Fast partikkelavskilningsprosess (III): Prosesparameterdesign og praktiske casestudier

（1）Designparametere for suspensjonspartikkelfjerningsprosessen i sirkulasjonsvannsystemet

1. Parametrisk design av vertikalstrømningsbasseng

Cornell dobbel avløpssystem har vært mye brukt og har gode praktiske resultater. I oppdrettsdam med Cornell dobbel avløpssystem, renner 10–25 % av vannet inn i sedimenteringstanken med vertikal strømning gjennom bunnavløpsrøret, mens mesteparten av resten av vannet renner ut gjennom siden på fiskedammen. Ved å bruke dobbel avløpsdesign øker evnen til å tømme og samle opp forurensninger fra bunnen betydelig gjennom den vertikale langsommere vannstrømmen. Ved denne lave strømningshastigheten økes konsentrasjonen av partikkelmateriale med 10 ganger sammenlignet med måling og avløpsmetode for hovedstrømningen.

Forholdet mellom strømningshastigheten gjennom den vertikale avsetningsbassenget og strømningshastigheten som kommer inn i sidesug kan beregnes basert på tverrsnittsarealet til avløpsrøret nederst i fiske WC-en. Generelt er røret som fører til sidesug 110, og røret som fører til den vertikale avsetningsbassenget er 50, slik at forholdet mellom tverrsnittsarealene er 5:1. Det vil si at omtrent 17 % av vannet renner inn i den vertikale avsetningsbassenget. Med tanke på at konsentrasjonen av suspenderte partikler som kommer inn i den vertikale avsetningsbassenget er 10 ganger høyere enn konsentrasjonen som kommer inn i sidesug. Ifølge denne beregningen er andelen av de suspenderte partiklene som behandles i den vertikale avsetningsbassenget omtrent 70 %. I praktisk bruk kan forholdet mellom rørdiameteren som fører til sidesug og rørdiameteren som fører til den vertikale avsetningsbassenget justeres i henhold til den spesifikke oppdrettsarten og tettheten av oppdrettet, slik at man kan regulere forholdet mellom strømmen som går inn i mikrofiltreringsmaskinen og den vertikale avsetningsbassenget.

Den viktigste indikatoren for å bestemme vertikale flotasjonstrennere er hydraulisk oppholdstid. Hydraulisk oppholdstid refererer til den gjennomsnittlige tiden vannet holder seg i en vertikal flotasjonstrenner. Tilstrekkelig hydraulisk oppholdstid er en av de viktigste faktorene for å sikre at svevestoffene blir fullstendig fjernet. Den er avhengig av størrelsen på trenneren og mengden vann som behandles. I resirkulerende akvakultur anbefales det at hydraulisk oppholdstid i en vertikal flotasjonstrenner er minst 30 sekunder. Hvis hydraulisk oppholdstid er for kort, kan svevestoffene føres ut igjen før de har fått tid til å sette seg; hvis den er for lang, vil størrelsen og kostnaden til utstyret øke.

Ved design arbeider man vanligvis ut fra erfaring:

vertikal sedimenteringsbeholder: En oppvokster med 6 meters diameter er utstyrt med en vertikal sedimenteringsbeholder med 600 mm diameter, og en oppvokster med 8 meters diameter er utstyrt med en vertikal sedimenteringsbeholder med 800 mm diameter.

Høyde på vertikalstrømningsbasseng: 1 meter

Taper: 30 grader

Hvordan oppgradere et vertikalstrømningsbasseng til en intelligent vertikalstrømningsbassin?

Tradisjonelle vertikalstrømningsbasseng kan bare tømme avløpsvann i bassenget ved å trekke ut røret. Vanligvis blir alt vannet i vertikalstrømningsbassenget tømt når røret trekkes ut. På grunn av det store antallet resirkuleringsvannfiskeponder, kan manuelt arbeid vanligvis bare utføres 1–2 ganger per dag. Imidlertid vil restmat og ekskrementer i vertikalstrømningsbassenget gradvis oppløses etter en halv time, og omdannes til suspenderte partikler som er løselige i vann, og deretter fortsette å flyte oppover og renne over i mikrofiltreringsmaskinen fra den øvre delen av vertikalstrømningsbassenget, noe som øker belastningen på mikrofiltreringsmaskinen og proteinseparatoren.

Derfor kan en smart avløpsventil installeres på avløpsrøret til sedimenteringstanken med vertikal strømning, og avløpet blir evakuert i noen sekunder hver time, ved å bruke en avløpsstrategi med små mengder og flere utslipp. På denne måten kan restmat og ekskrementer fjernes i tide, noe som reduserer belastningen på mikrofilteret og proteinskilleverket. Samtidig er små mengder og flere utslipp svært vannbesparende og reduserer kraftig vannskiftet, noe som både sparer vann og energi.

Ved valg av avløpsventil må man velge en IP68 vannbestandig ventil, ellers vil ventilen lett ruste og feile, noe som fører til unødvendige tap. Hvis det er sjøvannsoppdrett, anbefales det å velge UPVC-materialer for å forhindre korrosjon fra sjøvann.

Bangbang har lansert en smart avløpsventil på markedet, som er spesielt designet for vertikale sedimenteringstanker. Den er laget av UPVC-materiale og har IP68 vannskjermegenskaper. Den har også IoT-design og internetttilgang. Den kan fjernkontrolleres med mobiltelefon, og det kan sendes ut batch-planleggingskontroll, noe som virkelig realiserer drift uten personell. Dersom ventilen ikke lukker ordentlig, genereres et telefonalarm. Hovedenheten til denne ventilen har moduldesign, én hovedenhet styrer fire ventiler, og den kan kobles til skytjeneste, noe som gjør installasjon svært enkel.

Den tradisjonelle vertikale sedimenteringstanken blir virkelig oppgradert til en smart vertikal sedimenteringstank ved å installere denne enheten, og den realiserer intelligent og mannløs operasjon, noe som ikke bare forbedrer vannkvaliteten, men også sparer vann og elektrisitet.

2. Parameterdesign av mikrofiltreringsmaskin

Mikrofilter brukes til å fjerne suspenderte faste partikler på 30–100 mikron. Mikrofilters behandlingskapasitet viser til utstyrets vannstrømningskapasitet. Størrelsen på filtermasken bestemmer behandlingseffekten, og 200 mesh er generelt tilstrekkelig. Hvordan bør vi da designe parametrene til et mikrofilter?

Først vil jeg presentere noen erfaringstall fra en ingeniør for å gjøre det lettere i praktisk bruk:

Vannstrøm = akvakulturvannmengde / sirkuleringsfrekvens * 1,2

1,2 er en sikkerhetsreserv, og sirkuleringsfrekvensen angir hvor mange timer det tar å fullføre én sirkulering. Sirkuleringsfrekvensen bestemmes vanligvis ut fra forskjellige akvakulturarter og den biologiske bæreevnen. Tar vi som eksempel 1000 kubikkmeter resirkulerende vann til oppdrett av lysmus, bør sirkuleringsfrekvensen være slik at vannet sirkuleres en gang per 2 timer. Derfor blir vannstrømmen til mikrofilteret: 1000/2*1,2=600 tonn

I praksis kan du installere ett 600-tonns mikrofilter eller to 300-tonns mikrofilter. Fordelen med å installere to mikrofilter er at når ett mikrofilter er utenfor drift, kan det andre fortsatt fungere normalt. Prisen for to små mikrofilter er imidlertid høyere enn for ett enkelt mikrofilter.

3. Parametertilpassing av proteinskimmer

Proteinskimmeren brukes til å behandle suspenderte partikler større enn 30 mikron. Behandlingskapasiteten til proteinskimmeren viser til mengden vann som strømmer gjennom den per time. Utstyr fra hver produsent av proteinbehandlere vil angi mengden vann som går gjennom den per time. For eksempel, hvis et sirkulerende vannvolum på 1 000 kubikkmeter benyttes til oppdrett av seabass, er systemets sirkulasjonsvolum 600 tonn per time. Da kan du velge en proteinskimmer med en behandlingskapasitet på 600 tonn per time.

（2）、Regn ut sirkulasjonsvolumet i cirkulært vannsystemet

Over ga vi en tommelfingerregel for sirkulasjonsmengden. Nå skal vi gi en strengere utledning og beregningsmetode.

Først må vi bestemme mengden suspenderte stoffer (TSS) som genereres i systemet. Dette kan beregnes ved hjelp av følgende formel:

RTSS = 0,25 × maksimalt daglig fôrinntak

Deretter beregnet vi systemets resirkulering basert på totalt innhold av suspenderte partikler ved bruk av følgende formel:

QTSS =

Hvor: QTSS er den beregnede verdien for systemets sirkulasjon basert på TSS, i m³/t;

TSSin er målet for TSS-kontroll i sirkulasjonsvannet;

TSSout er målkonsentrasjonen av TSS i utløpet fra fiskevannstanden, i mg/L;

ETSS er fjerningseffektiviteten av TSS i det fysiske filtreringsprosessen, uttrykt i %;

1000 er en masskonverteringsfaktor som konverterer mg til g.

三、 Faktiske praktiske eksempler

Et prosjekt med 1 000 kubikkmeter resirkulerende vann for oppdrett av lysmusling er under bygging. Prosjektkonstruksjonens tekniske indikatorer er som følger:

Avlstdensitet: 50kg/kubikkmeter

Daglig fôringsrate: 2%

Målfjerningsraten for suspenspartikkelssystemet er: 70 %

TSS-styringsmålet for sirkulerende vann er: 10 mg/L

Ut fra de ovennevnte indikatorene beregner vi sirkulasjonsvolumet til det sirkulerende vannsystemet:

La oss først beregne vekten av suspenderte partikler som produseres hver dag:

RTSS = 0,25 x maksimalt daglig fôrmengde = 50 x 1000 x 2 % x 0,25 = 250 kg/dag

Ifølge den ovennevnte analysen vil 70 % av partiklene (hovedsakelig restfôr og ekskrementer) bli fjernet av sedimenteringsanordningen med lodrett strømning, og bare 30 % av de suspendede partiklene vil komme inn i sirkulasjonssystemet.

Basert på dette, regner vi ut sirkulasjonsvolumet for det sirkulerende vannsystemet:

QTSS = 600,96 m³/t

Dette beregningsresultatet viser at for å opprettholde TSS-konsentrasjonen i oppdrettsdammen under 10 mg/L, ved en fjerningsgrad på 52 % for suspendede partikler, må vi designe et sirkulasjonsvolum på ca. 600 m³/t.

I praksis kan vi justere vannsirkulasjonen i recirkulerings oppdrettssystemet i henhold til disse parametrene for å sikre at vannkvaliteten møter oppdrettsbehovene. For eksempel, hvis vår TSS-konsentrasjon overskrider standarden, er det to muligheter.

Mikrofiltrering og proteinskimmer utstyrshåndteringskapasitet er mindre enn 52%

Vertikal strømningsutfellingsbehandlingskapasitet er mindre enn 70%