Kierron veden kiinteiden partikkelien prosessisäätö (II) Säädä TSS:ää järkevällä rehuannolla!

Kiertoveden kiinteiden hiukkasten prosessinhallintasäätömalli
Kierrätysvesikaloitusjärjestelmässä kiinteiden aineiden prosessinhallintamalli on työkalu, jota käytetään vesissä leijuvien kiinteiden aineiden (TSS) hallinnan optimoimiseen. Mallin avulla voidaan analysoida ja optimoida kiinteiden aineiden muodostumista, poistumista ja säätöä varmistaakseen vakaa vedenlaatu ja tehokas järjestelmän toiminta. Seuraavaksi esitetään yksityiskohtaiset vaiheet ja menetelmät mallin rakentamiseksi ja hallinnoimiseksi.

(1). Mallin tavoitteet      

Kiinteiden aineiden pitoisuus TSS: 10 mg/L

Optimoi poistotehokkuus: Optimoi suodatinlaitteiston toimilisäparametrien säätämällä kiinteiden partikkelien poistotehokkuutta. Poistotehokkuuden kaava on:

ETSS=

ETSS: Poistotehokkuus (%)

TSSin: Tulo-TSS-pitoisuus (mg/L): Asenna TSS-anturi mikrosuodattimen vesiliitäntään saadaksesi arvon

TSSout: Lähtö-TSS-pitoisuus (mg/L): Asenna TSS-anturi vesiviljelytankin vesiliitäntään saadaksesi arvon

Vähennä käyttökustannuksia: Vähennä energiankulutusta ja laitteen huoltokustannuksia optimoimalla hallintatoimenpiteitä.

Suljetussa vesiviljelyjärjestelmässä jäännöskiintoisten kiintoaineiden (TSS) pitoisuus liittyy läheisesti järjestelmän energiankulutukseen. TSS-ohjauksen optimoinnin avulla voidaan vähentää energiankulutusta ja parantaa järjestelmän käyttötehokkuutta.

(2). Hallintamenetelmät---Järkevä rehuannos

Kun kiintoaineen pitoisuus ylittää TSS-seurannan kautta 10 mg/L, on tarpeen noudattaa seuraavia vähennyskeinoja.

1. Tarkka rehontäydennys: Laske rehon määrä välttääksesi liiallisen rehonnän ja rehon jäännösten muodostumisen.

2. Säädä rehontäydennysstrategiaa: Kultivoitavan eliön tyypin, koon, kasvuvaiheen ja ruokintatilojen mukaan on laadittava tieteellinen ruokintasuunnitelma ja käytettävä sopivia ruokintamenetelmiä, kuten pienten annosten ja useiden ruokintakertojen menetelmiä, vähentääkseen rehojäännösten pääsyä vesistöön ja kiintoaineen muodostumista.

On suositeltavaa käyttää automaattista rehuanninkonetta, jolla voidaan saavuttaa tarkka rehuanto sekä useita pieniä rehuantokertoja. Yhtiömme on julkaissut älykkään rehuanninkoneen kierrätysvesiviljelyyn. Painovirhe on alle 3 % punnitussensorien kautta. Rehuanto on täysin automaattista eikä siinä tarvita manuaalista työvoimaa. Se ei ainoastaan korvaa manuaalista työvoimaa, vaan rehuantostrategia, jossa on useita pieniä rehuantokertoja, voidaan myös toteuttaa helposti.

3. Käytännön tapaustutkimus

Valkosilakan kierrätysvesiviljely, 1000 kuutiometriä vettä, viljelytiheys on 15 kg/kuutiometri ja rehuantoprosentti on 3 %. Kierrätysvesijärjestelmän poistoprosentti on 60 %, se kierrättää joka 2 tuntia ja noudatetaan rehuantostrategiaa, jossa päivittäin on 4 rehuantokertaa. Seurannassa havaittiin, että TSS-huippuarvo ylitti 20,25 mg/L.

Kun TSS on todettu ylittävän standardin, ruokintataajuutta voidaan lisätä samalla kun päivittäisen ruokinnan kokonaismäärä pysyy ennallaan, ja ruokintastrategia voidaan muuttaa 4 syötöstä päivässä 12 syötökseen päivässä.

  Laske 4 päivittäisen syötön TSS-pitoisuus:

Veden määrä: 1000 kuutiometriä

Kasvatuskate: 15 kg/m³

Ruokintanopeus: 3 %

Kiertovedenjärjestelmän kierronopeus: 80 %

Kierto: kerran 2 tunnin välein, 12 kertaa päivässä

Ruokintastrategia: 4 syöttöä päivässä

Vaihe 1: Laske biomassan kokonaismäärä

Laske ensin akvakulttijärjestelmän kokonaisbiomassa.

Biomassan kokonaismäärä = veden tilavuus × vesiviljelytiheys = 1000 m3 × 15 kg/m3 = 15000 kg/vrk

Vaihe 2: Laske päivittäin tarvittava rehun määrä

Rehuannoksen perusteella lasketaan päivittäisen rehuannoksen määrä.

Päivittäinen rehumäärä = biomassan kokonaismäärä × rehuaste = 15000 kg × 3 % = 450 kg/vrk Päivittäinen rehumäärä = biomassan kokonaismäärä × rehuaste = 15000 kg × 3 % = 450 kg/vrk

Koska päivittäin on 4 annosta, yhden aterian rehumäärä on:

Ateriakohtainen rehumäärä = 450 kg/4 = 112,5 kg/ateria

Vaihe 3: Laske TSS:n (Total Suspended Solids) lisääntyminen jokaisessa syklissä

Oletetaan, että rehun antamisen jälkeen rehu muuttuu ripotelluiksi hiukkasiksi.

Jokaisen rehunannon jälkeen TSS:n kasvu on:

TSS-kasvu = yhden aterian rehumäärä = 112,5 kg

Vaihe 4: Laske TSS-poisto jokaiselle kierrokselle

Kiertovesijärjestelmä poistaa 80 %:n verran vesissä leijuvista partikkeleista jokaisella kierroksella. Näin ollen TSS:n (Total Suspended Solids) poistumisaste jokaisen kierroksen jälkeen on:

TSS:n poisto = nykyinen TSS × 80 %

Vaihe 5: Simuloi TSS-muutoksia 24 tunnin sisällä

Meidän täytyy simuloida TSS-muutoksia joka 2 tunnin välein 24 tunnin ajanjakson sisällä. Kierroksia on päivässä 12, eli yhteensä 12 kierrosta 24 tunnissa.

Aseta TSS-arvo nollaksi (0 kg).

Jokaisen kierroksen vaiheet:

Ruokinta (kerran 6 tunnin välein, eli kerran joka 3. kierroksella)

Poista 80 % TSS:stä

 Laske TSS-pitoisuus, kun päivässä on 12 annosta

Veden määrä: 1000 kuutiometriä

Kasvatuskate: 15 kg/m³

Ruokintanopeus: 3 %

Kiertoveden järjestelmässä pidätetään 80 %:a vesileijyssä olevista partikkeleista

Kierto: kerran 2 tunnin välein, 12 kertaa päivässä

Ruokintastrategia: 12 annosta päivässä

Vaihe 1: Laske biomassan kokonaismäärä

Laske ensin akvakulttijärjestelmän kokonaisbiomassa.

Biomassan kokonaismäärä = veden tilavuus × viljelystiheys = 1000 m³ × 15 kg/m³ = 15000 kg

Vaihe 2: Laske päivittäinen ruokintamäärä

Laske päivittäinen ruokintamäärä ruokintaprosentin perusteella.

Päivittäinen ruokintamäärä = biomassan kokonaismäärä × ruokintaprosentti = 15000 kg × 3 % = 450 kg/päivä

Koska annoksia on 12 päivässä, yhden aterian ruokintamäärä on:

Ateriakohtainen ruokintamäärä = 450 kg / 12 = 37,5 kg/ateria

Vaihe 3: Laske TSS:n (Total Suspended Solids) lisääntyminen jokaisessa syklissä

Oletetaan, että ruokinnan jälkeen rehu muuttuu vesileijyksi. Jokaisen ruokinnan jälkeen TSS:n (Total Suspended Solids) määrä lisääntyy seuraavasti:

TSS:n lisäys = annostelumäärä per ateria = 37,5 kg

Vaihe 4: Laske TSS:n poistosuuruus jokaiselle syklille

Kiertovesijärjestelmä poistaa 80 %:n verran vesissä leijuvista partikkeleista jokaisella kierroksella. Näin ollen TSS:n (Total Suspended Solids) poistumisaste jokaisen kierroksen jälkeen on:

TSS:n poisto = nykyinen TSS × 80 %

Vaihe 5: Simuloi TSS-muutoksia 24 tunnin sisällä

Meidän täytyy simuloida TSS:n muutoksia 48 tunnin ajan, sykli 2 tunnin välein. 12 sykliä päivässä, yhteensä 12 sykliä 24 tunnin aikana.

Aseta TSS-arvo nollaksi (0 kg).

Jokaisen syklin vaiheet:

Annostelu (kerran 2 tunnin välein eli kerran per sykli)

Poista 80 % TSS:stä

Yllä olevasta analyysista voidaan nähdä, että:

neljä ateriaa päivässä: Syntyvien kiintoaineiden määrä kasvaa nopeasti annostelun jälkeen ja sitten vähenee vähitellen. Huippuarvo on korkea (22,68 kg) ja vaihtelu on suurta.

kahdeksantoista ateriaa päivässä: Kiintoaineiden pitoisuus pysyy vakiona 9,37 mg/L

Johtopäätös: Pienien ja useiden aterioiden annostelumenetelmällä voidaan vähentää TSS:ää sekä laitteiston energiankulutusta.

Kahdentoista aterian päiväannostelumenetelmällä voidaan tehokkaasti alentaa kiintoaineiden huippupitoisuutta, vähentää vedenlaadun vaihtelua sekä laskea suodatuslaitteiston kuormitusta ja energiankulutusta.

Neljän aterian päivässä ruokintatapa aiheuttaa suuria vaihteluja leijunteiden pitoisuudessa ja lisää suodatinlaitteiden ja vesipumppujen energiankulutusta.