Teknologi Penghilangan Partikel Padat (Bagian 3): Desain Parameter Proses dan Studi Kasus

• Parameter untuk Merancang Proses Penghilangan Partikel Terapung dalam Sistem Akulturasi Daur Ulang
  • Parameter Desain untuk Settler Aliran Vertikal

Sistem baris ganda Cornell telah banyak digunakan dan mencapai hasil praktis yang baik. Di kolam budidaya air tawar yang menggunakan sistem baris ganda Cornell, 10% hingga 25% aliran air memasuki tangki sedimentasi aliran vertikal melalui saluran pembuangan bawah dan dikeluarkan, sementara sebagian besar aliran air sisanya dikeluarkan melalui sisi kolam ikan. Penggunaan desain pembuangan ganda secara signifikan meningkatkan kemampuan dasar untuk mengumpulkan polutan melalui pembuangan aliran lambat vertikal. Pada laju aliran rendah ini, konsentrasi partikel meningkat sepuluh kali lipat dibandingkan dengan metode pengukuran aliran utama.

Rasio laju aliran melalui perangkat sedimentasi aliran vertikal terhadap laju aliran yang memasuki pembuangan sisi dapat dihitung berdasarkan luas penampang pipa limbah dasar dari toilet ikan. Secara umum, pipa yang memasuki baris sisi adalah 110, dan pipa yang memasuki sedimentator aliran vertikal adalah 50, sehingga rasio luas penampangnya adalah 5:1. Dengan kata lain, sekitar 17% air mengalir ke dalam sedimentator aliran vertikal. Mengingat bahwa konsentrasi partikel tergantung yang memasuki sedimentator aliran vertikal sepuluh kali lebih besar daripada yang memasuki pembuangan sisi. Berdasarkan perhitungan ini, proporsi partikel tergantung yang diproses oleh sedimentator aliran vertikal adalah sekitar 70%. Dalam penggunaan spesifik, rasio diameter pipa yang memasuki baris sisi dengan diameter pipa yang memasuki sedimentator aliran vertikal dapat disesuaikan sesuai dengan jenis budidaya tertentu dan kepadatan budidaya, untuk mencapai penyesuaian rasio laju aliran yang memasuki mikrofilter dan sedimentator aliran vertikal masing-masing.

Indikator utama yang menentukan settler aliran vertikal adalah waktu retensi hidraulik. Waktu retensi hidraulik merujuk pada waktu rata-rata air berada di dalam settler aliran vertikal. Waktu retensi hidraulik yang memadai merupakan salah satu faktor kunci untuk memastikan sedimentasi yang cukup dari partikel padat tergantung. Hal ini terkait dengan volume settler dan jumlah air yang diproses. Dalam budidaya akuakultur recirculating, disarankan agar waktu retensi hidraulik settler aliran vertikal setidaknya 30 detik atau lebih. Jika waktu retensi hidraulik terlalu pendek, partikel tergantung mungkin tidak akan menetap tepat waktu dan bisa keluar dari tangki sedimentasi; jika terlalu lama, itu akan meningkatkan ukuran dan biaya peralatan.

Dalam desain, umumnya didasarkan pada pengalaman:

Diameter perangkat sedimentasi aliran vertikal: perangkat sedimentasi aliran vertikal dengan diameter 600mm dipasang di kolam pembiakan berukuran 6 meter, dan perangkat sedimentasi aliran vertikal dengan diameter 800mm dipasang di kolam pembiakan berukuran 8 meter.

Tinggi perangkat sedimentasi aliran vertikal: 1 meter

Sudut kerucut: 30 derajat

Bagaimana cara mengubah perangkat sedimentasi aliran vertikal menjadi perangkat sedimentasi aliran vertikal pintar?

Pengendap aliran vertikal tradisional hanya dapat membuang limbah di dalam pengendap aliran vertikal dengan menarik pipa. Biasanya, satu kali penarikan akan sepenuhnya menguras air dari tangki sedimentasi aliran vertikal. Karena jumlah kolam budidaya recirculating yang banyak, ekstraksi manual biasanya hanya mungkin dilakukan 1-2 kali sehari. Namun, umpan sisa dan kotoran di pengendap aliran vertikal akan perlahan terurai dalam setengah jam, menjadi partikel yang terlarut dalam air, lalu secara terus-menerus mengambang ke atas, meluap masuk ke mikrofilter melalui bagian atas pengendap aliran vertikal, meningkatkan beban pada mikrofilter dan pemisah protein.

Oleh karena itu, katup buang pintar dapat dipasang pada pipa buang perangkat sedimentasi aliran vertikal, yang membuang selama beberapa detik setiap jam dan menerapkan strategi pembuangan dengan jumlah kecil tetapi sering. Dengan cara ini, sisa kotoran umpan dapat dibuang secara tepat waktu, mengurangi beban pada mikrofiltrasi dan pemisah protein. Pada saat yang sama, pembuangan dalam jumlah kecil tetapi sering sangat hemat air, secara signifikan mengurangi tingkat pergantian air, tidak hanya menghemat air tetapi juga konsumsi energi.

Ketika memilih katup pembuangan, penting untuk memilih katup tahan air IP68, jika tidak katup rentan terhadap karat dan menyebabkan kerusakan, yang dapat mengakibatkan kerugian yang tidak perlu. Jika digunakan untuk budidaya laut, disarankan untuk memilih bahan UPVC untuk mencegah korosi air laut.

Pemasangan perangkat ini pada perangkat sedimentasi aliran vertikal tradisional benar-benar meningkatkannya menjadi perangkat sedimentasi aliran vertikal pintar, mencapai operasi cerdas dan tanpa awak, tidak hanya memperbaiki kualitas air tetapi juga menghemat air dan listrik.

2. Desain parameter mesin mikrofiltrasi

Mesin mikrofiltrasi digunakan untuk menghilangkan partikel padat tergantung berukuran 30-100 mikron. Kapasitas pemrosesan mikrofilter merujuk pada kemampuan perangkat untuk melewati air. Ukuran jaring filter menentukan efek perlakuan, biasanya memilih 200 jala. Jadi, bagaimana cara kita mendesain parameter mikrofilter?

Pertama, perkenalkan data pengalaman insinyur untuk operasi praktis:

Volume air berlebih = volume air budidaya / frekuensi siklus * 1.2

1.2 adalah redundansi keamanan, dan frekuensi siklus merujuk pada berapa jam sekali siklus terjadi. Frekuensi siklus umumnya ditentukan berdasarkan jenis budidaya yang berbeda dan kapasitas biologis. Dengan mengambil contoh budidaya ikan kerapu dalam tubuh air sirkulasi 1000 meter kubik, sebaiknya frekuensi sirkulasi diatur menjadi satu kali setiap 2 jam. Oleh karena itu, kapasitas air yang dilewati oleh mikrofilter adalah: 1000/2 * 1.2 = 600 ton

Dalam praktiknya, bisa dipasang satu mikrofilter dengan kapasitas 600 ton, atau dua mikrofilter dengan kapasitas 300 ton. Keuntungan dari pemasangan dua mesin mikrofiltrasi adalah bahwa jika satu mesin mengalami kerusakan dan sedang diperbaiki, mikrofilter lainnya masih dapat bekerja secara normal. Namun, harga dari dua mesin mikrofiltrasi kecil lebih tinggi daripada harga satu mesin mikrofiltrasi.

3. Desain parameter pemisah protein

Pemisah protein digunakan untuk memproses partikel yang mengapung di atas 30 mikron, dan kapasitas pemrosesannya hanya sejumlah air lebihan per jam. Setiap peralatan dari produsen pemroses protein akan menunjukkan laju aliran air per jam. Dengan mengambil contoh budidaya ikan kakap dalam sistem air terlarut sebesar 1000 meter kubik, sistem tersebut memiliki kapasitas sirkulasi 600 ton per jam. Jadi, Anda bisa memilih pemisah protein dengan kapasitas pemrosesan 600 ton per jam.

2、 Hitung volume sirkulasi dari sistem air terlarut

Di teks sebelumnya, kami memberikan aturan empiris untuk jumlah siklus. Selanjutnya, kami akan memberikan metode turunan dan perhitungan yang ketat.

Pertama, kita perlu menentukan jumlah Total Suspended Solids (TSS) yang dihasilkan dalam sistem. Hal ini dapat dihitung menggunakan rumus berikut:

RTSS=0.25X jumlah pemberian makan maksimal harian

Selanjutnya, kita akan menggunakan rumus berikut untuk menghitung sirkulasi sistem berdasarkan total partikel tergantung:

QTSS

Di antaranya, QTSS adalah nilai hasil perhitungan sirkulasi sistem berdasarkan TSS, dengan satuan m 3 /h;

TSSin adalah target pengendalian TSS air sirkulasi;

TSSout adalah konsentrasi kontrol target TSS dalam efluen kolam budidaya ikan, diukur dalam mg/L;

ETSS adalah efisiensi penghilangan TSS dalam proses penyaringan fisik, diukur dalam%;

1000 adalah faktor konversi kualitas, yang mengonversi mg ke g.

3、 Kasus Praktis

Buat proyek budidaya air lingkaran 1000 meter kubik untuk kerapu. Indikator teknis untuk desain proyek adalah sebagai berikut:

Kepadatan pembiakan: 50kg/meter kubik

Tingkat pemberian makan harian: 2%

Target tingkat penghapusan partikel tergantung pada sistem adalah 70%

Target kontrol TSS untuk air sirkulasi adalah 10mg/L

Berdasarkan indikator di atas, kami akan menghitung volume sirkulasi sistem air sirkulasi:

Pertama, mari kita hitung berat partikel terendap yang dihasilkan setiap hari:

RTSS=0.25X jumlah pemberian makan maksimal harian=60X1000X2% X0.25=12.5kg/hari.

Menurut analisis di atas, 70% dari partikel padat (terutama umpan sisa dan kotoran) akan dikeluarkan oleh settler aliran vertikal, sehingga hanya 30% partikel terendap yang akan memasuki sistem sirkulasi.

Berdasarkan ini, hitung volume sirkulasi dari sistem air sirkulasi:

QTSS =600.96 m 3 /h

Hasil perhitungan ini menunjukkan bahwa untuk menjaga konsentrasi TSS di kolam budidaya tidak melebihi 10 mg/L dan dengan kondisi tingkat penghilangan partikel tergantung sebesar 52%, kita perlu merancang laju sirkulasi sekitar 600m 3 /h.

Dalam operasi sebenarnya, kita dapat menyesuaikan sirkulasi air dalam sistem budidaya air recirculating berdasarkan parameter-parameter ini untuk memastikan kualitas air memenuhi kebutuhan budidaya. Misalnya, jika konsentrasi TSS kita melebihi standar, hal ini menunjukkan dua kemungkinan.

Kapasitas pemrosesan mikrofiltrasi dan pemisah protein kurang dari 52%

Kapasitas pemrosesan alat sedimentasi arus vertikal kurang dari 70%