فیلتر زیستی حوضچه
آبزی پروری پرورش موجودات آبزی مانند ماهی، سخت پوستان، نرم تنان و گیاهان آبزی است، تقاضای جهانی برای ماهی انگیزه رشد سریع آبزی پروری را فراهم کرده است. در سال 2012، 66.6 میلیون تن ماهی توسط آبزی پروری تولید می شد که 42.2 درصد از تولید ماهی های غذایی جهان را تشکیل می داد. علاوه بر این، آبزی پروری یکی از سریع ترین بخش های تولید کننده مواد غذایی با رشد متوسط 6.5 درصدی در دوره 2000 تا 2012 است.
سیستم های آبزی پروری را می توان بر اساس تولید در واحد حجم (m3) یا واحد سطح (m2) به سه دسته اصلی: گسترده، نیمه فشرده و فشرده طبقه بندی کرد. دریاچههای کوچک طبیعی در سیستمهای معمولی گسترده قرار میگیرند، کشت برکهها با تغذیه یا هوادهی در سیستمهای نیمه فشرده، و سیستمهای آبزی پروری در حال چرخش در حالت فشرده هستند.
سیستمهای آبزی پروری چرخشی (RAS) سیستمهای مبتنی بر مخزن هستند که در آن پارامترهای محیطی کاملاً کنترل میشوند، بنابراین ماهیها میتوانند با تراکم بالا ذخیره شوند. فناوری RAS در سه دهه گذشته توسعه یافته و اصلاح شده است. فناوری RAS توانایی کار با ظرفیت بالا با آب کمتر را دارد و در مقایسه با پرورش ماهی سنتی یک نیاز است، همچنین RAS می تواند مصرف مواد شیمیایی و آنتی بیوتیکی و دفع زباله را کاهش دهد. علاوه بر این، RAS قابل انطباق با گونه ها است، به این معنی که ماهی را می توان در تمام طول سال تولید کرد. با این حال، RAS به سرمایه بالا و سرمایه گذاری عملیاتی نیاز دارد که عیب اصلی آن است. علاوه بر این، یک سیستم پیچیده برای راه اندازی است و برای نگهداری و نظارت به تخصص نیاز است.
کنترل کیفیت آب در RAS توسط بسیاری از اجزای مختلف به دست می آید. به طور کلی، RAS شامل یک بخاری یا مبدل حرارتی برای تنظیم دمای آب، سیستم هوادهی برای کاهش غلظت CO 2 محلول، سیستم اکسیژن رسانی برای تامین اکسیژن کافی، فیلترهای درام برای حذف جامدات معلق، سیستم ضد عفونی (تجهیزات UV و ازن) برای غیرفعال کردن عوامل بیماری زا است. و سیستم بیوفیلتر برای حذف ضایعات نیتروژن. قلیاییت در سیستم با افزودن مواد شیمیایی به آن کنترل می شود.
انواع زیادی از سیستم های بیوفیلم برای تصفیه آب وجود دارد، مانند بیوفیلترهای چکاننده، کنتاکتورهای بیولوژیکی دوار (RBC)، بیوفیلترهای رسانه ای دانه ای، بیوفیلترهای دانه شناور و بیوفیلترهای بستر سیال، همگی مزایا و معایبی دارند. فیلتر چکنده از نظر حجمی موثر نیست. شکست های مکانیکی اغلب در کنتاکتورهای بیولوژیکی دوار تجربه شده است. بیوفیلترهای رسانه ای دانه ای نیاز به فلاش مجدد دوره ای دارند و راکتورهای بستر سیال ناپایداری هیدرولیکی را نشان می دهند. در این زمینه، فناوری راکتور بیوفیلم بستر متحرک (MBBR) در اواخر دهه 1980 و اوایل دهه 1990 در نروژ توسعه یافت.
در حال حاضر MBBR در سراسر جهان برای تصفیه فاضلاب های شهری و صنعتی و همچنین برای تصفیه آب در آبزی پروری استفاده می شود. در صنعت آبزی پروری، MBBR عمدتاً برای نیتریفیکاسیون و همچنین حذف مواد آلی استفاده می شود. به منظور جلوگیری از باکتریهای هتروتروف که مواد آلی را مصرف میکنند و باکتریهای نیتریفیک کننده را در بارهای آلی بالا سرکوب میکنند، MBBR همیشه در بارهای آلی کم در سیستم آبزی پروری کار میکند.
در مقایسه با اکثر راکتورهای بیوفیلم دیگر، MBBR از کل حجم مخزن برای رشد زیست توده استفاده می کند، همچنین افت سر ناچیز دارد و نیازی به شستشوی معکوس دوره ای ندارد و مستعد گرفتگی نیست. علاوه بر این، کسر پرکننده حامل های بیوفیلم در راکتور می تواند در اولویت قرار گیرد. با این حال، توصیه می شود که کسرهای پرکننده باید کمتر از 70 درصد باشد تا حامل آزادانه در راکتور معلق بماند.
MBBR یک فناوری مبتنی بر تئوری بیوفیلم است، با یک بیوفیلم فعال که بر روی حاملهای پلاستیکی (یا بیومدیا) ویژه طراحی شده که در راکتور معلق هستند، رشد میکند. می توان آن را هم در شرایط هوازی و هم در شرایط بی هوازی کار کرد، بیومدیا با هم زدن از پخش کننده های هوادهی معلق نگه داشته می شود، در حالی که در موارد بی هوازی، از میکسر برای حرکت بیومدیا استفاده می شود. رسانه های زیستی از مواد مختلفی ساخته می شوند و معمولاً از پلی اتیلن با چگالی بالا استفاده می شود که چگالی آن حدود 0.95 گرم بر سانتی متر مکعب است. رسانه های زیستی در اشکال و اندازه های مختلف طراحی شده اند.