Kawalan proses zarah pepejal dalam air berpusing (II) Menetapkan TSS melalui penghantaran makanan secara munasabah!

Model Kawalan Proses Zarah Pepejal dalam Air Berpusingan
Dalam sistem akuakultur berpusingan, model kawalan proses zarah pepejal adalah satu alat yang digunakan untuk mengoptimumkan kawalan ke atas zarah pepejal tersuspensi (TSS). Dengan pembinaan model ini, penjanaan, penyingkiran dan pengaturan zarah pepejal boleh dianalisis dan dioptimumkan bagi memastikan kualiti air yang stabil dan operasi sistem yang cekap. Berikut adalah langkah-langkah dan kaedah terperinci untuk membina dan menguruskan model tersebut.

(1). Objektif Model      

Kepekatan zarah pepejal TSS: 10mg/L

Optimumkan kecekapan penyingkiran: Optimumkan kecekapan penyingkiran zarah pepejal dengan menetapkan parameter operasi peralatan penapisan. Formula kecekapan penyingkiran adalah:

ETSS=

ETSS: Kecekapan penyingkiran (%)

TSSin: Kepekatan TSS influen (mg/L): Pasang sensor TSS di inlet air mesin penapis mikro untuk mendapatkan nilai tersebut

TSSout: Kepekatan TSS outlet (mg/L): Pasang sensor TSS di inlet air kolam akuakultur untuk mendapatkan nilai tersebut

Kurangkan kos operasi: Kurangkan penggunaan tenaga dan kos penyelenggaraan peralatan dengan mengoptimumkan langkah pengurusan.

Dalam sistem akuakultur berkitar semula, kepekatan zarah pepejal tersuspensi (TSS) berkait rapat dengan penggunaan tenaga sistem. Dengan mengoptimumkan kawalan TSS, penggunaan tenaga boleh dikurangkan secara berkesan dan kecekapan operasi sistem dapat dipertingkatkan.

(2). Kaedah Kawalan---Pemberian Makan yang Rasional

Apabila indeks jirim terampai pepejal melebihi 10mg/L melalui pemantauan TSS, adalah perlu untuk mengikuti langkah-langkah berikut untuk mengawal atur.

1. Penghakisan yang tepat: Kira jumlah penghakisan untuk mengelakkan penghakisan berlebihan dan baki makanan ternakan yang berlebihan.

2. Laras strategi penghakisan: Mengikut jenis, saiz, peringkat pertumbuhan dan keadaan penghakisan organisma yang dibela, bentuk satu rancangan penghakisan yang saintifik dan gunakan kaedah penghakisan yang sesuai, seperti penghakisan dalam kuantiti kecil dan beberapa kali, untuk mengurangkan baki makanan daripada memasuki badan air dan membentuk zarah pepejal.

Digalakkan menggunakan mesin suapan automatik untuk memberi makan, ianya tidak sahaja dapat mencapai suapan yang tepat, malah turut membolehkan pemberian suapan secara kecil-kecilan dan kerap. Syarikat kami telah melancarkan mesin suapan pintar khusus untuk akuakultur berkitar semula. Ralat berat adalah kurang daripada 3% melalui sensor penimbangan. Keseluruhan proses suapan adalah secara automatik tanpa sebarang campur tangan manual. Ianya bukan sahaja menggantikan tenaga manusia, malah juga memudahkan pelaksanaan strategi suapan secara kecil-kecilan dan kerap.

3. Kes sebenar

Kultur air terkitar untuk udang putih, bersama isipadu air sebanyak 1000 meter padu, ketumpatan kultur adalah 15kg/meter padu, kadar memberi makan adalah 3%. Kadar penyingkiran zarah tersuspensi dalam sistem air terkitar adalah sebanyak 60%, dan dikitar semula setiap 2 jam, dengan strategi memberi makan sebanyak 4 kali sehari. Pemantauan mendapati nilai puncak TSS melebihi 20.25mg/L.

Selepas mendapati bahawa TSS melebihi piawai, kekerapan memberi makan boleh ditingkatkan sementara jumlah harian keseluruhan makanan dibiarkan tidak berubah, dan strategi pemberian makanan yang menukar 4 kali sehari kepada 12 kali sehari boleh diaplikasikan.

  Kira kepekatan TSS untuk 4 kali pemberian makan sehari:

Isipadu air: 1000 meter padu

Ketumpatan penternakan: 15 kg/m³

Kadar memberi makan: 3%

Kadar penyingkiran zarah terampai dalam sistem kitar semula air: 80%

Kekerapan kitaran: sekali setiap 2 jam, 12 kali sehari

Strategi pemberian makan: 4 kali sehari

Langkah 1: Kira biomasa keseluruhan

Pertama sekali, kira jumlah biomasa dalam sistem akuakultur.

Jumlah biojisim = isipadu air × kepadatan akuakultur = 1000 m3 × 15 kg/m3 = 15000 kg/hari

Langkah 2: Kira jumlah makanan harian

Mengikut kadar makanan, kira jumlah makanan harian.

Jumlah makanan harian = jumlah biojisim × kadar makanan = 15000 kg × 3% = 450 kg/hari Jumlah makanan harian = jumlah biojisim × kadar makanan = 15000kg × 3% = 450kg/hari

Memandangkan terdapat 4 kali makan dalam sehari, jumlah makanan bagi setiap kali makan adalah:

Jumlah makanan setiap kali makan = 450 kg/4 = 112.5 kg/kali makan

Langkah 3: Kira peningkatan TSS bagi setiap kitaran

Andaikan selepas memberi makan, makanan tersebut akan bertukar menjadi zarah tersuspensi.

Selepas setiap kali pemberian makanan, peningkatan TSS adalah:

Peningkatan TSS = jumlah makanan setiap kali makan = 112.5 kg

Langkah 4: Kira penghapusan TSS bagi setiap kitaran

Sistem air peredaran menghapuskan 80% zarah terampai dalam setiap kitaran. Oleh itu, penghapusan TSS selepas setiap kitaran adalah:

Penghapusan TSS = TSS semasa × 80%

Langkah 5: Simulasi perubahan TSS dalam tempoh 24 jam

Kita perlu menjalankan simulasi perubahan TSS dalam setiap kitaran setiap 2 jam dalam tempoh 24 jam. Terdapat 12 kitaran sehari, dan jumlahnya 12 kitaran dalam 24 jam.

Tetapkan TSS kepada 0 kg.

Langkah-langkah bagi setiap kitaran:

Makan (sekali setiap 6 jam, iaitu sekali setiap 3 kitaran)

Hapuskan 80% TSS

 Kira kepekatan TSS untuk 12 kali makan sehari

Isipadu air: 1000 meter padu

Ketumpatan penternakan: 15 kg/m³

Kadar memberi makan: 3%

Kadar penyingkiran zarah terampai dalam sistem air beredar: 80%

Kekerapan kitaran: sekali setiap 2 jam, 12 kali sehari

Strategi pemberian makan: 12 kali makan sehari

Langkah 1: Kira jumlah biojisim

Pertama sekali, kira jumlah biomasa dalam sistem akuakultur.

Jumlah biojisim = isipadu air × kepadatan penternakan = 1000 m3 × 15 kg/m3 = 15000 kg

Langkah 2: Kira jumlah makanan harian

Kira jumlah makanan harian berdasarkan kadar pemakanan.

Jumlah makanan harian = jumlah biojisim × kadar pemakanan = 15000 kg × 3% = 450 kg/hari

Memandangkan terdapat 12 kali makan sehari, jumlah makanan bagi setiap kali makan adalah:

Jumlah makanan setiap kali makan = 450 kg/12 = 37.5 kg/masa makan

Langkah 3: Kira peningkatan TSS bagi setiap kitaran

Anggapkan bahawa selepas memberi makan, makanan tersebut akan ditukar menjadi zarah terampai. Selepas setiap kali memberi makan, peningkatan TSS adalah:

Peningkatan JSS = jumlah makanan setiap hidangan = 37.5 kg

Langkah 4: Kira penghapusan JSS bagi setiap kitaran

Sistem air peredaran menghapuskan 80% zarah terampai dalam setiap kitaran. Oleh itu, penghapusan TSS selepas setiap kitaran adalah:

Penghapusan TSS = TSS semasa × 80%

Langkah 5: Simulasi perubahan TSS dalam tempoh 24 jam

Kita perlu mensimulasikan perubahan JSS dalam tempoh 48 jam, dengan satu kitaran setiap 2 jam. 12 kitaran sehari, 12 kitaran secara keseluruhannya dalam 24 jam.

Tetapkan TSS kepada 0 kg.

Langkah-langkah bagi setiap kitaran:

Pemberian makanan (sekali setiap 2 jam, iaitu sekali setiap kitaran)

Hapuskan 80% TSS

Daripada analisis di atas, kita boleh melihat bahawa:

4 kali makan sehari: Jumlah zarah terampai meningkat dengan cepat selepas pemberian makanan, kemudian berkurang secara beransur-ansur. Nilai puncaknya tinggi (22.68 kg) dan turun naiknya besar.

12 kali makan sehari: Kepekatan zarah terampai kekal stabil pada 9.37mg/L

Kesimpulan: Melalui mod pemberian makanan dengan saiz hidangan kecil tetapi kerap, JSS boleh dikurangkan dan penggunaan tenaga jentera juga dapat dikurangkan.

Mod pemberian makanan 12 kali sehari dapat secara berkesan mengurangkan kepekatan puncak zarah terampai, mengurangkan turun naik kualiti air, serta mengurangkan beban dan penggunaan tenaga jentera penapis.

Mod pemakanan 4 kali sehari akan menyebabkan turun naik besar dalam kepekatan zarah terampai dan meningkatkan penggunaan tenaga oleh peralatan penapisan dan pam air.