Proces usuwania cząstek stałych (II): Proces usuwania cząstek stałych

• Standardy pomiaru i kontroli cząstek stałych

Całkowita zawartość zawiesin (TSS) jest zazwyczaj używana jako parametr do pomiaru cząstek stałych w hodowli ryb z recyklacją wody. Odnosi się przede wszystkim do łącznej ilości cząstek stałych o rozmiarze większym niż 1 mikron w jednostce wody. W systemie recyklingu wody TSS obejmuje odchody ryb, nieużyte karmy, biofloki (martwe i żywe bakterie) itp. Rozmiar tych zawieszonych cząstek zmienia się znacznie od poziomu mikronowego do centymetrowego. Zawiesiny mogą bezpośrednio wpływać na zdrowie i wzrost ryb (szczególnie ryb wod gorących), a także zwiększać obciążenie biofiltra. Dlatego stężenie zawieszonych cząstek w recyklowanej wodzie powinno być utrzymywane w rozsądnym zakresie.

W niektórych krajach UE kontrola zawiesin cząsteczkowych w systemach akwakultury z recyklingiem jest stosunkowo ściślejsza. Na przykład, dla cieczy używanych w systemach akwakultury z recyklingiem, stężenie zawiesin cząsteczkowych (pomiar wykonywany metodą całkowitych zawiesin TSS) zazwyczaj powinno być kontrolowane poniżej 15 mg/L, aby utrzymać dobre jakość wody i środowisko ekologiczne.

Stany Zjednoczone mają również odpowiednie przepisy dotyczące jakości wody w zakresie akwakultury i oczyszczania wody. W systemie akwakultury z recyklingiem odpowiednia zawartość zawiesin cząsteczkowych (określana przez mętność i inne pokrewne wskaźniki) podlega również niektórynym ograniczeniom. Stężenie zawiesin cząsteczkowych wynosi ogółem około 8-12 mg/L jako stosunkowo idealny zakres, aby zapewnić przetrwanie i rozmnażanie się organizmów wodnych.

W rzeczywistym działaniu chińskich fabrycznych systemów akwakultury z recyklingiem wymagane jest, aby stężenie zawiesin cząsteczkowych (SS) było kontrolowane poniżej 10 mg/L. W przypadku wychowywania niektórych cennych gatunków o wysokich wymaganiach co do jakości wody, takich jak łosoś, wymaga się nawet kontrolowania tego wskaźnika poniżej 5 mg/L.

• Proces usuwania cząstek stałych

Usuwanie cząstek stałych jest ważnym etapem w oczyszczaniu wody w systemie recyklującego rybohospodarstwa, a zazwyczaj jest to pierwszy krok w oczyszczaniu wody. Podstawowym sposobem usuwania cząstek stałych w recyklującym rybohospodarstwie jest filtracja fizyczna. Dzięki filtracji mechanicznej, separacji grawitacyjnej i innym metodom, zawieszone cząstki, resztki karmy, odchody ryb oraz inne substancje stałe w wodzie są przechwytywane i usuwane, co pozwala na oczyśczenie jakości wody. W zależności od rozmiaru cząstek stałych, proces usuwania obejmuje trzy etapy: wstępne przetwarzanie, grube filtrowanie i drobne filtrowanie.

1. Wstępne przetwarzanie

Wstępną obróbkę przeprowadza się przede wszystkim w celu usunięcia większych cząstek o rozmiarze powyżej 100μm, zwłaszcza odchów ryb i nieużywanego karmy, aby uniknąć zwiększenia obciążenia kolejnych etapów procesowych po ich rozdrobnieniu w systemie. Głównym procesem jest osadzanie. Osadzanie to prosta technologia procesowa oparta na separacji grawitacyjnej. Realizuje się ją za pomocą następujących urządzeń:

1. Zbiornik ścieków na dnie basenu hodowlanego

Typowym zbiornikiem ścieków jest toaleta ryb. Toalety ryb są zwykle montowane na dnie basenu hodowlanego. Dzięki działaniu wirującego nurtu wody odpady i nieużywana karmę na dnie basenu są usuwane. Toalety ryb poprawiają wydajność zbierania ścieków, zmniejszają częstotliwość ręcznego czyszczenia i poprawiają stabilność środowiska hodowlanego.

2. Osadnik z przepływem pionowym

Zbiornik osadowy przepływu pionowego wykorzystuje zasadę naturalnego osadzania się strumienia wody pod wpływem grawitacji, aby rozdzielać zawiesinę i cząstki w wodzie.

Po wpływie wody do komory oddzielającej z otworu wejściowego, zawiesina i cząstki stopniowo osiadają na dno pod wpływem grawitacji i prędkości przepływu wody, podczas gdy czysta woda wydobywa się z górnego wyjścia. Sedimentator przepływu pionowego może usunąć 50%~70% stałych cząstek w osadach brudnych, co znacznie zmniejsza obciążenie subsequent equipment.

3. System Podwójnego Odsysania Cornell

Podwójne odsysanie Cornell odnosi się przede wszystkim do metody podwójnego odsysania stosowanej przez Uniwersytet Cornell w projektowaniu stawów rybnych. Ta metoda jest szczególnie odpowiednia dla stawów rybnych o kształcie kołowym. Jej podstawową cechą jest połączenie odsysania z dna z technologią powierzchniowego przepływu nadmiaru. Na stawie rybnym znajdują się dwa otwory odsysające: dolny i boczny, które pozwalają na szybkie usuwanie cząstek osadzalnych większych niż 100 mikronów za pomocą odsysania z dnienne, co uniemożliwia wprowadzanie cząstek do maszyny mikrofiltracyjnej i ich drugorzędne rozdrabnianie. W tym samym czasie cząstki zawieszające mniejsze niż 100 mikronów są odprowadzane do maszyny mikrofiltracyjnej przez powierzchniowe odsysanie w celu dalszego filtrowania. W systemie podwójnego odsysania Cornell 10%-25% wody odpływa przez rurociąg dolnego odsysania, a 75%-90% wody odpływa przez boczne odsysanie. Po osadzeniu metodą wolnego przepływu przez dno około 91% odchodów i 98% resztek karmy wchodzi do osadownicy przepływowej pionowej przez toaletę rybną na dnie i jest odpuszczana po osadzeniu.

2.Gruba filtry

Celem grubego filtrowania jest usunięcie zawiesinowych cząstek stałych o rozmiarze cząstek 30~100μm za pomocą tradycyjnej technologii filtracji przez nośnik. Powszechnie stosowanym urządzeniem jest wirujący bęben mikrofiltra. Zasada działania mikrofiltra polega na tym, że po przefiltrowaniu przez mikroporowy materiał filtracyjny, woda czysta wydobywa się z rury wyjściowej, podczas gdy pułapane nieczystości gromadzą się na powierzchni lub wewnątrz materiału filtracyjnego. Mikrofiltr może usunąć 30%~50% zawiesinowych cząstek stałych.

Bęben Mikrofiltra

3.Wysokoprzecinkowa obróbka

Wysokoprzecinkowa obróbka służy przede wszystkim do usuwania maleńkich zawiesinowych cząstek poniżej 30μm oraz niektórych rozpuszczalnych związków organicznych. Wykonuje się ją przede wszystkim za pomocą separacji pianowej przy użyciu ekstraktora białkowego. Separacja pianowa to powszechna metoda, która może usuwać maleńkie zawiesinowe cząstki i rozpuszczalne związki organiczne, a także ma pewne funkcje zwiększenia tlenku oraz usuwania dwutlenku węgla.

Wyrób do skracania białka