Қатты бөлшектерді кетіру процесі (III): Процесстің параметрлік дизайны және практикалық жағдайларды зерттеу

（1）Айналымды су жүйесінде тұнба бөлшектерін кетіру процесінің параметрлерін есептеу

1. Тік ағынды тұндырғыш қазанның параметрлік дизайны

Cornell екі бағыттағы су түсіру жүйесі кеңінен пайдаланылып, жақсы нәтижелер беріп отыр. Cornell екі бағыттағы су түсіру жүйесін пайдаланатын балық шаруашылығының көлігінде судың 10%-ы~25%-ы түбіндегі су түсіру құбыры арқылы тік ағынды шөгінді сүзгіге түседі де, қалған судың көпшілігі балық көлігінің жанындағы су түсіру құрылғысы арқылы шығып кетеді. Екі бағыттағы су түсіру конструкциясы тік баяу ағын арқылы түбінен ластануды түсіріп, жинау қабілетін анағұрлым арттырады. Бұл аздап ағып шығу режимінде бөлшекті заттардың концентрациясы негізгі ағынмен өлшеніп, сыртқа шығару әдісіне қарағанда он есе артады.

Балық етіп құрылған түбіндегі өткізгіштің көлденең қимасының ауданы негізінде вертикальды ағынды шөктіргіш арқылы өтетін шығын мен бүйірлік шығаруға түсетін шығынның қатынасын есептеуге болады. Әдетте, бүйірлік шығаруға түсетін құбыр 110, ал вертикальды ағынды шөктіргішке түсетін құбыр 50 болғандықтан, олардың көлденең қимасының аудандарының қатынасы 5:1 болады. Яғни, су ағынының шамамен 17% вертикальды ағынды шөктіргішке түседі. Вертикальды ағынды шөктіргішке түсетін тұнба бөлшектерінің концентрациясы бүйірлік шығаруға түсетін концентрациядан 10 есе артық екенін ескере отырып, осы есептеулерге сәйкес вертикальды ағынды шөктіргішпен тазартылатын тұнба бөлшектерінің үлесі шамамен 70% құрайды. Нақты пайдалану барысында бүйірлік шығаруға түсетін құбыр диаметрінің вертикальды ағынды шөктіргішке түсетін құбыр диаметріне қатынасын нақты балықтардың және балық өсіру тығыздығының түрлеріне сәйкес реттеуге болады, сондай-ақ микросүзгі машинасы мен вертикальды ағынды шөктіргішке түсетін ағынның қатынасын да реттеуге болады.

Тік ағынды шөгетін камераларды анықтаудың негізгі көрсеткіші - гидравликалық ұстап тұру уақыты. Гидравликалық ұстап тұру уақыты деп су тік ағынды шөгетін камерада орташа уақыт бірлігінде болатын уақытты айтады. Жеткілікті гидравликалық ұстап тұру уақыты сұспензияланған бөлшектердің толық шөгуіне әкелетін негізгі факторлардың бірі болып табылады. Бұл көрсеткіш шөгетін камераның көлемі мен тазартылатын судың мөлшеріне байланысты. Циркуляциялық суарнамада тік ағынды шөгетін камераның гидравликалық ұстап тұру уақыты ең аз дегенде 30 секунд болуы ұсынылады. Егер гидравликалық ұстап тұру уақыты тым қысқа болса, онда сұспензияланған бөлшектер шөгетін камерадан шығарылмай тұрып шөгеді; ал егер уақыт ұзақ болса, онда жабдықтардың өлшемі мен құны артады.

Жобалау барысында біз әдетте тәжірибеге сүйене отырып жобалаймыз:

тік ағынды шөгетін қазан: 6 метрлік өсіру қазаны 600 мм диаметрлі тік ағынды шөгетін камерамен және 8 метрлік өсіру қазаны 800 мм диаметрлі тік ағынды шөгетін камерамен жабдықталған.

Тік ағынды тұндыру қазанының биіктігі: 1 метр

Конустылық: 30 градус

Тік ағынды тұндыру қазанын ақылды тік ағынды тұндыру қазанына қалай модернизациялау керек?

Дәстүрлі тік ағынды тұндыру қазандарында құбырды тартып шығару арқылы ғана тұндыру қазанындағы су шығарылады. Құбыр тартылып шығарылған кезде, тік ағынды тұндыру қазанындағы барлық су бірден шығарылады. Циркуляциялық сумен жабдықталған бассейндер саны көп болғандықтан, қолмен тек 1-2 рет ғана орындауға болады. Алайда, тік ағынды тұндыру қазанындағы қалдық жем және мал шарбысы жарты сағат ішінде баяу ыдырап, суда еритін тұнба бөлшектеріне айналып, одан әрі жоғары жылжып, тік ағынды тұндыру қазанының жоғарғы бөлігінен микросүзгіге тасып кетеді, соның нәтижесінде микросүзгі мен протеин фракциялаушыға қосымша жүктеме түседі.

Сондықтан тік ағынды шөгу құбырының құбыр өткізгішіне ақылды бөгет орнатуға болады және әр сағат сайын бірнеше секунд ішінде қалдық суларды шығару арқылы кіші мөлшерде және көп рет шығару стратегиясы қабылданады. Бұл жолмен қалдық жем және мал шайын қажетті уақытында шығарылады, ал микро сүзгі мен ақуызды бөлгіштің жүктемесі жеңіледі. Сонымен қатар, кіші мөлшерде және көп рет шығару суды үнемдеуге мүмкіндік береді және су алмасу жиілігін едәуір төмендетеді, бұл суды да, энергияны да үнемдеуге көмектеседі.

Қалдық су клапанын таңдай отырып, IP68 суға төзімді клапан таңдау керек, әйтпесе клапан тез тат басып, істен шығып кетеді, бұл артық шығындарға әкеліп соғады. Егер теңіз суында балық шаруашылығы жасалса, теңіз суының коррозиясын болдырмау үшін UPVC материалдан жасалған клапан таңдау ұсынылады.

Bangbang компаниясы вертикальдық ағынды шөгінді құрылғыларына арналған ақылды құбыр арматурасын шығарды. Ол UPVC материалдан жасалған және IP68 су өткізбейтін қасиетке ие. Сонымен қатар, Интернет желісіне қосылу мүмкіндігі бар, мобильді телефон арқылы басқаруға және топтық бағдарламалық басқаруды орнатуға болады, осылайша адамсыз режимін іске асырады. Егер арматура жабылмай қалса, телефон арқылы хабарлау жүреді. Бұл арматураның негізгі блогі модульдік конструкцияға ие, бір негізгі блок төрт арматураны басқарады, бұлтты желіге қосылу оңай орнатылады.

Дәстүрлі вертикальдық ағынды шөгінді құрылғысы осы құрылғыны орнату арқылы шын мәнінде ақылды вертикальдық ағынды шөгінді құрылғысына айналады, бұл ақылды және адамсыз жұмысты іске асырып қана қоймай, сонымен қатар су мен электр энергиясын үнемдейді.

2. Микрофильтрация машинасының параметрлерін дизайндау

Микросүзгілер 30-100 микрон бөлшектерінен тұратын суспенді заттарды алу үшін қолданылады. Микросүзгінің өнімділігі жабдықтың су ағынын өткізу қабілетіне байланысты. Сүзгі торының ұяшықтары өндеу сапасын анықтайды, жалпы алынғанда 200 тор әрі қарай жеткілікті болып табылады. Ендеше, микросүзгі параметрлерін қалай дұрыс есептеу керек?

Алдымен практикалық операциялар үшін инженердің тәжірибелік деректерімен таныстырып өтейін:

Су ағыны = су шаруашылығы көлемі / циркуляция жиілігі * 1,2

1,2 - бұл қауіпсіздік резерві, ал циркуляция жиілігі дегеніміз циркуляцияны бір рет жасау үшін қанша сағат кететіндігі. Циркуляция жиілігі әртүрлі су араластыру түрлері мен биологиялық көтергіштікке қабілеттілікке сәйкес анықталады. Мысалы, 1000 текше метр теңіз балығын өсіруге арналған циркуляциялық су үшін циркуляция жиілігін 2 сағат сайын бір рет қайта айналдыру үшін орнату үшін ең тиімді нұсқа деп есептеледі. Сондықтан микросүзгінің су ағыны былай болады: 1000/2*1,2=600 тонна

Шын мәнінде, сіз бір 600 тонналық микрофильтр немесе екі 300 тонналық микрофильтр орнатуыңызға болады. Екі микрофильтрді орнатудың артықшылығы – бір микрофильтр жұмыс істемей тұрса, екіншісі әлі де қалыпты жұмыс істей алады. Алайда, кішігірім екі микрофильтрдің бағасы бір микрофильтрдің бағасынан қымбат.

3. Протеин скиммер параметрлерін жобалау

Протеин скиммер су ішіндегі 30 микроннан үлкен бөлшектерді өңдеу үшін қолданылады. Өңдеу қабілеті скиммер арқылы өтетін су көлеміне сәйкес анықталады. Әрбір протеин өңдеуші құрылғы өзі арқылы өтетін су көлемін көрсетеді. Мысалы, 1000 текше метр циркуляциялық су көлемін лосось шаруашылығында пайдалансаңыз, онда жүйенің циркуляция көлемі сағатына 600 тонна болады. Сондықтан сіз сағатына 600 тонна өңдеу қабілеті бар протеин скиммерін таңдай аласыз.

（2）、Циркуляция су системасының циркуляция обемін есептеу

Жоғарыда біз циркуляция көлемі үшін жалпы ереже бердік. Енді дәл қатаң қорытып шығару мен есептеу әдісін келтіреміз.

Бірінші, жүйеде тұндырылған қатты заттардың (TSS) шығынын анықтау қажет. Осы формуланы пайдаланып есептеуге болады:

RTSS = 0,25X максималды тәуліктік қорек беру көлемі

Келесі кезекте, тұнба қалдықтардың жалпы мөлшеріне негізделе отырып, жүйенің циркуляциясын есептейміз. Осы формуланы пайдаланып есептеуге болады:

QTS S=

Мұнда: QTSS – TSS-ке негізделген жүйе циркуляциясының есептелген мәні, м³/сағ;

TSSin - циркуляциялық су TSS бағыттау мақсаты;

TSSout – балық өсіретін көлдің шығысындағы TSS-тің мақсатты бақылау концентрациясы, мг/л;

ETSS – физикалық сүзу процесіндегі TSS-ті алу әсер ету дәлдігі, %-пен өрнектеледі;

1000 – масса ауыстыру коэффициенті, мг-ды г-ға айналдырады.

үшінші, Нақты әрекет жасау жағдайлары

Теңіз жыланбалығын өсіруге арналған 1000 текше метр циклды сумен жобалау жүргізілуде. Жобалау техникалық көрсеткіштері мынадай:

Өсіру қысқартуы: 50кг/куб метр

Күнделік босып тастау нормасы: 2%

Суспензиялық бөлшектер жүйесін алу көрсеткіші: 70%

Айналмалы су TSS бақылау мақсаты: 10 мг/л

Жоғарыда келтірілген көрсеткіштерге сәйкес айналмалы су жүйесінің циркуляциялық көлемін есептейміз:

Бірінші күнделікті пайда болатын суспензиялық бөлшектердің салмағын есептейік:

RTSS = 0,25X максималды тәуліктік қорек беру мөлшері = 50X1000X2 %X0,25= 250 кг/тәулік.

Жоғарыдағы талдау нәтижесі бойынша қатты бөлшектердің (негізінен қалдық жем және құрттар) 70% вертикальды отстаивание құрылғысымен шығарылатынын, ал тек 30% суспензиялық бөлшектер циркуляциялық жүйеге енетінін көруге болады.

Бұл негізде, циркуляция жүйесінің циркуляция обьемін есептеңіз:

QTSS == 600,96 м³/сағ

Бұл есептеу нәтижесі аквакультура өзеніндегі ТТS концентрациясын 10 мг/л төменде сақтау үшін, 52% суспензиялық бөлшектерді алу дәрежесінде, сағатына шамамен 600 м³/сағ циркуляциялық көлемді жобалау қажет екенін көрсетеді.

Шынайы жұмыста біз су сапасы балық шаруашылығының қажеттіліктеріне сәйкес келетінін қамтамасыз ету үшін айналдырып отыратын балық шаруашылығы жүйесіндегі су циркуляциясын осы параметрлерге сәйкес реттей аламыз. Мысалы, егер біздің ТСҚ (тотальды еріген заттар) концентрациясы стандартты мәнінен асатын болса, онда екі нұсқа болуы мүмкін.

Микрофильтрлеу және ақуызды тазалауыш құрылғылардың өнімділігі 52%-дан төмен

Тік ағынды шөгінділерді тазалау құрылғысының өнімділігі 70%-дан төмен