Biofilter za ribnik
Ribogojstvo je gojenje vodnih organizmov, kot so ribe, raki, mehkužci in vodne rastline, svetovno povpraševanje po ribah pa je spodbudilo hitro rast ribogojstva. Leta 2012 je bilo v ribogojstvu pridelanih 66,6 milijona ton rib, kar je predstavljalo 42,2 % svetovne proizvodnje rib za hrano. Poleg tega je ribogojstvo eden najhitreje rastočih sektorjev za proizvodnjo hrane, s povprečno 6,5-odstotno rastjo v obdobju od 2000 do 2012.
Sisteme akvakulture lahko razvrstimo v tri glavne kategorije: ekstenzivne, polintenzivne in intenzivne, na podlagi proizvodnje na enoto prostornine (m 3 ) ali enoto površine (m 2 ). Naravna mala jezera sodijo v tipične ekstenzivne sisteme, gojenje ribnikov s hranjenjem ali prezračevanjem v polintenzivne, sistemi recirkulacijskega ribogojstva pa v intenzivne.
Recirkulacijski ribogojni sistemi (RAS) so sistemi, ki temeljijo na rezervoarjih in v katerih so okoljski parametri popolnoma nadzorovani, tako da je mogoče ribe naseliti pri visoki gostoti. Tehnologija RAS se je razvijala in izpopolnjevala zadnja tri desetletja. Tehnologija RAS lahko deluje z visoko zmogljivostjo z manj vode in je zahteva v primerjavi s tradicionalnim ribogojstvom, prav tako lahko RAS zmanjša uporabo kemikalij in antibiotikov ter odstranjevanje odpadkov; poleg tega je RAS prilagodljiv vrstam, kar pomeni, da se ribe lahko gojijo vse leto. Vendar RAS potrebuje visoke kapitalske in operativne naložbe, kar je glavna pomanjkljivost. Poleg tega gre za zapleten sistem za zagon in za vzdrževanje in spremljanje je potrebno strokovno znanje.
Nadzor kakovosti vode v RAS se doseže s številnimi različnimi komponentami. Na splošno je RAS sestavljen iz grelnika ali toplotnega izmenjevalnika za prilagajanje temperature vode, prezračevalnega sistema za zmanjšanje koncentracije raztopljenega CO 2, sistema za oksigenacijo za oskrbo z zadostno količino kisika, bobnastih filtrov za odstranjevanje suspendiranih trdnih snovi, dezinfekcijskega sistema (UV in ozonska oprema) za inaktivacijo patogenov. in sistem biofiltra za odstranjevanje dušikovih odpadkov. Alkalnost v sistemu se nadzoruje z dodajanjem kemikalij vanj.
Obstaja veliko vrst sistemov z biofilmom, ki se uporabljajo za čiščenje vode, kot so kapljajoči biofiltri, rotacijski biološki kontaktorji (RBC), biofiltri zrnatih medijev, biofiltri s plavajočimi kroglicami in biofiltri z zvrtinčeno plastjo, vsi imajo prednosti in slabosti. Kapljični filter ne vpliva na količino; pri vrtečih se bioloških kontaktorjih je pogosto prišlo do mehanskih okvar; biofiltri zrnatih medijev potrebujejo občasno povratno utripanje, reaktorji z zvrtinčeno plastjo pa kažejo hidravlično nestabilnost. V tem kontekstu je bila v poznih 1980-ih in zgodnjih 1990-ih letih na Norveškem razvita tehnologija biofilmskega reaktorja z gibljivo posteljo (MBBR).
Zdaj se MBBR uporablja po vsem svetu za čiščenje komunalnih in industrijskih odpadnih voda ter za čiščenje vode v ribogojstvu. V ribogojni industriji se MBBR uporablja predvsem za nitrifikacijo, pa tudi za odstranjevanje organskih snovi. Da bi se izognili heterotrofnim bakterijam, ki uživajo organsko snov in zatirajo nitrificirajoče bakterije pri visokih organskih obremenitvah, MBBR vedno deluje pri nizkih organskih obremenitvah v ribogojnem sistemu.
V primerjavi z večino drugih reaktorjev z biofilmom MBBR izkorišča celotno prostornino rezervoarja za rast biomase, ima tudi nepomembno izgubo glave in ni potrebe po občasnem povratnem izpiranju ter ni dovzeten za zamašitev. Poleg tega je lahko frakcija polnjenja nosilcev biofilma v reaktorju predmet preferenc. Vendar je priporočljivo, da so polnilni deleži manjši od 70 %, da nosilec ostane prosto suspendiran v reaktorju.
MBBR je tehnologija, ki temelji na teoriji biofilma, z aktivnim biofilmom, ki raste na posebej oblikovanih plastičnih nosilcih (ali biomedijih), ki so suspendirani v reaktorju. Deluje lahko v aerobnih in anaerobnih pogojih, biomediji ostanejo suspendirani z mešanjem iz prezračevalnih difuzorjev, medtem ko se v anaerobnih primerih uporablja mešalnik za ohranjanje gibanja biomedija. Biomediji so izdelani iz različnih materialov in običajno se uporablja polietilen visoke gostote, ki ima gostoto približno 0,95 g/cm 3. Da bi zagotovili največjo specifično površino (m 2 /m 3 ), biomediji so oblikovani v različnih oblikah in velikostih.