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The unplugged nitrification revolution : how traditional filtration systems beat modern oxygenation technology by 'aerodynamics'.

Source de l'article : Ollies (Guangzhou) Recreation and Sports Equipment Co, Ltd Popularité : (cliqué 270 fois) Hotline : (020)82686289

Dans la pratique technique du système de filtration des étangs à poissons, l'efficacité de la filtration biochimique est inextricablement liée à l'activité des bactéries nitrifiantes, et l'apport d'oxygène est le facteur clé qui détermine leur capacité métabolique. Les systèmes modernes entièrement automatisés ont considérablement amélioré l'efficacité de la nitrification en augmentant activement l'oxygène dissous grâce à des pompes d'oxygénation et à d'autres équipements, mais les systèmes de filtration traditionnels peuvent encore maintenir une fonction de filtration biochimique stable sans dispositifs d'oxygénation supplémentaires. Ce phénomène s'explique par l'équilibre dynamique de l'oxygène obtenu par les systèmes conventionnels grâce à une logique de conception naturelle et à des propriétés physiques. Dans cet article, nous analyserons comment le système de filtration traditionnel répond à la demande en oxygène des bactéries nitrifiantes grâce à l'aération naturelle, à l'optimisation des matériaux filtrants, à la circulation de l'eau et à l'adaptation de la charge biologique du point de vue de l'hydrodynamique, de l'écologie microbienne et de l'intégration du système, en révélant le principe sous-jacent de son fonctionnement stable à long terme et en fournissant une base scientifique pour la conception et l'amélioration du système de filtration.

Dans les systèmes de filtration conventionnels, la filtration biochimique peut être réalisée efficacement malgré l'absence d'un dispositif d'oxygénation spécialisé pour les principales raisons suivantes :

‌aération naturelleL'aération naturelle : Les systèmes de filtration traditionnels assurent généralement une aération naturelle grâce au mouvement de l'eau et au contact de la surface avec l'air. Par exemple, dans un système de goutte à goutte ou de cascade, l'eau s'écoule à travers le média filtrant et entre en contact avec l'air, augmentant ainsi la teneur en oxygène dissous de l'eau.
‌Propriétés physiques des médias filtrantsLes médias filtrants utilisés dans les systèmes de filtration traditionnels (anneaux en céramique, maisons bactériennes, coton biochimique, etc.) ont une structure poreuse qui peut fournir un habitat aux bactéries nitrifiantes tout en facilitant le contact entre l'eau et l'air, ce qui augmente indirectement l'apport d'oxygène.
‌Conception du recyclage de l'eauLes systèmes de filtration conventionnels sont généralement équipés d'une pompe qui fournit de l'eau riche en oxygène aux masses filtrantes par le biais de la circulation de l'eau. Bien que le nombre de cycles ne soit pas aussi élevé que dans les systèmes entièrement automatiques, un débit d'eau suffisant fournit toujours l'oxygène nécessaire aux bactéries nitrifiantes.
‌Adaptation des bactéries nitrifiantesLes bactéries nitrifiantes ont des besoins en oxygène plus élevés, mais dans les systèmes conventionnels, elles sont capables de s'adapter à des concentrations d'oxygène plus faibles et d'achever la conversion de l'ammoniac et des nitrites grâce à une activité métabolique lente.48.
‌Équilibre du systèmeLes systèmes de filtration conventionnels sont généralement conçus pour assurer un équilibre global dans le système, en tenant compte du volume d'eau, de la densité des poissons et du rapport des masses filtrantes. Cet équilibre permet aux bactéries nitrifiantes de travailler efficacement même lorsque l'apport en oxygène est limité.

Par conséquent, bien que le système de filtration traditionnel ne dispose pas d'un dispositif d'oxygénation spécial, il est toujours capable de fournir suffisamment d'oxygène aux bactéries nitrifiantes grâce à l'aération naturelle, aux caractéristiques du matériau filtrant, à la conception de la circulation de l'eau et à l'équilibre du système pour garantir que la filtration biochimique se déroule sans heurts.

Système de filtration traditionnel Filtration biochimique Analyse détaillée du processus

I. Filtration physique

‌interdictionImpuretés importantes‌
vitesse de l'eauBrosse/filtre Coton(Epaisseur 5-10cm) Interception initiale des polluants solides tels que les excréments de poissons et les résidus d'appâts afin d'empêcher le colmatage ultérieur des médias filtrants biochimiques.
- point de conceptionLa couche de filtration physique doit être nettoyée régulièrement pour éviter que les pores ne se bouchent et ne bloquent l'écoulement de l'eau.
‌aération et oxygénation naturelles‌
existentStructure de goutte à goutte/de chute d'eauLorsque l'eau traverse le filtre multicouche en coton ou en céramique et entre en contact avec l'air, la concentration en oxygène dissous augmente pour atteindre 3 à 5 mg/L, ce qui constitue la source d'oxygène de base pour la réaction biochimique ultérieure.

II. filtration biochimique de base

‌Stratification des milieux filtrants et fixation des bactéries‌
- ‌Couche biochimique primaire: UtilisationAnneaux en céramique, pierres de corail, biosphèresqui accélère le contact de l'ammoniac avec les nitrosomonades (AOB) grâce à une perturbation rapide du débit d'eau ;
- ‌Couche biochimique profonde: AdoptionMaison des bactéries, roches volcaniquesLe nitrate d'ammonium, qui est un élément essentiel de l'eau, prolonge la trajectoire de l'eau et favorise la conversion du nitrite par le Nitrobacter (NOB).
‌Processus de réaction en chaîne de la nitrification‌
- ‌stade de la nitrosationL'AOB oxyde l'ammoniac (NH₃) en nitrite (NO₂-) lorsque l'oxygène dissous est >2 mg/L, la vitesse de réaction étant influencée par la capacité de rétention de l'oxygène dans les pores du média filtrant ;
- ‌stade de la nitrificationLa NOB oxyde ensuite le nitrite en nitrate (NO₃-) dans le même environnement d'oxygène, et la zone profonde et à faible débit du milieu filtrant prolonge le temps de réaction.

III. les mécanismes de circulation et d'équilibre de l'oxygène

‌Circulation d'oxygène par pompe à eau‌
La pompe circule à un débit 5 à 10 fois supérieur au débit horaire du plan d'eau de l'étang à poissons, délivrant continuellement de l'eau enrichie en oxygène de surface à la zone de filtration biochimique et prolongeant la durée de l'oxygène dissous en formant des microbulles à travers les pores de la masse filtrante.
‌Enrichissement en oxygène dans les zones humides et sèches‌
existentZone de média filtrant semi-immergé(par exemple, la moitié supérieure de la boîte à gouttes), le matériau filtrant est exposé à l'air pour adsorber l'oxygène, formant un biofilm riche en oxygène d'une épaisseur d'environ 0,1-0,3 mm, qui augmente la concentration locale d'oxygène dissous jusqu'à 6-8 mg/L.

IV. post-maintenance et optimisation du système

‌Nettoyage du média filtrant et rétention de la flore‌
Tous les 3 à 6 mois avec de l'eau brute d'étang de piscicultureMédia filtrant de lavage à contre-courantLes bouchons de pores ont été enlevés tandis que l'ancien média filtrant 20% a été conservé pour maintenir la stabilité des colonies de bactéries nitrifiantes.
‌Équilibrage dynamique de la charge biologique‌
La densité des poissons est contrôlée en fonction de la quantité totale de masses filtrantes (recommandée à 5-10% du volume de l'étang) et la qualité de l'eau est testée régulièrement :
- Concentration d'ammoniac <0,02 mg/L6. ;
- Concentration de nitrite <0,2 mg/L38.

Résumé des principales caractéristiques

Les systèmes conventionnels sont utilisés dans le cadre de laInterception physique → oxygénation naturelle → nitrification stratifiée → désinfection bactéricide → équilibre cycliqueL'avantage principal du processus en quatre étapes pour une filtration biochimique efficace est le suivant :

‌Dynamique de l'oxygèneEn s'appuyant sur l'espace poreux du média filtrant pour piéger l'oxygène (efficacité de rétention de l'anneau céramique >60%) et sur l'aération naturelle, aucun équipement d'oxygénation externe n'est nécessaire ;
‌Adaptation de la floreLes bactéries nitrifiantes peuvent maintenir une efficacité métabolique de 60% ou plus dans un environnement pauvre en oxygène (>2 mg/L) afin de garantir une qualité d'eau stable.

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