Aqu @teach: biofilter

Biofilter ni moyo wa kila mfumo wa recirculating aquaculture. Afya ya samaki, na hivyo mafanikio ya kiuchumi, hutegemea operesheni sahihi ya biofilter. Viwango vya juu vya amonia na nitriti katika mizinga ya samaki vinaweza kusababisha sababu kadhaa. Moja ya haya inaweza kuwa hafifu iliyoundwa au ndogo mojawapo ya uendeshaji wa biofilter (ndogo mno, si mchanganyiko sawasawa, viwango vya nitrati juu sana, pH chini sana, ulevi wa biofilter na chumvi au matibabu, aeration chini sana au juu sana, nk). Kipengele kingine kikuu cha kushindwa kwa kubuni ni upungufu wa kutosha wa maji. Biofilter inaweza tu kuharibu kile kinachopokea kutoka tank ya samaki. Ikiwa kiwango cha recirculation ni cha chini sana, hata biofilter ya juu ya dimensioned haitaongoza ubora mzuri wa maji. Ili kuepuka hili, fuata mfano katika Sura ya 2 ili kuhesabu kiwango cha recirculation sahihi kwa mfumo wako.

Je, biofilter tofauti inahitajika?

Katika mifumo yenye wiani wa chini wa samaki, kitanda cha kuongezeka kwa vyombo vya habari kinaweza kuchukua nafasi ya kuondolewa kwa yabisi na biofiltration. Ikiwa mzigo mkali ni wa juu sana, maeneo ya kuziba na anaerobic yanaweza kutokea, ambayo hupunguza ufanisi wa biofiltration. Kwa hiyo, kama kitanda kinachoongezeka kinatumika kama biofilter, ama hifadhi ya chini sana ya samaki au kifaa tofauti cha kuondolewa kwa solids kinapendekezwa.

Kuchagua biofilter

Aina ya biofilter ya kawaida katika aquaponics na katika RAS ni kitanda cha kusonga biofilter reactor (MBBR) (Kielelezo 13, Jedwali 6). Vyombo vya habari vya chujio cha kitanda cha kusonga vina miundo ndogo (1-2 cm) ya plastiki yenye eneo maalum la juu (k.m. Kaldness k1). Vyombo vya habari hivi vya chujio huhifadhiwa katika harakati za mara kwa mara na aeration (kwa mfano kupitia pembejeo ya hewa kupitia sahani za hewa chini ya tank ya biofilter). Harakati ya mara kwa mara ya vyombo vya habari ina athari ya kusafisha binafsi kwenye vyombo vya habari vya chujio na kuzuia ukuaji mkubwa wa bakteria. Kwa kusafisha chujio cha kitanda cha kusonga kinapaswa kuunganishwa kutoka kwa RAS na kisha kuachwa mara moja kwa wiki.

Vyombo vya habari vya carrier vinasaidia ukuaji wa biofilm microbial kwa kutoa eneo kubwa la uso. Kwa kawaida, MBBR hujazwa 40 -60% na biocarriers, na kujenga eneo kamili la uso wa 300-600 m²/m³bioreactor kiasi. Mwendo wa hewa hujenga vikosi vya shear kwenye biofilms na huendelea kukua na kuvunjika kwa biofilm katika usawa. Ikiwa biofilm kwenye flygbolag hupata nene sana, basi aeration ni ndogo sana, na ikiwa haipo, basi aeration ni ya juu sana. Faida kubwa ya MBBR ni degassing na aeration na mtiririko wa hewa, ambayo si zinazotolewa na filters fasta kitanda.

Fixed filters kitanda na fasta biofilter media. Chujio cha kitanda kilichowekwa pia hufanya kazi kama kifaa cha kuondoa yabisi kwa kuwa ina uwezo wa kuchuja nje yabisi iliyobaki na misombo ya kikaboni ambayo haijachujwa katika kitengo cha kujitenga kwa yabisi. Ikiwa upakiaji wa kikaboni ni wa juu kuliko uharibifu wa asili juu ya uso, keki ya chujio inaweza kuwa imefungwa na chembe na ukuaji wa bakteria. Chujio kinahitaji kusafishwa mara kwa mara na maji ya bacwash yatibiwa tofauti (kwa mchanga nk). (Jedwali 6).

Kuchuja filters ni ya mwisho ya aina tatu ya kawaida filter na kazi kwa trickling maji kupitia rundo la flygbolag biofilm. Faida kubwa ya chujio cha kupiga ni athari kubwa ya degassing kupitia maji ya juu hadi uso wa hewa unasababishwa kwa njia ya kupiga. Hasara kuu ni gharama kubwa za kusukumia zinazohitajika kuleta maji kwa urefu uliohitajika. Kwa kuwa flygbolag hizi si wakiongozwa mara kwa mara kama katika MBBR, biofilm kukua mazito juu ya flygbolag hizi na kupunguza kiwango nitrification Filters za kupiga rangi ni za kawaida sana katika aquaponics, kwani zinawezesha kubadilishana gesi (degassing ya CO₂ na aeration) katika hatua moja. Aidha, wao tu haja ya mzunguko wa maji na hakuna ziada aeration kifaa kama MBBR (kwa mfano blower), ambayo inawafanya rahisi sana kujenga mfumo.

Kielelezo 13: Matoleo mawili ya biofilters ya vyombo vya habari vinavyohamia: (kushoto) biofilter iliyo na biochips nyingi sana (picha R. Bolt); (kulia) biofilter bila aeration (picha: U Strniša)

Jedwali la 6: Aina ya biofilters na faida zao na hasara katika suala la utendaji wa mfumo: kusonga kitanda biofilm reactor (MBBR), chujio cha kitanda kilichowekwa na chujio cha kupiga

Aina ya Biofilter	Ujenzi wa msingi	Faida na hasara
Kusonga kitanda biofilm Reactor (MBBR		Nitrification ++ Filtration - Degassing +
Fasta kitanda filter		Nitrification + Filtration + Degassing -
Kichujio cha Trickling		Nitrification+Filtration -Degassing ++ (kama aerated) -

Degassing na aeration

tank samaki (s), biofilter na kukua kitanda (s) wote wanahitaji aeration sahihi. Kuna njia nyingi za kutoa hii, ikiwa ni pamoja na kutumia pampu za airlift, dawa za maji, paddlewheels, rafadha, blowers, na compressors. Kama ilivyo na kusukumia maji, aeration ya maji inahitaji kuwa ya kuaminika na yenye ufanisi wa nishati. Aeration katika mifumo ndogo inaweza kutolewa kwa kutumia nishati ufanisi na muda mrefu hewa pampu na vinyl daraja chakula kushikamana na airstones kuwekwa katika au karibu chini ya mizinga na kukua vitanda. Pampu za hewa kwa ujumla si kubwa ya kutosha kwa ajili ya kuimarisha mifumo mikubwa, ambayo huwa na kutumia pigo la kuzaliwa upya au jenereta ya oksijeni.

Katika aquaponics, pampu za hewa na mawe ya hewa hutumiwa kulazimisha hewa ndani ya maji kutoa mizizi ya mimea na samaki na oksijeni. Pampu za hewa zinapatikana sana kwa ukubwa mbalimbali, kutoka ndogo sana hadi kubwa sana na uwezo wa kukimbia kutoka kwa moja hadi nyingi za hewa, ambayo kila mmoja huingiza mamia ya Bubbles vidogo vya hewa safi, yenye utajiri wa oksijeni ndani ya suluhisho. Ingawa ni rahisi kushinikiza hewa nje ya jiwe la hewa ambalo liko katika maji ya kina kirefu, huwezi kupata oksijeni nyingi ndani ya maji kama unavyofanya ikiwa jiwe la hewa linazidi zaidi. Wakati airstone ni zaidi idadi kubwa ya Bubbles kwamba kuja nje ni ndogo kwa sababu ya shinikizo juu ya maji, ambayo pamoja na eneo kubwa zaidi ya Bubbles wachache kubwa, na wana kusafiri zaidi kwa uso, na maji jirani absorbing oksijeni kutoka Bubbles njia yote ya juu ya tank ambapo kupasuka katika uso.

Ufanisi mkubwa wa oksijeni

Teknolojia ya msingi ya oksijeni ni bomba la U, koni ya oksijeni, na oxygenator ya chini ya kichwa (Takwimu 14-16, Jedwali 7).

Jedwali 7: Tabia za uwezekano tofauti wa utajiri mkubwa wa oksijeni katika RAS

(2-3 m, 0.2- bar)

Teknolojia moja rahisi ya oksijeni kufuta oksijeni ndani ya maji ya mfumo ni U-bomba (Kielelezo 14). Oksijeni inachujwa chini ya bomba la kina cha 10-30 m kwa njia ambayo maji ya mfumo inapita. Kutokana na kichwa cha juu cha majimaji, shinikizo la juu linasababisha kupunguzwa kwa oksijeni kwenye safu ya maji. Hata hivyo, kama mbinu hii inahitaji miundo kujengwa ndani ya ardhi, njia hiyo mara nyingi haiwezi kutekelezwa katika mazoezi.

Kielelezo 14: U-bomba

Kondomu ya oksijenation** (Kielelezo 15) hutumia kanuni sawa kama bomba la U. Tofauti ni kwamba shinikizo la juu la majimaji linaingizwa na pampu (ambayo inatumia nishati nyingi). Teknolojia hii inafaa hasa kufunika kilele katika mahitaji ya oksijeni, na ina ufanisi mkubwa katika suala la uharibifu wa oksijeni.

Kielelezo 15: koni ya oksijeni kwa kufuta oksijeni safi katika shinikizo la juu Chanzo: Timmons na Ebeling 2007 (kushoto), Bregnballe 2015 (kulia)

Oxygenator** ya kichwa cha chini** (LHO) (Kielelezo 16) hutumia njia nyingine ya utajiri wa oksijeni. Maji inapita kupitia sahani ya perforated na husababisha maji ya juu kwa eneo la gesi katika chumba cha kuchanganya chini. LHOs hufanya kazi kiuchumi sana, ingawa haziwezi kufikia viwango vya oksijeni kama juu kama mbegu zinaweza.

Kielelezo 16: Oxygenator ya chini ya kichwa

Ufanisi wa chini wa oksijeni

Kielelezo 17 na Jedwali la 8 kinaonyesha uwezekano tofauti wa utajiri wa oksijeni wa chini.

Kielelezo 17: Uwezekano tofauti wa utajiri mdogo wa oksijeni katika ufugaji wa maji

Jedwali 8: Tabia za uwezekano tofauti wa utajiri wa oksijeni wa chini katika RAS

*Hakimiliki © Washirika wa Mradi wa Aqu @teach. Aqu @teach ni Ushirikiano wa Kimkakati wa Erasmus+katika Elimu ya Juu (2017-2020) unaongozwa na Chuo Kikuu cha Greenwich, kwa kushirikiana na Chuo Kikuu cha Zurich cha Sayansi Applied (Uswisi), Chuo Kikuu cha Ljubljana na Kituo cha Biotechnical Naklo (Slovenia) . *