Akvakultūros nuotekų valymas naudojant MBBR: 600 m³/d krevečių ūkis pašalina 90 %+ amoniako ir 85 % vandens pakartotinai panaudoja

Šiuolaikinėje didelio{0}}tankio akvakultūroje vandens kokybė yra ne tik aplinkos problema, - tai vienintelis svarbiausias kintamasis, lemiantis išgyvenamumo rodiklius, pašarų konversijos koeficientus ir galiausiai ūkio pelningumą. Kiekvienas nesuvalgyto pašaro kilogramas ir kiekvienas krevečių išskyrimo gramas į vandens storymę prideda amoniako, o kai koncentracija viršija 1–2 mg/l, amoniakas tampa toksišku krevetėms, slopindamas augimą ir padidindamas jautrumą ligoms. Šiame atvejo tyrime nagrinėjama, kaip didelio masto krevečių ūkis{6}}naudojo MBBR technologiją600 m³/d maistinių medžiagų{1}}turinčių nuotekų, kurios pašalina 90–95 % amoniako ir leidžia pakartotinai panaudoti 85 % vandens- sutaupoma maždaug 186 000 m³ gėlo vandens per metus.

Projekto apžvalga

Klientas valdo didelio masto{0}}krevečių ūkį, kurio pagrindinis tikslas yra dvejopas: išlaikyti stabilią vandens kokybę, kad būtų palaikoma didelio-tankio gamyba, ir laikytis vis griežtesnių išmetimo taisyklių. Įvertinęs kelias apdorojimo technologijas, ūkis pasirinko MBBR-pagrįstą biologinio apdorojimo sistemą -, o sprendimą lėmė trys akvakultūroje labai svarbūs veiksniai: puiki nitrifikacijos galimybė esant pastoviai šiltai temperatūrai, kurioje dirba krevečių ūkiai, kompaktiškas plotas, telpantis ribotoje laisvoje žemėje, greta gamybos vietos.

Išvalytas vanduo daugiausia pakartotinai naudojamas ūkio recirkuliacinėje akvakultūros sistemoje (RAS), sukuriant beveik uždarą{0}}ciklo vandens ciklą. Bet koks perteklius, viršijantis recirkuliacijos poreikį, išleidžiamas į netoliese esantį priimantį vandens telkinį -, tačiau jo kokybė atitinka Kinijos akvakultūros nuotekų išleidimo standartą (SC/T 9101-2007) su patogiomis visų parametrų ribomis.

Pašarinio vandens charakteristikos

Akvakultūros nuotekos iš krevečių fermų turi savitą profilį, kuris labai skiriasi nuo komunalinių nuotekų. Organinės medžiagos yra vidutinės, tačiau amoniako koncentracija yra neproporcingai didelė, palyginti su ChDS - dėl baltymų-turtingų pašarų likučių ir koncentruoto krevečių išskyrimo. Suspenduotos kietosios medžiagos daugiausia susidaro iš nesuvalgytų pašaro dalelių ir išmatų, kurios abi gana gerai nusėda. Šio profilio supratimas yra labai svarbus, nes jis tiesiogiai formuoja gydymo proceso planą.

Pirminis nusodinimas yra esminis pirmas žingsnis: jis pašalina maždaug 50–60 % TSS ir 30–35 % COD per paprastą gravitacinį nusodinimą kūginiame -dugno rezervuare, kurio sulaikymo laikas yra 2- valandos. Šis išankstinis apdorojimas yra apgaulingai svarbus – prieš biologinį apdorojimą pašalinant didžiąją dalį nusistovėjusių kietųjų dalelių, jis neleidžia inertinėms kietosioms dalelėms kauptis ant MBBR nešiklio paviršių ir konkuruoti su bioplėvele dėl paviršiaus ploto, taip pat sumažina organinę apkrovą, kuri kitu atveju sunaudotų aeracijos energiją, oksiduojančias kietąsias daleles BDS.

Gydymo proceso projektavimas

Apdorojimo sistema taikoma keturių{0}}pakopų konfigūracijai, kuri suderina valymo našumą ir naudojimo paprastumą - – tai labai svarbu akvakultūros objektams, kuriuose operatoriai yra žuvų augintojai, o ne nuotekų inžinieriai.

1 - etapo pirminis nuosėdų rezervuaras:Kūginis{0}}dugnas rezervuaras, skirtas išlaikyti 2-valandas, per gravitaciją pašalina nusistovėjusias kietąsias medžiagas, nesuvalgytus pašarus ir išmatas. Periodiškas dumblų pašalinimas iš kūgio dugno apsaugo nuo anaerobinio skilimo ir su tuo susijusių kvapų problemų. Šis paprastas mechaninis žingsnis sumažina biologinio apdorojimo apkrovą maždaug trečdaliu.

2 - pakopos MBBR biologinis reaktorius (dvi zonos):Pagrindinis apdorojimo įrenginys yra 100 m³ stačiakampis betoninis rezervuaras, padalintas į dvi funkcines zonas. Anoksinė zona užima pirmuosius 30% rezervuaro tūrio (30 m³), ​​įrengta povandeniniais maišytuvais ir palaikoma žemesnėje nei 0,5 mg/l DO. Čia iš aerobinės zonos perdirbtas nitratas denitrifikuojamas į azoto dujas - čia iš vandens iš tikrųjų pašalinamas bendras azotas, o ne tik paverčiamas iš vienos formos į kitą. Aerobinė zona užpildo likusius 70 m³ MBBR terpėmis, kai užpildymo koeficientas yra 35%. Smulkūs burbuliniai diskiniai difuzoriai tiekia deguonį ir nitrifikacijai, ir nešiklio cirkuliacijai, siekiant 3–4 mg/l DO.

3 - etapo antrinis aiškintuvas:Gravitacinis sedimentacijos rezervuaras, veikiantis 0,8 m³/m²·h paviršiaus apkrovos greičiu, atskiria atsiskyrusią bioplėvelę ir suspenduotą biomasę nuo išvalytų nuotekų. Dalis nusistovėjusio dumblo grąžinama į MBBR įleidimo angą, kad būtų išlaikytas biomasės atsargas (100 % perdirbimo santykis), o likusi dalis iššvaistoma SRT kontrolei po 12–15 dienų.

4 - etapo UV dezinfekcija:UV kanalas, skleidžiantis 30 mJ/cm², užtikrina patogeno inaktyvavimą prieš pakartotinį naudojimą RAS arba iškrovimą. Ši dozė yra standartinis akvakultūros naudojimo etalonas ir leidžia 3–4 logaritmiais sumažinti įprastų vandens patogenų, įskaitant Vibrio rūšis, skaičių.

Pagrindiniai dizaino parametrai

Veiklos rezultatai

Po 8-savaičių paleidimo ir bioplėvelės stabilizavimo laikotarpio sistema pasiekė pastovią-būseną. Rezultatai rodo, kodėl MBBR yra ypač gerai{4}}pritaikytas prie akvakultūros nuotekų – didelis amoniako pašalinimas pastoviai šiltoje temperatūroje, kompaktiškas plotas ir minimalus operatoriaus įsikišimas.

1 lentelė: MBBR gydymo efektyvumas

Nuotekų kokybė nuolat atitiko Kinijos akvakultūros nuotekų išleidimo standartą (SC/T 9101-2007) ir - kritiškai ūkio ekonomikai – buvo tinkamatiesioginis pakartotinis naudojimas RAS be papildomo poliravimo. Kai nuotekų NH₃-N buvo mažesnė nei 1,0 mg/l, išvalytas vanduo pagal kai kuriuos parametrus iš tikrųjų buvo švaresnis nei ūkio šaltinio vanduo.

Pagrindiniai akvakultūros privalumai

Stabili nitrifikacija esant aukštai vandens temperatūrai

Atogrąžų krevečių auginimo regionuose vandens temperatūra pastoviai išlieka 26–30 laipsnių per metus -ištisus metus -, o tai yra optimalus temperatūros diapazonas nitrifikuojančioms bakterijoms. MBBR bioplėvelė palaiko tankią, metaboliškai aktyvią nitrifikuojančią populiaciją, kuri pasiekiamaamoniako pašalinimas virš 90 % be sezoninių kritimų. Skirtingai nuo suspenduoto-augimo aktyvuoto dumblo sistemų, kuriose temperatūros šuolis gali pagreitinti nitrifikatoriaus išplovimą, jei SRT nėra kruopščiai valdomas, pritvirtinta-augimo bioplėvelė iš prigimties yra atspari biomasės praradimui - nitrifikatoriai lieka ant nešėjų.

Kompaktiškas pėdsakas

Kai bendra PHT yra tik 4 valandos -, palyginti su 8–12 valandų, būdingomis įprastiniam aktyviajam dumblui apdorojant lygiavertes apkrovas -, MBBR reikia žymiai mažesnio bako tūrio. Visas 100 m³ biologinis reaktorius telpa maždaug 40 m² grindų plote. Krevečių ūkiams, kur kiekvienas kvadratinis metras žemės, esančios prie gamybinių tvenkinių, yra vertingas ir dažnai jos nedaug, šis kompaktiškas plotas yra lemiamas ekonominis pranašumas.

Jokių problemų dėl dumblo supylimo

RAS akvakultūros nuotekų C/N santykis paprastai yra santykinai žemas - – sąlyga, kuri, kaip žinoma, skatina gijinį įprasto aktyviojo dumblo kaupimąsi, kai gijinės bakterijos nukonkuruoja flok{1}}formuotojus ir gamina dumblą, kuris atsisako nusėsti. Pridedamas -MBBR augimo pobūdis visiškai pašalina šią problemą: bioplėvelė lieka pritvirtinta prie laikiklių, nepaisant C/N santykio, ir tik natūraliai atsiskyrusi biomasė patenka į skaidrintuvą, išlaikydamanuolat geros nusėdimo savybėsbe cheminių priedų ar operatoriaus reguliavimo.

Veikimo paprastumas

Aktyvaus dumblo sistemos reikalauja nuolatinio SRT stebėjimo, grąžinamo dumblo greičio reguliavimo ir F/M santykio valdymo - užduočių, kurioms reikalingi apmokyti operatoriai, kurie retai pasiekiami akvakultūros objektuose. MBBR sistema savaime-reguliuojasi pasitelkdama elegantišką grįžtamojo ryšio mechanizmą: didėjant organinei apkrovai, natūraliai didėja bioplėvelės storis, kad atitiktų, ir atvirkščiai. Kasdienis operatoriaus dėmesys yra minimalus -, visų pirma stebint DO, pH ir nuotekų amoniaką naudojant paprastus bandymų rinkinius. Tai nėra sistema, kuriai reikia greitojo rinkimo proceso inžinieriaus.

Atsparumas derliaus nuėmimo{0}}ciklo apkrovos svyravimams

Akvakultūros operacijos patiria dramatiškus apkrovos svyravimus periodiškais rinkimo ciklais, kai staigiai keičiasi šėrimo greitis ir vandens mainų apimtys. Didžiausio derliaus nuėmimo laikotarpiais, kai organinės apkrovos padidėja 40–50 %, MBBR bioplėvelės sistema toleravo šiuos svyravimus nepakitus nuotekų kokybei - pridedama biomasė suteikia stabilų apdorojimo buferį, kurio sustabdytos-augimo sistemos tiesiog negali pasikartoti. Ūkio operatoriui tai reiškia vienu dalyku mažiau, dėl kurio reikia nerimauti kritiškiausiais gamybos laikotarpiais.

Vandens pakartotinio naudojimo ekonomika

Ekonominis MBBR akvakultūroje pagrindas yra ne tik apdorojimo efektyvumas -, tai iš esmės yra vandens ekonomikos argumentas. 600 m³/d valymo sistema leidžia pakartotinai naudoti maždaug 85 % vandens RAS, o tai reiškia, kadKasmet sutaupoma 186 000 m³ gėlo vandens. Esant tipiškoms gėlo vandens paėmimo ir valymo išlaidoms pagrindiniuose akvakultūros regionuose, tai reiškia, kad per metus tiesiogiai sutaupoma maždaug 15 000–25 000 USD vandens, atsižvelgiant į vietines vandens kainų struktūras. Sumažėjęs išmetimo kiekis taip pat sumažina aplinkosaugos reikalavimų laikymosi išlaidas ir sumažina reguliavimo riziką -, kuri tampa vis svarbesnė, nes visame pasaulyje griežtėja leidimai išmesti.

Išvada

Šis atvejo tyrimas rodo, kad MBBR technologija tinka ne tik akvakultūros nuotekoms valyti -, tai neabejotinai yra optimalus biologinio valymo pasirinkimas recirkuliacinėms akvakultūros sistemoms. Derinys išdidelis nitrifikacijos efektyvumas (90–95 % NH₃-N pašalinimas), itin kompaktiškas plotas (4-val. HRT 40 m²), būdingas veikimo paprastumas ir įrodytas atsparumas derliaus ciklo apkrovos svyravimamstiksliai sprendžia problemas, su kuriomis kasdien susiduria krevečių ir žuvų ūkių operatoriai.

Akvakultūros operacijoms vertinant valymo atnaujinimus -, nesvarbu, ar dėl plėtros planų, sugriežtintų išleidimo leidimų ar siekio sumažinti gėlo vandens sąnaudas naudojant recirkuliaciją -, MBBR su tinkamai nurodytais HDPE nešikliais siūlo patikrintą būdą, kuris atsiperka dėl vandens taupymo per kelerius veiklos metus.