तालाब जैव फ़िल्टर
एक्वाकल्चर मछली, क्रस्टेशियंस, मोलस्क और जलीय पौधों जैसे जलीय जीवों की खेती है, दुनिया भर में मछली की मांग ने जलीय कृषि में तेजी से विकास को गति प्रदान की है। 2012 में, जलीय कृषि द्वारा 66.6 मिलियन टन मछली का उत्पादन किया गया, जो विश्व खाद्य मछली उत्पादन का 42.2% था। इसके अलावा, 2000 से 2012 की अवधि में 6.5% की औसत वृद्धि के साथ, जलकृषि सबसे तेजी से बढ़ते खाद्य-उत्पादक क्षेत्रों में से एक है।
जलकृषि प्रणालियों को तीन मुख्य श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है: प्रति इकाई मात्रा (एम 3) या इकाई क्षेत्र (एम 2) के उत्पादन के आधार पर व्यापक, अर्ध-गहन और गहन। प्राकृतिक छोटी झीलें विशिष्ट व्यापक प्रणालियों में आती हैं, पोषण या वातन के साथ तालाब संस्कृति अर्ध-गहन में, और पुनरावर्ती जलीय कृषि प्रणाली गहन में हैं।
रीसर्क्युलेटिंग एक्वाकल्चर सिस्टम (आरएएस) टैंक-आधारित सिस्टम हैं जिसमें पर्यावरणीय पैरामीटर पूरी तरह से नियंत्रित होते हैं, इसलिए मछली को उच्च घनत्व पर स्टॉक किया जा सकता है। आरएएस तकनीक पिछले तीन दशकों से विकसित और परिष्कृत की गई है। आरएएस प्रौद्योगिकी में कम पानी के साथ उच्च क्षमता पर काम करने की क्षमता है और यह पारंपरिक मछली पालन की तुलना में एक आवश्यकता है, आरएएस रासायनिक और एंटीबायोटिक उपयोग और अपशिष्ट निपटान को भी कम कर सकता है; इसके अलावा, आरएएस प्रजाति-अनुकूलन योग्य है, जिसका अर्थ है कि मछली का उत्पादन साल भर किया जा सकता है। हालाँकि, आरएएस को उच्च पूंजी और परिचालन निवेश की आवश्यकता है जो मुख्य अवगुण है। इसके अलावा, यह स्टार्टअप के लिए एक जटिल प्रणाली है और इसे बनाए रखने और निगरानी करने के लिए विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है।
आरएएस में जल गुणवत्ता नियंत्रण कई अलग-अलग घटकों द्वारा प्राप्त किया जाता है। सामान्य तौर पर, आरएएस में पानी के तापमान को समायोजित करने के लिए एक हीटर या हीट एक्सचेंजर, घुलित CO2 सांद्रता को कम करने के लिए वातन प्रणाली, पर्याप्त ऑक्सीजन की आपूर्ति करने के लिए ऑक्सीजनेशन प्रणाली, निलंबित ठोस पदार्थों को हटाने के लिए ड्रम फिल्टर, रोगजनकों को निष्क्रिय करने के लिए कीटाणुशोधन प्रणाली (यूवी और ओजोन उपकरण) शामिल होते हैं। और नाइट्रोजन अपशिष्ट को हटाने के लिए बायोफ़िल्टर प्रणाली। सिस्टम में क्षारीयता को इसमें रसायन डालकर नियंत्रित किया जाता है।
जल उपचार के लिए कई प्रकार के बायोफिल्म सिस्टम का उपयोग किया जाता है, जैसे ट्रिकलिंग बायोफिल्टर, घूर्णन जैविक संपर्ककर्ता (आरबीसी), दानेदार मीडिया बायोफिल्टर, फ्लोटिंग बीड बायोफिल्टर और द्रवीकृत बिस्तर बायोफिल्टर, सभी के फायदे और नुकसान हैं। ट्रिकलिंग फ़िल्टर वॉल्यूम-प्रभावी नहीं है; जैविक संपर्ककर्ताओं को घुमाने में अक्सर यांत्रिक विफलताओं का अनुभव किया गया है; दानेदार मीडिया बायोफिल्टर को समय-समय पर बैक फ्लैशिंग की आवश्यकता होती है और द्रवयुक्त बिस्तर रिएक्टर हाइड्रोलिक अस्थिरता दिखाते हैं। इस संदर्भ में, मूविंग बेड बायोफिल्म रिएक्टर (एमबीबीआर) तकनीक 1980 के दशक के अंत और 1990 के दशक की शुरुआत में नॉर्वे में विकसित की गई थी।
अब एमबीबीआर को नगरपालिका और औद्योगिक अपशिष्ट जल के उपचार के साथ-साथ जलीय कृषि में जल उपचार के लिए दुनिया भर में लागू किया गया है। जलीय कृषि उद्योग में, एमबीबीआर का उपयोग मुख्य रूप से नाइट्रीकरण के साथ-साथ कार्बनिक पदार्थों को हटाने के लिए किया जाता है। उच्च कार्बनिक भार पर नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया को दबाने वाले कार्बनिक पदार्थ का उपभोग करने वाले हेटरोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया से बचने के लिए, जलीय कृषि प्रणाली में एमबीबीआर को हमेशा कम कार्बनिक भार पर संचालित किया जाता है।
अधिकांश अन्य बायोफिल्म रिएक्टरों की तुलना में, एमबीबीआर बायोमास वृद्धि के लिए पूरे टैंक की मात्रा का उपयोग करता है, इसमें नगण्य हेड-लॉस होता है और समय-समय पर बैकवाशिंग की कोई आवश्यकता नहीं होती है और क्लॉगिंग के लिए अतिसंवेदनशील नहीं होता है। इसके अलावा, रिएक्टर में बायोफिल्म वाहकों का भरने वाला अंश प्राथमिकताओं के अधीन हो सकता है। हालाँकि, यह अनुशंसा की जाती है कि रिएक्टर में वाहक को स्वतंत्र रूप से निलंबित रखने के लिए भराव अंश 70% से कम होना चाहिए।
एमबीबीआर बायोफिल्म सिद्धांत पर आधारित एक तकनीक है, जिसमें एक सक्रिय बायोफिल्म विशेष रूप से डिजाइन किए गए प्लास्टिक वाहक (या बायोमीडिया) पर बढ़ती है जो रिएक्टर में निलंबित होती है। इसे एरोबिक और एनारोबिक दोनों स्थितियों में संचालित किया जा सकता है, बायोमीडिया को वातन डिफ्यूज़र से आंदोलन द्वारा निलंबित रखा जाता है, जबकि एनारोबिक मामलों में, बायोमीडिया को चालू रखने के लिए एक मिक्सर का उपयोग किया जाता है। बायो-मीडिया विभिन्न सामग्रियों से बनाए जाते हैं और आमतौर पर उच्च घनत्व वाली पॉलीथीन का उपयोग किया जाता है, जिसका घनत्व लगभग 0.95 ग्राम/सेमी 3 होता है। अधिकतम विशिष्ट सतह क्षेत्र (एम 2/एम 3) प्रदान करने के लिए, बायो-मीडिया विभिन्न आकृतियों और आकारों में डिज़ाइन किए गए हैं।