循環水における固体粒子のプロセス制御（IV）　循環量でTTSを調整！

循環量を調整することによるTSS濃度の制御

 再循環型養殖システムにおいて、循環量を調整することは水中の浮遊固体物質（TSS）濃度を制御する効果的な方法の一つです。循環量を適切に調整することにより、浮遊粒子の除去効率を最適化し、水質を安定して維持することが可能です。循環水量を用いてTSS濃度を制御することで、循環水量や固体粒子除去効果を質量バランスモデルに基づいて算出できます。

TSSin

その内：

TSSin：流入水TSS濃度（mg/L）

TSSout：流出水TSS濃度（mg/L）

Q：循環水量（m³/h）

RTSS：固体粒子保持量（g/h）

以下に具体的な方法と戦略を示します：

(1) 循環量がTSS濃度に与える影響

循環量とは、単位時間あたりにフィルター装置などを通る水量を指します。循環量の調整は次の項目に直接影響を与えます：

浮遊粒子の除去効率：循環水量が増加するとフィルター設備の処理能力が上がり、TSS濃度が低下します。

水の滞留時間：循環水量が増加するとフィルター設備内での水の滞留時間が短くなり、除去効率が低下する可能性があります。

エネルギー消費量：循環水量が増加すると、ポンプおよびフィルター設備のエネルギー消費量が増加します。

(2）循環水量を調整する具体的な対策
1. TSS濃度に応じた動的な調整

TSS濃度が高い場合：循環水量を増加させ、フィルター設備の処理能力を向上させることでTSS濃度を迅速に低下させます。

TSS濃度が低い場合：循環水量を減少させ、エネルギー消費を抑えるとともにTSS濃度を目標範囲内で維持します。

2. フィルター設備の性能と併用した制御

ろ過装置の処理能力：ろ過装置の処理能力に応じて循環量を適切に設定し、過負荷運転を避けること。

ろ過効率：循環量を最適化して水がろ過装置内で十分な滞留時間を確保できるようにし、除去効率を向上させること。

3. バリブル周波数ポンプを使用

周波数変換制御：周波数変換ポンプにより循環量を動的に調整し、TSS濃度および水質要求に応じてポンプ運転周波数を自動調整すること。

省エネルギー・低消費：TSS濃度が低い場合、ポンプ運転周波数を低下させ、エネルギー消費を削減すること。

循環水固形物粒子インテリジェントプロセス制御システム      

上記の分析から、循環水に含まれる固体粒子のプロセス制御は非常に複雑であることがわかります。高度な知能制御システムがなければ、手動操作だけで対応するのは非常に困難です。循環水中の固体粒子を制御する知能プロセス制御システムとは、インターネット・オブ・シングス（IoT）、ビッグデータ分析および人工知能（AI）技術に基づく知能型管理システムです。このシステムは、循環水養殖システムにおける浮遊固体粒子濃度（TSS）をリアルタイムで監視・分析・制御することを目的としており、水質の安定と養殖生物の健全性を確保します。

以下の図はWOLIZEが開発した固体粒子知能制御プロセスシステムの操作インターフェースです。

システムには以下の機能があります：

• リアルタイムモニタリング

TSS濃度モニタリング：水中の浮遊固体粒子濃度をリアルタイムで監視します。

水質モニタリング：溶存酸素、pH値、温度などの主要な水質パラメータをモニタリングします。

2. インテリジェント制御

循環水量制御：TSS濃度に応じて循環水量を動的に調整し、ろ過効率を最適化します。

自動排水制御：沈殿槽内のスラッジ量に応じて自動的に排水を行い、浮遊粒子の蓄積を軽減します。

給餌管理：TSS濃度および養殖生物の必要量に応じて、給餌量と給餌頻度を最適化します。

3. データ分析および予測

データ可視化：グラフやレポートを通じてTSS濃度および水質の変化傾向を表示します。

AIによる意思決定支援：システムはアルゴリズムに基づき、循環水量、排水頻度、給餌量の調整に関する意思決定を支援し、水質管理を最適化します。

警報システム：TSS濃度または水質パラメータが異常な場合に自動的に警報情報を送信します。

4. リモート管理

モバイルアプリ：スマートフォンやタブレットを通じてシステムを遠隔で監視および管理します。

クラウドプラットフォーム管理：Webプラットフォームを通じてデータを閲覧し、パラメータを調整してレポートを作成します。