MBBR dizajn i proračun za RAS

Zahtjevi za projektovanje biofiltera u RAS

Idealan biofilter za RAS velike-gustine mora zadovoljiti više kritičnih kriterija kako bi osigurao efikasan i stabilan rad. Sistem bi trebao u potpunosti iskoristiti površinu medija za postizanjepotpuno uklanjanje amonijakadokminimiziranje akumulacije nitrita. Optimalne brzine prijenosa kisika moraju se održavati unutar kompaktnog otiska, korištenjem -isplativih medija koji stvaraju minimalan gubitak glave. Dizajn bi trebao zahtijevati malo održavanja i izbjegavati čvrsto zadržavanje kako bi se spriječili problemi začepljenja.

Jedan od najizazovnijih aspekata dizajna biofiltera uključujeprecizno izračunavanje potrebe za kiseonikomkako bi se zadovoljili i zahtjevi uzgajanih vrsta i operativne potrebe biofiltera. Dok stehiometrijski proračuni sugerirajuteoretski minimum od 0,37 kg otopljenog kiseonika po kg hrane(sa 0,25 g koji podržava metabolizam ribe i 0,12 g za nitrifikaciju),praktična razmatranja dizajna preporučuju davanje 1,0 kg O₂ po kg hranekako bi se osigurala pouzdanost sistema. Podaci sa terena iz komercijalnih-operacija ukazuju nanajefikasnije iskorištavanje kisika se obično događa pri približno 0,5 kg O₂ po kg hrane, predstavlja optimalnu ravnotežu između bioloških performansi i energetske efikasnosti.

Ovostrategija snabdevanja kiseonikommora uzeti u obzir nekoliko faktora uključujući:

Kapacitet oksidacije amonijaka biofiltera

Fluktuacije gustine stoke

Rastvorljivost kiseonika-zavisna od temperature

Zahtjevi za redundantnost sistema

MBBR tehnologija i njene prednosti

Sistem biofilmskog reaktora s pokretnim krevetom (MBBR) nudi značajne prednosti u odnosu na tradicionalne tehnologije biofiltracije, kao što su kapajući filteri i rotirajući biološki kontaktori, posebno u pogledu operativnih zahtjeva i zahtjeva za održavanjem.Trenutno, MBBR tehnologija je široko implementirana u evropskim postrojenjima za prečišćavanje otpadnih voda i komercijalnim sistemima akvakulture različitih razmjera.

MBBR predstavlja pridruženi-proces biološkog tretmana rasta koji kontinuirano funkcionira kao amali-gubitak glave, biofilmski reaktor koji-ne začepljuje. Karakteristike ovog sistemavisoka specifična površinaza rast biofilma bez potrebe za povratnim ispiranjem. U MBBR sistemima, bakterijske kulture se razvijaju na specijalizovanim nosačima koji se slobodno kreću unutar zapremine reaktora. Konfiguracija reaktora može održavati ili aerobne uslove za nitrifikaciju kroz difuznu aeraciju ili anoksične uslove za denitrifikaciju pomoću potopljenih mehaničkih miksera.

Noseći mediji običnozauzima 50-70% zapremine reaktora, jer veći omjeri punjenja mogu ometati pravilno miješanje. Retencione rešetke - uključujući vertikalne rešetke, pravougaone mrežaste rešetke ili cilindrične sito - sprečavaju gubitak medija dok dozvoljavaju protok vode. Najčešće korišteni noseći medij (tip MBBR04/K1) sastoji se od polietilena visoke{6}}gustine (gustine 0,95 g/cm³) formiranog u male cilindre sa unutrašnjim poprečnim strukturama i vanjskim izbočinama nalik na peraje-. Iako postoje različiti dizajni medija, svi dijele bitnu karakteristiku pružanja zaštićenih površina za razvoj biofilma. Neprekidno kretanje medija unutar reaktora stvara efekat-samočišćenja koji sprječava začepljenje i promoviše kontrolirano ljuštenje biofilma. Kao priloženi-proces rasta,Kapacitet tretmana MBBR direktno korelira sa ukupnom površinom površine medija.

Ključne operativne karakteristike:

Dizajn studije slučaja i proračuni

Pregled sistema

Ovaj primjer dizajna ilustruje dimenzioniranje MBBR biofiltera za RAS od 500 tona godišnje. Ključni proizvodni parametri za svaku fazu kulture dati su u tabelama 1-1 i 1-2.

Metodologija dizajna

Dizajn MBBR slijedi pojednostavljeni pristup kada je poznata efikasnost uklanjanja TAN-a (ukupnog amonijačnog dušika) na osnovu:

• Fiksna zapremina reaktora
• Karakteristike vrste medija
• Hidraulično opterećenje
• Stopa uklanjanja TAN-a
• Radna temperatura

Potrebna ukupna površina biofilma (A_medija, m²) se izračunava iz:

1. Brzina punjenja MBBR TAN (str_TANkg/dan)
2. Procijenjena stopa nitrifikacije (r_TAN,g/(m²·dan))

Zapremina bioreaktora (V_medija, m³) se tada određuje prema:

V_medija = A_medija/ SSA

gdje je SSA=specifična površina medija (m²/m³)

Geometrija reaktora je optimizirana na osnovu omjera visine-prema-promjera (H/D).

Procedura projektovanja

Korak 1: Izračunajte potrebu za kisikom (R_DO)

gdje:

• a_DO= 0.25 kg O₂/kg hrane
• r_hraniti= 0.0173 kg hrane/kg ribe/dan
• ρ=gustina čarapa (137 kg/m³)
• V_tank= zapremina rezervoara (72,8 m³)

Korak 2: Odredite protok vode (Q_tank)

pod pretpostavkom:

DO_ulaz= 14.2 mg/L (50% zasićenja O₂)

DO_tank= 5 mg/L (28 stepeni)

Gdje

• Q_tank= 3, 250 L/min

Provjerite da li satnica razmjene rezervoara ispunjava zahtjeve efektivnog uklanjanja čvrstih tvari:

Ako je potrebno, može se smanjiti (npr. na 2 izmjene/sat), ovisno o hidraulici rezervoara i efikasnosti uklanjanja krutih tvari.

Korak 3: Izračunajte TAN proizvodnju (str_TAN)

Gdje

• R_hraniti= 170 kg hrane/dan
• a_TAN= 0.032 kg TAN/kg hrane
• P_TAN= 5.44 kg TAN/dan

Korak 4: Odredite jačinu medija

Korištenje volumetrijske brzine uklanjanja TAN-a (VTR):

• Topla voda (25-30 stepeni): 605 g/m³/dan
• Hladna voda (12-15 stepeni): 468 g/m³/dan (pri 1-2 mg/L TAN)

Korak 5: Veličina bioreaktora

Ključni parametri:

• H/D omjer: 1,0-1,2 (optimizirano za miješanje/aeraciju)
• Maksimalni prečnik: manji ili jednak 2 m
• Omjer popunjenosti medija: 60-70%

za ovaj slučaj:

• Potrebna zapremina: 5,0 m³ pri 60% punjenja
• Dimenzije:

- Visina: 1,83 m

- Prečnik: 1,83 m

- Ukupna visina: 2,1 m (uključujući slobodni bok)

Nabavite MBBR dizajn i proračun za vaš RAS

Pošaljite upit odmah