جمع وتوزيع المياه البحرية تربية الأحياء المائية معالجة مياه الصرف الصحي!

1مقدمة

مع تحسين تكنولوجيا تربية الأحياء المائية في مياه البحر وتوسيع الطلب على السوق، تطورت مصانع تربية الأحياء المائية في المياه البحرية في الصين بسرعة في السنوات العشر الماضية.بقايا كيميائية، والإفراجات البيولوجية الغنية بالنيتروجين والفوسفور والمواد العضويةوالمواد السامة الموجودة في مياه الصيد المائي سوف تفاقم تآكل مياه البحر المجاورة وتلوثها، مما يسبب المياه الحمراء الضارة وغيرها من مشاكل البيئة البحرية البيئية. في الوقت نفسه، يحد تلوث المياه بدوره من تطوير تربية الأحياء المائية.يتم الاهتمام تدريجيا بمعالجة وإعادة تدوير مياه الصيد المائيفي السنوات الأخيرة، قام علماء في الداخل والخارج بإجراء أبحاث تطبيقية على الفيزيائية التقليدية والكيميائية،وتقنيات المعالجة البيولوجية لخصائص مياه البحر ومياه مصانع تربية الأحياء المائيةبعد المعالجة الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية ، فإن تركيزات الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) ، والمواد الصلبة المعلقة (SS) ،يتم تخفيض نيتروجين الأمونيا (NH3-N) في مياه الصرف الصحي المائي ثم إعادة تدويرها.

2تكنولوجيا المعالجة الفيزيائية لمياه الصيد المائي

تقنيات المعالجة الفيزيائية التقليدية تشمل أساسًا التصفية والتحييد والامتصاص والهطول والتهوية وغيرها من طرق المعالجة.التي هي مكونات مهمة لعمليات معالجة مياه الصرف الصحيالتصفية الميكانيكية وتكنولوجيا فصل الرغوة وتنقية الأوزون فعالة لتصريف وإعادة تدوير مياه الصيد المائي الصناعية.

2.1 الترشيح الميكانيكي

بسبب حقيقة أن معظم العلف والبراز المتبقي من مياه الصيد المائي موجودة في شكل جسيمات كبيرة معلقة،تكنولوجيا التصفية المادية هي أسرع وأكثر طرق الاقتصادية لإزالةوتشمل معدات التصفية الشائعة المرشحات الميكانيكية، مرشحات الضغط، مرشحات الرمال، الخ.يتم استخدام المرشحات الميكانيكية على نطاق واسع ولديها تأثيرات تصفية جيدةهناك نوع من آلة التصفية في اليابان، والتي تعمل عن طريق امتصاص مياه البركة بمضخة المياه ورشها إلى خزان تصفية من خلال أنبوب الرش.تحتوي خزان المرشح على طبقة من جزيئات زيوليت صغيرة ومرشح مصمم خصيصا، والماء المصفى يتدفق مرة أخرى إلى بركة الأسماك.

2.2 تقنية فصل الرغوة

تم استخدام تقنية فصل الرغوة على نطاق واسع في معالجة مياه الصرف الصناعي.لا يمكنها فقط إزالة المواد العضوية مثل البروتينات قبل أن تتحول إلى أمونيات وغيرها من المواد السامة، وتجنب تراكم المواد السامة في مسطحات المياه، ولكن أيضا توفير الأكسجين المذاب اللازم لمسطحات مياه تربية الأحياء المائية،الذي يلعب دورًا جيدًا في الحفاظ على البيئة البيئية لمجموعات مياه تربية الأحياء المائية.

2.3 تنقية الأوزون

The intermediate substance hydroxyl radicals (· OH) decomposed by ozone in water have strong oxidizing properties and can decompose organic compounds that are difficult to decompose with general oxidantsولذلك، فإن استخدام الأوزون لمعالجة مياه الصرف الصحي لا يمكنه فقط القضاء بسرعة على المواد الضارة مثل البكتيريا والفيروسات والأمونيا، ولكن أيضا زيادة الأكسجين المذاب في الماء،وبالتالي تحقيق هدف تنقية مياه الصيد المائيهناك تقارير تفيد بأن الأوزون له تأثير كبير على تربية الأسماك والروبيانات. أظهرت أبحاث إيتو شينغو الياباني حول استخدام الأوزون لمعالجة مياه البحر أن 99.9% من البكتيريا المختلفة في مياه البحر يمكن القضاء عليها بواسطة الأوزونيؤدي الجمع بين الأوزون والمرشحات الحيوية إلى وجود كمية عالية من الأكسجين المذاب في المياه الصالحة للإنتاج، والتي يمكن إعادة استخدامها لزيادة كثافة تربية الأحياء المائية.

3المعالجة الكهروكيميائية

The research results on the removal of dissolved nitrite and ammonia nitrogen in water by electrochemical method show that the time and energy consumption for complete removal of nitrite decrease with the increase of conductivityعندما يكون الحد الأقصى لتيار المدخل 2A ، فإن استهلاك الطاقة هو الأدنى ، ولا يؤثر pH تقريبًا على التيار المدخل والقيادة.فهي مفيدة لإزالة النترات، في حين أنه في ظل الظروف القلوية، فإنه مفيد لإزالة الأمونيا. معدل إزالة الأمونيا أقل من نيتريت.

4تقنية المعالجة البيولوجية

المعالجة البيولوجية لمياه الصيد المائي هي طريقة نموذجية لتحقيق الاستقرار في الملوثات العضوية، بما في ذلك عملية الوحل النشط وعملية الفيلم الحيوي.

تستخدم بشكل رئيسي امتصاص وتمثيل الكائنات الدقيقة لتدهور المواد العضوية والمواد الغذائية في المجالس المائيةإنها حالياً الطريقة الأكثر اقتصادية وفعالية لمعالجة الملوثات المذابةتتكون العلفة والبرازات التي يتم إطلاقها أثناء عملية التكاثر بشكل رئيسي من الكربوهيدرات والبروتينات والدهون والعناصر الأخرى مثل الكربون والنيتروجين والفوسفور ،التي لديها قابلية حيوية جيدةوبالتالي، يمكن استخدام تكنولوجيا المعالجة البيولوجية بفعالية لمعالجة مياه الصرف الصحي الصناعية.من بينها كفاءة السلالات البيولوجية ووضع نموها الثابت هما جانبان مهمان يحددان تأثير العلاج.

4.1 عملية الطين النشطة

نظام معالجة الوحل النشط هو واحد من التقنيات الرئيسية في تكنولوجيا معالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية.وهي تتكون من الكائنات الدقيقة الجيدة والمواد العضوية وغير العضوية الممتصة والمتماسكة بها، ولديه القدرة على امتصاص وتحلل الملوثات العضوية في الماء ، مما يدل على نشاط الأكسدة الكيميائية الحيوية.تم تطوير عملية الوحل النشط التقليدية إلى عمليات معالجة الوحل النشط المتقطعة (SBR) وعمليات معالجة طريقة ABدرس Meske et al. معالجة المياه المعاد تدويرها في تربية الأحياء المائية باستخدام عملية الوحل النشط ، ووجد أن محتوى NH4 +- N لا يمكن أن يستوفي متطلبات إعادة الاستخدام. Umbl et al.استخدمت طريقة تشغيل قريبة من SBR للعلاج الهوائي الهوائي في قنوات تصريف تربية الأحياء المائية، وكانت النتيجة جيدة. استخدم Nugul et al. طريقة SBR لمعالجة مياه المياه البحرية ومياه الصيد المائي واستكشفت تأثير الملوحة. أظهرت النتائج أنه في ظل ظروف الملوحة المنخفضة،كان تأثير التطهير جيدًا.

4.2 طريقة الفيلم الحيوي

تتضمن طريقة الفيلم الحيوي بشكل رئيسي المرشحات الحيوية ، وأجهزة التحول البيولوجية ، ومعدات الأكسدة بالاتصال البيولوجية ، وأسرة السوائل البيولوجية.تم تطبيق هذه التكنولوجيات في استخدام المياه العادمة في تربية الأحياء المائية في دورة مغلقةالمفتاح لمعالجة مياه الصيد المائي الصناعية الفعالة هو اختيار مجتمعات ميكروبية فعالة ومتكاثرة بسرعة يمكنها الازدهار والنمو في بيئات مياه البحر.في الوقت الحالي، تم دراسة تطبيق البكتيريا الضوئية وبكتيريا يولي وبكتيريا النتر في معالجة مياه الصرف الصحي من تربية الأحياء المائية بشكل رئيسي على الصعيدين المحلي والدولي [9].بسبب كثافتها العاليةنشاط قوي وسرعة رد فعل سريعة immobilized microorganisms have significant removal effects on ammonia nitrogen and certain difficult to biodegrade organic compounds compared to conventional microbial biofilm biological treatment technologies [10]ولذلك، من المتوقع أن تصبح هذه التكنولوجيا تكنولوجيا مهمة لمعالجة المياه البحرية في مجال المياه المائية الصناعية.

4.2.1المرشح البيولوجي

تتضمن المرشحات البيولوجية المستخدمة في مرافق تربية الأسماك المكثفة تدفقًا أفقيًا وتدفقًا صعوديًا وتدفقًا هبوطيًا. الجزء الأكثر أهمية في تشغيل المرشح البيولوجي هو تكوين الغشاء.إذا لم يتمكن الفيلم الحيوي من التكوين على سطح مادة المرشحمن وجهة نظر ميكروبيولوجية، يشير تشكيل الفيلم الحيوي إلى تلقيح الخلايا البكتيرية،والذي يسمح للميكروبات بالامتصاص على سطح مادة المرشحمواد التعبئة في المرشح البيولوجي هي ناقل الكائنات الحية، ويتضمن أساسا الحجارة المسحوقة، الحصى، الكوكس، خامات الفحم، حشرة العسل البلاستيكية،ومختلف المنتجات المصنوعة بشكل مصطنعيمكن استخدام المرشح البيولوجي بشكل مستمر دون الحاجة إلى استبدال مادة المرشح.وينبغي أن يكون هيكل ومساحة سطح مواد التعبئة والإغراء مواتية لنمو الأفلام الحيوية والقبض على الجسيمات العضوية المعلقةتستخدم الصين ودول أخرى خزان الرواسب → المرشح البيولوجي → خزان الرواسب الثانوي → عملية المرشح البيولوجي، حيث يكون الحشو من الألياف المختلطة،التي يمكن إعادة استخدامها بعد معالجة مياه تربية الأحياء المائية المكثفة على نطاق واسع في مصبات الأنهار. Sauthier et al. استخدم البركة (الهواء) → المرشح الميكانيكي → التطهير فوق البنفسجي → المرشح البيولوجي الغارق (حوض التطهير) → إعادة استخدام بركة الأسماك ، وكان تأثير العلاج جيدًا جدًا.اكتشف تيان وين هوا وآخرون أن استخدام الزيوليت كمادة تصفية في المرشحات الحيوية الغازية لمعالجة مياه الصرف الصحي فعال.

4.2.2القرص الدوار البيولوجي

يتكون اللوحة البيولوجية من سلسلة من الأقراص المثبتة على العمود، مع فجوة بين الأقراص. يتم وضع نصف الأقراص في الماء،والنصف الآخر معرض فوق سطح الماءتتعلق الكائنات الدقيقة الموجودة في الماء والهواء بسطح القرص ، مما يشكل فيلمًا حيويًا. عند الدوران ، يتم تعريض القرص المغمور في الماء لسطح الماء ،والماء على القرص يتدفق إلى أسفل على طول سطح الفيلم الحيوي بسبب وزنهيتم امتصاص الأوكسجين في الهواء، ويتم خلطه، وانتشار، وتسلل إلى الماء من خلال دوران اللوحة،زيادة الأكسجين المذاب في الماء وتطهير نوعية المياه.

4.2.3طبلة بيولوجية

الطبل الدوار البيولوجي هو متغير للقرص الدوار البيولوجي ، الذي تم تطويره في منتصف السبعينيات وتوسيعه بسرعة في الدنمارك وألمانيا.في حين أن ألمانيا قد طورت نوع متعدد الطبولتتضمن الحزمة داخل الطبل كرات بلاستيكية وحلقات بلاستيكية وأقراص موجة.يتم تجهيز بعض الدوارات البيولوجية أيضا مع أجهزة جمع الغاز في الخارج لزيادة الأكسجين المذاب في الماءالأشكال الثلاثة النموذجية للدوائر البيولوجية هي: (1) بنية الغلاف الخارجي مصنوعة من بلاستيك البولي إيثيلين الصلب ، مع أقراص ملفوفة من بوليفينيل كلوريد في الداخل ،ويتكون الدوار من 16 دوار صغير؛ (2) الغلاف الخارجي للأسطوانة مصنوع من الفولاذ ، و سطح التموجات البولي إيثيلين الصلبة المثبتة على العمود داخل الأسطوانة هي متعددة الأبعاد.(3) هناك حاويات صغيرة حول جسم الطبل الدوارعندما يدور الطبل الدواري للأعلى، يتم ملء الحاويات الصغيرة بالماء. عندما يدور لأسفل، يتم رش الماء على الكرة البلاستيكية،والحاوية الفارغة مليئة بالهواء الذي يدخل الماءحجم المياه المطهرة هو 15-25 مرة من طبل الدوار البيولوجي.

4.2.4سرير سائل بيولوجي

السرير السائل البيولوجي (BFBS) هو طريقة الفيلم البيولوجي عالية الحمل المطبقة في المعالجة الثانوية للمياه العادمة (أكسدة المواد العضوية،التنيترات الجزئية) لمعالجة مياه الصرف الصحي العضوية والتنيتراتمايكل وآخرون استخدموا مفاعل يجمع بين الترشيح الجوي للنترات مع الترشيح الاضافي للنتراتتم إرسال المادة العضوية المذابة الغنية بالنيترات المعلقة على السطح إلى سرير الكبريتيد، وكان تأثير المعالجة جيدًا. استفاد Jewell et al. من تأثيرات النترة و denitrification من سرير متوسع في الدورة المائية للتربية المائية ، مع معالجة BOD5 و SS و النيتروجين ،مما يؤدي إلى انخفاض مستويات النيتروجين الأمونيا في الصرف الصحي إلى أقل من 0.5 ملغ / لتر. تستخدم هذه التكنولوجيا على نطاق واسع في معالجة الأكسدة والنترة والتنترة للمواد العضوية في المياه والمياه العادمة.,سوف تلعب عملية السرير السائل البيولوجي دورا أكبر في هندسة معالجة المياه.

4.3 المعالجة البيولوجية الطبيعية لتقنية تربية الأحياء المائية

استخدام الكائنات الطبيعية لمعالجة مسطحات مياه تربية الأحياء المائية يشمل أساسا الأراضي الرطبة، برك الاستقرار، وأنظمة معالجة الأراضي.ميزتها هي أنها يمكن أن تحقق تأثير معالجة شامل نسبيا لمجموعات المياه التي تحتوي على النيتروجين والفوسفور. منطقة المياه الطبيعية لتربية الأحياء المائية غير المكثفة هي نظام مستنقع نموذجي مع قدرة جيدة على التطهير الذاتي. طالما يتم استخدام قدرتها على التطهير الذاتي وتعزيزها بشكل معقول,سيكون له تأثيرات بيئية واقتصادية جيدة. النظام البيئي المائي لبرك الأسماك نفسه لديه قدرة قوية على تنقية الملوثات، وفي معالجة مسطحات المياه المائية،يمكن استخدام القدرة التطهير للبحيرات السمكية للملوثات بشكل كامل لتطهير مياه الصرف الصحي.

5- تدفق عملية إعادة تدوير مياه الصيد المائي

هناك أنواع مختلفة من أجهزة معالجة المياه مع هياكل مختلفة وتدفقات العملية. فيما يلي العديد من العمليات النموذجية.استنزاف بركة الأسماك → بركة التجميع → بركة الأكسدة → بركة الرواسب → بركة الاحتباس الحراري والأكسجين → إعادة استخدام بركة الأسماك، في هذه العملية، بركة الأكسدة هي طبلة دوارة بيولوجية.تصريف بركة الأسماك → خزان الرواسب → المرشح البيولوجي الصعودي → برج رش المياه الأكسجينية → التدفئة والتطهير → إعادة استخدام بركة السمك، يمكن إزالة 99% من النيتروجين الأمونيا، المياه العذبة / إعادة استخدام المياه هو 1/9؛ حوض الأسماك تصريف → الأكسجين → تصفية الحجر الجيري الصعودية → خزان الرواسب → الأكسجين → إعادة استخدام،مع المياه العذبة / المياه الدائرة تمثل 1/5؛ تصريف بركة الأسماك → فلتر الحصى الصعودي → فلتر الحصى الهبوطي → خزان التدفئة → إعادة الاستخدامتصريف بركة السمك → حوض الصيد → فلتر الزيوليت الصاعد → فلتر الزيوليت الهبوطي → تجديد المياه العذبة، تنظيم درجة الحرارة → إعادة استخدام بركة الأسماك. بناءً على المبادئ الأساسية للتصميم البيئي وتكنولوجيا هندسة البيئة في تربية الأحياء المائية ، ليو تشانغفا وآخرون.[17] وجدت أنه مع هدف صفر تصريف مياه الصرف الصحي في نظم تربية الأحياء المائية، يمكن تنفيذ الهندسة البيئية وتصميم العملية لأنظمة تربية الأحياء المائية، ويمكن تطوير نظام تربية الأحياء المائية المركبة الصناعية النموذجية مع عدم تصريف مياه الصرف الصحي.

6ملخص

مع تزايد حدة ندرة المياه العالمية والتلوث البيئي، ستقوم البلدان بتبني طرق تربية الأحياء المائية في المستقبل.التكنولوجيا الشاملة لاستخدام وتفريغ غير ضارة من مياه الصيد المائي لها قيمة كبيرة للبحث والتطوير وآفاق تطبيق واسعة- يحدد تنوع الملوثات في مياه البحر ومياه مصانع تربية الأحياء المائية النفايات تعقيد عملية معالجتها.عند تصميم عملية معالجة مياه البحر ومياه مصانع الأحياء المائية، يجب اتباع مبادئ الكفاءة والاقتصاد.يجب استخدام تقنيات المعالجة البيولوجية لتلبية متطلبات جودة المياه بعد المعالجة، والتي يمكن أن تحقق تأثيرات معالجة جيدة وتحقق هدف تربية الأحياء المائية الدائرية.