Revoliucinė akvakultūra: kaip MBBR technologija pakeitė Filipinų krevečių ūkį

Santrauka

Kaip nuotekų valymo specialistas, turintis daugiau nei 15 metų patirtį akvakultūros srityje, neseniai prižiūrėjau transformacinį projektą Filipinų krevečių ūkyje, kurMoving Bed Biofilm Reactor (MBBR) technologijapasiekė nuostabių rezultatų. Susidūręs su dideliais vandens kokybės iššūkiais, kėlusiais grėsmę visai jų veiklai, šis ūkis įdiegė integruotą MBBR sistemą, kuri sumažino vandens mainų greitį.85%, o krevečių išgyvenamumas padidėja iki 97%ir pasiekti a172% investicijų grąžaper pirmąjį gamybos ciklą. Šis atvejo tyrimas parodo, kaip tinkamas MBBR įgyvendinimas gali tuo pačiu metu užtikrinti aplinkos tvarumą ir ekonominį pelningumą vykdant atogrąžų akvakultūros operacijas.

Projektas apėmė 10 449 m² krevečių fermą Iloilo provincijoje, Filipinuose, kuri specializuojasi Ramiojo vandenyno baltųjų krevečių gamyboje (Litopenaeus vannamei) gamyba. Kaip ir daugelis akvakultūros operacijų Pietryčių Azijoje, ūkis stengėsi išlaikyti vandens kokybės parametrus, ypač lietaus sezono metu, kai temperatūros svyravimai, druskingumo svyravimai ir patogenų slėgis paprastai sukelia didelius gamybos nuostolius. Prieš įgyvendinant MBBR, ūkis rėmėsi įprastiniais vandens mainų metodais, kurie buvo ir aplinkai netvarūs, ir brangiai kainuojantys.

1. Vandens kokybės iššūkiai Filipinų akvakultūroje

1.1 Konkrečios problemos, su kuriomis susiduria ūkis

Ūkis susidūrė su daugybe tarpusavyje susijusių vandens kokybės problemų, kurios kėlė grėsmę jo gyvybingumui.Amoniako ir nitritų kaupimasisdėl šėrimo operacijų reguliariai pasiekdavo toksiškumo lygį (amoniako kiekis dažnai viršydavo 2,0 mg/l), o krevetėms buvo įtempta ir padidėjo jautrumas ligoms. Thedidelė organinė apkrovaDėl nesuvalgytų pašarų ir krevečių atliekų cheminio deguonies poreikio (CDS) lygis kartais viršydavo 300 mg/l, dėl ko sumažėjo deguonies, ypač nakties valandomis.

Perlietaus sezonas, operacijos metu kilo papildomų komplikacijų nuogėlo vandens įtekėjimassumažino druskingumą ir sumažino temperatūrą, sukuriant idealias sąlygasbaltos dėmės sindromo virusas (WSSV)irvibrio protrūkiai. Prieš diegiant MBBR sistemą, ūkyje išgyvenamumas buvo net 60 % didžiausio lietaus laikotarpiais, o derlius dažnai nukrisdavo žemiau ekonominio gyvybingumo slenksčio.

1.2 Įprastų metodų apribojimai

Ūkis anksčiau eksperimentavo su įvairiomis vandens valdymo strategijomis, įskaitantintensyvi vandens mainai(30–50 proc. per dieną), o tai pasirodė pernelyg brangu ir aplinkai netvarus. Cheminis gydymas, įskaitantantibiotikai ir dezinfekavimo priemonėssuteikė laikiną pagalbą, bet sukūrė atsparių patogenų padermių ir dėl to buvo apribotas patekimas į rinką dėl susirūpinimo dėl likučių.

Biologinio filtravimo bandymai naudojantstatiniai biofiltraibuvo priblokštas šėrimo piko metu ir reikalauja dažno plovimo atgal, todėl veikimo nestabilumas. Ūkis pasiekė kritinį tašką, kai reikėjo arba esminių technologinių pokyčių, arba gerokai sumažinti veiklą.

2. MBBR sistemos projektavimas ir įgyvendinimas

2.1 Tinkinta sistemos konfigūracija

Sukūrėme specialiai atogrąžų akvakultūros sąlygoms pritaikytą MBBR sistemą, apimančią keletą naujoviškų savybių. Pagrindinis gydymo traukinys susideda išketuri MBBR bakai (kiekvienas 4m × 4m × 2,8m)kurio bendras tūris yra 179,2 m³, o tai sudaro maždaug 15% viso vandens tūrio recirkuliacinėje sistemoje. Reaktoriai buvo įrengtididelio{0}}paviršiaus-bioplėvelės laikikliai (specific surface area >800 m²/m³), kad maksimaliai sulaikytų biomasę ir sumažintų pėdsaką.

Sistema apėmė ahidraulinis sulaikymo laikas (HRT) yra 0,3 valandosMBBR vienetuose, kurių pakanka visiškam amoniako ir nitritų oksidavimui, tuo pačiu užkertant kelią per dideliam nitratų kaupimuisi. Išlaikėme alaikmenos užpildymo koeficientas 65 %, kuris užtikrino optimalias maišymo charakteristikas, kartu suteikdamas pakankamai vietos biofilmų vystymuisi ir nešiklio cirkuliacijai.

2.2 Integravimas su esama infrastruktūra

MBBR sistema buvo strategiškai integruota su esama ūkio infrastruktūra.Būgniniai filtrai (60 mikronų)buvo sumontuoti kaip išankstinis apdorojimas, siekiant pašalinti kietąsias daleles ir užkirsti kelią terpės užsiteršimui. Aspeciali vėdinimo sistemanaudojant smulkius -burbulinius membraninius difuzorius, ištirpusio deguonies lygis MBBR talpyklose buvo didesnis nei 4,0 mg/l, užtikrinant veiksmingą biofiltravimą ir tinkamą terpės suskystinimą.

Įgyvendinimas įtrauktasautomatizuotos stebėjimo ir valdymo sistemoskritiniams parametrams (pH, temperatūra, ištirpęs deguonis, ORP), leidžiantis realiuoju laiku{0}}reguliuoti aeracijos greitį ir cirkuliacijos modelius. Šis automatizavimo lygis pasirodė esąs būtinas norint išlaikyti stabilias sąlygas, nepaisant kintančių aplinkos veiksnių.

3. Veiklos metrika ir veiklos rezultatai

Toliau pateiktoje lentelėje apibendrinami pagrindiniai veiklos rodikliai prieš ir po MBBR diegimo:

 Lentelė: pagrindiniai veiklos rodikliai prieš ir po MBBR įgyvendinimo Filipinų krevečių ūkyje

3.1 Vandens kokybės gerinimas

MBBR sistema parodė išskirtinį efektyvumą palaikant vandens kokybės parametrus optimaliuose krevečių augimo diapazonuose.Amoniako oksidacijos greitisnuolat viršijo 90%, net ir padidinto šėrimo laikotarpiais, tuo tarpunitritų kiekisper visą gamybos ciklą išliko žemiau 0,3 mg/l. Azoto junginių stabilumas reiškė, kad krevetės nebuvo veikiamos streso svyravimų, kurie anksčiau pakenkė imuninei funkcijai.

Vandens keitimo kurso sumažėjimas nuo 30-50% iki 5-10% kasdien verčiamas įžymiai sutaupyti siurbimo išlaidųir sumažintas poveikis aplinkai. Šis uždarojo ciklo metodas taip pat sumažino patogenų patekimą iš išorinių vandens šaltinių, o tai prisideda prie geresnio biologinio saugumo.

3.2 Gamyba ir ekonominiai rezultatai

MBBR sistemos užtikrinamas biologinis stabilumas tiesiogiai lėmė geresnius gamybos rezultatus. Ūkis pasiekėkrevečių išgyvenamumas 97%nepaisant to, kad dirbama sudėtingo lietaus sezono metu, palyginti su 60–75 % prieš{0}}įgyvendinimu. Thepašarų konversijos koeficientas (FCR)pagerėjo nuo 1,6–1,8 iki 1,3–1,4, o tai atspindi efektyvesnį maistinių medžiagų panaudojimą ir sumažintą atliekų kiekį.

Įspūdingiausia, kad ūkyje buvo nuimtas derliusbeveik 13 tonų krevečiųįvertintas maždaug$67,694iš jų 10 449 m² eksploatacijos, pasiekus amaždaug 28 719 USD pelnoir ainvesticijų grąža 172 proc.per pirmąjį gamybos ciklą . Šie rezultatai parodė, kad investicijos į MBBR technologiją gali būti greitai susigrąžintos, tuo pačiu pagerinant aplinkosauginį veiksmingumą.

4. Techniniai iššūkiai ir sprendimai

4.1 Prisitaikymas prie atogrąžų sąlygų

Diegiant teko susidurti su keletu regionui{0}} būdingų iššūkių, kuriems reikėjo pritaikytų sprendimų.Aukšta vandens temperatūra(28–32 laipsniai) iš pradžių pagreitino bioplėvelės augimą, viršijantį optimalų lygį, todėl reikėjo reguliuoti aeracijos intensyvumą ir hidraulinio sulaikymo laiką. Mes tai išsprendėme įgyvendindamikintamo greičio orapūtėskurie dinamiškai reagavo į temperatūros svyravimus.

Galios patikimumo problemospaplitęs Filipinų kaimo vietovėse, todėl reikėjo įdiegtiatsarginiai generatoriaiirbaterija{0}}maitinamos kritinės stebėjimo sistemospalaikyti aeraciją trumpų išjungimų metu. Šis perteklius pasirodė esąs būtinas atogrąžų audrų metu, kai greičiausiai nutrūkdavo elektros tiekimas.

4.2 Bioplėvelės valdymas ir procesų kontrolė

Optimalaus bioplėvelės storio palaikymas buvo nuolatinis iššūkis, ypač atsižvelgiant į skirtingą organinės apkrovos greitį per dieną. Įgyvendinome akontroliuojamas atgalinio plovimo režimaskurie selektyviai pašalino perteklinę biomasę, nesuardydami nitrifikuojančios populiacijos. Reguliarusžiniasklaidos patikrinimas ir valymasprotokolai užkirto kelią užsikimšimui ir išlaikė gydymo efektyvumą.

Sistema įtrauktavandens kokybės stebėjimas internetusu automatiniais įspėjimais, kai pagrindiniai parametrai (amoniakas, nitritas, ištirpęs deguonis) artėja prie slenksčio lygio. Ši išankstinio įspėjimo sistema leido operatoriams aktyviai koreguoti, kol sąlygos negalėjo paveikti krevečių sveikatos.

5. Nauda aplinkai ir tvarumui

MBBR įgyvendinimas suteikė daug naudos aplinkai, be tiesioginės ekonominės naudos. The85% sumažintas vandens suvartojimasišsprendė susirūpinimą dėl požeminio vandens išsekimo regione, ominimalus nuotekų išleidimasužkirto kelią gretimų pakrančių vandenų taršai maistinėmis medžiagomis .

Sistema praktiškai pašalino poreikįgydomieji chemikalai ir antibiotikai, derinant su pasaulinėmis tvarios akvakultūros praktikos tendencijomis. Tai ne tik sumažino veiklos sąnaudas, bet ir padėjo ūkiui patekti į aukščiausios kokybės rinkas, kuriose vis labiau reikia atsakingai pagamintų jūros gėrybių.

MBBR technologija pasirodė puikiaisuderinamumas su biofloko principaissu bioplėvelės ir suspenduotų flokų bendrijomis, kurios sinergiškai palaiko vandens kokybę. Šis integruotas metodas suteikė du gydymo būdus, kurie padidino sistemos atsparumą šėrimo piko metu ar kitais veikimo pokyčiais.

Išvada: pagrindiniai sėkmės veiksniai ir rekomendacijos

Sėkmingas MBBR technologijos įdiegimas šiame Filipinų krevečių ūkyje rodo keletą svarbių sėkmės veiksnių. Thekruopštaus dizaino, atitinkančio vietos sąlygas, išsamus operatoriaus mokymas, irintegracija su tinkamu išankstiniu apdorojimuvisi prisidėjo prie puikių rezultatų. Sistemospatvarumas sudėtingo lietaus sezono metuypač parodė savo vertę atogrąžų akvakultūroje.

Kitoms akvakultūros operacijoms, kuriose atsižvelgiama į panašią technologiją, rekomenduojuatlikti bandomuosius{0}}masto bandymusnustatyti optimalius spausdinimo medžiagos tipus ir įkrovimo greitį, būdingą vietinėms sąlygoms.Tinkamas išankstinis apdorojimas(atranka, kietųjų dalelių pašalinimas) yra būtinas norint išvengti terpės užsiteršimoperteklinės aeracijos sistemosužtikrinti nenutrūkstamą veikimą esant galios svyravimams.

Šiame Filipinų ūkyje pasiekti ekonominiai ir aplinkosauginiai rezultatai rodo, kad MBBR technologija yra perspektyvus sprendimas tvariai intensyvinti akvakultūros veiklą Pietryčių Azijoje. Įgalindamas didesnį gyvulių tankumą ir sumažindamas poveikį aplinkai, šis metodas sprendžia dvigubus produktyvumo ir tvarumo iššūkius, su kuriais susiduria pasaulinė akvakultūros pramonė.