Prozesskontrolle fester Partikel im Zirkulationswasser (I): Steuerziele und Aufbau des Überwachungssystems!

Prozesskontrolle von Feststoffpartikeln in der Kreislaufaquakultur      

Schwebstoffe in recirculating Aquaculture Systems bestehen hauptsächlich aus Fäkalien, übrig gebliebenem Köderfutter, bakteriellen Flocken und Fischschleim, die vor allem aus dem verabreichten Compound-Futter stammen, von dem letztendlich 25 % in Schwebstoffe umgewandelt werden. Ungeeignete Fütterungsstrategien und Entfernungsmethoden können leicht zu einer Ansammlung und Zersetzung der Schwebstoffe im System führen, was wiederum negative Auswirkungen auf die Fischgesundheit und die Wasserqualität in der Aquakultur hat. Die Anreicherung von Schwebstoffen verursacht Stressreaktionen bei den gezüchteten Tieren, beeinträchtigt die Kiemenatmung und verringert die Krankheitsresistenz der Fische. Außerdem kann die Ansammlung von Schwebstoffen leicht eine Verstopfung der Aquakultur-Anlagen verursachen. Die Zersetzung und Mineralisierung der Schwebstoffe in recirculating Aquaculture Systems führt zu einem Anstieg des Ammonium- und Nitritgehalts im Aquakulturwasser, erhöht die biochemische Sauerstoffnachfrage, belastet die Biofilter stärker und beeinflusst deren Nitrifikationsfunktion negativ. Daher ist die schnelle Entfernung von Schwebstoffen in recirculating Aquaculture Systems entscheidend, um den normalen Betrieb des Wasseraufbereitungssystems aufrechtzuerhalten, einer Verschlechterung der Wasserqualität vorzubeugen und das normale Wachstum der gezüchteten Tiere sicherzustellen.

ⅰ. Was ist die Feststoffpartikel-Prozesskontrolle im Zirkulationswasser?      

Die Feststoffpartikel-Prozesskontrolle in der Kreislaufaquakultur bezieht sich auf den Prozess, bei dem die im Wasser suspendierten Feststoffpartikel (Gesamt-Suspendierte Stoffe, TSS) durch eine Reihe technischer und managementbezogener Maßnahmen überwacht, entfernt und reguliert werden, um eine stabile Wasserqualität aufrechtzuerhalten, die Gesundheit der aquatischen Organismen zu gewährleisten und die Betriebseffizienz des Systems zu verbessern. In Systemen der Kreislaufaquakultur stellt die Kontrolle von Feststoffpartikeln einen entscheidenden Aspekt dar, um den effizienten Betrieb des Systems sicherzustellen, die Wasserqualität stabil zu halten und die Gesundheit der gezüchteten Organismen zu schützen. Die Feststoffpartikel-Prozesskontrolle im Zirkulationswasser umfasst die folgenden Bereiche:

(1). Kontrollziele

1. Halten Sie das Wasser sauber: Durch die Kontrolle von Festpartikeln verhindern, dass diese sich im Wasser ansammeln und die Wasserqualität verschlechtern, beispielsweise die Transparenz des Gewässers reduzieren und eine gute Lebensumgebung für die gezüchteten Organismen schaffen. Die TSS-Konzentration im Gewässer innerhalb des für die gezüchteten Organismen akzeptablen Bereichs halten (generell wird TSS auf 10–30 mg\/L kontrolliert)

2. Reduzierung des Krankheitsaufkommens: Festpartikel können Krankheitserreger mit sich führen oder einen Ort bieten, an dem sich Krankheitserreger vermehren können. Eine effektive Kontrolle von Festpartikeln trägt dazu bei, das Risiko von Erkrankungen der gezüchteten Organismen zu verringern.

3. Verbesserung der Systemeffizienz: Verstopfung von Geräten verhindern, die Lebensdauer der Ausrüstung verlängern und die Betriebskosten senken.

(2). Steuerungsebene

1. Angemessene Fütterung: Die Fütterungsmenge genau berechnen, um Überfütterung und übermäßige Futterreste zu vermeiden. Abhängig von der Art, Größe, Wachstumsphase und Fütterungsbedingungen der gezüchteten Organismen, sollte eine wissenschaftliche Fütterungsstrategie erstellt werden. Es wird empfohlen, eine automatische Füttermaschine zu installieren und Strategien wie Mehrfachfütterung mit kleinen Portionen anzuwenden, um die Menge an Futterresten zu reduzieren, die in das Gewässer gelangen und feste Partikel bilden.

2. Optimierung der Zuchtdichte: Basierend auf der Tragfähigkeit des Zuchtgewässers und den Wachstumsmerkmalen der gezüchteten Organismen, sollte die Zuchtdichte sorgfältig festgelegt werden. Eine zu hohe Zuchtdichte führt zu einem Anstieg der biologischen Metaboliten und entsprechend mehr entstehenden festen Partikeln. Daher ist es erforderlich, die Zuchtdichte rechtzeitig anzupassen, um Überbelegung zu verhindern.
(3). Echtzeitüberwachung und Prozesskontrolle

1. Überwachung der Wasserqualität: Installation eines Trübungsmessgeräts zur Echtzeit- oder regelmäßigen Überwachung der Konzentration von Feststoffpartikeln, Trübung und anderen Kennwerten des Gewässers sowie weiterer relevanter Parameter der Wasserqualität wie gelöster Sauerstoff und pH-Wert, um Veränderungen der Feststoffpartikel und der Wasserqualität zu erfassen.

2. Intelligente Steuerung: Auf Basis der Überwachungsdaten erfolgt mithilfe eines intelligenten Steuerungssystems eine automatische Anpassung der Betriebsparameter und Behandlungsprozesse der zugehörigen Geräte, beispielsweise durch Regelung der Laufzeit und Frequenz der Filtrationsgeräte, der Belüftungsintensität der biologischen Behandlungseinheit, der Dosierung der zugesetzten Chemikalien usw., um eine präzise Steuerung der Feststoffpartikel zu erreichen.

ⅱ. Überwachungssystem zur Prozesssteuerung von Feststoffpartikeln im Zirkulationswasser    

Die Einrichtung eines Überwachungssystems zur Prozesssteuerung von Feststoffpartikeln im Zirkulationswasser ist ein wichtiger Schritt zur Realisierung des intelligenten Managements von Recirculating Aquaculture Systems. Erst durch die Echtzeitüberwachung und Steuerung der Konzentration von suspendierten Feststoffpartikeln (TSS) im Wasser kann eine rechtzeitige Regelung erfolgen, um eine stabile Wasserqualität und die Gesundheit der aquakultivierten Organismen sicherzustellen. Die Einrichtung eines Überwachungssystems zur Prozesssteuerung von Feststoffpartikeln im Zirkulationswasser erfordert die Auswahl geeigneter Überwachungsgeräte, die Installation und Inbetriebnahme des Systems, das Management und die Analyse von Daten sowie die Integration in das Steuerungssystem. Durch Echtzeitüberwachung und intelligente Regelung kann die Konzentration von suspendierten Feststoffpartikeln im Wasser effektiv kontrolliert werden, um den effizienten Betrieb des Recirculating Aquaculture Systems und das gesunde Wachstum der aquakultivierten Organismen zu gewährleisten.

(1). Wählen Sie die richtigen Überwachungsgeräte aus      

Die Überwachung von Schwebstoffen im Wasser erfordert den Einsatz eines Sensors für die Gesamtkonzentration von Schwebstoffen (TSS).

Funktionsweise: Messung der Konzentration von Schwebstoffen im Wasser mithilfe optischer oder ultraschallbasierter Technologie.

Technische Parameter:

Messbereich: 0–100 mg/L oder höher.

Genauigkeit: ±2 % oder höher.

Ausgangssignal: 4–20 mA, RS485, Modbus usw.

(2). Sensorinstallation      

Installationsort:

Aquakulturteich: Überwachung der TSS-Konzentration im Aquakulturteich.

Ein- und Ausgang von Filtrationsgeräten: Beurteilung der Entfernungseffizienz der Filtrationsgeräte.

Installationsmethode:

Tauchbetrieb: Den Sensor direkt in das Gewässer eintauchen.