Katı Partikül Giderme Süreci (III): Süreç Parametre Tasarımı ve Uygulamalı Örnek Olayları

（1）Sirkülasyon suyu sisteminde askıda partikül giderme süreci için tasarım parametreleri

1. Dikey akışlı çöktürme tankı parametre tasarımı

Cornell çift drenaj sistemi yaygın şekilde kullanılmış ve iyi pratik sonuçlar elde edilmiştir. Cornell çift drenaj sisteminin kullanıldığı balıkçılık havuzunda, suyun %10~25'i dikey akışlı çöktürme tankına taban drenaj borusu üzerinden akar ve kalan suyun çoğu balık havuzunun yan drenajı yoluyla dışarı atılır. Çift drenaj tasarımının kullanılması, tabandaki atıkların dikey yavaş akış sayesinde drene edilmesi ve toplanması kapasitesini büyük ölçüde artırmaktadır. Bu düşük akış hızında, partikül madde konsantrasyonu, ana akım ölçüm ve tahliye yöntemine kıyasla 10 katına çıkmaktadır.

Dikey akışlı çöktürme tankına akan debi ile yanal deşarj borusuna giren debi oranı, balık tuvaletinin tabanındaki atık su borusunun kesit alanına göre hesaplanabilir. Genel olarak yanal deşarj borusuna giren boru çapı 110, dikey akışlı çöktürme tankına giren boru çapı ise 50'dir; bu nedenle kesit alanları oranı 5:1'dir. Yani yaklaşık %17'si dikey akışlı çöktürme tankına akmaktadır. Dikey akışlı çöktürme tankına giren süspansiyon partiküllerinin konsantrasyonunun, yanal deşarj borusuna giren konsantrasyonun 10 katı olduğu göz önünde bulundurulduğunda, bu hesaplamaya göre dikey akışlı çöktürme tankı tarafından işlenen süspansiyon partikülleri oranı yaklaşık %70'tir. Özel uygulamalarda yanal deşarj borusuna giren ve dikey akışlı çöktürme tankına giren boru çaplarının oranı, yetiştiriciliği yapılan tür ve yoğunluğa bağlı olarak ayarlanabilir ve böylece mikro filtre makinesine ve dikey akışlı çöktürme tankına giren akış oranları da ayrı ayrı ayarlanabilir.

Düşey akışlı çöktürme tanklarının belirlenmesindeki temel gösterge, hidrolik bekletme süresidir. Hidrolik bekletme süresi, suyun düşey akışlı bir çöktürme tankında ortalama olarak ne kadar süre kaldığını ifade eder. Yeterli hidrolik bekletme süresi, askıdaki partiküllerin tamamen çökebilmesini sağlamak için kritik faktörlerden biridir. Bu süre, tankın hacmi ve işlenen su miktarıyla ilişkilidir. Geri dönüşlü su ürünleri yetiştiriciliğinde, düşey akışlı çöktürme tanklarının hidrolik bekletme süresinin en az 30 saniye olması önerilir. Eğer hidrolik bekletme süresi çok kısa olursa, askıdaki partiküller çökelmeden tanktan uzaklaştırılabilir; eğer çok uzun olursa ekipmanın boyutu ve maliyeti artar.

Tasarımda genellikle deneyime dayalı olarak tasarım yapılır:

düşey akışlı çöktürme tankı: 6 metrelik bir yetiştirme havuzu, 600 mm çapında düşey akışlı çöktürme tankı ile donatılmıştır; 8 metrelik bir yetiştirme havuzu ise 800 mm çapında düşey akışlı çöktürme tankı ile donatılmıştır.

Düşey akışlı çöktürme tankının yüksekliği: 1 metre

Koniklik: 30 derece

Düşey akışlı çöktürme tankı, nasıl entegre düşey akışlı çöktürme tankına yükseltilir?

Geleneksel düşey akışlı çöktürme tankları, sadece boruyu çekerek düşey akışlı çöktürme tankı içindeki atık suyu tahliye edebilir. Genelde boru çekildiğinde düşey akışlı çöktürme tankındaki tüm su bir seferde tahliye edilir. Sirkülasyonlu su kültürü havuzlarının sayısı fazla olduğu için manuel çalışma genellikle günde 1-2 kez yapılabilir. Ancak, düşey akışlı çöktürme tankı içinde kalan yem artıkları ve dışkılar yarım saat içinde yavaşça parçalanarak sudaki çözünür askıda katı maddelere dönüşür ve daha sonra yüzerek düşey akışlı çöktürme tankının üst kısmından mikro filtre makinesine taşar, mikro filtre makinesi ve protein ayırıcının yükünü artırır.

Bu nedenle, dikey akışlı çöktürme tankının kanalizasyon borusuna akıllı bir kanalizasyon vanası takılarak her saat başı birkaç saniye süreyle atık suyun boşaltılması, küçük miktarlarda ve çok sayıda boşaltma stratejisi uygulanabilir. Bu şekilde artan yem kalıntıları ve dışkı zamanously boşaltılabilir; mikro filtre ve protein ayırıcının üzerindeki yük hafifletilir. Aynı zamanda küçük miktarlarda ve çok sayıda boşaltma yapmak su tasarrufu sağlar ve su değişim oranını büyük ölçüde düşürür; hem su hem de enerji tüketimi açısından tasarruf sağlar.

Kanalizasyon vanası seçerken IP68 su geçirmez vana seçilmelidir; aksi takdirde vana kolayca paslanır ve arızalanarak gereksiz kayıplara neden olur. Eğer deniz suyu ile balık yetiştiriciliği yapılıyorsa, deniz suyunun aşındırıcı etkilerine karşı UPVC malzeme seçmeniz önerilir.

Bangbang, dikey akışlı çökeltme tankları için özel olarak tasarlanmış akıllı bir atık su vanası pazara çıkarmıştır. Bu vana, UPVC malzemeden yapılmış olup IP68 su geçirmezlik performansına sahiptir. Ayrıca Nesnelerin İnterneti tasarımını benimsemiştir ve internet erişim özelliğine sahiptir. Cep telefonu ile uzaktan kontrol edilebilir ve toplu planlama kontrolleri gönderilebilir; bu da gerçekten insan gerektirmeyen bir çalışmayı sağlar. Vana kapanmada başarısız olursa telefonla alarm verilir. Bu vana mini ana cihazı modüler bir tasarıma sahiptir; tek bir ana cihaz dört vanayı sürer ve bulut ağına bağlanmak oldukça kolaydır.

Geleneksel dikey akışlı çökeltme tankı, bu cihazın kurulmasıyla gerçekten akıllı dikey akışlı çökeltme tankına yükseltilmiş olur; böylece akıllı ve insan gerektirmeyen bir çalışma sağlanmış olur. Bu durum yalnızca su kalitesini artırmakla kalmaz aynı zamanda su ve elektrikten tasarruf sağlar.

2. Mikrofiltre makinesinin parametre tasarımı

Mikro filtreler, 30-100 mikronluk askıdaki katı partiküllerin uzaklaştırılması için kullanılır. Bir mikro filtrenin işleme kapasitesi, ekipmanın su akış kapasitesiyle ifade edilir. Filtre gözenek boyutu, işleme etkisini belirler ve genelde 200 mesh yeterlidir. Peki, bir mikro filtrenin parametrelerini nasıl tasarlamalıyız?

İlk olarak, pratik uygulamayı kolaylaştırmak amacıyla mühendislik deneyim verilerinden bahsetmek istiyorum:

Su akışı = yetiştiricilik su hacmi / devir sayısı * 1,2

1,2 güvenli fazladan kapasite anlamına gelir. Devir sayısı, bir çevrimin kaç saatte tamamlanacağını ifade eder. Devir sayısı genellikle farklı yetiştiricilik türlerine ve biyolojik taşıma kapasitesine göre belirlenir. Örneğin, levrek yetiştiriciliği için 1000 metreküp kapasiteli bir dolaşım suyu sisteminde devir süresinin 2 saatte bir olması en uygunudur. Dolayısıyla mikro filtrenin su akış hızı şu şekilde olur: 1000/2*1,2=600 ton

Uygulamada, bir 600 tonluk mikro filtre veya iki 300 tonluk mikro filtre kurabilirsiniz. İki mikro filtre kurmanın avantajı, bir mikro filtrenin servis dışı olması durumunda diğerinin yine de normal şekilde çalışabilmesidir. Ancak iki küçük mikro filtrenin fiyatı, tek bir mikro filtrenin fiyatından daha yüksektir.

3protein skimmer parametre tasarımı

Protein skimmer, 30 mikrondan büyük süspansiyon partiküllerini işlemek için kullanılır. Protein skimmer'in işleme kapasitesi, saatte içinden akan su miktarını ifade eder. Her protein işleyici üreticisinin ekipmanları, içinden saatte akan su miktarını gösterecektir. Örneğin, eğer 1.000 metreküp büyüklüğünde bir dolaşım suyu levrek üretiminde kullanılıyorsa, sistemin dolaşım hacmi saatte 600 tondur. Bu durumda saatte 600 tonluk bir protein skimmer seçilebilir.

（2）、Döngü su sisteminin dolaşım hacmini hesaplayın

Yukarıda dolaşım miktarı için yaklaşık bir kural vermiştik. Şimdi ise kesin türetme ve hesaplama yöntemini vereceğiz.

Öncelikle, sistemde üretilen toplam askıda katı madde (TSS) miktarını belirlememiz gerekir. Bu, aşağıdaki formülü kullanarak hesaplanabilir:

RTSS = 0,25X maksimum günlük yem tüketimi

Ardından, toplam askıda partikül maddesine göre sistem devridaimini aşağıdaki formülü kullanarak hesapladık:

QTS S=

Burada: QTSS, TSS'ye göre hesaplanan sistem devridaimi değeridir ve birimi m³/s;

TSSin, dolaşım suyu TSS kontrolünün hedefidir;

TSSout, su ürünleri havuzunun çıkış suyundaki TSS hedef kontrol konsantrasyonudur ve birimi mg/L;

ETSS, fiziksel filtrasyon sürecinde TSS'nin giderim verimliliğidir ve % cinsinden ifade edilir;

1000, mg'ı g'ya çeviren kütle dönüşüm faktörüdür.

üç, Gerçek uygulama örnekleri

Levrek üretim için 1.000 metreküp sirkülasyonlu su projesi inşa edilmektedir. Proje tasarım teknik göstergeleri aşağıdadır:

Üretim yoğunluğu: 50kg/küp metrekare

Günlük besleme oranı: 2%

Askıdaki partikül sisteminin hedeflenen uzaklaştırma oranı: %70

Sirkülasyon suyunun TSS kontrol hedefi: 10 mg/L

Yukarıdaki göstergelere göre sirkülasyon suyu sisteminin sirkülasyon hacmini hesaplıyoruz:

Öncelikle her gün üretilen askıda kalan partikül maddenin ağırlığını hesaplayalım:

RTSS = 0,25X maksimum günlük yem miktarı = 50X1000X2 %X0,25= 250 kg/gün

Yukarıdaki analizlere göre katı partiküllerin %70'i (esas olarak arta kalan yem ve dışkı) dikey akımlı çöktürme cihazı tarafından atılacaktır ve sadece askıdaki partiküllerin %30'u sirkülasyon sistemine girecektir.

Buna göre, dolaşım su sisteminin dolaşım hacmini hesaplayınız:

QTSS == 600,96 m³/saat

Bu hesaplama sonucu, yetiştiricilik havuzundaki TSS konsantrasyonunu 10 mg/L'nin altında tutmak için, askıda partikül uzaklaştırma oranı %52 koşulu altında yaklaşık saatte 600 metreküp olan sirkülasyon hacmini tasarlamamız gerektiğini göstermektedir.

Gerçek işlemde, su kalitesinin yetiştiricilik ihtiyaçlarını karşılamasını sağlamak için bu parametrelere göre geri dönüşüm balıkçılık sistemindeki su sirkülasyonunu ayarlayabiliriz. Örneğin, eğer TSS konsantrasyonumuz standartların üzerine çıkarsa, iki olasılık vardır.

Mikrofiltrasyon ve protein skimmer ekipman işleme kapasitesi %52'den azdır

Dikey akışlı çöktürme tankı işleme kapasitesi %70'ten azdır