Kontrola procesowa cząstek stałych w wodzie cyrkulacyjnej (II): Regulacja TSS przez racjonalne dokarmianie!

Model regulacji procesu usuwania cząstek stałych w systemie z recyrkulacją wody
W systemie akwakultury z recyrkulacją wody model procesu kontroli cząstek stałych jest narzędziem służącym do optymalizacji zarządzania zawiesinami (TSS). Poprzez budowę modelu można analizować i optymalizować powstawanie, usuwanie i regulację cząstek stałych, zapewniając stabilność jakości wody oraz efektywną pracę systemu. Poniżej przedstawiono szczegółowe kroki i metody tworzenia i zarządzania modelem.

(1). Cele modelu      

Stężenie cząstek stałych TSS: 10 mg/L

Optymalizuj efektywność usuwania: Dostosuj parametry pracy urządzeń filtracyjnych, aby zwiększyć skuteczność usuwania cząstek stałych. Wzór na efektywność usuwania to:

ETSS=

ETSS: Efektywność usuwania (%)

TSSin: Stężenie TSS w dopływie (mg/L): Zainstaluj czujnik TSS na wlocie wody do urządzenia mikrofiltracji, aby uzyskać wartość

TSSout: Stężenie TSS w odpływie (mg/L): Zainstaluj czujnik TSS na wlocie wody do stawu rybnego, aby uzyskać wartość

Zmniejsz koszty eksploatacyjne: Oszczędź energię i zmniejsz koszty konserwacji urządzeń dzięki optymalizacji zarządzania.

W systemie recyrkulacyjnym chowu wodnego stężenie zawiesiny (TSS) jest ściśle powiązane z zużyciem energii przez system. Poprzez optymalizację kontroli TSS można skutecznie obniżyć zużycie energii i poprawić efektywność działania systemu.

(2). Metody kontroli — racjonalne dokarmianie

Gdy wartość zawiesin stałych przekracza 10 mg/L w wyniku monitorowania SS, konieczne jest wykonanie poniższych kroków regulacyjnych.

1. Dokładne dokarmianie: Oblicz ilość paszy, aby uniknąć nadmiernego dokarmiania i resztek paszy.

2. Dostosowanie strategii dokarmiania: W zależności od gatunku, wielkości, stadium wzrostu i warunków chowu organizmów żywych, opracuj naukowy plan dokarmiania oraz zastosuj odpowiednie metody dokarmiania, takie jak dokarmianie małymi dawkami i wielokrotnie, aby zmniejszyć ilość resztek paszy dostających się do zbiornika wodnego i tworzących cząstki stałe.

Zaleca się stosowanie maszyny do automatycznego dokarmiania, która nie tylko umożliwia dokładne dawkowanie pokarmu, ale także pozwala na częste i małe porcje. Nasza firma wprowadziła na rynek inteligentną maszynę do dokarmiania do systemów recyrkulacyjnych. Błąd wagi jest mniejszy niż 3% dzięki czujnikom wagowym. Cały proces dokarmiania odbywa się automatycznie, bez ingerencji ręcznej. Nie tylko zastępuje ona pracę ręczną, ale również ułatwia realizację strategii dokarmiania w formie wielokrotnych, małych porcji.

3. Przypadek z praktyki

Hodowla białego krewetka w obiegu wodnym, 1000 metrów sześciennych wody, gęstość hodowli wynosi 15 kg/metr sześcienny, a stopa dokarmiania to 3%. Skuteczność usuwania zawiesin przez system recyrkulacyjny wynosi 60%, cyrkulacja odbywa się co 2 godziny, przyjęto strategię dokarmiania 4 razy dziennie. Monitorowanie wykazało, że szczytowa wartość ZZZ przekroczyła 20,25 mg/L.

Po stwierdzeniu, że stężenie TSS przekracza normę, można zwiększyć częstotliwość dokarmiania, pozostawiając bez zmian całkowitą dzienne dawkę pokarmu. Można również zmienić strategię dokarmiania z 4 razów dziennie na 12 razy dziennie.

  Oblicz stężenie TSS przy 4 porcjach dziennie:

Objętość wody: 1000 metrów sześciennych

Gęstość chowu: 15 kg/m³

Stopa dokarmiania: 3%

Współczynnik usuwania cząstek zawieszonych w systemie wody cyrkulacyjnej: 80%

Częstotliwość cyrkulacji: raz na 2 godziny, 12 razy dziennie

Strategia dokarmiania: 4 razy dziennie

Krok 1: Obliczenie całkowitej biomasy

Najpierw oblicz całkowitą biomasę w systemie chowu akwakultury.

Całkowita biomasa = objętość wody × gęstość hodowli wodnej = 1000 m3 × 15 kg/m3 = 15000 kg/dzień

Krok 2: Oblicz dzienną ilość paszy

Zgodnie z normą dokarmiania oblicz dzienną ilość paszy.

Dzienna ilość paszy = całkowita biomasa × norma dokarmiania = 15000 kg × 3% = 450 kg/dzień Dzienna ilość paszy = całkowita biomasa × norma dokarmiania = 15000kg × 3% = 450kg/dzień

Ponieważ są 4 posiłki dziennie, ilość paszy na jeden posiłek wynosi:

Ilość paszy na posiłek = 450 kg/4 = 112,5 kg/posiłek

Krok 3: Oblicz wzrost ogólnej zawartości zanieczyszczeń (TSS) dla każdego cyklu

Zakładamy, że po dokarmianiu pasza zostanie przekształcona w zawieszone cząsteczki.

Po każdym dokarmianiu wzrost TSS wynosi:

Wzrost TSS = ilość paszy na posiłek = 112,5 kg

Krok 4: Oblicz usuwanie TSS dla każdego cyklu

System wody obiegowej usuwa 80% zawieszonych cząstek w każdym cyklu. Dlatego usunięcie TSS po każdym cyklu wynosi:

Usunięcie TSS = aktualne TSS × 80%

Krok 5: Symulacja zmian TSS w ciągu 24 godzin

Należy przeprowadzić symulację zmian TSS w cyklach co 2 godziny w ciągu 24 godzin. W ciągu doby występuje 12 cykli, czyli łącznie 12 cykli w ciągu 24 godzin.

Zainicjuj TSS na 0 kg.

Kroki dla każdego cyklu:

Dokarmianie (raz na 6 godzin, czyli raz na 3 cykle)

Usuń 80% TSS

 Oblicz stężenie TSS z 12 posiłków dziennie

Objętość wody: 1000 metrów sześciennych

Gęstość chowu: 15 kg/m³

Stopa dokarmiania: 3%

Stopa usuwania cząstek zawieszonych w systemie wody cyrkulacyjnej: 80%

Częstotliwość cyrkulacji: raz na 2 godziny, 12 razy dziennie

Strategia dokarmiania: 12 posiłków dziennie

Krok 1: Oblicz całkowitą biomasę

Najpierw oblicz całkowitą biomasę w systemie chowu akwakultury.

Całkowita biomasa = objętość wody × gęstość chowu = 1000 m3 × 15 kg/m3 = 15000 kg

Krok 2: Oblicz dzienne zapotrzebowanie na pokarm

Oblicz dzienne zapotrzebowanie na pokarm na podstawie stawki dokarmiania.

Dzienne zapotrzebowanie na pokarm = całkowita biomasa × stawka dokarmiania = 15000 kg × 3% = 450 kg/dziennie

Ponieważ jest 12 posiłków dziennie, ilość pokarmu dla każdego posiłku wynosi:

Ilość pokarmu na jeden posiłek = 450 kg/12 = 37,5 kg/posiłek

Krok 3: Oblicz wzrost ogólnej zawartości zanieczyszczeń (TSS) dla każdego cyklu

Zakładamy, że po dokarmieniu pokarm zostanie przekształcony w cząstki zawieszone. Po każdym dokarmieniu wzrost TSS wynosi:

Zwiększenie SST = ilość paszy na posiłek = 37,5 kg

Krok 4: Oblicz usuwanie SST dla każdego cyklu

System wody obiegowej usuwa 80% zawieszonych cząstek w każdym cyklu. Dlatego usunięcie TSS po każdym cyklu wynosi:

Usunięcie TSS = aktualne TSS × 80%

Krok 5: Symulacja zmian TSS w ciągu 24 godzin

Musimy przesymulować zmiany SST w ciągu 48 godzin, z cyklem co 2 godziny. 12 cykli dziennie, łącznie 12 cykli w ciągu 24 godzin.

Zainicjuj TSS na 0 kg.

Kroki każdego cyklu:

Karmienie (razem co 2 godziny, czyli raz na cykl)

Usuń 80% TSS

Z powyższej analizy możemy zauważyć, że:

4 posiłki dziennie: Ilość cząsteczek zawieszonych wyraźnie rośnie po karmieniu, a następnie stopniowo maleje. Wartość szczytowa jest wysoka (22,68 kg) i wahania są duże.

12 posiłków dziennie: Stężenie cząsteczek zawieszonych jest stabilne na poziomie 9,37 mg/L

Wniosek: Poprzez tryb karmienia małymi porcjami i częstymi posiłkami można obniżyć SST oraz zmniejszyć zużycie energii przez urządzenia.

Tryb karmienia 12 posiłkami dziennie skutecznie obniża szczytowe stężenie cząsteczek zawieszonych, zmniejsza wahań parametrów jakości wody oraz obciążenie i zużycie energii urządzeń filtrujących.

Tryb żywienia 4 posiłkami dziennie będzie powodował duże wahania stężenia zawiesin i zwiększy zużycie energii przez urządzenia filtrujące oraz pompy wodne.