Биохимическая очистка воды в условиях рыбоводных установок принципиально отличается от обычной очистки бытовых и прочих сточных вод. Типичные сточные воды имеют БПК5 (биохимическое потребление кислорода) порядка 200 мг О2 на литр, что обеспечивает достаточный прирост активного ила и проблем с удержанием активного ила в системе нет.
Вода в замкнутых рыбоводных установок имеет БПК5 порядка 20 мг/л, что не может обеспечить прироста активного ила в достаточном количестве и не позволяет удержать активный ил в системе, делая невозможным применение для УЗВ классических систем с активным илом, в отличие от коммунальных очистных.
Биозагрузка RuPol-600 имеет следующие характеристики
- общая площадь поверхности +- 680 м2/ м3
- площадь защищённой поверхности (которая недоступна для сдирания биоплёнки при соприкосновении между собой при подвижности, вызванной аэрацией) +-470 м2/м3
- размер единиц 16*10 мм – это очень большое преимущество, которое означает, что её можно удержать в биофильтре достаточно крупной сеткой или дырчатым материалом
- материал – первичный полиэтилен, способ производства – прессформование. Материал обеспечивает как хорошую устойчивость к воздействию особых бактерий так и достаточную механическую прочность (в отличие от некоторых более дешёвых загрузок, полученных экструзией), что исключает деформацию единиц загрузки в разных ситуациях (насыпка толстым слоем и т.п.).
- выпускается 2-х типов плавающая с плотностью материала 0,97 г/см3 и тонущая с плотностью материала 1,2 г/см3.
Имеется также бизагрузка Ru-Pol1100 с общей площадью поверхности примерно 1030 м2/м3, основным недостатком которой является меньший размер единиц, в связи с чем её сложнее удержать внутри биофильтра.
Существует множество вариантов конструкций биофильтров «биосадсорберов» (устройств для осветления воды, т.е. удаления мелкой взвеси) с применением нашей биозагрузки. Самым распространённым для рыбоводного УЗВ является классический биофильтр с плавающей биозагрузкой. Принципиальная схема классического биофильтра показана на рисунке.
Вода движется сверху вниз, биофильтр заполнен водой, что обеспечивается заданием уровня на выходе. Внизу находится защитная сетка, которая не даёт уходить биозагрузке из корпуса биофильтра. Кроме того внизу находятся устройства, которые распыляют подаваемый вниз слабо сжатый воздух. При работе аэрации слой биозагрузки расширяется. Также биофильтр такого типа может оснащаться дополнительно возможностью полного опорожнения, встроенным отстойником и т.д. Существует также множество других конструкций биофильтров с плавающей биозагрузкой с вертикальным и горизонтальным движением воды. При выключенной аэрации классический биофильтр с плавающей загрузкой превращается в «биоадсорбер», который работает в периодическом режиме. В цикле работы в таком режиме вода подаётся равномерно на неподвижную загрузку, периодически подача воды выключается и включается интенсивная аэрация и после неё вся грязная вода сливается на сброс, потом аэрация выключается и возобновляется подача воды на неподвижную загрузку и цикл повторяется.
Классическим вариантом с тонущей биозагрузкой является аналогичная конструкция, только подача воды осуществляется снизу вверх, что приводит к расширению слоя тонущей загрузки и без аэрации. Если в воде имеется достаточно кислорода, такая конструкция будет работать как биофильтр. «Биоадсорбер» на тонущей загрузке также может быть основан на изменение направления движения воды сверху вниз в цикле работы и снизу вверх в цикле регенерации.
Важным вопросом является количество необходимой биозагрузки для рыбоводных УЗВ. Если считать это количество исходя из очень популярной цифры 0,4 г N(NH4+) на 1 м2 биозагрузки в сутки, то на практике этого оказывается недостаточно. Связано это прежде всего с тем, что на поверхности биозагрузки растут не только нитрифицирующие, но и гетеротрофные бактерии, причём последние дают намного больший прирост биомассы. Кроме того, нитрификация осуществляется в две стадии, окисление аммония до нитрита и нитрита до нитрата. Вторая стадия этой химической реакции имеет примерно в 6 раз ниже энергетический выход и очень низкий прирост биомассы, поэтому часто случается, что концентрация нитрита, который серьёзно ядовит для всех гидробионтов, в воде УЗВ превышает все допустимые нормы. Наш практический опыт показывает, что в общем количество биозагрузки определяется количеством задаваемого корма и температурой воды. При этом ещё это зависит от:
- конструкции биофильтра
- времени удержания, т.е. времени контакта воды с биозагрузкой (обычно не вся вода проходит через биофильтр и он может быть по-разному заполнен)
- качества корма
- тщательности механической очистки воды перед подачей на биоочистку.
Тем не менее, даже при учёте всего вышеперечисленного в воде УЗВ обычно присутствуют нитриты в концентрации (по нитритному азоту) порядка 0,4 мг/л. Для нетребовательных видов рыб (тиляпия и т.п.) это нисколько не мешает, для требовательных видов (форель, сиг) необходимо использование озона, который окисляет нитрит в нитрат химическим способом.