Process för avlägsnande av fasta partiklar (III): Design av processparametrar och praktiska casestudier

（1）Designparametrar för processen för avlägsnande av uppsuspenderade partiklar i cirkulationsvattensystem

1. Parametrdesign för vertikalströmnings-sedimenteringstank

Cornell dubbelavloppssystem har använts allmänt och visat goda praktiska resultat. I en fiskodlingsdam som använder Cornell dubbelavloppssystem, strömmar 10–25 % av vattnet till vertikalströmnings-sedimenteringstanken genom bottenavloppsledningen och större delen av resten av vattnet leds ut genom sidodräneringen i fiskdammen. Användningen av dubbelavloppsdesign ökar markant förmågan att avlägsna och samla upp föroreningar via den vertikala långsamma flödesmetoden. Vid denna låga flödeshastighet ökar koncentrationen av partiklarna till tiodel jämfört med huvudflödesmät- och avskiljningsmetoden.

Förhållandet mellan flödeshastigheten genom den vertikala avskiljaren och flödeshastigheten som går in i sidoutloppet kan beräknas baserat på tvärsnittsarean hos avloppsledningen i botten av fisktoaleten. Generellt är röret som går in i sidoutloppet 110, och röret som går in i den vertikala avskiljaren är 50, så deras tvärsnittsareaförhållande är 5:1. Det innebär att cirka 17 % av vattnet strömmar in till den vertikala avskiljaren. Om man tar hänsyn till att koncentrationen av upphängda partiklar som kommer in till den vertikala avskiljaren är 10 gånger högre än koncentrationen som kommer in till sidoutloppet, innebär det att andelen upphängda partiklar som behandlas av den vertikala avskiljaren är cirka 70 %. I praktiken kan förhållandet mellan rördiametern som går in till sidoutloppet och rördiametern som går in till den vertikala avskiljaren justeras beroende på vilken fiskart och odlingstäthet som används, för att därigenom kunna justera flödesförhållandet till mikrofiltreringmaskinen och den vertikala avskiljaren separat.

Den viktigaste indikatorn för att avgöra vertikalströmningsavsättare är det hydrauliska uppehållstiden. Den hydrauliska uppehållstiden syftar på den genomsnittliga tiden som vattnet befinner sig i en vertikalströmningsavsättare. En tillräcklig hydraulisk uppehållstid är en av de viktigaste faktorerna för att säkerställa att de svävande partiklarna fullt ut kan avsättas. Den är kopplad till avsättarens volym och mängden vatten som behandlas. Inom återcirkulerande akvakultur rekommenderas att den hydrauliska uppehållstiden för en vertikalströmningsavsättare ska vara minst 30 sekunder. Om den hydrauliska uppehållstiden är för kort kan de svävande partiklarna föra ut ur avsättaren innan de hunnit sätta sig; om den är för lång kommer utrustningens storlek och kostnad att öka.

Vid konstruktion dimensionerar man vanligtvis utifrån erfarenhet:

vertikalströmningsavsättare: En 6-meters odlingstanke är utrustad med en vertikalströmningsavsättare med 600 mm diameter, och en 8-meters odlingstanke är utrustad med en vertikalströmningsavsättare med 800 mm diameter.

Höjd på vertikalströmningsbädd: 1 meter

Taper: 30 grader

Hur uppgraderar man en vertikalströmningsbädd till en intelligent vertikalströmningsbädd?

Traditionella vertikalströmningsbäddar kan endast tömma avloppsvatten genom att dra ut röret. Vanligtvis tappas allt vatten i vertikalströmningsbädden ut en gång när röret dras ut. På grund av det stora antalet cirkulationsvattenfiskdammar kan manuellt arbete i allmänhet bara utföras 1–2 gånger per dag. Emellertid kommer resterna av foder och gödsel i vertikalströmningsbädden att långsamt brytas ner inom en halvtimme, varefter de blir lösliga partiklar som svävar uppåt och fortsätter att rinna över från den övre delen av vertikalströmningsbädden in i mikrofiltreringsmaskinen, vilket ökar belastningen på mikrofiltreringsmaskinen och proteinseparatorn.

Därför kan ett smart avloppsventil installeras på avloppsledningen till den vertikala flottationsbassängen, och avloppet ledas ut i några sekunder varje timme, genom att använda en strategi för små mängder och flera urlakningar. På så sätt kan det återstående foder och avföring avlägsnas i tid, vilket minskar belastningen på mikrofilter och proteinseparatorn. Samtidigt är de små och flera urlakningarna mycket vattenbesparande och minskar utbyteshastigheten av vatten markant, vilket inte bara sparar vatten utan också energi.

Vid val av avloppsventil måste man välja en IP68 vattentät ventil, annars kommer ventilen lätt att rosta och falla ur funktion, vilket medför onödiga förluster. Om det gäller akvakultur i saltvatten rekommenderas det att välja UPVC-material för att förhindra korrosion från sjövatten.

Bangbang har tagit fram en smart avloppsventil som är speciellt utformad för vertikalströmnings-sedimentationsbassänger. Den är tillverkad av UPVC-material och har IP68 vattenskyddsnivå. Den är också utrustad med Internet of Things-design och har internetuppkoppling. Den kan fjärrkontrolleras via mobiltelefon och stöder schemalagd batchstyrning, vilket verkligen gör det möjligt att driva anläggningen utan personal på plats. Om ventilen inte stängs korrekt genereras ett telefonlarm. Denna minikontrollenhet för ventiler har en modulär design där en centralenhet styr fyra ventiler, och molnnätverksfunktionen gör installationen mycket enkel.

Den traditionella vertikalströmnings-sedimentationsbassängen uppgraderas verkligen till en smart vertikalströmnings-sedimentationsbassäng genom installation av denna enhet, vilket innebär intelligent och obemannad drift. Detta förbättrar inte bara vattenkvaliteten utan sparar även vatten och el.

2. Parameterdesign av mikrofiltreringsmaskin

Mikrofilter används för att avlägsna fasta partiklar i storleken 30–100 mikron. Mikrofiltrets behandlingskapacitet syftar på utrustningens vattenflödeskraft. Storleken på filtermaskorna bestämmer reningseffekten, och 200 mesh är i allmänhet tillräckligt. Hur bör vi då utforma parametrarna för ett mikrofilter?

Först vill jag introducera en ingenjörs erfarenhetsbaserade data för att underlätta praktisk drift:

Vattenflöde = akvakulturvolymer / cirkulationsfrekvens * 1,2

1,2 är en säkerhetsreserv, och cirkulationsfrekvensen syftar på hur många timmar det tar att cirkulera en gång. Cirkulationsfrekvensen bestäms vanligtvis utifrån olika akvakulturs arter och den biologiska bärförmågan. Om man till exempel har 1000 kubikmeter cirkulerande vatten för odling av seabass rekommenderas det att sätta cirkulationsfrekvensen till en gång per 2 timmar. Därför blir mikrofiltrets vattenflödeshastighet: 1000 / 2 * 1,2 = 600 ton

I praktiken kan du installera en 600 tons mikrofilter eller två 300 tons mikrofilter. Fördelen med att installera två mikrofilter är att när ett mikrofilter är ur drift kan det andra fortfarande fungera normalt. Priset för två mindre mikrofilter är dock högre än för ett enda mikrofilter.

3parametrisk design av proteinskimmers

Proteinskimmern används för att behandla fasta partiklar som är större än 30 mikron. Kapaciteten hos en proteinskimmer syftar på mängden vatten som passerar genom den per timme. Varje tillverkare av proteinbehandlingsutrustning anger den vattenmängd som går igenom den per timme. Till exempel, om en cirkulationsvolymsbehållare på 1 000 kubikmeter används för att odla laxfisk, är systemets cirkulationskapacitet 600 ton per timme. Då kan man välja en proteinskimmer med en kapacitet på 600 ton per timme.

（2）、Beräkna cirkulationsvolymen av cirkulationsvattnet

Ovan angav vi en tumregel för cirkulationsvolymen. Nu kommer vi att visa en noggrannare härledning och beräkningsmetod.

Först måste vi bestämma mängden avloppssuspenderade ämnen (TSS) som genereras i systemet. Detta kan beräknas med hjälp av följande formel:

RTSS = 0,25 × maximalt dagligt foderintag

Därefter beräknade vi systemets omsättning baserat på total mängd suspenderade partiklar genom att använda följande formel:

QTS S=

Där: QTSS är det beräknade värdet för systemets cirkulation baserat på TSS, uttryckt i m³/h;

TSSin är målet för cirkulationsvattnets TSS-kontroll;

TSSout är den önskade styrkonscentrationen av TSS i utflödet från fiskodlingsdammen, uttryckt i mg/L;

ETSS är avlägsnandeeffektiviteten av TSS i den fysiska filtreringsprocessen, uttryckt i %;

1000 är en masskonverteringsfaktor som omvandlar mg till g.

3, Praktiska fallstudier

Ett projekt på 1 000 kubikmeter cirkulerande vatten för odling av laxfiskar är under uppbyggnad. Projektets designspecifika tekniska indikatorer är följande:

Avlägsningsdensitet: 50kg/kubikmeter

Daglig föderningshastighet: 2%

Målfjärranledningsgraden för det upphängda partikelsystemet är: 70%

TSS-styrningsmålet för cirkulationsvatten är: 10 mg/L

Enligt ovanstående indikatorer beräknar vi cirkulationsvolymen för cirkulationsvattensystemet:

Först, låt oss beräkna vikten av upphängda partiklar som produceras varje dag:

RTSS = 0,25 X maximalt dagligt utfodringsmängd = 50 X 1000 X 2 % X 0,25= 250 kg/dag.

Enligt den ovanstående analysen kommer 70% av de fasta partiklarna (huvudsakligen spillnad foder och gödsel) att tas bort av vertikalströmnings-sedimenteringsanordningen, och endast 30% av de upphängda partiklarna kommer att gå in i cirkulationssystemet.

Baseras på detta, beräkna cirkulationsvolymen för det cirkulerande vatensystemet:

QTSS = = 600,96 m³/h

Denna beräkningsresultat visar att för att upprätthålla TSS-koncentrationen i odlingsdammen under 10 mg/L, vid ett borttagningseffektivitet på 52% för upphängda partiklar, behöver vi designa en cirkulationsvolym på cirka 600 m³/h.

I praktisk drift kan vi justera vattencyklingen i recirkulerande akvakultursystemet enligt dessa parametrar för att säkerställa att vattenkvaliteten uppfyller akvakulturbehoven. Till exempel, om vår halt av TSÖ överskrider standarden, finns det två möjligheter.

Mikrofiltrerings- och proteinskummareutrustningens kapacitet är mindre än 52%

Vertikalströmningsavsättarens behandlingskapacitet är mindre än 70%