Proceskontrol af cirkulerende vandpartikler (II): Regulér TSS gennem rationel fodring!

Cirkulerende vand, kontrol og regulering af faste partikler i processen
I et recirkulerende akvakultursystem er modellen for processtyring af faste partikler et værktøj, der bruges til at optimere kontrollen af suspenderede faste partikler (TSS). Ved at bygge en model kan generation, fjernelse og regulering af de faste partikler analyseres og optimeres for at sikre stabil vandkvalitet og effektiv drift af systemet. Nedenfor er de detaljerede trin og metoder til opbygning og administration af modellen.

(1). Modelmål      

Koncentration af faste partikler TSS: 10 mg/L

Optimer fjerningseffektivitet: Optimer fjerningseffektiviteten af faste partikler ved at justere driftsparametrene for filtreringsudstyret. Følgende formel bruges til fjerningseffektivitet:

ETSS=

ETSS: Fjerningseffektivitet (%)

TSSin: Indløbs-TSS-koncentration (mg/L): Installer TSS-sensor ved vandindløbet til mikrofiltreringsmaskinen for at få værdien

TSSout: Udløbs-TSS-koncentration (mg/L): Installer TSS-sensor ved vandindløbet til fiskepølen for at få værdien

Reducer driftsomkostninger: Reducer energiforbrug og udstandsvedligeholdelsesomkostninger ved at optimere administrationsforanstaltningerne.

I recirkulerende akvakultursystemer hænger koncentrationen af ophævede faste partikler (TSS) tæt sammen med systemets energiforbrug. Ved at optimere TSS-kontrol kan energiforbruget effektivt reduceres, og systemets drifteffektivitet kan forbedres.

(2). Kontrolmetoder – Rimelig fodring

Når indekset for faste, ophængte partikler overstiger 10 mg/L gennem TSS-overvågning, er det nødvendigt at følge nedenstående trin for at regulere.

1. Nøjagtig fodring: Beregn fodringsmængden for at undgå overdreven fodring og stor mængde restfoder.

2. Juster fodringsstrategien: I henhold til type, størrelse, vækststadium og fodringsforhold for de dyrkede organismer skal der udarbejdes en videnskabelig fodringsplan samt anvendes passende fodringsmetoder, såsom at give små portioner flere gange, for at reducere mængden af restfoder, som kommer ind i vandet og danner partikler.

Det anbefales at bruge en automatisk fodermaskine til fodring, hvilket ikke kun kan opnå præcis fodring, men også fodre i små og hyppige måltider. Vores virksomhed har udviklet en intelligent fodermaskine til recirkulerende akvakultur. Vægtfejlen er under 3 % ved anvendelse af vægtefølere. Fodringen er automatisk gennem hele processen uden manuel indgriben. Den erstatter ikke bare manuelt arbejde, men gør det også nemt at opnå en foderstrategi med små og hyppige måltider.

3. Praktisk casestudie

Recirkuleret vandkultur af hvide rejer, 1000 kubikmeter vand, odyngsttettheden er 15 kg/kubikmeter, og fodergraden er 3 %. Den løse partikelrensningskapacitet i recirkulationssystemet er 60 %, og vandet cirkuleres hver 2. time, samtidig med at en foderstrategi på 4 måltider dagligt anvendes. Overvågning viste, at TSS-topværdien overskred 20,25 mg/L.

Når det er konstateret, at TSS overskrider standarden, kan fodringsfrekvensen øges, mens den totale daglige fodermængde forbliver uændret, og fodringsstrategien kan ændres fra 4 måltider om dagen til 12 måltider om dagen.

  Beregn TSS-koncentrationen for 4 måltider om dagen:

Vandmængde: 1000 kubikmeter

Avlsdensitet: 15 kg/m³

Foderrate: 3%

Afsmitningsrate af ophævede partikler i cirkulationsvandsystemet: 80%

Cirkulationsfrekvens: én gang hvert 2. time, 12 gange om dagen

Fodringsstrategi: 4 måltider om dagen

Trin 1: Beregn den totale biomasse

Beregn først den totale biomasse i akvakultursystemet.

Total biomasse = vandvolumen × avlsdensitet = 1000 m3 × 15 kg/m3 = 15000 kg/dag

Trin 2: Beregn den daglige fodermængde

Ifølge foderprocenten beregnes den daglige fodermængde.

Daglig fodermængde = total biomasse × foderprocent = 15000 kg × 3 % = 450 kg/dag Daglig fodermængde = total biomasse × foderprocent = 15000 kg × 3 % = 450 kg/dag

Da der er 4 måltider om dagen, er foderet til hvert måltid:

Fodermængde pr. måltid = 450 kg/4 = 112,5 kg/måltid

Trin 3: Beregn stigningen i TSS for hver cyklus

Antag at foderet efter fodring vil blive omdannet til opløste partikler.

Efter hver fodring er stigningen i TSS:

TSS-stigning = fodermængde pr. måltid = 112,5 kg

Trin 4: Beregn fjernelse af TSS for hver cyklus

Det cirkulerende vandsystem fjerner 80 % af de ophængte partikler i hver cyklus. Derfor er TSS-fjernelsen efter hver cyklus:

TSS-fjernelse = nuværende TSS × 80 %

Trin 5: Simuler ændringer i TSS inden for 24 timer

Vi skal simulere TSS-ændringer i en cyklus hvert 2. time inden for 24 timer. Der er 12 cyklusser pr. dag, og i alt 12 cyklusser på 24 timer.

Start med TSS på 0 kg.

Trin for hver cyklus:

Fodring (én gang hver 6. time, dvs. én gang hver 3. cyklus)

Fjern 80 % af TSS

 Beregn TSS-koncentration for 12 måltider pr. dag

Vandmængde: 1000 kubikmeter

Avlsdensitet: 15 kg/m³

Foderrate: 3%

Fjernelsesgrad af ophængte partikler i cirkulationsvandssystemet: 80%

Cirkulationsfrekvens: én gang hvert 2. time, 12 gange om dagen

Fodringsstrategi: 12 måltider om dagen

Trin 1: Beregn den totale biomasse

Beregn først den totale biomasse i akvakultursystemet.

Total biomasse = vandvolumen × avlsdensitet = 1000 m3 × 15 kg/m3 = 15000 kg

Trin 2: Beregn daglig fodringsmængde

Beregn den daglige fodringsmængde ud fra foderprocenten.

Daglig fodringsmængde = total biomasse × foderprocent = 15000 kg × 3% = 450 kg/dag

Da der er 12 måltider om dagen, er fodermængden for hvert måltid:

Fodermængde per måltid = 450 kg/12 = 37,5 kg/måltid

Trin 3: Beregn stigningen i TSS for hver cyklus

Antag at foderet efter fodring vil blive omdannet til ophængte partikler. Efter hver fodring vil TSS stige med:

TSS-forøgelse = fodermængde pr. måltid = 37,5 kg

Trin 4: Beregn TSS-udvælgelsen for hver cyklus

Det cirkulerende vandsystem fjerner 80 % af de ophængte partikler i hver cyklus. Derfor er TSS-fjernelsen efter hver cyklus:

TSS-fjernelse = nuværende TSS × 80 %

Trin 5: Simuler ændringer i TSS inden for 24 timer

Vi skal simulere TSS-ændringerne over 48 timer med en cyklus hver 2. time. 12 cyklusser per dag, ialt 12 cyklusser for 24 timer.

Start med TSS på 0 kg.

Trin i hver cyklus:

Fodring (én gang hver 2. time, dvs. én gang per cyklus)

Fjern 80 % af TSS

Ud fra den ovenstående analyse kan vi se, at:

4 måltider daglig: Mængden af ophævede partikler stiger hurtigt efter fodring og falder derefter gradvist. Spidsværdien er høj (22,68 kg) og svingningerne er store.

12 måltider daglig: Koncentrationen af ophævede partikler er stabil på 9,37 mg/L

Konklusion: Gennem en fodringsmåde med små og hyppige måltider kan TSS reduceres, og udstyrets energiforbrug kan mindskes.

Fodringsmåden med 12 måltider daglig kan effektivt reducere koncentrationstoppen af ophævede partikler, mindske vandkvalitetsudsving og reducere belastningen og energiforbruget af filtreringsudstyr.

Fodringstilstanden med 4 måltider om dagen vil forårsage store udsving i koncentrationen af ophævede partikler og øge energiforbruget hos filtreringsudstyr og vandpumper.