عملية إزالة الجسيمات الصلبة (II): عملية إزالة الجسيمات الصلبة

• معايير قياس وتحكم الجسيمات الصلبة

المادة الصلبة المعلقة الكلية (TSS) تُستخدم عادةً كمعيار لقياس الجزيئات الصلبة في تربية الأحياء المائية الدائرية. وتشير بشكل أساسي إلى مجموع الكمية الجزيئات الصلبة التي يزيد حجمها عن ميكرون واحد في وحدة من الماء. في نظام المياه الدائرة، تشمل المادة الصلبة المعلقة الكلية فضلات الأسماك، والغذاء المتبقي، والبيوفlocs (بكتيريا ميتة وأخرى حية)، وما إلى ذلك. تختلف أحجام هذه الجزيئات المعلقة بشكل كبير من مستوى الميكرون إلى مستوى السنتيمتر. يمكن لهذه الجزيئات المعلقة أن تؤثر مباشرة على صحة ونمو الأسماك (وخاصة أسماك المياه الباردة)، وزيادة العبء على المرشح الحيوي. لذلك، يجب الحفاظ على تركيز الجزيئات المعلقة في المياه الدائرة ضمن نطاق معقول.

في بعض دول الاتحاد الأوروبي، تكون مراقبة المواد الصلبة المعلقة في أنظمة تربية الأحياء المائية الدائرية نسبيًا صارمة. على سبيل المثال، بالنسبة للمياه المستخدمة في أنظمة تربية الأحياء المائية الدائرية، يُتوقع عادةً السيطرة على تركيز المواد الصلبة المعلقة (المقاسة بالمواد الصلبة المعلقة الكلية TSS) تحت 15 مجم/لتر لضمان جودة المياه والبيئة الإيكولوجية الجيدة.

للولايات المتحدة أيضًا لوائح ذات صلة بجودة المياه في مجال تربية الأحياء المائية وعلاج المياه. في نظام تربية الأحياء المائية الدائري، تخضع نسبة المواد الصلبة المعلقة المقابلة (المحولة من خلال العكارة وغيره من المؤشرات ذات الصلة) لقيود معينة. يبلغ تركيز المواد الصلبة المعلقة عادة حوالي 8-12 مجم/لتر كنطاق مثالي نسبيًا لضمان بقاء وتكاثر الكائنات المائية.

في التشغيل الفعلي لأنظمة تربية الأحياء المائية الدائرية على مستوى المصانع في الصين، يُطلب عادةً السيطرة على تركيز المواد الصلبة العالقة (SS) ليكون أقل من 10 مجم/لتر. أما بالنسبة لتربية بعض الأنواع الثمينة التي تتطلب جودة مياه عالية، مثل السلمون، فيُطلب حتى السيطرة عليه ليكون أقل من 5 مجم/لتر.

• عملية إزالة الجسيمات الصلبة

إزالة الجسيمات الصلبة هي جزء مهم من معالجة المياه في نظام تربية الأحياء المائية الدائري، وهي عادة أول خطوة في معالجة المياه. الوسيلة الأساسية لإزالة الجسيمات الصلبة في نظام تربية الأحياء المائية الدائري هي الترشيح الفيزيائي. من خلال الترشيح الميكانيكي، والفصل بالجاذبية وغيرها من الطرق، يتم اعتراض وإزالة الجسيمات العالقة، وبقايا الغذاء، وبراز الأسماك وغيرها من المواد الصلبة في الماء، مما يطهر جودة المياه. وفقًا لحجم الجسيمات الصلبة، تتضمن عملية إزالة الجسيمات الصلبة ثلاث خطوات: المعالجة الأولية، الترشيح الخشن والترشيح الدقيق.

1. المعالجة الأولية

المعالجة الأولية تهدف بشكل أساسي إلى إزالة الجزيئات الأكبر حجماً بحجم جسيمات يزيد عن 100μm، خاصة فضلات الأسماك وبقايا العلف، لتجنب زيادة العبء على العمليات اللاحقة بعد كسرها في النظام. الحزمة الرئيسية للعملية هي الترسيب. الترسيب هو تقنية عملية بسيطة تعتمد على الفصل بالجاذبية. يتم تحقيق ذلك من خلال المعدات التالية:

1. جامع مياه الصرف الصحي في قاع بركة التربية

جامع مياه الصرف الصحي الشائع هو مرحاض سمكي. عادة ما يتم تركيب مراحيض الأسماك في قاع بركة التربية السمكية. من خلال تأثير تدفق المياه الدوراني، يتم تصريف فضلات الأسماك وبقايا العلف من قاع البركة. تحسن مراحيض الأسماك كفاءة جمع مياه الصرف وتقلل من تكرار التنظيف اليدوي وتحسن استقرار بيئة التربية.

2. خزان ترسيب التدفق الرأسي

يستخدم خزان الترسيب بتدفق رأسي مبدأ الترسيب الطبيعي لتدفق الماء تحت تأثير الجاذبية لفصل المواد العالقة والجسيمات في الماء.

بعد دخول الماء إلى غرفة الفصل من فتحة المدخل، تترسب المواد الصلبة العالقة والجسيمات تدريجيًا في القاع تحت تأثير الجاذبية وسرعة تدفق الماء، بينما يتم تصريف الماء النظيف من المنفذ العلوي. يمكن للترسيب الرأسي إزالة 50٪ إلى 70٪ من الجزيئات الصلبة في الأوساخ المرسبة، مما يقلل بشكل كبير من ضغط المعدات اللاحقة.

3. نظام الدренاج المزدوج كورنيل

يعني تصريف كورنيل المزدوج بشكل أساسي طريقة تصريف مزدوجة استخدمتها جامعة كورنيل في تصميم برك الأسماك. هذه الطريقة مناسبة بشكل خاص لبرك الأسماك الدائرية. الميزة الأساسية هي دمج التصريف من القاع مع تقنية الفيضان السطحي. يتم وضع فتحتين للتصريف، واحدة في القاع وأخرى على الجانب، في بركة الأسماك لتصريف الجزيئات القابلة للتثبيت التي يزيد حجمها عن 100 ميكرون عبر التصريف السفلي، مما يتجنب دخول الجزيئات إلى آلة الترشيح الدقيقة وحدوث تكسير ثانوي. وفي الوقت نفسه، يتم تصريف الجزيئات العالقة الأصغر من 100 ميكرون إلى آلة الترشيح الدقيقة عبر التصريف السطحي لتصفية إضافية. في نظام التصريف المزدوج لكورنيل، يتدفق 10٪-25٪ من المياه عبر أنبوب التصريف السفلي، بينما يتدفق 75٪-90٪ من المياه عبر التصريف الجانبي. وبعد الترسيب بالجاذبية باستخدام الطريقة البطيئة للتدفق السفلي، يتم تصريف حوالي 91٪ من البراز و98٪ من البواقي الغذائية إلى مصفاة التدفق العمودي عبر مرحاض السمك السفلي بعد الترسيب.

2.تصفية خشنة

غرض الترشيح الخشن هو إزالة المواد الصلبة المعلقة ذات حجم الجسيمات 30-100 ميكرومتر باستخدام تقنية الترشيح التقليدية. يتم استخدام جهاز المرشح الدوار عادةً لهذا الغرض. مبدأ عمل المرشح الدقيق هو أن الماء يمر عبر وسيلة ترشيح تحتوي على فتحات دقيقة، حيث يُطرح الماء النظيف من خلال الأنابيب الخروجية، بينما يتم جمع الشوائب المحبوسة على سطح أو داخل وسيط الترشيح. يمكن للمرشح الدقيق إزالة 30٪ إلى 50٪ من الجسيمات الصلبة المعلقة.

مرشح الطبل الدقيق

3.المعالجة الدقيقة

تُستخدم المعالجة الدقيقة بشكل أساسي لإزالة الجسيمات المعلقة الصغيرة التي تقل عن 30 ميكرومتر وبعض المواد العضوية القابلة للذوبان. يتم ذلك بشكل رئيسي بواسطة فصل الرغوة من خلال جهاز فصل البروتين. يعتبر فصل الرغوة طريقة شائعة يمكنها إزالة الجسيمات المعلقة الصغيرة والمواد العضوية القابلة للذوبان، ولها أيضًا وظائف معينة مثل زيادة الأكسجين وإزالة ثاني أكسيد الكربون.

مُزلق البروتين