Quy trình loại bỏ hạt rắn (II): Quy trình loại bỏ hạt rắn

• Tiêu chuẩn đo lường và kiểm soát các hạt rắn

Tổng lượng chất rắn lơ lửng (TSS) thường được sử dụng như một thông số để đo lường các hạt rắn trong nuôi trồng thủy sản tuần hoàn. Nó chủ yếu chỉ tổng lượng các hạt rắn có kích thước lớn hơn 1 micron trong một đơn vị nước. Trong hệ thống nước tuần hoàn, TSS bao gồm phân cá, thức ăn thừa, bioflocs (vi khuẩn chết và vi khuẩn sống), v.v. Kích thước của các hạt lơ lửng này khác nhau rất nhiều, từ mức micron đến cấp độ centimet. Các hạt lơ lửng có thể ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và sự tăng trưởng của cá (đặc biệt là cá nước lạnh) và làm tăng gánh nặng cho bộ lọc sinh học. Do đó, nồng độ các hạt lơ lửng trong nước tuần hoàn cần được duy trì trong phạm vi hợp lý.

Ở một số quốc gia EU, việc kiểm soát chất rắn lơ lửng trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn tương đối nghiêm ngặt. Ví dụ, đối với các nguồn nước dùng cho nuôi trồng thủy sản tuần hoàn, nồng độ chất rắn lơ lửng (được đo bằng tổng chất rắn lơ lửng TSS) thường được kỳ vọng sẽ được kiểm soát dưới 15 mg/L để duy trì chất lượng nước tốt và môi trường sinh thái.

Mỹ cũng có các quy định liên quan đến chất lượng nước trong lĩnh vực nuôi trồng thủy sản và xử lý nước. Trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn, hàm lượng chất rắn lơ lửng tương ứng (được chuyển đổi thông qua độ đục và các chỉ số liên quan khác) cũng chịu một số hạn chế. Nồng độ chất rắn lơ lửng thường ở khoảng 8-12mg/L là phạm vi lý tưởng tương đối để đảm bảo sự sống còn và sinh sản của sinh vật thủy sinh.

Trong hoạt động thực tế của các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn quy mô nhà máy ở Trung Quốc, nồng độ chất rắn lơ lửng (SS) thường được yêu cầu kiểm soát dưới 10 mg/L. Đối với việc nuôi một số loài quý hiếm có yêu cầu cao về chất lượng nước, như cá hồi, thậm chí cần kiểm soát dưới 5 mg/L.

• Quy trình loại bỏ các hạt rắn

Việc loại bỏ các hạt rắn là một phần quan trọng trong xử lý nước trong hệ thống thủy sản tuần hoàn, và thường là bước đầu tiên trong xử lý nước. Phương pháp cốt lõi của quá trình loại bỏ hạt rắn trong hệ thống thủy sản tuần hoàn là lọc vật lý. Qua lọc cơ học, tách trọng lực và các phương pháp khác, các hạt lơ lửng, tàn dư thức ăn, phân cá và các chất rắn khác trong nước được chặn lại và loại bỏ, từ đó làm sạch chất lượng nước. Theo kích thước của các hạt rắn, quá trình loại bỏ hạt rắn bao gồm ba bước: tiền xử lý, lọc thô và lọc tinh.

1. Tiền xử lý

Xử lý tiền xử chủ yếu nhằm loại bỏ các hạt lớn hơn có kích thước hạt trên 100μm, đặc biệt là phân cá và thức ăn thừa, để tránh chúng làm tăng tải trọng cho các quy trình sau khi bị nghiền nát trong hệ thống. Gói quy trình chính là lắng đọng. Lắng đọng là một công nghệ quy trình tách trọng lực đơn giản. Nó được thực hiện thông qua các thiết bị sau đây:

1. Hệ thống thu gom nước thải ở đáy ao nuôi

Hệ thống thu gom nước thải phổ biến là bồn vệ sinh cá. Các bồn vệ sinh cá thường được lắp đặt ở đáy ao nuôi trồng thủy sản. Qua tác động của dòng nước xoáy, phân cá và thức ăn thừa ở đáy ao sẽ được thải ra ngoài. Bồn vệ sinh cá cải thiện hiệu quả thu gom nước thải, giảm tần suất dọn vệ sinh thủ công và nâng cao sự ổn định của môi trường nuôi trồng.

2. Bể lắng dòng dọc

Bể lắng dòng chảy thẳng đứng sử dụng nguyên lý lắng tự nhiên của dòng chảy nước dưới tác động của trọng lực để tách chất lơ lửng và chất rắn trong nước.

Sau khi nước chảy vào buồng phân tách từ cửa vào, các chất lơ lửng và hạt dần dần lắng xuống đáy dưới tác động kết hợp của trọng lực và tốc độ dòng chảy, trong khi nước sạch được thải ra từ cửa thoát trên. Bể lắng dòng chảy thẳng đứng có thể loại bỏ 50%~70% các hạt rắn trong bùn lắng, giúp giảm đáng kể áp lực cho thiết bị ở giai đoạn sau.

3. Hệ thống thoát nước kép Cornell

Hệ thống thoát nước kép Cornell chủ yếu đề cập đến phương pháp thoát nước kép được sử dụng bởi Đại học Cornell trong thiết kế ao nuôi cá. Phương pháp này đặc biệt phù hợp cho các ao nuôi cá hình tròn. Đặc điểm cơ bản của nó là kết hợp giữa thoát nước đáy và công nghệ tràn bề mặt. Hai lỗ thoát nước, bao gồm thoát nước đáy và thoát nước bên, được đặt trên ao nuôi cá để kịp thời thải ra các hạt lắng có kích thước lớn hơn 100 micron thông qua hệ thống thoát nước đáy, từ đó tránh việc các hạt này đi vào máy lọc vi sinh gây ra hiện tượng nghiền thứ cấp. Đồng thời, các hạt lơ lửng nhỏ hơn 100 micron được thải vào máy lọc vi sinh thông qua hệ thống thoát nước bề mặt để lọc thêm. Trong hệ thống thoát nước kép Cornell, 10%-25% lượng nước chảy ra thông qua đường ống thoát nước đáy, và 75%-90% lượng nước chảy ra thông qua hệ thống thoát nước bên. Sau quá trình lắng tự nhiên theo phương pháp dòng chảy chậm ở đáy, khoảng 91% phân và 98% thức ăn thừa sẽ đi vào bộ lắng dòng chảy thẳng thông qua toilet cá ở đáy và được thải ra sau khi lắng.

2.Lọc thô

Mục đích của việc lọc thô là loại bỏ chất rắn lơ lửng có kích thước hạt từ 30~100μm bằng công nghệ lọc truyền thống. Thiết bị thường được sử dụng là bộ lọc trống quay. Nguyên lý hoạt động của bộ lọc vi sinh là sau khi lọc qua vật liệu lọc có lỗ nhỏ, nước sạch được thải ra khỏi ống xuất, trong khi các tạp chất bị giữ lại sẽ được thu thập trên bề mặt hoặc bên trong vật liệu lọc. Bộ lọc vi sinh có thể loại bỏ 30%~50% các hạt chất rắn lơ lửng.

Bộ lọc trống vi sinh

3.Xử lý tinh

Xử lý tinh chủ yếu dùng để loại bỏ các hạt lơ lửng nhỏ dưới 30μm và một số chất hữu cơ hòa tan. Quá trình này chủ yếu được thực hiện thông qua sự tách bọt bằng máy lọc protein. Tách bọt là phương pháp phổ biến có thể loại bỏ các hạt lơ lửng nhỏ và chất hữu cơ hòa tan, đồng thời cũng có chức năng tăng oxy và loại bỏ khí carbon dioxide nhất định.

Máy lọc protein