Contrôle des particules solides dans l'eau de circulation (II) Réguler les SST par une alimentation rationnelle !

Modèle de régulation du contrôle des processus des particules solides dans l'eau circulante
Dans un système aquacole en recirculation, le modèle de contrôle des processus des particules solides est un outil utilisé pour optimiser la gestion des particules solides en suspension (TSS). En construisant un modèle, il est possible d'analyser et d'optimiser la génération, l'élimination et la régulation des particules solides afin d'assurer une qualité d'eau stable et un fonctionnement efficace du système. Voici les étapes détaillées et les méthodes pour construire et gérer ce modèle.

(1). Objectifs du modèle      

Concentration en particules solides TSS : 10 mg/L

Optimiser l'efficacité d'élimination : Optimisez l'efficacité d'élimination des particules solides en ajustant les paramètres de fonctionnement de l'équipement de filtration. La formule d'efficacité d'élimination est :

ETSS=

ETSS : Efficacité d'élimination (%)

TSSin : Concentration en SST à l'entrée (mg/L) : Installer un capteur de SST à l'entrée d'eau de la machine de microfiltration pour obtenir la valeur

TSSout : Concentration en SST à la sortie (mg/L) : Installer un capteur de SST à l'entrée d'eau du bassin d'aquaculture pour obtenir la valeur

Réduire les coûts d'exploitation : Réduire la consommation d'énergie et les coûts d'entretien des équipements en optimisant les mesures de gestion.

Dans un système d'aquaculture en recirculation, la concentration des particules solides en suspension (TSS) est étroitement liée à la consommation d'énergie du système. En optimisant le contrôle du TSS, il est possible de réduire efficacement la consommation d'énergie et d'améliorer l'efficacité du fonctionnement du système.

(2). Méthodes de contrôle --- Alimentation rationnelle

Lorsque l'indice de matière particulaire en suspension dépasse 10 mg/L par la mesure de la TSS, il est nécessaire de suivre les étapes suivantes pour réguler.

1. Alimentation précise : Calculez la quantité d'aliment à distribuer afin d'éviter une suralimentation et des résidus alimentaires excessifs.

2. Ajuster la stratégie d'alimentation : En fonction du type, de la taille, du stade de croissance et des conditions d'alimentation des organismes cultivés, élaborez un plan d'alimentation scientifique et adoptez des méthodes d'alimentation adaptées, telles que des distributions fractionnées et multiples, afin de réduire les résidus alimentaires pénétrant dans le milieu aquatique et formant des particules solides.

Il est recommandé d'utiliser une machine d'alimentation automatique, qui permet non seulement une alimentation précise, mais aussi des repas fréquents et fractionnés. Notre entreprise a lancé une machine d'alimentation intelligente destinée à l'aquaculture en recirculation. L'erreur de poids est inférieure à 3 % grâce aux capteurs de pesage. L'alimentation est entièrement automatisée du début à la fin, sans intervention manuelle nécessaire. Elle remplace non seulement le travail manuel, mais permet également facilement d'appliquer une stratégie d'alimentation fractionnée et fréquente.

3. Cas pratique

L'élevage en circuit fermé de crevettes blanches, avec un volume d'eau de 1000 mètres cubes, une densité d'élevage de 15 kg/mètre cube et un taux d'alimentation de 3 %. Le système de recirculation élimine 60 % des particules en suspension, avec une circulation toutes les 2 heures, et adopte une stratégie d'alimentation de 4 repas par jour. La surveillance a révélé que la valeur maximale de MST (matières en suspension totales) dépassait 20,25 mg/L.

Après avoir constaté que la TSS dépasse la norme, la fréquence d'alimentation peut être augmentée tout en maintenant inchangée la quantité totale quotidienne d'alimentation, et la stratégie d'alimentation consistant à passer de 4 repas par jour à 12 repas par jour peut être modifiée.

  Calculer la concentration de TSS pour 4 repas par jour :

Volume d'eau : 1000 mètres cubes

Densité d'élevage : 15 kg/m³

Taux d'alimentation : 3 %

Taux d'élimination des particules en suspension du système d'eau circulante : 80 %

Fréquence de circulation : une fois toutes les 2 heures, 12 fois par jour

Stratégie d'alimentation : 4 repas par jour

Étape 1 : Calculer la biomasse totale

Calculez d'abord la biomasse totale dans le système d'aquaculture.

Biomasse totale = volume d'eau × densité aquacole = 1000 m3 × 15 kg/m3 = 15000 kg/jour

Étape 2 : Calculer la quantité quotidienne de nourriture

Selon le taux d'alimentation, calculez la quantité quotidienne de nourriture.

Quantité quotidienne de nourriture = biomasse totale × taux d'alimentation = 15000 kg × 3 % = 450 kg/jour Quantité quotidienne de nourriture = biomasse totale × taux d'alimentation = 15000 kg × 3 % = 450 kg/jour

Puisqu'il y a 4 repas par jour, la quantité de nourriture par repas est la suivante :

Quantité de nourriture par repas = 450 kg/4 = 112,5 kg/repas

Étape 3 : Calculer l'augmentation des SST pour chaque cycle

Supposons que, après l'alimentation, la nourriture se transforme en particules en suspension.

Après chaque repas, l'augmentation des SST est la suivante :

Augmentation des SST = quantité de nourriture par repas = 112,5 kg

Étape 4 : Calculer l'élimination des MES pour chaque cycle

Le système de circulation d'eau élimine 80 % des particules en suspension à chaque cycle. Par conséquent, l'élimination des MES après chaque cycle est la suivante :

Élimination des MES = MES actuelles × 80 %

Étape 5 : Simuler les variations des MES sur 24 heures

Nous devons simuler les variations des MES toutes les 2 heures sur une période de 24 heures. Il y a 12 cycles par jour, soit un total de 12 cycles en 24 heures.

Initialiser les MES à 0 kg.

Étapes pour chaque cycle :

Alimentation (une fois toutes les 6 heures, c'est-à-dire une fois tous les 3 cycles)

Éliminer 80 % des MES

 Calculer la concentration des MES pour 12 repas par jour

Volume d'eau : 1000 mètres cubes

Densité d'élevage : 15 kg/m³

Taux d'alimentation : 3 %

Taux d'élimination des particules en suspension dans le système d'eau circulante : 80%

Fréquence de circulation : une fois toutes les 2 heures, 12 fois par jour

Stratégie d'alimentation : 12 repas par jour

Étape 1 : Calculer la biomasse totale

Calculez d'abord la biomasse totale dans le système d'aquaculture.

Biomasse totale = volume d'eau × densité d'élevage = 1000 m3 × 15 kg/m3 = 15000 kg

Étape 2 : Calculer la quantité quotidienne d'aliments

Calculer la quantité quotidienne d'aliments en fonction du taux d'alimentation.

Quantité quotidienne d'aliments = biomasse totale × taux d'alimentation = 15000 kg × 3% = 450 kg/jour

Puisqu'il y a 12 repas par jour, la quantité d'aliments par repas est la suivante :

Quantité d'aliments par repas = 450 kg/12 = 37,5 kg/repas

Étape 3 : Calculer l'augmentation des SST pour chaque cycle

Supposons que, après l'alimentation, la nourriture se convertira en particules en suspension. Après chaque alimentation, l'augmentation de la TSS est la suivante :

Augmentation de la TSS = quantité de nourriture par repas = 37,5 kg

Étape 4 : Calculer l'élimination de la TSS pour chaque cycle

Le système de circulation d'eau élimine 80 % des particules en suspension à chaque cycle. Par conséquent, l'élimination des MES après chaque cycle est la suivante :

Élimination des MES = MES actuelles × 80 %

Étape 5 : Simuler les variations des MES sur 24 heures

Nous devons simuler les variations de TSS sur 48 heures, avec un cycle toutes les 2 heures. 12 cycles par jour, 12 cycles au total sur 24 heures.

Initialiser les MES à 0 kg.

Étapes de chaque cycle :

Alimentation (une fois toutes les 2 heures, c'est-à-dire une fois par cycle)

Éliminer 80 % des MES

D'après l'analyse ci-dessus, nous pouvons constater que :

4 repas par jour : La quantité de particules en suspension produites augmente rapidement après l'alimentation, puis diminue progressivement. La valeur maximale est élevée (22,68 kg) et les fluctuations sont importantes.

12 repas par jour : La concentration des particules en suspension est stable à 9,37 mg/L

Conclusion : Grâce au mode d'alimentation fractionné et fréquent, il est possible de réduire la TSS et la consommation énergétique des équipements.

Le mode d'alimentation de 12 repas par jour permet efficacement de réduire la concentration maximale des particules en suspension, de diminuer les fluctuations de la qualité de l'eau, ainsi que la charge et la consommation énergétique des équipements de filtration.

Le mode d'alimentation de 4 repas par jour entraînera de grandes fluctuations de la concentration des particules en suspension et augmentera la consommation d'énergie des équipements de filtration et des pompes à eau.