연못 바이오 필터
양식업은 어류, 갑각류, 연체동물 및 수생 식물과 같은 수생 생물을 양식하는 것으로, 전 세계적으로 어류에 대한 수요가 양식업의 급속한 성장을 촉진했습니다. 2012년 양식을 통해 생산된 어류는 6,660만 톤으로 세계 식용 어류 생산량의 42.2%를 차지했습니다. 또한 양식업은 가장 빠르게 성장하는 식량 생산 부문 중 하나로 2000년부터 2012년까지 평균 6.5% 성장했습니다.
양식 시스템은 단위 부피(m 3 ) 또는 단위 면적(m 2 )당 생산량을 기준으로 대규모, 반집약적, 집약적 세 가지 주요 범주로 분류될 수 있습니다. 자연의 작은 호수는 전형적인 대규모 시스템에 속하며, 반집약적 급이 또는 통기 양식과 재순환 양식 시스템이 집약적입니다.
순환 양식 시스템(RAS)은 환경 매개변수가 완전히 제어되는 탱크 기반 시스템이므로 어류를 고밀도로 사육할 수 있습니다. RAS 기술은 지난 30년 동안 개발되고 개선되었습니다. RAS 기술은 더 적은 물을 사용하여 고용량으로 작업할 수 있는 능력을 갖추고 있으며 전통적인 양어법에 비해 요구 사항입니다. 또한 RAS는 화학 물질 및 항생제 사용과 폐기물 처리를 줄일 수 있습니다. 또한 RAS는 종 적응이 가능하므로 일년 내내 물고기를 생산할 수 있습니다. 하지만 RAS는 높은 자본금과 운영 투자가 필요한 것이 가장 큰 단점이다. 게다가, 스타트업을 위한 복잡한 시스템이므로 유지 관리 및 모니터링을 위해서는 전문 지식이 필요합니다.
RAS의 수질 관리는 다양한 구성 요소를 통해 달성됩니다. 일반적으로 RAS는 수온을 조절하는 히터 또는 열교환기, 용존 CO2 농도를 낮추는 통기 시스템, 충분한 산소를 공급하는 산소화 시스템, 부유 물질을 제거하는 드럼 필터, 병원균을 비활성화하는 소독 시스템(UV 및 오존 장비)으로 구성됩니다. 질소 폐기물을 제거하는 바이오 필터 시스템. 시스템의 알칼리도는 화학물질을 첨가하여 제어됩니다.
살수형 바이오필터, 회전식 생물학적 접촉기(RBC), 과립형 미디어 바이오필터, 부유 비드 바이오필터, 유동층 바이오필터 등 수처리에 사용되는 다양한 유형의 생물막 시스템이 있으며 모두 장점과 단점이 있습니다. 살수 여상은 용량 효율적이지 않습니다. 회전하는 생물학적 접촉기에서 기계적 고장이 자주 발생했습니다. 입상 매체 바이오필터는 주기적인 백플래싱이 필요하고 유동층 반응기는 수력학적 불안정성을 나타냅니다. 이러한 맥락에서 이동층 생물막 반응기(MBBR) 기술은 1980년대 후반과 1990년대 초반 노르웨이에서 개발되었습니다.
현재 MBBR은 도시 및 산업 폐수 처리는 물론 양식업의 수처리에도 전 세계적으로 적용되고 있습니다. 양식 산업에서 MBBR은 주로 질산화 및 유기물 제거에 적용됩니다. 높은 유기물 부하에서 질화 박테리아를 억제하면서 유기물을 소비하는 종속영양세균을 피하기 위해 MBBR은 양식 시스템에서 항상 낮은 유기물 부하에서 작동됩니다.
대부분의 다른 생물막 반응기와 비교하여 MBBR은 바이오매스 성장을 위해 전체 탱크 부피를 활용하며 수두 손실도 미미하고 주기적인 역세도 필요하지 않으며 막힘 현상이 발생하지 않습니다. 또한 반응기 내 생물막 운반체의 충전 비율은 선호도에 따라 달라질 수 있습니다. 그러나 담체를 반응기 내에서 자유롭게 부유 상태로 유지하려면 충전 비율이 70% 미만이어야 합니다.
MBBR은 생물막 이론에 기초한 기술로, 반응기에 부유하는 특별히 설계된 플라스틱 캐리어(또는 생물 매체)에서 활성 생물막이 성장합니다. 이는 호기성 및 혐기성 조건 모두에서 작동할 수 있으며, 바이오미디어는 폭기 확산기의 교반에 의해 정지된 상태로 유지되는 반면, 혐기성 조건에서는 믹서를 사용하여 바이오미디어를 계속 이동시킵니다. 바이오미디어는 다양한 재질로 만들어지며, 일반적으로 고밀도 폴리에틸렌이 사용되는데, 밀도는 약 0.95g/cm 3 입니다. 최대 비표면적(m 2 /m 3 )을 제공하기 위해서는, 바이오미디어는 다양한 모양과 크기로 디자인됩니다.