Проектування та розрахунок MBBR для RAS

Вимоги до конструкції біофільтрів в РАН

Ідеальний біофільтр для RAS високої -щільності має відповідати багатьом критичним критеріям, щоб забезпечити ефективну та стабільну роботу. Система повинна повністю використовувати площу поверхні носія для досягненняповне видалення аміакупокимінімізація накопичення нітритів. Необхідно підтримувати оптимальну швидкість передачі кисню в межах компактного розміру, використовуючи-рентабельне середовище, яке створює мінімальну втрату напору. Конструкція повинна вимагати невеликого обслуговування та уникати міцного утримання, щоб запобігти проблемам із засміченням.

Один із найскладніших аспектів проектування біофільтра включаєточний розрахунок потреби в кисніщоб задовольнити як вимоги культивованих видів, так і робочі потреби біофільтра. Хоча стехіометричні розрахунки припускаютьтеоретичний мінімум 0,37 кг розчиненого кисню на кг корму(з 0,25 г для підтримки метаболізму риби і 0,12 г для нітрифікації),практичні міркування конструкції рекомендують забезпечити 1,0 кг O₂ на кг кормудля забезпечення надійності системи. Польові дані комерційних-масштабних операцій вказують нанайбільш ефективне використання кисню зазвичай відбувається при приблизно 0,5 кг O₂ на кг корму, що представляє оптимальний баланс між біологічними характеристиками та енергоефективністю.

Цестратегія постачання киснемнеобхідно враховувати кілька факторів, зокрема:

Здатність біофільтра до окислення аміаку

Коливання щільності посадки

Температурно-розчинність кисню

Вимоги до резервування системи

Технологія MBBR та її переваги

Система біоплівкового реактора з рухомим шаром (MBBR) пропонує значні переваги перед традиційними технологіями біофільтрації, такими як крапельні фільтри та обертові біологічні контактори, особливо щодо вимог до експлуатації та обслуговування.В даний час технологія MBBR широко впроваджена в європейських очисних спорудах і комерційних системах аквакультури різного масштабу.

MBBR представляє приєднаний-процес біологічної обробки росту, який працює безперервно як aнизькі-втрати, не{0}}засмічувальний біоплівковий реактор. Особливості цієї системивисока питома поверхнядля росту біоплівки без зворотного промивання. У системах MBBR бактеріальні культури розвиваються на спеціалізованих середовищах-носіях, які вільно переміщуються в об’ємі реактора. Конфігурація реактора може підтримувати або аеробні умови для нітрифікації через розсіяну аерацію, або безкисневі умови для денітрифікації за допомогою занурених механічних мішалок.

Типовий носій інформаціїзаймає 50-70% об'єму реактора, оскільки вищі коефіцієнти наповнення можуть перешкоджати належному змішуванню. Утримувальні решітки -, включаючи вертикальні стійки, прямокутні сітчасті решітки або циліндричні сита - запобігають втраті носія, одночасно пропускаючи воду. Найбільш часто використовувані носії (тип MBBR04/K1) складаються з поліетилену високої -щільності (щільність 0,95 г/см³), сформованого в маленькі циліндри з внутрішньою поперечною структурою та зовнішніми виступами,-подібними до плавників. Незважаючи на те, що існують різні конструкції носіїв, усі мають спільну суттєву характеристику забезпечення захищених ділянок поверхні для розвитку біоплівки. Безперервний рух середовища всередині реактора створює ефект само{11}}самоочищення, який запобігає засміченню та сприяє контрольованому злущенню біоплівки. Як додатковий-процес зростання,Потужність обробки MBBR прямо корелює із загальною доступною площею поверхні носія.

Основні експлуатаційні характеристики:

Розробка тематичного дослідження та розрахунки

Огляд системи

Цей приклад конструкції ілюструє розміри біофільтра MBBR для 500-тонного річного виробництва RAS. Ключові виробничі параметри для кожної стадії культивування наведені в таблицях 1-1 і 1-2.

Методика проектування

Конструкція MBBR використовує спрощений підхід, коли відома ефективність видалення TAN (загальний аміачний азот) на основі:

• Фіксований об'єм реактора
• Характеристика типу носія
• Гідравлічне навантаження
• Швидкість видалення TAN
• Робоча температура

Необхідна загальна площа поверхні біоплівки (A_ЗМІ, м²) розраховується з:

1. Швидкість завантаження MBBR TAN (P_TANкг/день)
2. Розрахункова швидкість нітрифікації (р_ТАН,г/(м²·день))

Обсяг біореактора (V_ЗМІ, м³) тоді визначається:

V_ЗМІ = A_ЗМІ/ SSA

де SSA=питома площа поверхні середовища (м²/м³)

Геометрію реактора оптимізовано на основі співвідношення висоти-до-діаметра (H/D).

Процедура проектування

Крок 1: Обчисліть потребу в кисні (R_{ЗРОБИТИ})

Де:

• a_{ЗРОБИТИ}= 0.25 кг O₂/кг корму
• r_{годувати}= 0.0173 кг корму/кг риби/день
• ρ=щільність посадки (137 кг/м³)
• V_танк= об'єм резервуара (72,8 м³)

Крок 2: Визначте витрату води (Q_танк)

Припускаючи:

ЗРОБИТИ_{вхідний отвір}= 14.2 мг/л (50% насичення O₂)

ЗРОБИТИ_танк= 5 мг/л (28 градусів)

Де

• Q_танк= 3,250 л/хв

Перевірте, чи погодинна швидкість обміну в резервуарі відповідає вимогам ефективного видалення твердих частинок:

При необхідності її можна зменшити (наприклад, до 2 замін на годину), залежно від гідравліки бака та ефективності видалення твердих частинок.

Крок 3: обчисліть виробництво TAN (стор_TAN)

Де

• R_{годувати}= 170 кг корму/день
• a_TAN= 0.032 кг TAN/кг корму
• P_TAN= 5.44 кг TAN/день

Крок 4: Визначте гучність носія

Використання об’ємної швидкості видалення TAN (VTR):

• Тепла вода (25-30 градусів): 605 г/м³/добу
• Холодна вода (12-15 градусів): 468 г/м³/день (при 1-2 мг/л TAN)

Крок 5: Розмір біореактора

Ключові параметри:

• Співвідношення H/D: 1,0-1,2 (оптимізовано для змішування/аерації)
• Максимальний діаметр: менше або дорівнює 2 м
• Коефіцієнт заповнення медіа: 60-70%

Для цього випадку:

• Необхідний об'єм: 5,0 м³ при заповненні 60%.
• Розміри:

- Зріст: 1,83 м

- Діаметр: 1,83 м

- Загальна висота: 2,1 м (включаючи надводний борт)

Отримайте проект MBBR і розрахунок для вашого RAS

Надішліть запит зараз