Reka Bentuk & Pengiraan MBBR Untuk RAS

Keperluan Reka Bentuk untuk Penapis Bio dalam RAS

Penapis bio yang ideal untuk RAS-ketumpatan tinggi mesti memenuhi pelbagai kriteria kritikal untuk memastikan operasi yang cekap dan stabil. Sistem harus menggunakan sepenuhnya kawasan permukaan media untuk mencapainyapenyingkiran ammonia sepenuhnyasementarameminimumkan pengumpulan nitrit. Kadar pemindahan oksigen yang optimum mesti dikekalkan dalam jejak yang padat, menggunakan-media kos efektif yang menghasilkan kehilangan kepala yang minimum. Reka bentuk sepatutnya memerlukan sedikit penyelenggaraan dan mengelakkan pengekalan pepejal untuk mengelakkan masalah tersumbat.

Salah satu aspek yang paling mencabar dalam reka bentuk biofilter melibatkanmengira keperluan oksigen dengan tepatuntuk memenuhi kedua-dua keperluan spesies kultur dan keperluan operasi biofilter. Manakala pengiraan stoikiometri mencadangkanminimum teori 0.37 kg oksigen terlarut setiap kg suapan(dengan 0.25 g menyokong metabolisme ikan dan 0.12 g untuk nitrifikasi),pertimbangan reka bentuk praktikal mengesyorkan peruntukan 1.0 kg O₂ setiap kg makananuntuk memastikan kebolehpercayaan sistem. Data medan daripada operasi skala-komersial menunjukkanpenggunaan oksigen yang paling cekap biasanya berlaku pada kira-kira 0.5 kg O₂ setiap kg makanan, mewakili keseimbangan optimum antara prestasi biologi dan kecekapan tenaga.

inistrategi bekalan oksigenmesti mengambil kira beberapa faktor termasuk:

Kapasiti pengoksidaan ammonia biofilter

Turun naik kepadatan stok

Keterlarutan oksigen bergantung kepada suhu-.

Keperluan lebihan sistem

Teknologi MBBR dan Kelebihannya

Sistem Reaktor Biofilem Katil Bergerak (MBBR) menawarkan kelebihan ketara berbanding teknologi penapisan bio tradisional seperti penapis meleleh dan penyentuh biologi berputar, terutamanya dari segi keperluan operasi dan penyelenggaraan.Pada masa ini, teknologi MBBR telah dilaksanakan secara meluas dalam loji rawatan air sisa Eropah dan sistem akuakultur komersial dalam pelbagai skala.

MBBR mewakili proses rawatan biologi-pertumbuhan yang dilampirkan yang beroperasi secara berterusan sebagai arendah-kepala, reaktor biofilm tidak-tersumbat. Ciri sistem iniluas permukaan spesifik yang tinggiuntuk pertumbuhan biofilm tanpa memerlukan cucian belakang. Dalam sistem MBBR, kultur bakteria berkembang pada media pembawa khusus yang bergerak bebas dalam jumlah reaktor. Konfigurasi reaktor boleh mengekalkan sama ada keadaan aerobik untuk nitrifikasi melalui pengudaraan tersebar atau keadaan anoksik untuk denitrifikasi menggunakan pengadun mekanikal tenggelam.

Media pembawa biasanyamenduduki 50-70% daripada isipadu reaktor, kerana nisbah pengisian yang lebih tinggi mungkin menghalang pencampuran yang betul. Skrin pengekalan - termasuk rak bar menegak, skrin mesh segi empat tepat atau susunan ayak silinder - menghalang kehilangan media sambil membenarkan aliran air. Media pembawa yang paling biasa digunakan (jenis MBBR04/K1) terdiri daripada polietilena-ketumpatan tinggi (ketumpatan 0.95 g/cm³) yang dibentuk menjadi silinder kecil dengan struktur silang dalaman dan tonjolan seperti sirip-luar. Walaupun pelbagai reka bentuk media wujud, semuanya berkongsi ciri penting untuk menyediakan kawasan permukaan yang dilindungi untuk pembangunan biofilem. Pergerakan media berterusan dalam reaktor menghasilkan{11}kesan pembersihan diri yang menghalang penyumbatan dan menggalakkan pengelupasan biofilm terkawal. Sebagai proses pertumbuhan-yang dilampirkan,Kapasiti rawatan MBBR secara langsung berkorelasi dengan jumlah luas permukaan media yang tersedia.

Ciri-ciri Operasi Utama:

Reka Bentuk dan Pengiraan Kajian Kes

Gambaran Keseluruhan Sistem

Contoh reka bentuk ini menggambarkan saiz penapis bio MBBR untuk RAS pengeluaran tahunan 500 tan. Parameter pengeluaran utama untuk setiap peringkat budaya disediakan dalam Jadual 1-1 dan 1-2.

Metodologi Reka Bentuk

Reka bentuk MBBR mengikut pendekatan yang dipermudahkan apabila kecekapan penyingkiran TAN (Total Ammonia Nitrogen) diketahui, berdasarkan:

• Isipadu reaktor tetap
• Ciri-ciri jenis media
• Pemuatan hidraulik
• Kadar penyingkiran TAN
• Suhu operasi

Jumlah luas permukaan biofilm yang diperlukan (A_media, m²) dikira daripada:

1. Kadar pemuatan MBBR TAN (P_TANkg/hari)
2. Anggaran kadar nitrifikasi (r_TAN,g/(m²·hari))

Isipadu bioreaktor (V_media, m³) kemudiannya ditentukan oleh:

V_media = A_media/ SSA

di mana SSA=luas permukaan media tertentu (m²/m³)

Geometri reaktor dioptimumkan berdasarkan nisbah ketinggian-ke-diameter (H/D).

Prosedur Reka Bentuk

Langkah 1: Kira Permintaan Oksigen (R_LAKUKAN)

di mana:

• a_LAKUKAN= 0.25 kg O₂/kg suapan
• r_suapan= 0.0173 kg makanan/kg ikan/hari
• ρ=ketumpatan stok (137 kg/m³)
• V_tangki= isipadu tangki (72.8 m³)

Langkah 2: Tentukan Kadar Aliran Air (Q_tangki)

Andaikan:

LAKUKAN_{salur masuk}= 14.2 mg/L (50% ketepuan O₂)

LAKUKAN_tangki= 5 mg/L (28 darjah )

di mana

• Q_tangki= 3,250 L/min

Sahkan sama ada kadar pertukaran tangki setiap jam memenuhi keperluan penyingkiran pepejal yang berkesan:

Jika perlu, ia boleh dikurangkan (cth, kepada 2 pertukaran/jam), bergantung pada hidraulik tangki dan kecekapan penyingkiran pepejal.

Langkah 3: Kira Pengeluaran TAN (P_TAN)

di mana

• R_suapan= 170 kg suapan/hari
• a_TAN= 0.032 kg TAN/kg suapan
• P_TAN= 5.44 kg TAN/hari

Langkah 4: Tentukan Kelantangan Media

Menggunakan kadar penyingkiran TAN volumetrik (VTR):

• Air suam (25-30 darjah ): 605 g/m³/hari
• Air sejuk (12-15 darjah ): 468 g/m³/hari (pada 1-2 mg/L TAN)

Langkah 5: Saiz Bioreaktor

Parameter utama:

• Nisbah H/D: 1.0-1.2 (dioptimumkan untuk pencampuran/pengudaraan)
• Diameter maksimum: Kurang daripada atau sama dengan 2 m
• Nisbah isian media: 60-70%

Untuk kes ini:

• Isipadu yang diperlukan: 5.0 m³ pada isian 60%.
• Dimensi:

- Tinggi: 1.83 m

- Diameter: 1.83 m

- Jumlah ketinggian: 2.1 m (termasuk papan bebas)

Dapatkan Reka Bentuk & Pengiraan MBBR untuk RAS Anda

Hantar Pertanyaan Sekarang