Filtre bio de l'estany
L'aqüicultura és l'agricultura d'organismes aquàtics com peixos, crustacis, mol·luscs i plantes aquàtiques, la demanda mundial de peixos ha donat l'impuls al ràpid creixement de l'aqüicultura. El 2012, hi havia 66,6 milions de tones de peix produïts per l'aqüicultura, que representaven el 42,2% de la producció mundial de peix alimentari. A més, l'aqüicultura és un dels sectors productors d'aliments de més ràpid creixement, amb un creixement mitjà del 6,5% en el període 2000-2012.
Els sistemes d'aqüicultura es poden classificar en tres grans categories: extensius, semiintensius i intensius, segons la producció per unitat de volum (m 3 ) o unitat de superfície (m 2 ). Els petits llacs naturals cauen en sistemes extensius típics, el cultiu d'estanys amb alimentació o aireació en semiintensius i els sistemes d'aqüicultura de recirculació són intensius.
Els sistemes d'aqüicultura de recirculació (RAS) són sistemes basats en dipòsits en els quals els paràmetres ambientals estan totalment controlats, de manera que els peixos es poden emmagatzemar a alta densitat. La tecnologia RAS s'ha desenvolupat i perfeccionat durant les últimes tres dècades. La tecnologia RAS té la capacitat de treballar a una gran capacitat amb menys aigua i és un requisit en comparació amb la piscicultura tradicional, també RAS pot reduir l'ús de productes químics i antibiòtics i l'eliminació de residus; a més, el RAS és adaptable a les espècies, el que significa que es pot produir peix durant tot l'any. Tanmateix, RAS necessita un gran capital i una inversió operativa que és el principal demèrit. A més, és un sistema complex per a la posada en marxa i es necessita experiència per mantenir i controlar.
El control de la qualitat de l'aigua en RAS s'aconsegueix mitjançant molts components diferents. En general, el RAS consta d'un escalfador o intercanviador de calor per ajustar la temperatura de l'aigua, sistema d'aireació per reduir la concentració de CO 2 dissolt, sistema d'oxigenació per subministrar suficient oxigen, filtres de tambor per eliminar sòlids en suspensió, sistema de desinfecció (equips UV i ozó) per inactivar patògens. i sistema de biofiltre per eliminar residus de nitrogen. L'alcalinitat del sistema es controla afegint-hi productes químics.
Hi ha molts tipus de sistemes de biofilm utilitzats per al tractament de l'aigua, com ara els biofiltres de goteig, els contactors biològics rotatius (RBC), els biofiltres de mitjans granulars, els biofiltres de perles flotants i els biofiltres de llit fluiditzat, tots tenen avantatges i desavantatges. El filtre de goteig no és efectiu en volum; Sovint s'han experimentat fallades mecàniques en contactors biològics rotatius; Els biofiltres de mitjans granulars necessiten un retrocés periòdic i els reactors de llit fluiditzat mostren inestabilitat hidràulica. En aquest context, la tecnologia del reactor de biofilm de llit mòbil (MBBR) es va desenvolupar a finals de la dècada de 1980 i principis de la de 1990 a Noruega.
Ara MBBR s'ha aplicat a tot el món per al tractament d'aigües residuals municipals i industrials, així com per al tractament d'aigües en aqüicultura. A la indústria de l'aqüicultura, MBBR s'aplica principalment per a la nitrificació, així com per a l'eliminació de matèries orgàniques. Per tal d'evitar que els bacteris heteròtrofs que consumeixen matèria orgànica suprimeixin els bacteris nitrificants a altes càrregues orgàniques, el MBBR sempre funciona amb baixes càrregues orgàniques en un sistema d'aqüicultura.
En comparació amb la majoria dels altres reactors de biofilm, MBBR utilitza tot el volum del tanc per al creixement de la biomassa, també té una pèrdua de cap insignificant i no necessita un rentat periòdic i no és susceptible a l'obstrucció. A més, la fracció d'ompliment dels portadors de biofilm al reactor pot estar subjecta a preferències. Tanmateix, es recomana que les fraccions d'ompliment siguin inferiors al 70% per mantenir el portador suspès lliurement al reactor.
MBBR és una tecnologia basada en la teoria del biofilm, amb un biofilm actiu que creix sobre suports plàstics (o biomèdia) especialment dissenyats que estan suspesos al reactor. Es pot operar tant en condicions aeròbiques com anaeròbiques, els biomèdia es mantenen suspesos per agitació dels difusors d'aireació, mentre que en casos anaeròbics, s'utilitza un mesclador per mantenir el biomèdia en moviment. Els biomèdia estan fets de diferents materials i s'utilitza habitualment polietilè d'alta densitat, que té una densitat d'aproximadament 0,95 g/cm 3. Per tal de proporcionar una superfície específica màxima (m 2 /m 3 ), Els biomèdia estan dissenyats en diferents formes i mides.