Kiinteiden hiukkasten poistoprosessi (III): Prosessiparametrien suunnittelu ja käytännön tapaustutkimukset

（1）Kiintoainepoistoprosessin parametrisuunnittelu kiertojärjestelmässä

1. Pystysuuntaisen virtauksen sedimenttitankin parametrisuunnittelu

Cornellin kaksinkertainen tyhjennysjärjestelmä on saanut laajaa käyttöä ja sillä on hyvät käytännön tulokset. Cornellin kaksinkertaisella tyhjennysjärjestelmää käytettäessä 10–25 % vedestä virtaa pohjaputken kautta pystyvirtauslaskeutusaltaaseen ja suurin osa lopusta vedestä poistuu kalallisen sivutyhjennyksen kautta. Kaksityhjennysrakenteen käyttö lisää huomattavasti pohjan tyhjennys- ja saostumiskykyä pystyvirkauksen vaikutuksesta. Tällä alhaisella virtausnopeudella hiukkasten pitoisuus kasvaa kymmenkertaiseksi verrattuna keskivirtauksen mittaus- ja tyhjennysmenetelmään.

Vaakasuuntaisen virtauskaton läpi kulkevan virtaaman ja sivulähtöön menevän virtaaman suhde voidaan laskea kalanlannan putken poikkipinta-alan perusteella. Yleensä sivulähtöön menevän putken halkaisija on 110 ja vaakasuuntaiseen virtauskatoon menevän putken halkaisija on 50, joten niiden poikkipinta-alojen suhde on 5:1. Toisin sanoen noin 17 % vedestä virtaa vaakasuuntaiseen virtauskatoon. Ottaen huomioon, että kiintoaineen pitoisuus vaakasuuntaiseen virtauskatoon menevässä vedessä on 10-kertainen verrattuna sivulähtöön menevän veden kiintoainepitoisuuteen. Laskelmien mukaan vaakasuuntainen virtauskatos hoitaa noin 70 % kiintoaineesta. Käytännössä sivulähtöön menevän putken halkaisijan suhdetta vaakasuuntaiseen virtauskatoon menevän putken halkaisijaan voidaan säätää eri kalanlajien ja kasvatusetiheyksien mukaan, jolloin voidaan säätää mikrosuodattimeen ja vaakasuuntaiseen virtauskatoon menevien virtaamien suhdetta.

Pystysuuntaisten laskeutumisastiojen määrittämiseksi tärkeä indikaattori on hydraulinen viipymäaika. Hydraulinen viipymäaika tarkoittaa keskimääräistä aikaa, jonka vesi viipyy pystysuuntaisessa laskeutumisastiossa. Riittävä hydraulinen viipymäaika on yksi keskeisistä tekijöistä siinä, että riippuvaiset hiukkaset laskeutuvat täysin. Se liittyy astian tilavuuteen ja käsitellyn veden määrään. Kiertoveden vesiviljelyssä suositellaan, että pystysuuntaisen laskeutumisastian hydraulinen viipymäaika on vähintään 30 sekuntia. Jos hydraulinen viipymäaika on liian lyhyt, riippuvaiset hiukkaset voivat poistua astiasta ennen kuin ne ehtivät laskeutua; jos se on liian pitkä, laitteen koko ja kustannukset kasvavat.

Suunnittelussa suunnitellaan yleensä kokemuksen perusteella:

pystysuuntainen sedimentaatiopankki: 6 metrin hautomotankki varustettuna 600 mm:n läpimittaisella pystysuuntaisella sedimentaatiopankilla, ja 8 metrin hautomotankki varustettuna 800 mm:n läpimittaisella pystysuuntaisella sedimentaatiopankilla.

Pystysuuntaisen sedimenttitankin korkeus: 1 metri

Kartio: 30 astetta

Kuinka päivittää pystysuuntainen sedimenttitankki älykkääksi pystysuuntaiseksi sedimenttitankiksi?

Perinteisiä pystysuuntaisia sedimenttitankeja voidaan tyhjentää vetämällä putki pois. Yleensä kaikki vesi pystysuuntaisesta sedimenttitankista tyhjennetään, kun putki vedetään pois. Koska kiertovesi-meritehtaita on paljon, manuaalinen työskentely voidaan suorittaa yleensä 1–2 kertaa päivässä. Kuitenkin pystysuuntaiseen sedimenttitankkiin jäänyt rehu ja ulosteet hajoavat hitaasti puolen tunnin kuluessa vesiliukoisiksi hiukkasiksi, joiden jälkeen ne jatkavat nousuaan ja vuorovirta ylänurkasta mikrosuodattimeen, mikä lisää mikrosuodattimen ja proteiinierottimen kuormitusta.

Siksi älykäyttöinen viemäri-venttiili voidaan asentaa pystysuuntaisen sedimentaation suodattimen viemäriputkeen, ja jätevesi poistetaan muutaman sekunnin ajan tunnissa, käyttäen pienimääräisen ja useiden tyhjennysten strategiaa. Näin ollen jäänteiset reilut ja ulosteet voidaan poistaa ajoissa, mikä vähentää mikrosuodattimen ja proteiinierottimen kuormitusta. Samalla pienimääräinen ja useat tyhjennykset ovat erittäin veden säästäviä ja vähentävät huomattavasti vesivaihtosuhdetta, mikä säästää vettä ja energiankulutusta.

Valittaessa viemäriverä sitä on valittava IP68 vesitiivis venttiili, muuten venttiili ruostuu helposti ja aiheuttaa toimintahäiriön, mikä aiheuttaa tarpeettomia menetyksiä. Jos on kyse merivirtaveden viljelystä, suositellaan UPVC-materiaalin käyttöä meriveden korroosiota varten.

Bangbang on julkaissut markkinoilla älykkään viemäiventtiilin, joka on erityisesti suunniteltu pystysuuntaista virtausta varten. Se on valmistettu UPVC-materiaalista ja siinä on IP68-luokan vesitiiviys. Ventiilissä on myös IoT-suunnittelu ja se tukee internet-yhteyttä. Sitä voidaan hallita kauko-ohjaimella matkapuhelimella ja sille voidaan antaa eri aikataulujen mukaisia ohjelmia, mikä mahdollistaa todella ihmiskunnan toiminnon. Jos venttiili ei sulkeudu oikein, soitetaan hälytyspuhelun. Tämän venttiilin minipäälaite on modulaarisuunniteltu, yksi päälaite ohjaa neljää venttiiliä, ja pilvipohjainen verkkoon liittyminen on helppoa asennuksessa.

Perinteinen pystysuuntainen sedimenttitankki on todella päivitetty älykkääksi pystysuuntaiseksi sedimenttitankiksi asentamalla tähän laitteeseen, mikä mahdollistaa älykkään ja automaattisen toiminnan. Näin parannetaan veden laatua sekä säästetään vettä ja sähköä.

2. Parametrien suunnittelu mikrosuodatuskoneelle

Mikrosuodattimia käytetään poistamaan vesiliuoksista 30–100 mikronin kokoiset kiinteät partikkelit. Mikrosuodattimen käsittelykapasiteetti viittaa laitteen vedenläpivirtauskapasiteettiin. Suodatinverkon kokoa määrää käsittelytehokkuus, ja 200-mesh-verkko on yleensä riittävä. Miten siis suunnitella mikrosuodattimen parametrit?

Ensinnäkin annan esimerkin insinöörin käyttökokemuksen mukaisesta tiedosta, jotta käytännön toiminta helpottuisi:

Virtausnopeus = vesiviljelyvesimäärä / kierrosnopeus * 1,2

1,2 on turvallisuusvaravirtaus, ja kierrosnopeudella tarkoitetaan kuinka monta tuntia yhteen kierrokseen kuluu. Kierrosnopeus määräytyy eri vesiviljelyeläinten ja biologisen kantavuuden perusteella. Esimerkiksi 1000 kuutiometrin meriahvenen viljelyveden kiertoon on suositeltavaa asettaa kierrosnopeudeksi yksi kierros joka 2 tunti. Näin ollen mikrosuodattimen virtausnopeus on: 1000/2*1,2=600 tonnia

Käytännössä voit asentaa joko yhden 600 tonnin mikrosuodattimen tai kaksi 300 tonnin mikrosuodatinta. Kahden mikrosuodattimen asennuksen etuna on, että kun toinen mikrosuodatin on poiskytkettynä, toinen voi silti toimia normaalisti. Kuitenkin kahden pienen mikrosuodattimen hinta on suurempi kuin yhden mikrosuodattimen.

3proteiiniskimmerin parametrinen suunnittelu

Proteiinierottimen käytetään käsittelyyn 30 mikronia suurempia liotettuja partikkeleita. Proteiinierottimen käsittelykapasiteetti tarkoittaa sen läpi virtaavan veden määrää tunnissa. Jokaisen proteiininkäsittelylaitteen valmistajan laitteisto näyttää sen läpi virtaavan veden määrän tunnissa. Esimerkiksi, jos 1 000 kuutiometrin kiertovesimäärää käytetään meriantureiden kasvatukseen, järjestelmän kiertovesimäärä on 600 tonnia tunnissa. Tällöin voit valita proteiinierottimen, jonka käsittelykapasiteetti on 600 tonnia tunnissa.

（2）、Laske virtavihollisen järjestelmän virtaamismäärä

Edellä esitimme kiertomäärän arvioinnin yleissäännön. Seuraavaksi esitämme tarkan johdon ja laskentamenetelmän.

Ensinnä on määriteltävä järjestelmässä syntyvän kiintoaineen (TSS) määrä. Tämä voidaan laskea käyttämällä seuraavaa kaavaa:

RTSS = 0,25 × suurin päivittäinen rehun syöttömäärä

Seuraavaksi laskettiin järjestelmän uudelleenkierros kokonaiskiintoaineen perusteella käyttämällä seuraavaa kaavaa:

QTS S=

Missä: QTSS on järjestelmän kierroksen laskettu arvo TSS:n perusteella, yksikkönä m³/h;

TSSin on pyritään saavuttamaan kierrätysveden TSS-hallintakohteen arvo;

TSSout on tavoitesäädön TSS-pitoisuus vesiviljelytankin jätevedessä, yksikkönä mg/L;

ETSS on fysikaalisen suodatuksen prosessin TSS:n poistotehokkuus, ilmaistuna prosentteina;

1000 on massan muunnoskerroin, joka muuntaa milligrammat grammoina.

kolme kertaa Käytännön tapaustutkimukset

Kierrousveden hanke, jonka tilavuus on 1 000 kuutiometriä meriahvenen viljelyyn on käynnissä. Projektin suunnittelutekniikan indikaattorit ovat seuraavat:

Kasvatus tiheys: 50kg/neliömetri

Päivittäinen ruokintaaste: 2%

Kohdepoistoprosentti kolloidijärjestelmälle on: 70 %

Kiertoveden TSS-säätöraja on: 10 mg/L

Edellisten indikaattoreiden perusteella laskemme kiertoveden järjestelmän kiertotilavuuden:

Lasketaan ensin päivittäin syntyvien kolloidihiukkasten paino:

RTSS = 0,25 x suurin päivittäinen ruokintamäärä = 50 x 1000 x 2 % x 0,25 = 250 kg/vrk

Edellisen analyysin mukaan 70 % kiinteistä hiukkasista (pääasiassa jäännösrehua ja ulosteita) poistetaan pystysuoralla sedimentointilaitteella, ja vain 30 % kolloidihiukkasista päätyy kiertoveden järjestelmään.

Tämän perusteella laske pyöritysvesi-järjestelmän pyöritysmäärä:

QTSS == 600,96 m³/h

Tämä laskelma osoittaa, että tarvitsemme ylläpitääksemme TSS-pitoisuuden alle 10 mg/L kasvatusallasvedessä 52 %:n kolloidihiukkasten poistoprosentin ollessa voimassa noin 600 m³/h:n kiertotilavuuden.

Käytännössä voimme säätää veden kiertämistä takaisin kierrätysvesiviljelyjärjestelmässä näiden parametrien mukaan varmistaaksemme, että veden laatu täyttää viljelytarpeet. Esimerkiksi, jos TSS-pitoisuutemme ylittää standardin, on olemassa kaksi mahdollisuutta.

Mikrosuodatus- ja proteiinikeskittimen käsittelykapasiteetti on alle 52 %

Pystysuuntaisen virtauksen settelilaitteiston käsittelykapasiteetti on alle 70 %