MBBR tervezés és számítás RAS-hoz

A RAS-ban használt bioszűrők tervezési követelményei

A nagy{0}}sűrűségű RAS-rendszerek ideális bioszűrőjének számos kritikus kritériumnak kell megfelelnie a hatékony és stabil működés érdekében. A rendszernek teljes mértékben ki kell használnia a hordozó felületét az eléréshezteljes ammónia eltávolításmíga nitrit felhalmozódás minimalizálása. Az optimális oxigénátviteli sebességet kis helyigényen belül kell fenntartani, költséghatékony, minimális fejveszteséget okozó médiával-. A kialakításnak kevés karbantartást kell igényelnie, és kerülnie kell a szilárd rögzítést az eltömődési problémák elkerülése érdekében.

A bioszűrő tervezésének egyik legnagyobb kihívást jelentő aspektusaaz oxigénigény pontos kiszámításahogy megfeleljen a tenyésztett fajok igényeinek és a biofilter működési igényeinek egyaránt. Míg a sztöchiometrikus számítások azt sugalljákelméleti minimum 0,37 kg oldott oxigén kilogrammonként takarmány(0,25 g támogatja a halak anyagcseréjét és 0,12 g a nitrifikációt),A gyakorlati tervezési megfontolások azt javasolják, hogy 1,0 kg O₂-t biztosítsanak minden takarmány kg-onkénta rendszer megbízhatóságának biztosítása érdekében. A kereskedelmi-léptékű műveletekből származó helyszíni adatok azt mutatják, hogya leghatékonyabb oxigénfelhasználás jellemzően körülbelül 0,5 kg O2/kg takarmánynál történik, amely optimális egyensúlyt képvisel a biológiai teljesítmény és az energiahatékonyság között.

Ezoxigénellátási stratégiaszámos tényezőt kell figyelembe venni, többek között:

A biofilter ammónia oxidációs képessége

Az állománysűrűség ingadozása

Hőmérséklet{0}}függő oxigénoldhatóság

A rendszer redundancia követelményei

Az MBBR technológia és előnyei

A Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) rendszer jelentős előnyöket kínál a hagyományos bioszűrési technológiákkal szemben, mint például a csepegtető szűrők és a forgó biológiai kontaktorok, különösen az üzemeltetési és karbantartási követelmények tekintetében.Jelenleg az MBBR technológiát széles körben alkalmazzák az európai szennyvíztisztító telepeken és különféle léptékű kereskedelmi akvakultúra-rendszerekben.

Az MBBR egy csatolt-növekedési biológiai kezelési folyamat, amely folyamatosan működik aalacsony-fejveszteség, nem-eltömődő biofilm reaktor. Ez a rendszer jellemzőinagy fajlagos felületa biofilm növekedéséhez visszamosás nélkül. Az MBBR rendszerekben a baktériumtenyészetek speciális hordozó táptalajokon fejlődnek ki, amelyek szabadon mozognak a reaktortérfogatban. A reaktorkonfiguráció vagy aerob körülményeket képes fenntartani a nitrifikációhoz diffúz levegőztetéssel, vagy anoxikus körülményeket a denitrifikációhoz merülő mechanikus keverők használatával.

A hordozó adathordozó általábana reaktortérfogat 50-70%-át foglalja el, mivel a nagyobb töltési arány akadályozhatja a megfelelő keverést. A visszatartó ernyők -, beleértve a függőleges rúdtartókat, a téglalap alakú szitákat vagy a hengeres szitaelrendezéseket, - megakadályozzák a közeg elvesztését, miközben lehetővé teszik a víz áramlását. A leggyakrabban használt hordozóanyag (MBBR04/K1 típus) nagy -sűrűségű polietilénből (sűrűség 0,95 g/cm³) áll, amelyet kis hengerekké alakítanak ki belső keresztszerkezettel és külső bordaszerű kiemelkedésekkel. Bár léteznek különféle médiatervek, mindegyiknek ugyanaz az alapvető jellemzője, hogy védett felületeket biztosítanak a biofilm fejlesztéséhez. A reaktoron belüli folyamatos közegmozgás öntisztító hatást hoz létre, amely megakadályozza az eltömődést, és elősegíti a szabályozott biofilm leválását. Mellékelt{13}}növekedési folyamatkéntAz MBBR kezelési kapacitása közvetlenül korrelál a teljes rendelkezésre álló hordozófelülettel.

Főbb működési jellemzők:

Esettanulmány tervezése és számításai

Rendszer áttekintése

Ez a tervezési példa az MBBR bioszűrő méretét szemlélteti egy 500 tonnás éves gyártású RAS-hoz. Az egyes tenyésztési szakaszokhoz tartozó kulcsfontosságú termelési paramétereket az 1-1. és 1-2. táblázat tartalmazza.

Tervezési módszertan

Az MBBR tervezés egyszerűsített megközelítést követ, ha ismert a TAN (teljes ammónia nitrogén) eltávolítási hatékonysága, amely a következőkön alapul:

• Rögzített reaktortérfogat
• A médiatípus jellemzői
• Hidraulikus terhelés
• TAN eltávolítási arány
• Üzemi hőmérséklet

A szükséges teljes biofilm felület (A_média, m²) a következőből számítható ki:

1. MBBR TAN terhelési sebesség (P_CSERSZÍNŰkg/nap)
2. Becsült nitrifikációs sebesség (r_CSERSZÍNŰ,g/(m²·nap))

A bioreaktor térfogata (V_média, m³) a következőképpen határozható meg:

V_média = A_média/ SSA

ahol SSA=a hordozó fajlagos felülete (m²/m³)

A reaktor geometriáját a magasság-/-átmérő (H/D) aránya alapján optimalizáltuk.

Tervezési eljárás

1. lépés: Számítsa ki az oxigénigényt (R_DO)

Ahol:

• a_DO= 0.25 kg O₂/kg takarmány
• r_takarmány= 0.0173 kg takarmány/kg hal/nap
• ρ=állománysűrűség (137 kg/m³)
• V_tartály= tartály térfogata (72,8 m³)

2. lépés: Határozza meg a víz áramlási sebességét (Q_tartály)

Feltételezve:

DO_bemenet= 14.2 mg/L (50%-os O₂ telítettség)

DO_tartály= 5 mg/L (28 fok)

Ahol

• Q_tartály= 3,250 L/perc

Ellenőrizze, hogy az óránkénti tartálycsere árfolyam megfelel-e a hatékony szilárdanyag-eltávolítási követelményeknek:

Szükség esetén csökkenthető (pl. 2 csere/óra), a tartály hidraulikától és a szilárdanyag-eltávolítási hatékonyságtól függően.

3. lépés: A TAN-termelés kiszámítása (o_CSERSZÍNŰ)

Ahol

• R_takarmány= 170 kg takarmány/nap
• a_CSERSZÍNŰ= 0.032 kg TAN/kg takarmány
• P_CSERSZÍNŰ= 5.44 kg TAN/nap

4. lépés: Határozza meg a média mennyiségét

A térfogati TAN eltávolítási sebesség (VTR) használata:

• Meleg víz (25-30 fok): 605 g/m³/nap
• Hideg víz (12-15 fok): 468 g/m³/nap (1-2 mg/L TAN-nál)

5. lépés: A bioreaktor mérete

Főbb paraméterek:

• H/D arány: 1,0-1,2 (keverésre/levegőztetésre optimalizálva)
• Maximális átmérő: 2 m vagy annál kisebb
• Média kitöltési arány: 60-70%

Erre az esetre:

• Szükséges térfogat: 5,0 m³ 60%-os töltöttség mellett
• Méretek:

- Magasság: 1,83 m

- Átmérő: 1,83 m

- Teljes magasság: 2,1 m (szabadoldallal együtt)

Szerezzen MBBR tervezést és számítást RAS-jához

Kérdés küldése most