RAS için MBBR Tasarımı ve Hesaplaması

RAS'taki Biyofiltreler için Tasarım Gereksinimleri

Yüksek-yoğunluklu RAS için ideal bir biyofiltrenin, verimli ve istikrarlı bir çalışma sağlamak için birden fazla kritik kriteri karşılaması gerekir. Sistem, bunu başarmak için medyanın yüzey alanını tam olarak kullanmalıdır.amonyağın tamamen giderilmesisırasındanitrit birikimini en aza indirgemek. Minimum yük kaybı yaratan uygun maliyetli medya kullanılarak-küçük bir alan içerisinde optimum oksijen aktarım hızları korunmalıdır. Tasarım çok az bakım gerektirmeli ve tıkanma sorunlarını önlemek için sağlam tutmadan kaçınmalıdır.

Biyofiltre tasarımının en zorlu yönlerinden biri şunları içerir:Oksijen talebini doğru bir şekilde hesaplamakHem kültüre alınan türlerin gereksinimlerini hem de biyofiltrenin operasyonel ihtiyaçlarını karşılamak için. Stokiyometrik hesaplamalar şunu önerirkenkg yem başına teorik minimum 0,37 kg çözünmüş oksijen(balık metabolizmasını destekleyen 0,25 g ve nitrifikasyon için 0,12 g ile),pratik tasarım hususları, kg yem başına 1,0 kg O₂ sağlanmasını tavsiye ederSistem güvenilirliğini sağlamak için. Ticari-ölçekli operasyonlardan elde edilen saha verileri,En verimli oksijen kullanımı tipik olarak kg yem başına yaklaşık 0,5 kg O₂ oranında gerçekleşirbiyolojik performans ile enerji verimliliği arasındaki optimal dengeyi temsil eder.

Buoksijen tedarik stratejisiaşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli faktörleri hesaba katmalıdır:

Biyofiltrenin amonyak oksidasyon kapasitesi

Stoklama yoğunluğu dalgalanmaları

Sıcaklığa-bağlı oksijen çözünürlüğü

Sistem yedekliliği gereksinimleri

MBBR Teknolojisi ve Avantajları

Hareketli Yataklı Biyofilm Reaktörü (MBBR) sistemi, damlatmalı filtreler ve döner biyolojik kontaktörler gibi geleneksel biyofiltrasyon teknolojilerine göre özellikle işletme ve bakım gereksinimleri açısından önemli avantajlar sunmaktadır.Şu anda MBBR teknolojisi, Avrupa atıksu arıtma tesislerinde ve çeşitli ölçeklerdeki ticari su ürünleri yetiştiriciliği sistemlerinde yaygın olarak uygulanmaktadır.

MBBR, sürekli olarak işleyen bir-büyüme biyolojik arıtma sürecini temsil eder.düşük-yük kaybı, -tıkanmayan biyofilm reaktörü. Bu sistemin özellikleriyüksek spesifik yüzey alanıgeri yıkama gerektirmeden biyofilm büyümesi için. MBBR sistemlerinde bakteri kültürleri, reaktör hacmi içinde serbestçe hareket eden özel taşıyıcı ortamlarda gelişir. Reaktör konfigürasyonu, dağınık havalandırma yoluyla nitrifikasyon için aerobik koşulları veya daldırılmış mekanik karıştırıcılar kullanılarak denitrifikasyon için anoksik koşulları koruyabilir.

Taşıyıcı ortam tipik olarakreaktör hacminin %50-70'ini kaplarDaha yüksek doldurma oranları uygun karıştırmayı engelleyebileceğinden. Dikey çubuk raflar, dikdörtgen gözenekli elekler veya silindirik elek düzenlemeleri - içeren tutma elekleri - su akışına izin verirken ortam kaybını önler. En yaygın kullanılan taşıyıcı ortam (MBBR04/K1 tipi), iç çapraz yapılara ve dış kanatçık benzeri çıkıntılara sahip küçük silindirler halinde oluşturulmuş yüksek-yoğunluklu polietilenden (yoğunluk 0,95 g/cm³) oluşur. Çeşitli ortam tasarımları mevcut olmakla birlikte, hepsi biyofilm gelişimi için korunan yüzey alanları sağlama temel özelliğini paylaşmaktadır. Reaktör içindeki sürekli medya hareketi, tıkanmayı önleyen ve kontrollü biyofilm dökülmesini destekleyen{11}}kendi kendini temizleme etkisi yaratır. Bağlı bir-büyüme süreci olarak,MBBR işleme kapasitesi, mevcut toplam ortam yüzey alanıyla doğrudan ilişkilidir.

Temel Operasyonel Özellikler:

Vaka Çalışması Tasarımı ve Hesaplamalar

Sisteme Genel Bakış

Bu tasarım örneği, yıllık 500 tonluk üretim RAS'ı için MBBR biyofiltre boyutlandırmasını göstermektedir. Her kültür aşamasına ilişkin temel üretim parametreleri Tablo 1-1 ve 1-2'de verilmektedir.

Tasarım Metodolojisi

MBBR tasarımı, TAN (Toplam Amonyak Azotu) giderme verimliliği bilindiğinde basitleştirilmiş bir yaklaşımı izler ve aşağıdakilere dayanır:

• Sabit reaktör hacmi
• Medya türü özellikleri
• Hidrolik yükleme
• TAN kaldırma oranı
• Çalışma sıcaklığı

Gerekli toplam biyofilm yüzey alanı (A_medya, m²) şu şekilde hesaplanır:

1. MBBR TAN yükleme hızı (P_{ten rengi}kg/gün)
2. Tahmini nitrifikasyon oranı (r_tan,g/(m²·gün))

Biyoreaktör hacmi (V_medya, m³) daha sonra şu şekilde belirlenir:

V_medya = A_medya/ YSA

burada SSA=ortamın spesifik yüzey alanı (m²/m³)

Reaktör geometrisi, yükseklik-çap-(H/D) oranlarına göre optimize edilmiştir.

Tasarım Prosedürü

Adım 1: Oksijen Talebini Hesaplayın (R_YAPMAK)

Nerede:

• a_YAPMAK= 0.25 kg O₂/kg yem
• r_beslemek= 0.0173 kg yem/kg balık/gün
• ρ=stoklama yoğunluğu (137 kg/m³)
• V_tankı= tank hacmi (72,8 m³)

Adım 2: Su Akış Hızını Belirleyin (Q_tankı)

Varsayarak:

YAPMAK_giriş= 14.2 mg/L (%50 O₂ doygunluğu)

YAPMAK_tankı= 5 mg/L (28 derece)

Nerede

• Q_tankı= 3,250 L/dak

Saatlik tank değişim oranının etkili katı madde uzaklaştırma gerekliliklerini karşılayıp karşılamadığını doğrulayın:

Gerekirse, tank hidroliğine ve katı madde giderme verimliliğine bağlı olarak bu süre azaltılabilir (örn. 2 değişim/saat'e).

Adım 3: TAN Üretimini Hesaplayın (P_{ten rengi})

Nerede

• R_beslemek= 170 kg yem/gün
• a_{ten rengi}= 0.032 kg TAN/kg yem
• P_{ten rengi}= 5.44 kg TAN/gün

Adım 4: Medya Hacmini Belirleyin

Hacimsel TAN kaldırma oranını (VTR) kullanma:

• Sıcak su (25-30 derece): 605 g/m³/gün
• Soğuk su (12-15 derece): 468 g/m³/gün (1-2 mg/L TAN'da)

Adım 5: Biyoreaktörün Boyutu

Anahtar parametreler:

• H/D oranı: 1,0-1,2 (karıştırma/havalandırma için optimize edilmiştir)
• Maksimum çap: 2 m'ye eşit veya daha az
• Medya doluluk oranı: %60-70

Bu durum için:

• Gerekli hacim: %60 dolumda 5,0 m³
• Boyutlar:

- Yükseklik: 1,83 m

- Çap: 1,83 m

- Toplam yükseklik: 2,1 m (fribord dahil)

RAS'ınız için MBBR Tasarımını ve Hesaplamasını Alın

Şimdi Soruşturmayı Gönder