Technologie zur Entfernung fester Partikel (Teil 3): Prozessparameter-Design und Fallstudien

• Parameter für das Design von Verfahren zur Entfernung suspendierter Teilchen in recirkulierenden Aquakultursystemen
  • Entwurfsparameter für Senkflugablagerer

Das Cornell-Doppelreihe-System wird weit verbreitet eingesetzt und hat gute praktische Ergebnisse erzielt. In Aquakulturteichen, die das Cornell-Doppelreihe-System verwenden, fließt 10 % bis 25 % des Wasserstroms durch die Bodenabflussleitung in den Senkflugablagerer und wird abgeleitet, während der größere Teil des Wasserstroms über die Seite des Fischteichs abfließt. Die Verwendung einer Doppeldrainagedesigns erhöht erheblich die Fähigkeit des Bodens, durch vertikalen langsamen Fluss Abfälle zu sammeln. Bei dieser niedrigen Flussrate wird die Konzentration an partikulärem Material im Vergleich zur Hauptstrommessmethode um das Zehnfache erhöht.

Das Verhältnis der Durchflussrate durch das vertikale Sedimentationsgerät zur Durchflussrate, die seitlich abgeleitet wird, kann auf Basis des Querschnittsflächenverhältnisses des Abwasserrohres am Boden des Fischtosets berechnet werden. Im Allgemeinen beträgt das Rohr, das in die seitliche Ableitung führt, 110, und das Rohr, das in den vertikalen Sedimentierer führt, 50, so dass ihr Querschnittsflächenverhältnis 5:1 beträgt. Das heißt, ungefähr 17 % des Wassers fließen in den vertikalen Sedimentierer. Angesichts der Tatsache, dass die Konzentration der suspendierten Partikel, die in den vertikalen Sedimentierer gelangen, zehnmal höher ist als die, die in die seitliche Ableitung gelangen, ergibt sich aus dieser Berechnung, dass etwa 70 % der suspendierten Partikel vom vertikalen Sedimentierer behandelt werden. Bei konkreter Anwendung kann das Verhältnis des Rohrdurchmessers, der in die seitliche Ableitung führt, zum Rohrdurchmesser, der in den vertikalen Sedimentierer führt, je nach spezifischer Zuchtart und Zuchtdichte angepasst werden, um das Durchflussverhältnis anzupassen, das jeweils in den Mikrofilter und den vertikalen Sedimentierer eintritt.

Der maßgebliche Indikator für den vertikalen Fließsedimentierer ist die hydraulische Aufenthaltszeit. Unter hydraulischer Aufenthaltszeit versteht man die durchschnittliche Zeit, die Wasser im vertikalen Fließsedimentierer verweilt. Eine ausreichende hydraulische Aufenthaltszeit ist einer der wichtigsten Faktoren, um eine ausreichende Sedimentierung von schwebenden Teilchen sicherzustellen. Sie hängt vom Volumen des Sedimentierers und der Wassermenge ab, die verarbeitet wird. In der recirculating Aquakultur wird empfohlen, dass die hydraulische Aufenthaltszeit des vertikalen Fließsedimentierers mindestens 30 Sekunden oder mehr beträgt. Wenn die hydraulische Aufenthaltszeit zu kurz ist, können schwebende Partikel nicht rechtzeitig sedimentieren und könnten aus dem Sedimentiertank entfernt werden; wenn sie zu lang ist, erhöht dies die Größe und Kosten des Geräts.

Im Design wird normalerweise aufgrund von Erfahrung vorgegangen:

Der Durchmesser des senkrechten Fließsedimentierungsgeräts: Ein 600-mm-Durchmesser-senkrechtes-Fließsedimentierungsgerät ist in einem 6-Meter-Zuchtbecken installiert, und ein 800-mm-Durchmesser-senkrechtes-Fließsedimentierungsgerät ist in einem 8-Meter-Zuchtbecken installiert.

Höhe des senkrechten Fließsedimentierungsgeräts: 1 Meter

Kegelwinkel: 30 Grad

Wie transformiert man ein senkrecht fließendes Sedimentationsgerät in ein intelligentes senkrecht fließendes Sedimentationsgerät?

Der traditionelle vertikale Sedimentierer kann das Abwasser nur durch Herausziehen des Rohres aus dem vertikalen Sedimentierer ableiten. Normalerweise wird dadurch bei einem einzigen Herauszuziehen das Wasser vollständig aus dem vertikalen Sedimentbecken abgeleitet. Aufgrund der großen Anzahl an recirculating Aquakulturteichen ist eine manuelle Entnahme normalerweise nur 1-2 Mal pro Tag möglich. Die verbleibenden Futterreste und Fäkalien im vertikalen Sedimentierer werden jedoch innerhalb von etwa einer halben Stunde langsam zersetzt, zu in Wasser löslichen suspendierten Partikeln, die dann kontinuierlich aufsteigen und über den oberen Teil des vertikalen Sedimentierers in den Mikrofilter überfluten, was die Belastung des Mikrofilters und des Proteinscheiders erhöht.

Daher kann an der Entlasseleitung des vertikalen Sedimentationsgeräts ein intelligenter Entlassventil installiert werden, der mehrmals pro Stunde für einige Sekunden öffnet und eine Strategie mit vielen kleinen Entladungen verfolgt. Auf diese Weise können Reste von Köder und Fäkalien rechtzeitig abgeführt werden, was die Belastung von Mikrofiltrationen und Proteinscheidern reduziert. Gleichzeitig spart eine Strategie mit vielen kleinen Entladungen viel Wasser, indem die Wasseraustauschrate erheblich gesenkt wird, was nicht nur Wasser, sondern auch Energie spart.

Beim Auswählen eines Abflussventils ist es wichtig, einen wasserdichten Ventil im IP68-Schutzgrad zu wählen, da ansonsten das Ventil anfällig für Rostbildung und Störungen ist, was unnötige Verluste nach sich ziehen kann. Bei Seewasserzucht wird empfohlen, ein Ventil aus UPVC-Material zu verwenden, um Korrosion durch Seewasser zu verhindern.

Die Installation dieses Geräts am traditionellen vertikalen Sedimentationsgerät hebt es tatsächlich auf ein intelligentes Niveau, wodurch eine automatisierte und besetzungslose Operation erreicht wird, was nicht nur die Wasserqualität verbessert, sondern auch Wasser und Energie spart.

2. Parameterdesign der Mikrofiltrieranlage

Mikrofiltrieranlagen dienen zur Entfernung fester schwebender Partikel im Bereich von 30-100 Mikronen. Die Durchsatzkapazität eines Mikrofilters bezieht sich auf die Fähigkeit des Geräts, Wasser zu durchlassen. Die Größe des Filtergitters bestimmt die Behandlungswirkung, wobei normalerweise ein Gitter mit 200 Maschen gewählt wird. Wie sollten wir die Parameter des Mikrofilters also gestalten?

Zunächst führen wir Erfahrungsdaten eines Ingenieurs für die praktische Anwendung ein:

Überschusswassermenge = Wasservolumen der Aquakultur / Zyklenfrequenz * 1.2

1.2 ist die Sicherheitsreserve, und die Zyklusfrequenz bezieht sich darauf, wie viele Stunden es dauert, bis ein Zyklus abgeschlossen ist. Die Zyklusfrequenz wird im Allgemeinen auf Basis unterschiedlicher Zuchtarten und biologischer Tragfähigkeit bestimmt. Am Beispiel der Zucht von Seezungen in einem 1000 Kubikmeter zirkulierenden Wasserreservoir sollte die Zirkulationsfrequenz am besten so eingestellt werden, dass sie alle 2 Stunden einmal durchläuft. Daher beträgt die Wasserdurchflusskapazität des Mikrofilters: 1000/2 * 1.2 = 600 Tonnen.

In der Praxis kann ein Mikrofilter mit einer Kapazität von 600 Tonnen installiert werden oder zwei Mikrofilter mit je 300 Tonnen Kapazität. Der Vorteil zweier Mikrofiltermaschinen besteht darin, dass, wenn eine Maschine defekt ist und repariert wird, die andere Mikrofiltermaschine weiterhin normal arbeiten kann. Der Preis für zwei kleinere Mikrofiltermaschinen ist jedoch höher als der Preis für eine einzige Mikrofiltermaschine.

3. Parameterdesign des Proteinscheiders

Der Proteinseparator wird verwendet, um suspendierte Partikel über 30 Mikron zu verarbeiten, und seine Verarbeitungskapazität beträgt nur die Menge des überschüssigen Wassers pro Stunde. Jedes Gerät eines Herstellers von Proteinspektoren gibt den Wasserfluss pro Stunde an. Am Beispiel der Zucht von Seebarschen in einem 1000 Kubikmeter zirkulierenden Wasserkörper: Das System hat eine Durchflusskapazität von 600 Tonnen pro Stunde. Daher kann man einen Proteinseparator mit einer Verarbeitungskapazität von 600 Tonnen pro Stunde auswählen.

2、 Berechne das Zirkulationsvolumen des Zirkulationssystems

In dem vorherigen Text haben wir eine empirische Regel für Zyklenmengen bereitgestellt. Im nächsten Schritt stellen wir eine strenge Herleitung und Berechnungsmethode zur Verfügung.

Zunächst müssen wir die Menge an Total Suspended Solids (TSS) bestimmen, die im System produziert wird. Dies kann mit folgender Formel berechnet werden:

RTSS = 0,25 x maximale tägliche Fütterungsmenge

Als Nächstes werden wir die folgende Formel verwenden, um die Systemzirkulation basierend auf dem gesamten suspendierten Partikelmaterie zu berechnen:

QTSS

Dabei ist QTSS der berechnete Wert der Systemzirkulation basierend auf TSS, mit der Einheit von m ³ /h;

TSSin ist das Ziel der TSS-Kontrolle im Kreislaufwasser;

TSSout ist die Zielkontrollkonzentration von TSS im Abfluss von Aquakulturteichen, gemessen in mg/L;

ETSS ist die Entfernungseffizienz von TSS im physikalischen Filterprozess, gemessen in %;

1000 ist der Qualitätskonversionsfaktor, der mg in g umrechnet.

3、 Praxisbeispiele

Errichten Sie ein 1000 Kubikmeter großes, rundes Wasser-Aquakulturprojekt für Seebarsche. Die technischen Kennwerte für die Projektauslegung sind wie folgt:

Zucht-Dichte: 50kg/Würfelmeter

Tages-Fütterungsrate: 2%

Das Ziel der Entfernungsrate des schwebenden Teilchensystems beträgt 70%

Das TSS-Kontrollziel für die Zirkulationswasser ist 10mg/L

Basierend auf den oben genannten Indikatoren, werden wir das Zirkulationsvolumen des Zirkulationssystems berechnen:

Zunächst berechnen wir das Gewicht der pro Tag entstehenden schwebenden Partikel:

RTSS=0,25X tägliche maximale Fütterungsmenge=60X1000X2% X0,25=12,5kg/Tag.

Gemäß obiger Analyse werden 70 % der festen Partikel (hauptsächlich unverdautes Futter und Kot) durch den vertikalen Strömungssettler abgegeben, so dass nur 30 % der schwebenden Partikel in das Kreislaufsystem eintreten.

Basierend darauf berechnen wir das Kreislaufvolumen des Kreiswassersystems:

QTSS =600,96 m ³ /h

Dieses Berechnungsergebnis zeigt, dass, um die TSS-Konzentration im Aquakulturteich unter 10 mg/L zu halten und bei einer Entfernungsrate von suspendierten Teilchen von 52 %, wir eine Zirkulationsrate von ungefähr 600m ³ /h.

Im praktischen Betrieb können wir auf Basis dieser Parameter die Wasserzirkulation im recirculating aquaculture system anpassen, um sicherzustellen, dass die Wasserqualität den Anforderungen der Aquakultur entspricht. Zum Beispiel: Wenn unsere TSS-Konzentration über dem Standard liegt, gibt dies zwei Möglichkeiten an.

Die Reinigungsleistung der Mikrofiltration und des Proteinscheiders beträgt weniger als 52 %

Die Reinigungsleistung des Sedimentationsgeräts mit vertikalem Fluss beträgt weniger als 70 %