSS og 30–35% af COD með einföldum þyngdarafl sem sest í keilulaga-botntank með 2-klukkutíma varðveislutíma. Þessi formeðferð er villandi mikilvæg - með því að fjarlægja megnið af setnanlegum föstum efnum fyrir líffræðilega meðhöndlun kemur í veg fyrir að óvirkt föst efni safnist fyrir á MBBR burðarflötum og keppi við líffilmu um yfirborðsflatarmál, en dregur einnig úr lífrænu álagi sem annars myndi neyta loftunarorku sem oxar agnir BOD.

Hönnun meðferðarferlis

Meðhöndlunarkerfið fylgir fjögurra-þrepum uppsetningu sem kemur í veg fyrir hreinsunarafköst og einfaldleika í rekstri - sem er mikilvægt atriði fyrir fiskeldisstöðvar þar sem rekstraraðilar eru fiskeldismenn, ekki skólpsverkfræðingar.

Stig 1 - Aðal botnfallstankur:Keilulaga-botntankur sem hannaður er fyrir 2-klukkutíma varðveislu fjarlægir setnanleg föst efni, ómetið fóður og saur með þyngdaraflinu. Reglubundin losun úr keilubotninum kemur í veg fyrir loftfirrt niðurbrot og tengd lyktarvandamál. Þetta einfalda vélræna skref dregur úr líffræðilegri meðhöndlun álags á eftir um það bil þriðjung.

Stig 2 - MBBR líffræðileg reactor (tvö svæði):Kjarnameðhöndlunareiningin er 100 m³ ferhyrndur steyputankur sem skipt er í tvö virknisvæði. Anoxíska svæðið tekur fyrstu 30% af rúmmáli tanksins (30 m³), ​​búið niðurdökkanlegum blöndunartækjum og haldið við DO undir 0,5 mg/L. Hér er nítrat sem er endurunnið frá loftháða svæðinu afoxað í köfnunarefnisgas - þetta er þar sem heildarköfnunarefni er í raun fjarlægt úr vatninu, ekki bara breytt úr einu formi í annað. Loftháða svæðið fyllir 70 m³ sem eftir eru af MBBR miðli með 35% fyllingarhlutfalli. Fínir loftbóludreifarar gefa súrefni fyrir bæði nítrification og burðarrásina, miða á 3–4 mg/L DO.

Stig 3 - Secondary Clarifier:Þyngdaraflssettankur sem starfar með yfirborðshleðsluhraða upp á 0,8 m³/m²·klst. skilur aðskilin líffilmu og sviflausn lífmassa frá meðhöndluðu frárennsli. Hluta af seyru er skilað til MBBR-inntaks til að viðhalda lífmassabirgðum (100% endurvinnsluhlutfall), en afganginum er sóað til að stjórna SRT eftir 12–15 daga.

Stig 4 - UV sótthreinsun:UV rás sem skilar 30 mJ/cm² tryggir óvirkjun sýkla fyrir endurnotkun í RAS eða losun. Þessi skammtur er staðlað viðmið fyrir fiskeldisnotkun og veitir 3–4 log minnkun algengra vatnasýkla, þar með talið Vibrio tegundir.

Helstu hönnunarfæribreytur

Árangur Niðurstöður

Eftir 8-vikna gangsetningu og stöðugleika líffilmu náði kerfið stöðugri-afköstum. Niðurstöðurnar sýna hvers vegna MBBR passar sérstaklega vel-við frárennsli fiskeldis - mikil ammoníakfjarlæging við stöðugt heitt hitastig, með fyrirferðarlítið fótspor og lágmarks íhlutun rekstraraðila.

Tafla 1: MBBR meðferðarárangur

Frárennslisgæði uppfylltu stöðugt kínverska losunarstaðla fyrir frárennsli fiskeldis (SC/T 9101-2007) og - afgerandi fyrir hagfræði búsins - hentaði fyrirbein endurnotkun í RAS án frekari fægja. Við frárennslis-NH₃-N undir 1,0 mg/L var meðhöndlaða vatnið í raun hreinna en upprunavatn eldisstöðvarinnar fyrir sumar breytur.

Helstu kostir fyrir fiskeldi

Stöðug nítrun við háan vatnshita

Í suðrænum rækjueldissvæðum helst vatnshiti stöðugt í 26–30 gráðum árið -um kring - sem er ákjósanlegasta hitastigið fyrir nítrunargerla. MBBR líffilman viðheldur þéttum, efnaskiptavirkum nítrunarhópi sem nærammoníak flutningur yfir 90% án árstíðabundinna dýfa. Ólíkt stöðvuðu-vaxtarvirku seyrukerfi, þar sem hitastig getur flýtt fyrir þvotti nítrunarefnis ef ekki er vandlega stjórnað, er meðfylgjandi-vaxtarlíffilman í eðli sínu ónæm fyrir lífmassatapi - nítrunarefnin haldast á burðarefninu, punktur.

Fyrirferðarlítið fótspor

Með heildarhormónauppbótarmeðferð upp á aðeins 4 klukkustundir - samanborið við 8–12 klukkustundir sem eru dæmigerðar fyrir hefðbundna virkjaða seyru sem meðhöndlar samsvarandi álag - krefst MBBR verulega minna rúmmáls tanks. Allur 100 m³ líffræðilegi kjarnaofninn rúmar um það bil 40 m² gólfpláss. Fyrir rækjueldi, þar sem hver fermetri af landi sem liggur að vinnslutjörnum er verðmætur og oft af skornum skammti, er þetta þétta fótspor afgerandi efnahagslegt kostur.

Engin vandamál með seyrufyllingu

RAS-eldisafrennsli hefur venjulega tiltölulega lágt C/N hlutfall -, ástand sem vitað er að stuðlar að þráðlausri þéttingu í hefðbundinni virkjuð seyru, þar sem þráðbakteríur keppa fram úr flokki-myndandi og framleiða seyru sem neitar að setjast. Meðfylgjandi-vaxtareðli MBBR útilokar þetta vandamál algjörlega: líffilman helst á burðarefni óháð C/N hlutfalli, og aðeins náttúrulega aðskilinn lífmassi fer inn í hreinsarann, sem heldurstöðugt góðir seteiginleikarán efnaaukefna eða stillinga stjórnanda.

Einfaldleiki í rekstri

Virkjuð seyrukerfi krefjast stöðugrar vöktunar á SRT, skilastillingar á seyruhraða og F/M hlutfallsstýringar - verkefna sem krefjast þjálfaðra rekstraraðila sem eru sjaldan tiltækir í fiskeldisstöðvum. MBBR kerfið sjálft-stjórnar með glæsilegu endurgjöfarkerfi: eftir því sem lífræn hleðsla eykst eykst þykkt líffilmu náttúrulega til að passa og öfugt. Dagleg athygli stjórnanda er í lágmarki - fyrst og fremst eftirlit með DO, pH og ammoníaki í frárennsli með einföldum prófunarsettum. Þetta er ekki kerfi sem þarf vinnslufræðing á hraðvali.

Seigla við uppskeru-sveiflur álags í hringrás

Fiskeldisrekstur verður fyrir miklum álagssveiflum í reglubundnum uppskerulotum, þegar fóðrunarhraði og vatnsskiptamagn breytast skyndilega. Á hámarksuppskerutímum þegar lífrænt álag eykst um 40–50%, þoldi MBBR líffilmukerfið þessar sveiflur án frárennslisgæðaferða - meðfylgjandi lífmassi veitir stöðugan meðferðarbuff sem stöðvuð-vaxtarkerfi geta einfaldlega ekki endurtekið. Fyrir rekstraraðila búsins þýðir þetta eitt minna sem þarf að hafa áhyggjur af á mikilvægustu framleiðslutímabilunum.

Vatnsendurnýtingarhagfræði

Efnahagsleg rök fyrir MBBR í fiskeldi fara út fyrir árangur í meðferð - það er í grundvallaratriðum vatnshagfræðirök. 600 m³/d meðhöndlunarkerfið gerir kleift að endurnýta um það bil 85% vatn í RAS, sem þýðir u.þ.b.186.000 m³ af ferskvatni sparast árlega. Með dæmigerðum ferskvatnstöku og meðhöndlunarkostnaði í helstu fiskeldissvæðum þýðir þetta beinan vatnssparnað upp á um það bil 15.000–25.000 USD á ári, allt eftir staðbundnum vatnsverðlagsfyrirkomulagi. Minnkað losunarmagn lækkar einnig kostnað í samræmi við umhverfisreglur og dregur úr reglugerðaráhættu - sem verður sífellt mikilvægari eftir því sem losunarheimildir herðast á heimsvísu.

Niðurstaða

Þessi tilviksrannsókn sýnir fram á að MBBR-tækni hentar ekki eingöngu til hreinsunar á skólpvatni frá fiskeldisstöðvum - heldur er hún að öllum líkindum ákjósanlegur líffræðilegur meðhöndlunarvalkostur fyrir endurrásarkerfi fiskeldis. Samsetningin afmikil nítrunarnýtni (90–95% NH₃-N fjarlæging), ofur-lítið fótspor (4-klst. HRT í 40 m²), eðlislægur einfaldleiki í rekstri og sannað seiglu gegn sveiflum álags í uppskerulotunnitekur einmitt á þeim sársaukaþáttum sem rekstraraðilar rækju og fiskeldisstöðva standa frammi fyrir daglega.

Fyrir fiskeldisrekstur sem metur uppfærslur á hreinsiefni - hvort sem þær eru knúnar áfram af stækkunaráætlunum, hertum losunarheimildum eða löngun til að draga úr ferskvatnskostnaði með endurrás - MBBR með rétt tilgreindum HDPE burðarefnum býður upp á sannaðan farveg sem borgar sig með vatnssparnaði innan nokkurra ára frá rekstri.