Aqu @teach: Разделение твердых веществ

На этапе проектирования необходимо принять следующие решения:

1. **Необходим ли отдельный этап удаления твердых частиц? ** В системах с низким запасом рыбы растение может удалять твердые вещества и выступать в качестве биофильтра. Однако со временем по мере увеличения количества твердых веществ будут происходить засорение и анаэробные области.

2. ** Каково подходящее устройство для удаления твердых веществ? ** Частицы отходов в воде могут быть разных размеров, что влияет на технологии, используемые для их удаления. В системах с более низкой плотностью засыпания (<10 кг/м³) могут использоваться устройства, основанные на осаждении, для удаления частиц, в то время как для систем с более высокой плотностью засыпания (>10 кг/м³) могут потребоваться вращательные барабанные фильтры (рис. 7).

3. **Каким образом аквариум должен быть подключен к устройству удаления твердых веществ? ** Вода должна всегда течь силой тяжести из аквариума в сепаратор твердых веществ и не должна перекачиваться, поскольку последний лишь уменьшает размер частиц и затрудняет их удаление. Во избежание осаждения скорость потока в трубе должна составлять от 0,7 до 1,0 м/с.

4. **Что делать с осадком? ** Рыбный ил богат питательными веществами, которые могут быть повторно использованы в качестве удобрения. Существует несколько альтернатив сбросу его в канализационную систему, в том числе:

• хранение и повторное использование в традиционном садоводстве и сельском хозяйстве; однако это может быть запрещено законом

• совместное компостирование со структурно богатыми зелеными отходами (вырубки деревьев, солома)

• вермикомпостирование (процесс компостирования с использованием различных видов дождевых червей).

• анаэробное сбраживание и реинтродукция дигестата в аквапонную систему (Goddek et al. 2016)

• денитрификация для смещения соотношения N:P в аквапонной системе с целью уменьшения ограничения P.

Большинство низкотехнологичных систем используют гравитационное осаждение для удаления частиц. Фильтры этой категории: вихревой фильтр, ламельный сепаратор и радиальный разделитель потока (рис. 8). Низкотехнологичные седиментационные фильтры, как правило, могут справляться только с частицами размером более 100 мкм. Однако из-за большого потока и активного смешивания водной толщи большинство частиц в самых современных интенсивных RAS будет меньше 100 мкм. Поэтому использование только седиментационных фильтров не является оптимальным решением для интенсивных RAS.

Рис. 8: Схема радиального разделителя потока (адаптирована после www.garydonaldson.net)

Большинство современных и интенсивных RAS используют микроэкраны, часто применяемые в качестве вращающихся барабанных фильтров для фильтрации твердых частиц (рис. 9). Эти барабанные фильтры работают следующим образом: вода поступает в барабанный фильтр и фильтрует через микроэкраны (обычно с фильтрующей тканью 40-100 мкм), твердые частицы удерживаются и затем промываются из фильтрующих элементов в илоток, а иловая вода покидает рыбную систему и попадает в сооружение по очистке сточных вод.

Рис. 9: Схема барабанного фильтра (www.nordicwater.com

В дополнение к барабанным фильтрам часто используются пенные фракционирующие (также называемые белковыми скиммерами) (рис. 10). Они в основном используются для удаления органических соединений, таких как белки, но, как сообщается, они также уменьшают большое количество других органических и неорганических молекул (например, жирных кислот, детрита, бактерий, металлов). Фракциониторы пены в основном используются в морской воде, так как их эффективность очень низкая в пресной воде

Рис. 10: Схема фракционирующей пены (www.epd.gov.hk)

Таблица 5: Характеристики различных систем фильтрации твердых веществ

¹ Падение давления происходит, когда силы трения, вызванные сопротивлением потоку, воздействуют на жидкость, протекающую через трубу. См. упражнение в модуле 2 — Аквакультура.

Рисунок 11. Различные устройства для удаления твердых частиц: (слева) шламоуловитель; (центр) черновой фильтр; (справа) вращательный барабанный фильтр в ZHAW (все фотографии U.Strniša)

Рисунок 12: Резервуар для хранения осадка (слева) (фото: U.Strniša) и компост (справа) (фото: pixabay)

*Авторское право © Партнеры проекта Aqu @teach. Aqu @teach является стратегическим партнерством Erasmus+ в области высшего образования (2017-2020), возглавляемым Университетом Гринвича, в сотрудничестве с Цюрихским университетом прикладных наук (Швейцария), Техническим университетом Мадрида (Испания), Люблянским университетом и Биотехническим центром Naklo (Словения) . *