Kontrola cząstek stałych w obiegu wody (I): Cele kontroli i budowa systemu monitorującego!

Kontrola procesu cząstek stałych w wodzie cyrkulacyjnej w akwakulturze      

Zawieszone cząsteczki w systemach recyrkulacyjnego chowu ryb są głównie złożone z odchodów, resztek przynęty, floków bakteryjnych i śluzu rybnego, które pochodzą głównie z paszy mieszankowej podawanej do akwariów. Aż 25% tej paszy zostaje ostatecznie przekształcone w materię zawieszoną. Niewłaściwe strategie żywienia oraz metody usuwania mogą łatwo prowadzić do gromadzenia się i rozkładu cząsteczek zawieszonych w systemie, co negatywnie wpływa na zdrowie ryb i jakość wody w hodowli. Gromadzenie się cząsteczek zawieszonych powoduje reakcje stresowe u chowanych zwierząt, wpływa na oddychanie skrzelowe i zmniejsza odporność ryb na choroby. Akumulacja cząsteczek zawieszonych może również łatwo prowadzić do zapychania urządzeń hodowlanych. Rozkład i mineralizacja cząsteczek zawieszonych w systemie recyrkulacyjnego chowu ryb prowadzi do wzrostu zawartości azotanów amonowych i azotynów w wodzie hodowlanej, zwiększa zapotrzebowanie na tlen biologiczny, obciąża biofiltr i wpływa na jego funkcję nitryfikacyjną. Dlatego szybkie usuwanie cząsteczek zawieszonych w systemach recyrkulacyjnego chowu ryb jest kluczowe dla utrzymania normalnego funkcjonowania systemu oczyszczania wody, unikania degradacji jakości wody oraz zapewnienia prawidłowego wzrostu chowanych organizmów.

ⅰ. Co to jest kontrola procesu cząstek stałych w obiegu wodnym?      

Kontrola procesu cząstek stałych w systemach recyrkulacyjnych hodowli wodnych odnosi się do procesu monitorowania, usuwania i regulacji zawiesin (Total Suspended Solids, TSS) w masie wodnej za pomocą szeregu środków technicznych i zarządzaniowych w systemie recyrkulacyjnej hodowli wodnej, w celu utrzymania stabilnej jakości wody, zapewnienia zdrowia organizmom hodowlanym oraz poprawy efektywności działania systemu. W systemie recyrkulacyjnej hodowli wodnej kontrola procesu cząstek stałych stanowi kluczowy element umożliwiający zapewnienie efektywnej pracy systemu, utrzymanie stabilnej jakości wody oraz ochronę zdrowia organizmów wodnych. Kontrola procesu cząstek stałych w obiegu wodnym obejmuje następujące części:

(1). Cele sterowania

1. Utrzymanie czystości wody: Kontrolując cząstki stałe, zapobiegaj ich gromadzeniu się w wodzie i pogorszeniu jakości wody, na przykład poprzez zmniejszenie przejrzystości środowiska wodnego oraz stworzenie dobrych warunków życia dla organizmów hodowlanych. Utrzymuj stężenie ogólnej zawiesiny (TSS) we wnętrzu zbiornika wodnego w dopuszczalnym zakresie dla organizmów hodowlanych (zazwyczaj TSS kontrolowane na poziomie 10–30 mg/L)

2. Zmniejszenie ryzyka występowania chorób: Cząstki stałe mogą przenosić patogeny lub stanowić dla nich siedlisko. Skuteczna kontrola nad cząstkami stałymi pomaga zmniejszyć ryzyko zachorowań organizmów hodowlanych.

3. Poprawa skuteczności działania systemu: zapobieganie zatykaniu urządzeń, przedłużenie czasu ich eksploatacji oraz obniżenie kosztów operacyjnych.

(2). Ogniwo sterujące

1. Umiar w dokarmianiu: Dokładnie obliczaj ilość paszy, aby uniknąć nadmiernego dokarmiania i resztek paszy. W zależności od typu, wielkości, stadium wzrostu i warunków hodowli organizmów żywych, opracuj naukową strategię dokarmiania. Zaleca się zainstalowanie maszyny do automatycznego dokarmiania i przyjęcie naukowej strategii dokarmiania, takiej jak dokarmianie niewielkimi porcjami wielokrotnie, aby zmniejszyć ilość resztek paszy wpadających do zbiornika wodnego i tworzących cząstki stałe.

2. Optymalizacja gęstości hodowli: W zależności od pojemności zbiornika wodnego oraz cech wzrostowych organizmów hodowlanych, racjonalnie określ gęstość hodowli. Zbyt duża gęstość hodowli prowadzi do zwiększenia się metabolitów biologicznych i odpowiedniego wzrostu ilości generowanych cząstek stałych. Dlatego konieczne jest odpowiednie dostosowanie gęstości hodowli w celu zapobieżenia jej nadmiernemu zagęszczeniu.
(3). Monitorowanie w czasie rzeczywistym i kontrola procesu

1. Monitorowanie jakości wody: Zainstaluj miernik mętności, aby monitorować w czasie rzeczywistym lub okresowo stężenie cząstek stałych, mętność oraz inne wskaźniki w ciele wodnym, jak również inne powiązane parametry jakości wody, takie jak zawartość tlenu rozpuszczonego i wartość pH, celem zrozumienia zmian zachodzących w cząstkach stałych i jakości wody.

2. Sterowanie inteligentne: Na podstawie danych pomiarowych system sterowania inteligentnego służy do automatycznego dostosowywania parametrów pracy i procesów technologicznych związanych z urządzeniami, na przykład poprzez regulację czasu pracy i częstotliwości filtracji urządzeń filtracyjnych, intensywności napowietrzania w jednostce biologicznego oczyszczania, dawki stosowanego środka chemicznego itp., w celu osiągnięcia precyzyjnej kontroli cząstek stałych.

ⅱ. System monitorujący do sterowania procesem cząstek stałych w wodzie obiegowej    

Ustanowienie systemu monitoringu do kontroli procesowej cząstek stałych w wodzie obiegowej jest ważnym krokiem w kierunku realizacji inteligentnego zarządzania systemami recyrkulacyjnymi do hodowli wodnej. Tylko dzięki bieżącemu monitorowaniu i kontrolowaniu stężenia zawiesiny (TSS) w zbiorniku wodnym możliwe jest szybkie regulowanie, pozwalające zapewnić stabilną jakość wody oraz zdrowie organizmów wodnych. Ustanowienie systemu monitoringu do kontroli procesowej cząstek stałych w wodzie obiegowej wymaga wyboru odpowiedniego sprzętu pomiarowego, instalacji i uruchomienia systemu, zarządzania danymi oraz ich analizy i integracji z systemem sterującym. Dzięki monitorowaniu w czasie rzeczywistym i inteligentnemu sterowaniu można skutecznie kontrolować stężenie cząstek stałych w wodzie, co gwarantuje efektywną pracę systemu recyrkulacyjnego oraz zdrowe wzrastanie organizmów wodnych.

(1). Wybierz odpowiedni sprzęt pomiarowy      

Monitorowanie zawiesin w wodzie wymaga użycia czujnika stężenia ogólnych zawiesin TSS.

Zasada działania: Pomiar stężenia zawiesin w wodzie przy zastosowaniu technologii optycznej lub ultradźwiękowej.

Parametry techniczne:

Zakres pomiarowy: 0-100 mg/L lub wyższy.

Dokładność: ±2% lub wyższa.

Sygnał wyjściowy: 4-20 mA, RS485, Modbus itp.

(2). Montaż czujnika      

Miejsce instalacji:

Staw do hodowli ryb: monitorowanie stężenia TSS w stawie do hodowli ryb.

Przepływ wejściowy i wyjściowy urządzenia filtracyjnego: ocena skuteczności usuwania urządzeń filtracyjnych.

Sposób instalacji:

Zanurzeniowy: zanurzyć czujnik bezpośrednio w masie wodnej.