کنترل فرآیند ذرات جامد در آب گردشی (II) تنظیم TSS از طریق تغذیه مناسب!

مدل کنترل فرآیند ذرات جامد در آب گردشی
در سیستم‌های آبزی‌پروری گردشی، مدل کنترل فرآیند ذرات جامد ابزاری است که برای بهینه‌سازی کنترل ذرات جامد معلق (TSS) استفاده می‌شود. با ساخت یک مدل، می‌توان تولید، حذف و تنظیم ذرات جامد را تحلیل و بهینه کرد تا از این طریق کیفیت پایدار آب و عملکرد بهینه سیستم تضمین شود. در ادامه مراحل و روش‌های دقیق ساخت و مدیریت این مدل آورده شده است.

(1). اهداف مدل      

غلظت ذرات جامد TSS: 10mg/L

بهینه‌سازی کارایی حذف: به منظور بهینه‌سازی کارایی حذف ذرات جامد، پارامترهای عملیاتی تجهیزات فیلتراسیون را تنظیم کنید. فرمول محاسبه کارایی حذف به شرح زیر است:

ETSS=

ETSS: کارایی حذف (%)

TSSin: غلظت TSS ورودی (mg/L): برای به دست آوردن این مقدار، سنسور TSS را در ورودی آب دستگاه میکروفیلتراسیون نصب کنید

TSSout: غلظت TSS خروجی (mg/L): برای به دست آوردن این مقدار، سنسور TSS را در ورودی آب استخر پرورش آبزیان نصب کنید

کاهش هزینه‌های عملیاتی: با بهینه‌سازی اقدامات مدیریتی، مصرف انرژی و هزینه‌های نگهداری و تعمیرات تجهیزات را کاهش دهید.

در سیستم‌های گردش مجدد پرورش آبزیان، غلظت ذرات جامد معلق (TSS) ارتباط نزدیکی با مصرف انرژی سیستم دارد. با بهینه‌سازی کنترل TSS می‌توان مصرف انرژی را به طور مؤثری کاهش داد و کارایی عملیاتی سیستم را بهبود بخشید.

(2). روش‌های کنترل — تغذیه مناسب

هنگامی که شاخص مواد جامد معلق از طریق پایش TSS بیش از 10 میلی‌گرم/لیتر باشد، لازم است مراحل زیر را برای تنظیم رعایت کنید.

1. تغذیه دقیق: مقدار غذای دادنی را محاسبه کنید تا از تغذیه بیش از حد و بقایای زیاد غذا جلوگیری شود.

2. تنظیم استراتژی تغذیه: بر اساس نوع، اندازه، مرحله رشد و شرایط تغذیه موجودی آبزی‌پرورشی، برنامه‌ای علمی برای تغذیه تدوین کنید و روش‌های مناسب تغذیه را به کار ببرید، مانند تغذیه در مقادیر کم و به صورت چندباره، تا از ورود بقایای غذا به آب و تشکیل ذرات جامد کاسته شود.

استفاده از دستگاه خوراک‌دهی اتوماتیک توصیه می‌شود، زیرا نه تنها می‌تواند خوراک‌دهی دقیق را فراهم کند، بلکه می‌تواند خوراک را در وعده‌های کوچک و پراستفاده کند. شرکت ما دستگاه خوراک‌دهی هوشمندی برای آبزی‌پروری بازیابی شده توسعه داده است. خطای وزن به کمتر از 3% می‌رسد که این امر از طریق سنسورهای وزنی حاصل می‌شود. خوراک‌دهی به صورت کامل اتوماتیک بوده و نیازی به دخالت دستی نیست. این دستگاه نه تنها جایگزین کار انسانی می‌شود، بلکه به راحتی می‌تواند استراتژی خوراک‌دهی در وعده‌های کوچک و متعدد را اجرا کند.

3. مورد کاربردی

آبزی‌پروری آب شیرین سفید، حجم آب 1000 متر مکعب، چگالی پرورش 15 کیلوگرم/متر مکعب، و نرخ خوراک‌دهی 3٪ است. میزان حذف ذرات معلق در سیستم آب گردشی 60٪ است، هر 2 ساعت یکبار آب گردش می‌کند، و استراتژی خوراک‌دهی 4 وعده در روز اعمال می‌شود. نتایج نظارت نشان داد که مقدار TSS (مواد جامد معلق) به بیش از 20.25 میلی‌گرم/لیتر رسید.

پس از مشخص شدن اینکه TSS بیشتر از استاندارد است، می‌توان تعداد دفعات تغذیه را افزایش داد در حالی که مقدار کل تغذیه در روز بدون تغییر باقی می‌ماند و استراتژی تغذیه از 4 وعده در روز به 12 وعده در روز تغییر کند.

  محاسبه غلظت TSS در 4 وعده تغذیه در روز:

حجم آب: 1000 متر مکعب

چگالی پرورش: 15 کیلوگرم/متر مکعب

نرخ تغذیه: 3%

نرخ حذف ذرات معلق در سیستم آبگردان: 80%

فرکانس گردش آب: هر 2 ساعت یک بار، 12 بار در روز

استراتژی تغذیه: 4 وعده در روز

مرحله 1: محاسبه زیست‌توده کل

ابتدا زیست‌توده کل در سیستم آبزی‌پروری را محاسبه کنید.

کل زیست‌توده = حجم آب × تراکم آبزی‌پروری = 1000 متر مکعب × 15 کیلوگرم/متر مکعب = 15000 کیلوگرم/روز

مرحله 2: محاسبه مقدار خوراک روزانه

بر اساس نرخ خوراک‌دهی، مقدار خوراک روزانه را محاسبه کنید.

مقدار خوراک روزانه = کل زیست‌توده × نرخ خوراک‌دهی = 15000 کیلوگرم × 3% = 450 کیلوگرم/روز مقدار خوراک روزانه = کل زیست‌توده × نرخ خوراک‌دهی = 15000 کیلوگرم × 3% = 450 کیلوگرم/روز

از آنجایی که در روز 4 وعده غذایی وجود دارد، مقدار خوراک هر وعده به شرح زیر است:

مقدار خوراک هر وعده = 450 کیلوگرم ÷ 4 = 112.5 کیلوگرم/وعده

مرحله 3: محاسبه افزایش مواد جامد معلق (TSS) برای هر سیکل

فرض کنید پس از خوراک‌دهی، خوراک به ذرات معلق تبدیل می‌شود.

پس از هر بار خوراک‌دهی، افزایش TSS به صورت زیر است:

افزایش TSS = مقدار خوراک هر وعده = 112.5 کیلوگرم

مرحله 4: محاسبه حذف مواد جامد معلق در هر سیکل

سیستم آب گردشی، 80% ذرات معلق را در هر سیکل پاک می‌کند. بنابراین، حذف مواد جامد معلق پس از هر سیکل به صورت زیر است:

حذف مواد جامد معلق = مواد جامد معلق فعلی × 80%

مرحله 5: شبیه‌سازی تغییرات مواد جامد معلق در عرض 24 ساعت

ما نیاز داریم که تغییرات مواد جامد معلق را در هر 2 ساعت و در طول 24 ساعت شبیه‌سازی کنیم. در هر روز 12 سیکل وجود دارد و در مجموع 12 سیکل در 24 ساعت.

مواد جامد معلق را برابر با 0 کیلوگرم تنظیم کنید.

مراحل هر سیکل:

تغذیه (یک بار در هر 6 ساعت، یعنی یک بار در هر 3 سیکل)

حذف 80% مواد جامد معلق

 محاسبه غلظت مواد جامد معلق در 12 وعده غذایی در روز

حجم آب: 1000 متر مکعب

چگالی پرورش: 15 کیلوگرم/متر مکعب

نرخ تغذیه: 3%

میزان حذف ذرات معلق در سیستم آب گردشی: 80%

فرکانس گردش آب: هر 2 ساعت یک بار، 12 بار در روز

استراتژی تغذیه: 12 وعده در روز

مرحله 1: محاسبه زیست‌توده کل

ابتدا زیست‌توده کل در سیستم آبزی‌پروری را محاسبه کنید.

زیست‌توده کل = حجم آب × تراکم پرورش = 1000 متر مکعب × 15 کیلوگرم/متر مکعب = 15000 کیلوگرم

مرحله 2: محاسبه مقدار غذای روزانه

محاسبه مقدار غذای روزانه بر اساس نرخ غذادهی.

مقدار غذای روزانه = زیست‌توده کل × نرخ غذادهی = 15000 کیلوگرم × 3% = 450 کیلوگرم/روز

از آنجا که 12 وعده غذا در روز وجود دارد، مقدار غذای هر وعده به شرح زیر است:

مقدار غذای هر وعده = 450 کیلوگرم/12 = 37.5 کیلوگرم/وعده

مرحله 3: محاسبه افزایش مواد جامد معلق (TSS) برای هر سیکل

فرض کنید پس از تغذیه، غذا به ذرات معلق تبدیل خواهد شد. پس از هر بار تغذیه، افزایش TSS به صورت زیر است:

افزایش TSS = مقدار خوراک در هر وعده = 37.5 کیلوگرم

مرحله 4: محاسبه حذف TSS برای هر سیکل

سیستم آب گردشی، 80% ذرات معلق را در هر سیکل پاک می‌کند. بنابراین، حذف مواد جامد معلق پس از هر سیکل به صورت زیر است:

حذف مواد جامد معلق = مواد جامد معلق فعلی × 80%

مرحله 5: شبیه‌سازی تغییرات مواد جامد معلق در عرض 24 ساعت

ما نیاز داریم تغییرات TSS را در طول 48 ساعت شبیه‌سازی کنیم، با یک سیکل هر 2 ساعت. 12 سیکل در روز، در مجموع 12 سیکل برای 24 ساعت

مواد جامد معلق را برابر با 0 کیلوگرم تنظیم کنید.

مراحل هر سیکل:

تغذیه (یک بار در هر 2 ساعت، یعنی یک بار در هر سیکل)

حذف 80% مواد جامد معلق

با تحلیل فوق می‌توان مشاهده کرد که:

4 وعده در روز: مقدار ذرات معلق به سرعت پس از تغذیه افزایش می‌یابد و سپس به تدریج کاهش می‌یابد. مقدار اوج بالاست (22.68 کیلوگرم) و نوسان زیاد است.

12 وعده در روز: غلظت ذرات معلق در سطح 9.37 میلی‌گرم/لیتر ثابت است

نتیجه: با استفاده از روش تغذیه با وعده‌های کوچک و متعدد، می‌توان TSS را کاهش داد و مصرف انرژی تجهیزات را کاهش داد.

روش تغذیه با 12 وعده در روز می‌تواند به طور مؤثر غلظت اوج ذرات معلق را کاهش دهد، نوسانات کیفیت آب را کاهش دهد و بار و مصرف انرژی تجهیزات فیلتراسیون را کاهش دهد.

حالت تغذیه چهار وعده‌ای در روز باعث نوسانات بزرگ در غلظت ذرات معلق شده و مصرف انرژی تجهیزات فیلتراسیون و پمپ‌های آب را افزایش می‌دهد.