Био филтър за езерце
Аквакултурата е отглеждането на водни организми като риба, ракообразни, мекотели и водни растения, търсенето на риба в световен мащаб даде тласък на бързия растеж на аквакултурата. През 2012 г. имаше 66,6 милиона тона риба, произведена от аквакултури, което представляваше 42,2% от световното производство на хранителна риба. Освен това аквакултурата е един от най-бързо развиващите се сектори за производство на храни, със среден ръст от 6,5 % в периода от 2000 г. до 2012 г.
Системите за аквакултури могат да бъдат класифицирани в три основни категории: екстензивни, полуинтензивни и интензивни, въз основа на производство на единица обем (m 3 ) или единица площ (m 2 ). Естествените малки езера попадат в типични екстензивни системи, отглеждането на езера с хранене или аериране в полуинтензивни, а рециркулационните аквакултурни системи са в интензивни.
Рециркулиращите системи за аквакултури (RAS) са базирани на резервоари системи, в които параметрите на околната среда са напълно контролирани, така че рибата може да бъде заредена при висока плътност. RAS технологията е разработена и усъвършенствана през последните три десетилетия. RAS технологията има способността да работи с голям капацитет с по-малко вода и е изискване в сравнение с традиционното рибовъдство, също така RAS може да намали употребата на химикали и антибиотици и изхвърлянето на отпадъци; в допълнение, RAS е адаптивен към вида, което означава, че рибата може да се произвежда през цялата година. RAS обаче се нуждае от големи капиталови и оперативни инвестиции, което е основният недостатък. Освен това, това е сложна система за стартиране и е необходим опит за поддържане и наблюдение.
Контролът на качеството на водата в RAS се постига чрез много различни компоненти. Като цяло RAS се състои от нагревател или топлообменник за регулиране на температурата на водата, система за аериране за намаляване на концентрацията на разтворен CO 2, система за оксигениране за доставяне на достатъчно кислород, барабанни филтри за отстраняване на суспендирани твърди вещества, система за дезинфекция (UV и озоново оборудване) за инактивиране на патогени и биофилтърна система за отстраняване на азотни отпадъци. Алкалността в системата се контролира чрез добавяне на химикали в нея.
Има много видове системи с биофилм, използвани за пречистване на вода, като струйни биофилтри, въртящи се биологични контактори (RBC), биофилтри с гранулирана среда, биофилтри с плаващи перли и биофилтри с кипящ слой, всички имат предимства и недостатъци. Капъчният филтър не е ефективен по отношение на обема; често се срещат механични повреди при въртящи се биологични контактори; биофилтрите с гранулирана среда се нуждаят от периодично обратно мигане, а реакторите с кипящ слой показват хидравлична нестабилност. В този контекст технологията на реактора с биофилм с подвижно легло (MBBR) е разработена в края на 80-те и началото на 90-те години в Норвегия.
Сега MBBR се прилага в световен мащаб за пречистване на общински и промишлени отпадъчни води, както и за пречистване на вода в аквакултурите. В индустрията за аквакултури MBBR се прилага главно за нитрификация, както и за отстраняване на органични вещества. За да се избегнат хетеротрофните бактерии, които консумират органична материя, потискайки нитрифициращите бактерии при високи органични натоварвания, MBBR винаги работи при ниски органични натоварвания в системата за аквакултура.
В сравнение с повечето други реактори с биофилм, MBBR използва целия обем на резервоара за растеж на биомаса, също така има незначителна загуба на напор и няма нужда от периодично обратно промиване и не е податлив на запушване. В допълнение, фракцията за пълнене на носители на биофилм в реактора може да бъде предмет на предпочитания. Въпреки това се препоръчва фракциите на пълнене да бъдат по-малко от 70 %, за да се поддържа носителят свободно суспендиран в реактора.
MBBR е технология, базирана на теорията за биофилма, с активен биофилм, който расте върху специално проектирани пластмасови носители (или биомедия), които са суспендирани в реактора. Може да работи както в аеробни, така и в анаеробни условия, биосредата се поддържа суспендирана чрез разбъркване от аерационни дифузори, докато в анаеробни случаи се използва миксер, за да се поддържа движението на биосредата. Биомедиите са направени от различни материали и обикновено се използва полиетилен с висока плътност, който има плътност около 0.95g/cm 3. За да се осигури максимална специфична повърхност (m 2 /m 3 ), биомедиите са проектирани в различни форми и размери.