Биофильтры

Биофильтры в самое последнее время получили наиболее широкое применение в системах биологической очистки. Они представляют собой емкости, заполненные загрузкой различного типа: объемный (как в аэротенках), пленочной (в виде отдельных листов или кассет), сотовой и трубчатой. Объемная и пленочная листовая загрузки применяются достаточно редко в промышленных установках. Чаще используют регенерирующуюся загрузку из полиэтиленовых гранул, а также кассетную и сотовые загрузки. По сравнению с аэротенками и интеграторами биофильтры имеют удельную производительность в 8-10 раз выше. Однако и стоимость их в 5-10 раз больше. Соотношение объема рыбоводных емкостей и биофильтров от 1:0,5 до 1:4.

Применение биологических фильтров более экономически выгодно, чем применение аэротенков. Это обусловлено прежде всего низкой концентрацией загрязнений, поступающих из бассейнов с рыбой на очистку, и, следовательно, затруднениями с созданием высокой концентрации активного ила в аэротенках. В биофильтрах же благодаря прикрепленным к субстрату биоценозам процесс очистки ведется при более высокой концентрации микроорганизмов, что позволяет сократить объем сооружений и снизить затраты на их строительство и эксплуатацию.

Характерная особенность биофильтров - наличие бактерий, прикрепленных в виде биопленки к твердой подложке. Биопленка представляет собой плотный слой, состоящий из клеток бактерий, способных прикрепляться к твердой поверхности и образовывать фиксированную полимерную пленку, которая препятствует их выносу.

Процесс изъятия загрязнений из воды биологической пленкой подчиняются основным законам массообмена. На первом этапе изъятие загрязнений происходит путем прилипания частиц загрязнения и их сорбция (поглощение) биопленкой. Интенсивность этих процессов тем выше, чем больше поверхность контакта воды и биопленки, чем выше концентрация загрязнений и чем сильнее турбулентность движения воды относительно биопленки. Турбулентность движения воды относительно бипленки активно сменяет слои воды, из которых изъято загрязнение, на слои воды, еще не вступившие в контакт с биопленкой [10].

Когда частицы загрязнений попадают в контакт с биопленкой, начинается процесс аммонификации нерастворенных органических соединений с выделением аммония. Аммоний, поступивший вместе с водой и полученный в результате аммонификации нерастворенной органики, утилизируется группами бактерий Nitrosomonas, осуществляющими первый этап нитрификации – окисление аммония до нитритов. Нитриты окисляются бактериями группы Nitrobacter до нитратов. Так как нитраты – относительно малотоксичный продукт для рыб, то их концентрация может быть значительной без ущерба для результатов рыбоводства. Это обстоятельство позволило строить биофильтры для очистки рыбоводных стоков без блока денитрификации.

Жизнь биопленки имеет свои закономерности. Потребляя для своего питания азотные загрязнения их воды, биопленка растет по толще и стареет. Биомасса пленки накапливается. Если в биофильтре не решены проблемы удаления стареющей пленки, то последняя, с свою очередь, отмирает, разлагается и загрязняет воду. Проблема обновления биопленки – одна из самых главных. Эта проблема решается главным образом за счет создания таких гидродинамических нагрузок на субстрат, при которых рыхлые слои старой пленки отрываются и уносятся с током воды. В дальнейшем мигрирующие кусочки биопленки выделяются из воды и выносятся из системы. В местах отрыва старой биопленки остается тонкий активный слой биопленки, который продолжает процесс изъятия и переработки загрязнений. Субстрат, используемый в данной работе, изображён на рисунке 3.

Рисунок 3 - Загрузка для биологического фильтра – BioElements

Рисунок 4 - Схема размещения основных элементов очистки воды в установке с замкнутым циклом водоснабжения

Расчет биологического фильтра:

Для получения 3,5 тонн стерляди навеской 1 г необходимо иметь 1 модуль УЗВ: модуль инкубации и подращивания личинки до 1 г.

Произведем расчет биологического фильтра для модуля инкубации и подращивания личинок до 1 г. Для кормления будут использоваться корма Aller Futura 54/15. Согласно кормовой таблицы общее выделение азота при использовании данного корма при воздействии на окружающую среду составляет 31 кг на 1000 кг корма в сутки. Исходя из наших предыдущих расчетов, общее ежесуточное потребление кормов 1 граммовой молодью составит 101,5 кг, поэтому общее ежесуточное выделение азота составит 3,15 кг в сутки (31*101,5 / 1000). Принимая во внимание, что производительность биологической ступени при нормальных условиях составляет 1 грамм азота / сут. на 1 квадратный метр субстрата (загрузки) фильтра, получим требуемую площадь субстрата: 3150 / 1 = 3150 метров квадратных.

При использовании в качестве загрузки биофильтра BI0-Elements 3,доступная поверхность которой составляет 770 м²/м³ (таблица 8), потребностьеесоставит 4,1 м³ (3150/770). Общий объем биофильтра составит: 4,1*2 = 8,2 м³.

Таблица 8 - Технические спецификации BioElements

Тип	BioElements 1	BioElements 2	BioElements 3	BioElements 4
Доступная поверхность м^2/м^3
Количество биоэлементов шт/м^3	250 000

4.6 Ветеринарно-санитарные правила рыбоводного индустриального комплекса на основе УЗВ 3 500 000 шт./год рыбопосадочного материала стерляди

Специфика выращивания рыбы в бассейнах накладывает определенный отпечаток на характер и меры профилактики и терапии в этих условиях. Как показывает практика ихтиопатологии, контроль за состоянием рыбы должен быть постоянным, а профилактические мероприятия систематическими. В противном случае вспышка заболеваний и значительная гибель неизбежны. Основные пути проникновения болезней в УЗВ - посадочный материал, поступающий извне, а также комбикорма. Поэтому главным лечебно-профилактическим средством является организация карантина завозимых объектов перед посадкой в УЗВ.

1.Общие ветеринарно-санитарные правила в рыбном цеху УЗВ:

1.1 Бассейны, рыбоводный инвентарь необходимо содержать в чистоте, до начала рыбоводных работ и после их окончания промывать и дезинфицировать;

1.2 Для дезинфекции используют один из следующих дезинфикантов: 5% раствор хлорной извести; 10 % раствор свежей негашеной извести; 0,5 % раствор марганцовокислого калия: 2-4 % формальдегида.

2. Ветеринарно - санитарные требования к цеху, транспортировки и выдерживание товарной рыбы и производителей:

2.1 Рыба завозимая на предприятие, должна не иметь язв, опухолей, гипермию кожных покровов;

2.2 При транспортировке рыб соблюдается соотношение рыбы и воды не менее 1:4;

2.3 Прорези и отсеки для перевозки производителей должны выть тщательно промыты, на их внутренней облицовке устранены дефекты во избежания травмирования рыб и подвергнуты дезинфекции.

2.4 Рыб, имеющих травматические повреждения или признаки заболевания, выбраковывают.

3 Лечебно - профилактические мероприятия:

3.1 Для профилактики сапролегниоза инвентарь обрабатывается раствором малахитовой зелени в концентрации 1: 200000 в течении 30 минут;

3.2 Из бассейнов ежедневно удаляют погибшую рыбу, заливают дезинфицирующем раствором и утилизируют.

4 Мероприятия, направленные на повышение резистентности.

Основными причинами возникновения болезней рыб, кроме природных очагов инфекций и инвазий в водоисточниках, были и остаются нарушения правил перевозки и карантирования рыбопосадочного материала и других возрастных категорий рыб.

В последние годы эта проблема приобрела особую актуальность в связи с завозом рыбоводной икры, рыбопосадочного материала, декоративных рыб в регионы динамично развивающейся аквакультуры, расположенные в центральной части, на юге и северо-западе Российской Федерации. В этих условиях особую значимость приобретает организация мониторинга рыбоводных предприятий и рыбохозяйственных водоемов с целью получения объективных данных о возникновении и распространении болезней рыб, разработки и внедрении необходимых методов профилактики и ликвидации болезней рыб.

В соответствии с требованиями ветеринарного законодательства в рыбоводных хозяйствах ежегодно проводится комплекс ветеринарно-санитарных и лечебно-профилактических мероприятий по предупреждению заразных и иных болезней рыб. Ежегодное проведение лечебно-профилактических мероприятий с использованием препаратов нового поколения, лечебных кормов, антибиотиков, вспашка и боронование ложа прудов, дезинфекция ложа прудов, садков, бассейнов, внесение негашеной извести по зеркалу водоемов в течение вегетационного периода сокращают численность болезнетворного начала до порогового для рыб уровня.

Ежегодное проведение противоэпизоотических мероприятий в рыбоводных хозяйствах направлено на следующие цели:

- предупреждение распространения и ликвидация заразных и иных болезней рыб;

- оздоровление рыбоводных предприятий, неблагополучных по заразным и иным болезням рыб;

- поддержание эпизоотического благополучия рыбоводных предприятий, расположенных в природных очагах заразных и иных болезней рыб;

- увеличение объемов производства продукции сельскохозяйственного рыбоводства, повышение жизнестойкости молоди и рыбопосадочного материала.

Ультрафиолетом (УФ) называют невидимую глазом часть спектра электромагнитных волн, имеющих энергию большую, чем у видимого фиолетового света. УФ-излучение охватывает диапазон с длиной волны от 100 до 400 нм. Их энергии может хватать на разрушение органических молекул.

Обработка воды ультрафиолетовым излучением относится к числу безреагентных, физических методов водоподготовки. Различают два метода облучения ультрафиолетом – импульсное, с широким спектром волн, и постоянное, в выбранном диапазоне волн.

Обеззараживающий эффект УФ-излучения в первую очередь обусловлен происходящими под его воздействием фотохимическими реакциями в структуре молекул ДНК и РНК, приводящими к их необратимым повреждениям. Кроме того, действие ультрафиолетового излучения вызывает нарушения в структуре мембран и клеточных стенок микроорганизмов. Все это в конечном итоге приводит к их гибели.

Эффективность обеззараживания воды пропорциональна интенсивности излучения и времени его воздействия. Произведение этих двух величин называется дозой облучения и является мерой бактерицидной энергии, сообщенной микроорганизму.

Важнейшим качеством УФ-обработки воды является отсутствие изменения ее физических и химических характеристик даже при дозах, намного превышающих практически необходимые.

Широкая распространенность метода УФ-обеззараживания воды объясняется такими его достоинствами, как:

-универсальность и эффективность воздействия на различные микроорганизмы в воде;

-экологичность, безопасность для жизни и здоровья человека;

-относительно низкая цена;

-невысокие эксплуатационные расходы;

-низкие капитальные затраты;

-простота обслуживания установок.

Дата добавления: 2015-08-20