Čiščenje odpadne vode iz ribogojstva z MBBR: 600 m³/d farma kozic doseže več kot 90 % odstranitve amoniaka in 85 % ponovne uporabe vode

V sodobnem-ribogojstvu z visoko gostoto kakovost vode ni le okoljska skrb -, je najpomembnejša spremenljivka, ki določa stopnje preživetja, razmerja pretvorbe krme in na koncu donosnost kmetije. Vsak kilogram neporabljene krme in vsak gram izločkov kozic doda amoniak v vodni stolpec in pri koncentracijah nad 1–2 mg/L postane amoniak toksičen za kozice, zavira rast in povečuje dovzetnost za bolezni. Ta študija primera preučuje, kako je velika{6}}gojilnica kozic uporabila tehnologijo MBBR za zdravljenje600 m³/d -hranil bogate odpadne vode, ki dosega 90–95 % odstranitve amoniaka in omogoča 85 % ponovne uporabe vode- prihrani približno 186.000 m³ sladke vode na leto.

Pregled projekta

Stranka upravlja obsežno-gojilnico kozic s perečim dvojnim ciljem: vzdrževati stabilno kakovost vode za podporo proizvodnje z visoko-gostoto in upoštevati vse strožje predpise o izpustih. Po ocenjevanju več tehnologij obdelave je farma izbrala biološki čistilni sistem na osnovi MBBR- -, odločitev pa je temeljila na treh dejavnikih, ki so v ribogojstvu izjemno pomembni: vrhunska zmogljivost nitrifikacije pri dosledno visokih temperaturah, pri katerih delujejo farme kozic, kompakten odtis, ki ustreza omejenemu razpoložljivemu zemljišču ob proizvodnih ribnikih, in preprostost delovanja, ki ne zahteva posebnega procesnega inženirja na mestu.

Očiščena voda se primarno ponovno uporabi v recirkulacijskem ribogojnem sistemu (RAS) na farmi, kar ustvarja skoraj zaprt{0}}krožni krog vode. Vsak presežek, ki presega potrebe po recirkulaciji, se izpusti v bližnje sprejemno vodno telo -, vendar s kakovostjo, ki ustreza kitajskemu standardu za izpust odpadne vode iz ribogojstva (SC/T 9101-2007) z ugodnimi mejami glede vseh parametrov.

Značilnosti napajalne vode

Odpadna voda iz ribogojstva iz gojišč kozic ima značilen profil, ki se bistveno razlikuje od komunalne odplake. Organske obremenitve so zmerne, vendar so koncentracije amoniaka nesorazmerno visoke glede na KPK - zaradi beljakovin-ostankov krme in koncentriranega izločanja kozic. Suspendirane trdne snovi izvirajo predvsem iz neporabljenih delcev krme in fekalnih snovi, ki se razmeroma dobro usedejo. Razumevanje tega profila je ključnega pomena, ker neposredno oblikuje zasnovo procesa zdravljenja.

Primarna sedimentacija je bistven prvi korak: odstrani približno 50–60 % TSS in 30–35 % KPK s preprostim gravitacijskim usedanjem v rezervoarju s stožčastim-dnom z 2-urnim zadrževalnim časom. Ta pre-obdelava je varljivo pomembna – z odstranitvijo večine trdnih delcev, ki se lahko usedejo pred biološko obdelavo, preprečuje, da bi se inertne trdne snovi kopičile na nosilnih površinah MBBR in tekmovale z biofilmom za površino, hkrati pa zmanjša organsko obremenitev, ki bi sicer porabila energijo prezračevanja, oksidacijo delcev BPK.

Oblikovanje procesa zdravljenja

Sistem čiščenja sledi štiri{0}}stopenjski konfiguraciji, ki uravnoteži učinkovitost čiščenja s preprostostjo delovanja -, kar je ključnega pomena za objekte ribogojstva, kjer so upravljavci ribogojci, ne inženirji za odpadne vode.

Stopnja 1 - primarni sedimentacijski rezervoar:Konični-spodnji rezervoar, zasnovan za 2-urno zadrževanje, odstranjuje usedljive trdne snovi, nezaužito krmo in fekalne snovi zaradi gravitacije. Občasno odstranjevanje blata z dna stožca preprečuje anaerobno razgradnjo in s tem povezane težave z vonjavami. Ta enostavni mehanski korak zmanjša obremenitev biološke obdelave za približno eno tretjino.

Biološki reaktor MBBR stopnje 2 - (dve coni):Jedro čistilne enote je 100 m³ pravokoten betonski rezervoar, razdeljen na dve funkcionalni coni. Anoksična cona zavzema prvih 30 % prostornine rezervoarja (30 m³), ​​opremljena s potopnimi mešalniki in vzdrževana pri DO pod 0,5 mg/L. Tu se nitrat, recikliran iz aerobne cone, denitrificira v plinast dušik - tukaj se celotni dušik dejansko odstrani iz vode, ne le pretvori iz ene oblike v drugo. Aerobna cona napolni preostalih 70 m³ z medijem MBBR pri 35-odstotnem razmerju polnjenja. Diskasti difuzorji s finimi mehurčki dovajajo kisik tako za nitrifikacijo kot za kroženje nosilca, ciljajo pa na 3–4 mg/L DO.

Sekundarni čistilec stopnje 3 -:Gravitacijski sedimentacijski rezervoar, ki deluje pri stopnji površinske obremenitve 0,8 m³/m²·h, ločuje ločen biofilm in suspendirano biomaso od obdelane odpadne vode. Del usedlega se blata vrne v dovod MBBR, da se ohrani inventar biomase (100-odstotno razmerje recikliranja), medtem ko se ostanek zavrže za nadzor SRT pri 12–15 dneh.

Stopnja 4 - UV dezinfekcije:UV-kanal, ki oddaja 30 mJ/cm², zagotavlja inaktivacijo patogena pred ponovno uporabo v RAS ali odpustu. Ta odmerek je standardno merilo za aplikacije v ribogojstvu in zagotavlja 3–4 log zmanjšanje običajnih vodnih patogenov, vključno z vrstami Vibrio.

Ključni parametri zasnove

Rezultati uspešnosti

Po 8-tedenskem zagonu in obdobju stabilizacije biofilma je sistem dosegel enakomerno-zmogljivost. Rezultati kažejo, zakaj se MBBR še posebej dobro-ujema z odpadno vodo iz ribogojstva – visoko odstranjevanje amoniaka pri dosledno visokih temperaturah, s kompaktnim odtisom in minimalnim posredovanjem operaterja.

Tabela 1: Učinkovitost zdravljenja z MBBR

Kakovost odplak je dosledno ustrezala kitajskemu standardu za odvajanje odpadne vode iz ribogojstva (SC/T 9101-2007) in -, kar je kritično za ekonomičnost ribogojnice – je bila primerna zaneposredna ponovna uporaba v RAS brez dodatnega poliranja. Pri iztoku NH3-N pod 1,0 mg/L je bila obdelana voda za nekatere parametre dejansko čistejša od izvirne vode s kmetije.

Ključne prednosti za ribogojstvo

Stabilna nitrifikacija pri visokih temperaturah vode

V območjih gojenja tropskih kozic se temperatura vode dosledno ohranja pri 26–30 stopinjah-vse leto -, kar je optimalno temperaturno območje za nitrificirajoče bakterije. Biofilm MBBR ohranja gosto, presnovno aktivno nitrifikacijsko populacijo, ki dosežeodstranitev amoniaka nad 90 % brez sezonskih padcev. Za razliko od sistemov z aktivnim blatom z suspendirano{1}}rastjo, kjer lahko skok temperature pospeši izpiranje nitrifikatorja, če SRT ni skrbno upravljan, je pritrjen-rastni biofilm sam po sebi odporen na izgubo biomase - nitrifikatorji ostanejo na nosilcih in pika.

Kompakten odtis

S skupno HRT samo 4 ure - v primerjavi z 8–12 urami, značilnimi za konvencionalno obdelavo z aktivnim blatom pri enakovrednih obremenitvah - MBBR zahteva znatno manjšo prostornino rezervoarja. Celoten 100 m³ biološki reaktor se prilega približno 40 m² talne površine. Za gojišča kozic, kjer je vsak kvadratni meter zemlje ob proizvodnih ribnikih dragocen in pogosto redek, je ta kompakten odtis odločilna gospodarska prednost.

Brez težav z zbiranjem blata

Odpadna voda iz ribogojstva RAS ima običajno razmeroma nizko razmerje C/N - stanje, za katerega je znano, da spodbuja nabiranje nitastega volumna v običajnem aktivnem blatu, kjer nitaste bakterije prehitijo oblikovalce kosmičev-in proizvajajo blato, ki se noče usedati. Pritrjena{3}}narava rasti MBBR v celoti odpravi to težavo: biofilm ostane fiksiran na nosilcih ne glede na razmerje C/N in samo naravno ločena biomasa vstopi v čistilnik, ki ohranjadosledno dobre lastnosti posedanjabrez kemičnih dodatkov ali prilagoditev operaterja.

Preprostost delovanja

Sistemi z aktivnim blatom zahtevajo stalno spremljanje SRT, prilagajanje stopnje povratnega blata in nadzor razmerja F/M - naloge, ki zahtevajo usposobljene operaterje, ki so redko na voljo v ribogojnih obratih. Sistem MBBR se samo-regulira prek elegantnega povratnega mehanizma: ko se poveča organska obremenitev, se debelina biofilma naravno poveča in obratno. Dnevna pozornost operaterja je minimalna - predvsem spremljanje DO, pH in iztočnega amoniaka s preprostimi testnimi kompleti. To ni sistem, ki potrebuje inženirja za hitro klicanje.

Odpornost na nihanja-ciklične obremenitve žetve

Operacije v ribogojstvu se soočajo z dramatičnimi nihanji obremenitve med periodičnimi cikli izlova, ko se hitrost hranjenja in količina izmenjave vode nenadoma spremenita. Med obdobji največje žetve, ko organske obremenitve narastejo za 40–50 %, je sistem biofilma MBBR toleriral ta nihanja brez odstopanj v kakovosti odplak - priključena biomasa zagotavlja stabilen čistilni blažilnik, ki se ga suspendirani-sistemi rasti preprosto ne morejo ponoviti. Za upravljavca kmetije to pomeni eno skrb manj v najbolj kritičnih proizvodnih obdobjih.

Ekonomika ponovne uporabe vode

Ekonomski argument za MBBR v ribogojstvu presega učinkovitost čiščenja - je v bistvu argument ekonomike vode. Sistem za čiščenje s 600 m³/d omogoča približno 85 % ponovne uporabe vode v RAS, kar pomeni približnoLetno prihranimo 186.000 m³ sladke vode. Pri tipičnih stroških črpanja in čiščenja sladke vode v večjih ribogojnih regijah to pomeni neposredne prihranke vode v višini približno 15.000–25.000 USD na leto, odvisno od lokalnih struktur cen vode. Zmanjšana količina izpustov prav tako znižuje stroške okoljske skladnosti in zmanjšuje regulativno tveganje -, ki je vse bolj pomembno, ko se dovoljenja za izpuste zaostrujejo po vsem svetu.

Zaključek

Ta študija primera dokazuje, da tehnologija MBBR ni le primerna za čiščenje odpadne vode iz ribogojstva -, ampak je nedvomno optimalna izbira biološkega čiščenja za recirkulacijske sisteme ribogojstva. Kombinacijavisoka učinkovitost nitrifikacije (odstranitev 90–95 % NH₃-N), ultra-kompakten odtis (4-urni HRT na 40 m²), inherentna preprostost delovanja in dokazana odpornost na nihanja obremenitve v ciklu žetveobravnava natanko tiste boleče točke, s katerimi se vsak dan srečujejo upravljavci ribogojnic in ribogojnic.

Za operacije v ribogojstvu, ki ocenjujejo nadgradnje obdelave -, ne glede na to, ali jih vodijo načrti za širitev, poostritev dovoljenj za izpuste ali želja po zmanjšanju stroškov sladke vode z recirkulacijo - MBBR s pravilno določenimi nosilci iz HDPE ponuja dokazano pot, ki se povrne s prihranki vode v nekaj letih delovanja.