Control del proceso de partículas sólidas en el agua de circulación (II): ¡Regule los SST mediante una alimentación razonable!

Modelo de regulación y control del proceso de partículas sólidas en sistemas de recirculación de agua
En un sistema de acuicultura con recirculación, el modelo de control del proceso de partículas sólidas es una herramienta utilizada para optimizar el manejo de las partículas suspendidas (TSS). Al construir un modelo, se puede analizar y optimizar la generación, eliminación y regulación de las partículas sólidas para garantizar una calidad estable del agua y un funcionamiento eficiente del sistema. A continuación se detallan los pasos y métodos específicos para construir y gestionar dicho modelo.

(1). Objetivos del modelo      

Concentración de partículas sólidas TSS: 10mg/L

Optimice la eficiencia de eliminación: Optimice la eficiencia de eliminación de partículas sólidas ajustando los parámetros operativos del equipo de filtración. La fórmula de eficiencia de eliminación es:

ETSS=

ETSS: Eficiencia de eliminación (%)

TSSin: Concentración de TSS en el afluente (mg/L): Instale un sensor de TSS en la entrada de agua de la máquina de microfiltración para obtener el valor

TSSout: Concentración de TSS en la salida (mg/L): Instale un sensor de TSS en la entrada de agua del estanque acuícola para obtener el valor

Reduzca los costos operativos: Reduzca el consumo de energía y los costos de mantenimiento del equipo optimizando las medidas de gestión.

En el sistema de recirculación acuícola, la concentración de partículas sólidas suspendidas (TSS) está estrechamente relacionada con el consumo energético del sistema. Al optimizar el control de TSS, se puede reducir efectivamente el consumo energético y mejorar la eficiencia operativa del sistema.

(2). Métodos de Control---Alimentación Razonable

Cuando el índice de materia particulada suspendida sólida excede los 10 mg/L mediante el monitoreo de SST, es necesario seguir los siguientes pasos para regularlo.

1. Alimentación precisa: Calcular la cantidad de alimento para evitar una alimentación excesiva y restos de alimento abundantes.

2. Ajustar la estrategia de alimentación: Según el tipo, tamaño, etapa de crecimiento y condiciones de alimentación de los organismos cultivados, elaborar un plan de alimentación científico y adoptar métodos adecuados, como alimentar en pequeñas cantidades y varias veces, para reducir los restos de alimento que ingresan al cuerpo de agua y forman partículas sólidas.

Se recomienda utilizar una máquina de alimentación automática, ya que no solo permite una alimentación precisa, sino también realizar comidas pequeñas y frecuentes. Nuestra empresa ha lanzado una máquina de alimentación inteligente para acuicultura recirculada. El error de peso es inferior al 3% gracias a los sensores de pesaje. La alimentación es completamente automática, sin intervención manual. No solo sustituye el trabajo humano, sino que también permite fácilmente aplicar una estrategia de alimentación con comidas pequeñas y frecuentes.

3. Caso práctico

En el cultivo en sistema cerrado de camarón blanco, con 1000 metros cúbicos de agua, la densidad de cultivo es de 15 kg/metro cúbico y la tasa de alimentación es del 3%. La tasa de eliminación de partículas suspendidas del sistema de recirculación es del 60%, circulando cada 2 horas, y se adopta una estrategia de alimentación de 4 comidas diarias. El monitoreo reveló que el valor pico de SST superó los 20,25 mg/L.

Tras comprobar que el SST supera el estándar, se puede aumentar la frecuencia de alimentación manteniendo sin cambios la cantidad total diaria de alimento, pudiendo modificarse la estrategia de alimentación de 4 comidas al día a 12 comidas al día.

  Calcular la concentración de SST de 4 comidas al día:

Volumen de agua: 1000 metros cúbicos

Densidad de cultivo: 15 kg/m³

Tasa de alimentación: 3%

Tasa de eliminación de partículas suspendidas del sistema de agua circulante: 80%

Frecuencia de circulación: una vez cada 2 horas, 12 veces al día

Estrategia de alimentación: 4 comidas al día

Paso 1: Calcular la biomasa total

Primero, calcule la biomasa total en el sistema de acuicultura.

Biomasa total = volumen de agua × densidad de acuicultura = 1000 m3 × 15 kg/m3 = 15000 kg/día

Paso 2: Calcular la cantidad diaria de alimentación

Según la tasa de alimentación, calcule la cantidad diaria de alimentación.

Cantidad diaria de alimentación = biomasa total × tasa de alimentación = 15000 kg × 3% = 450 kg/día Cantidad diaria de alimentación = biomasa total × tasa de alimentación = 15000kg × 3% = 450kg/día

Como hay 4 comidas al día, la cantidad de alimento por comida es:

Cantidad de alimento por comida = 450 kg/4 = 112.5 kg/comida

Paso 3: Calcular el aumento de SST para cada ciclo

Suponga que después de alimentar, el alimento se convertirá en partículas suspendidas.

Después de cada alimentación, el aumento de SST es:

Aumento de SST = cantidad de alimento por comida = 112.5 kg

Paso 4: Calcular la eliminación de SST para cada ciclo

El sistema de agua circulante elimina el 80% de las partículas en suspensión en cada ciclo. Por lo tanto, la eliminación de SST después de cada ciclo es:

Eliminación de SST = SST actual × 80%

Paso 5: Simular los cambios de SST dentro de 24 horas

Necesitamos simular los cambios de SST en un ciclo cada 2 horas dentro de 24 horas. Hay 12 ciclos al día, y un total de 12 ciclos en 24 horas.

Inicializar SST a 0 kg.

Pasos para cada ciclo:

Alimentación (una vez cada 6 horas, es decir, una vez cada 3 ciclos)

Eliminar el 80% del SST

 Calcular la concentración de SST de 12 comidas al día

Volumen de agua: 1000 metros cúbicos

Densidad de cultivo: 15 kg/m³

Tasa de alimentación: 3%

Tasa de eliminación de partículas suspendidas en el sistema de agua circulante: 80%

Frecuencia de circulación: una vez cada 2 horas, 12 veces al día

Estrategia de alimentación: 12 comidas al día

Paso 1: Calcular la biomasa total

Primero, calcule la biomasa total en el sistema de acuicultura.

Biomasa total = volumen de agua × densidad de cultivo = 1000 m3 × 15 kg/m3 = 15000 kg

Paso 2: Calcular la cantidad diaria de alimento

Calcule la cantidad diaria de alimento según la tasa de alimentación.

Cantidad diaria de alimento = biomasa total × tasa de alimentación = 15000 kg × 3% = 450 kg/día

Dado que hay 12 comidas al día, la cantidad de alimento por comida es:

Cantidad de alimento por comida = 450 kg/12 = 37.5 kg/comida

Paso 3: Calcular el aumento de SST para cada ciclo

Suponga que después de la alimentación, el alimento se convertirá en partículas suspendidas. Después de cada alimentación, el aumento de SST es:

Aumento de SST = cantidad de alimentación por comida = 37,5 kg

Paso 4: Calcular la eliminación de SST para cada ciclo

El sistema de agua circulante elimina el 80% de las partículas en suspensión en cada ciclo. Por lo tanto, la eliminación de SST después de cada ciclo es:

Eliminación de SST = SST actual × 80%

Paso 5: Simular los cambios de SST dentro de 24 horas

Necesitamos simular los cambios de SST en 48 horas, con un ciclo cada 2 horas. 12 ciclos por día, 12 ciclos en total para 24 horas.

Inicializar SST a 0 kg.

Pasos de cada ciclo:

Alimentación (una vez cada 2 horas, es decir, una vez por ciclo)

Eliminar el 80% del SST

A partir del análisis anterior, podemos ver que:

4 comidas al día: La cantidad de partículas suspendidas producidas aumenta rápidamente después de la alimentación y luego disminuye gradualmente. El valor pico es alto (22,68 kg) y la fluctuación es grande.

12 comidas al día: La concentración de partículas suspendidas es estable en 9,37 mg/L

Conclusión: A través del modo de alimentación de porciones pequeñas y comidas frecuentes, se puede reducir la SST y el consumo de energía del equipo.

El modo de alimentación de 12 comidas al día puede reducir eficazmente la concentración pico de partículas suspendidas, reducir las fluctuaciones en la calidad del agua y disminuir la carga y el consumo de energía del equipo de filtración.

El modo de alimentación de 4 comidas al día provocará grandes fluctuaciones en la concentración de partículas suspendidas y aumentará el consumo de energía de los equipos de filtración y las bombas de agua.