تخطيط التخطيط العام والعملية لورشة عمل أنظمة تربية الأحياء المائية الدائرية القائمة على اليابسة (RAS)

التصميم العام وعملية التخطيط

يتم تقسيم تصميم وتخطيط ورشة إنتاج الزراعة المائية الدائرية الصناعية على اليابسة إلى مرحلتين: مرحلة التخطيط و مرحلة التصميم .

1.مرحلة التخطيط

الخطوة الأولى: تحديد نوع الزراعة المائية

الخطوة الأولى هي اختيار نوع الأحياء المائية وإجراء تحليل جدوى لتحديد العائد على الاستثمار (ROI). تتطلب أنواع مختلفة من الأحياء المائية مستويات استثمار متفاوتة ومواصفات للمعدات. فشل تحديد النوع سيعيق اتخاذ قرارات بشأن تخصيص رأس المال واختيار المعدات.

الخطوة الثانية: تحديد حجم الاستثمار

بناءً على النوع المختار، بالاشتراك مع رأس المال المتاح ومصادر الأراضي، قم بتطوير خطة عامة للمنشأة. حدد عدد مراحل البناء وحجم كل مرحلة.

الخطوة الثالثة: تحديد إنتاجية الإخراج وكثافة التسمين

الخطوة الأخيرة في مرحلة التخطيط هي تحديد إنتاجية الإخراج وكثافة التسمين للمرحلة الأولى. هذه المعالم ضرورية لحساب المساحة المطلوبة لتربية الأحياء المائية وتصميم تخطيط الورشة.

 

2.مرحلة التصميم

في مرحلة التصميم، يجب تحديد حجم منطقة تربية الأحياء المائية بناءً على إنتاجية وكثافة تربية الأحياء المائية التي تم تحديدها في المرحلة الأولى، وتحديد نموذج ومعاملات المعدات.

تخطيط ورشة عمل تربية الأحياء المائية الدائرية المستندة إلى المصنع القائم على الأرض

1. تقسيم الوظائف

1) منطقة التربية

تُعتبر منطقة التربية النواة الأساسية للورشة، حيث يتم ترتيب أحواض التربية بطريقة منظمة ويمكن ضبطها بمراعاة أنواع وحجم التربية. أشكال أحواض تربية الأحياء المائية متنوعة، مثل الأحواض الدائرية التي توفر تدفقًا مائيًا موحدًا مما يساعد في جمع الملوثات؛ الحوض المربع المنحني الذي يتمتع بمعدل استغلال عالي للمساحة. يجب أن يضمن تصميم منطقة التربية قدرة الموظفين على تنفيذ العمليات مثل التغذية والتفتيش والصيد بسهولة، ويجب ترك ممرات مناسبة بين الأحواض.

2) منطقة معالجة المياه الدائرية

أنواع مختلفة من معدات معالجة المياه، مثل مرشح الطبل الشبكي الدقيق المرشحات البيوكيميائية، معقمات الأشعة فوق البنفسجية، إلخ، توضع بشكل مركزي في منطقة معالجة المياه الدوارة. تحتاج هذه المنطقة لأن تكون قريبة من منطقة تربية الأحياء المائية لتقصير طول الأنابيب، وتقليل مقاومة تدفق المياه وفقدان الطاقة. يتم ترتيب معدات معالجة المياه حسب تسلسل العملية لضمان أن مياه الصرف من تربية الأحياء المائية تصل إلى معيار إعادة التدوير بعد المعالجة تدريجياً.

3) منطقة المرافق الداعمة

تشمل منطقة المرافق الداعمة غرف التوزيع، غرف التحكم، غرف تخزين العلف، غرف تخزين الأدوية، وما إلى ذلك. يجب أن تضمن غرفة التوزيع توفير الطاقة بشكل مستقر، بينما تُستخدم غرفة التحكم لمراقبة مركزة لجميع المعلمات الخاصة بنظام التربية المائية، مثل درجة حرارة الماء، جودة الماء، الأكسجين الذائب، وما إلى ذلك، وذلك لضبط بيئة التربية المائية في الوقت المناسب. يجب الحفاظ على غرفة تخزين العلف جافة ومهوطة لمنع رطوبة العلف والعفن؛ ويجب أن تلتزم غرفة تخزين الأدوية باللوائح الأمنية ذات الصلة، وتقوم بتقسيم وتخزين الأدوية لتسهيل الوصول إليها.

2. اللوجستيات وتدفق المياه

1) اللوجستيات

خطط لقنوات نقل المواد الواضحة من مدخل الورشة إلى منطقة التربية ومنطقة المرافق الداعمة وما إلى ذلك، لضمان سهولة نقل العلف، والأسماك الصغيرة، والمعدات وغيرها من المواد. يجب أن يكون عرض القناة متوافقًا مع متطلبات العربات الناقلة أو أدوات المناولة لتجنب الاختناقات.

2) تدفق الماء

تصميم مسار معقول لتدفق المياه. بعد تصريف مياه الصرف الصحي من بركة التربية المائية، يتم ترشيحها تباعًا بواسطة مرشح الطبل الشبكي الدقيق لإزالة الجسيمات الصلبة الكبيرة، ثم تدخل إلى مرشح بيوكيميائي للمعالجة البيولوجية لتقليل المواد الضارة مثل النتروجين الأمونيوم. بعد ذلك يتم تعقيمها باستخدام معقم الأشعة فوق البنفسجية ونقلها أخيرًا إلى بركة التربية المائية مرة أخرى من خلال معدات مثل مضخة المياه، مما يشكل نظام دورة مغلق. يجب أن يتجنب اتجاه تدفق الماء الانحناءات والتقاطعات قدر الإمكان لتقليل فقدان الرأس.

3.نقاط التصميم الرئيسية لمصنع RAS البري

（1) النقاط الأساسية في تصميم منطقة التربية المائية

1. تصميم أحواض التربية المائية

1) الشكل والحجم

تتميز البرك المائية الدائرية بشكل عام بقطر يتراوح بين 6-8 أمتار، وعمق يتراوح بين 1.5-2 متر، وقاعدة مخروطية تسهل جمع وإزالة الملوثات. يكون طول حافة البركة المستديرة الشكل بين 6-8 أمتار، مع ارتفاع الجوانب بين 1.2-1.5 متر. تصمم الزوايا السفلية بأطراف مستديرة لتقليل الزوايا الميتة في تدفق المياه. يجب تحديد حجم بركة التربية بناءً على عادات النمو وكثافة التربية لأنواع الأسماك المختلفة لضمان توفير مساحة نشاط كافية وبيئة نمو مناسبة للأسماك.

2) اختيار المادة

تشمل الأنواع الشائعة الفولاذ المقاوم للصدأ والمغطى بالقماش مع حوض قماش، وحوض مصنوع من مادة البولي بروبيلين، والحوض المختلط من الطوب والماء والطين، وما إلى ذلك. بناء الحوض المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ والمغطى بالقماش سهل ومريح، اقتصادي ويتمتع بمرونة ومتانة معينة؛ حوض مادة البولي بروبيلين مقاوم للتآكل، سهل التنظيف ولديه عمر خدمة طويل؛ أما الحوض المختلط من الطوب والماء والطين فهو متين ومستدام، مع أداء عزل جيد، لكن فترة البناء طويلة وكلفته مرتفعة. يمكن اختيار المواد المناسبة بناءً على الاحتياجات الفعلية والحالة الاقتصادية.

2. جهاز ترسيب التدفق العمودي

يلعب جهاز الترسيب بتدفق عمودي دورًا مهمًا في ورشة تصنيع إعادة تدوير مزارع الأحياء المائية القائمة على البر. من منظور عملية معالجة النفايات الصلبة، فهو رابط أساسي في تنقية المياه الأولية. أثناء عملية تربية الأحياء المائية، تدخل الجزيئات الكبيرة مثل البواقي العلفية والبراز الذي تنتجه الأسماك إلى جهاز الترسيب بتدفق عمودي مع تدفق المياه. بسبب تصميمه الخاص للتدفق العمودي، يتباطأ سرعة التدفق تدريجيًا أثناء الصعود، مما يؤدي إلى استقرار الجزيئات الصلبة الأثقل في القاع تحت تأثير الجاذبية، مما يحقق فصلًا أوليًا بين الصلب والسائل. يمكن إزالة الجزيئات القابلة للترسيب التي يزيد حجمها عن 100 ميكرون بواسطة جهاز الترسيب العمودي. وفقًا للإحصائيات، يمكن لعملية الترسيب بتدفق عمودي التعامل مع 80٪ من الجزيئات الصلبة. هذا التقاط الفعال يمكن أن يمنعها من دخول معدات معالجة المياه الأكثر تطورًا، ويقلل من خطر انسداد المعدات، ويطيل عمرها الافتراضي.

3. الكثافة التكاثرية وتصميم برك التكاثر

1) الكثافة التكاثرية

تحديد كثافة تكاثر معقولة بناءً على عوامل مثل نوع الكائنات المتكاثرة، حجم البركة، وقدرة معالجة المياه. يمكن أن يؤدي زيادة الكثافة التكاثرية إلى تدهور جودة المياه، نمو الأمراض، وغيرها من المشكلات، بينما يمكن أن يؤثر انخفاض الكثافة بشكل مفرط على كفاءة التكاثر. على سبيل المثال، يتم تربية سمك الباس في بركة دائرية قطرها 6 أمتار وعمقها 1.5 متر، ويمكن السيطرة على الكثافة التكاثرية عند حوالي 50 كيلوجرام لكل متر مكعب من الماء.

2) تصميم برك التربية المائية

يمكن ترتيب برك التربية المائية في صفوف أو أعمدة، مع ترك مساحة كافية بين الصفوف والأعمدة لتسهيل عمليات العاملين والصيانة. يبلغ الفاصل العام بين الصفوف 1.2 متر، وبين الأعمدة 2 متر. يتم وضع جهاز ترسيب التدفق العمودي بين بركتين للتكاثر.

（2) النقاط الرئيسية لتصميم منطقة معالجة المياه الدائرية

1. منطقة معالجة المواد الصلبة الجسيمية

إزالة المواد الصلبة الجسيمية هي خطوة مهمة في معالجة المياه لأنظمة تربية الأحياء المائية الدائرية، وهي عادة أول خطوة في معالجة المياه. الطريقة الأساسية لإزالة الجسيمات الصلبة في أنظمة تربية الأحياء المائية الدائرية هي الترشيح الفيزيائي. من خلال الترشيح الميكانيكي، والفصل بالجاذبية، وغيرها من الطرق، يتم اعتراض وإزالة الجسيمات العالقة، وبقايا الغذاء، وبراز الأسماك، وغيرها من المواد الصلبة في الماء لتنقية جودة المياه. بناءً على حجم الجسيمات الصلبة، تتضمن عملية إزالة الجسيمات الصلبة ثلاث خطوات: المعالجة الأولية، الترشيح الخشن، والترشيح الدقيق. يكون المستقر التدفقي العمودي هو أول عملية معالجة أولية ويجب تركيبه بجانب حوض التربية في منطقة التربية. يجب تركيب آلة الترشيح الدقيقة والفواصل البروتينية للترشيح الدقيق في منطقة معالجة المياه الدائرية.

2. آلة الترشيح الدقيقة

اختر مرشح الطبل الشبكي الدقيق مع قدرة معالجة مناسبة بناءً على حجم تربية الأحياء المائية وتصريف مياه الصرف. فتحة الترشيح لـ مرشح الطبل الشبكي الدقيق عادة ما تكون 200 شبكة. يجب اختيار مواصفات مرشح الطبل الشبكي الدقيق بناءً على قدرة الدورة في تصميم النظام. كلما كانت كمية الدورة أكبر، كانت مواصفات مرشح الطبل الشبكي الدقيق أكبر. عادةً، بالنسبة لـ 500 متر مكعب من مياه تربية الأحياء المائية، يجب اختيار جهاز ترشيح دقيق بقدرة 300-500 طن في الساعة. يجب تركيب مرشح الطبل الشبكي الدقيق قريبًا من مخرج الصرف في منطقة تربية الأحياء المائية لتقليل وقت وجود مياه الصرف في الأنابيب ومنع ترسب النفايات الصلبة وإغلاق الأنابيب. ضمان انسجام مستوى مرشح الطبل الشبكي الدقيق خلال التركيب لتسهيل التشغيل والصيانة الطبيعية للمعدات.

3. بركة الضخ

حوض مضخة أنظمة تربية الأحياء المائية الدائرية هو المكون الأساسي لنظام تربية الأحياء المائية بالمياه الدوارة، وهو مسؤول عن تدوير المياه وتنقيتها ونقلها. معقولية تصميم الحوض تؤثر بشكل مباشر على كفاءة التشغيل واستقرار جودة المياه في نظام التربية السمكية.

1) وظيفة حوض المضخة

تقديم الدعم的动力

يعتبر حوض المضخة، كـ"القلب" لنظام المياه الدوارة بالكامل، مزودًا بمضخة مياه مسؤولة عن سحب المياه المعالجة من خزان الترسيب أو عمليات المعالجة الأخرى ونقلها إلى خزان تربية الأحياء المائية. من خلال تشغيل المضخة، يتم إعطاء الطاقة الحركية الكافية للكتلة المائية، مما يتجاوز مقاومة الأنابيب والاختلافات في مستوى المياه، ويضمن تدفق المياه بشكل مستمر واستقراره بين المناطق المختلفة، ويحافظ على التشغيل الطبيعي لنظام تربية الأحياء المائية. بدون القوة التي توفرها حوض المضخة، سيتوقف النظام بأكمله للتدوير المائي، وسيسوء بسرعة البيئة الحياتية للأسماك.

تخفيف الحمل وثبات الجهد

يمكنه تخفيف التغيرات في الضغط الناتجة عن تشغيل أو إيقاف المضخة أو تقلبات تدفق المياه، مما يتجنب أضرار التأثير على خطوط الأنابيب والمعدات. عند بدء تشغيل مضخة المياه فجأة، يتم شفط كمية كبيرة من المياه بسرعة إلى حوض المضخة. في هذا الوقت، يمكن لحجم أكبر من حوض المضخة أن يستوعب التدفق الفوري للمياه، مما يضمن انتقالاً سلساً في سرعة التدفق ومنع ضغط المياه الزائد من التأثير على خطوط الأنابيب اللاحقة؛ وبالمثل، عندما تتوقف مضخة المياه عن العمل، يمكن إطلاق المياه المتبقية في حوض المضخة تدريجياً للحفاظ على ضغط مائي معين في النظام، مما يضمن أن بعض المعدات (مثل المجتمع المجهربي في مرشح البيوكيميائي) لا تزال تعمل في بيئة مستقرة نسبيًا ويضمن استدامة فعالية معالجة المياه.

نقاط أساسية في تصميم حوض المضخة

تحديد الحجم

تحتاج سعة خزان الضخ إلى مراعاة عوامل مثل حجم تربية الأحياء المائية، ومعدل تدفق مضخة المياه، واستقرار تشغيل النظام. بشكل عام، يجب أن تمثل سعة خزان الضخ 8% - 9% من مجموع كمية مياه تربية الأحياء المائية. التأكد من وجود كمية كافية من المياه الاحتياطية في الخزان أثناء بدء ووقف عمل مضخة المياه لمنع حدوث شح أو فائض.

تحسين الهيكل الداخلي

يمكن تركيب لوحة إرشادية داخل بركة المضخة لتهذيب تدفق المياه بشكل سلس إلى فتحة الشفط الخاصة بمضخة المياه وتحسين كفاءة مضخة المياه؛ يمكن أيضًا إضافة مقياس مستوى السائل لمراقبة مستوى المياه في البركة في الوقت الفعلي، والربط مع نظام تحكم المضخة لتحقيق بدء التشغيل وإيقافه تلقائيًا، مما يحسن من إدارة العمليات ويحسن أداء النظام بأكمله لنظام تربية الأحياء المائية بالمياه الدوارة. يجب أن يكون تصميم بركة المضخة مزودًا بفتحة فائض. عندما يكون درجة حرارة المياه مرتفعة جدًا، يمكن تصريفها عبر أنبوب الفائض لمنع انسكاب المياه خارج بركة المضخة.

موقع بركة المضخة

تقع بركة المضخة تحت مرشح الطبل الشبكي الدقيق ، في أدنى نقطة لنظام المياه الدوارة بالكامل. تتدفق المياه مباشرة إلى بركة المضخة بعد ترشيحها بواسطة مرشح الطبل الشبكي الدقيق .

4. نقاط التصميم للمصفاة البروتينية

تُستخدم فواصل البروتين بشكل أساسي لإزالة الجزيئات المعلقة الصغيرة التي يقل قطرها عن 30 ميكرون وبعض المواد العضوية القابلة للذوبان، كما أنها تمتلك وظائف معينة لتزويد الأكسجين وإزالة غاز الكربون. يتم وضع فاصل البروتين خلف خزان الضخ، ويمر الماء من خزان الضخ عبر فاصل البروتين قبل دخوله إلى المرشح الحيوي.

（3) نقاط تصميم المرشح الحيوي

يعد المرشح الحيوي في نظام تربية الأحياء المائية الدائري أحد المكونات الأساسية لمعالجة المياه. وظيفته الرئيسية هي تحلل المواد الضارة مثل النيتروجين الأموني والنيتريت في الماء بواسطة عمل الكائنات الحية الدقيقة، وحفظ استقرار جودة المياه. يؤثر حجم المرشح الحيوي وكمية الحشو البيولوجي مباشرة على كفاءة المعالجة واستقرار التشغيل وأداء النظام السمكي بشكل عام.

1. حجم المرشح الحيوي

يجب تحديد حجم المرشح الحيوي في نظام تربية الأحياء المائية الدائري وفقًا لأنواع مختلفة من تربية الأحياء المائية. على سبيل المثال، يؤدي القدرة البيولوجية المنخفضة لروبيان جنوب أمريكا إلى كمية تغذية أقل في الأجسام المائية المكعبة. لذلك، نسبة حجم المرشح الحيوي إلى المياه المستخدمة في تربية الأحياء المائية تكون نسبية منخفضة. يكون حجم خزان المرشح الحيوي لتربية الأسماك المفترسة مثل سينيبركا تشواتسي والبلطي أكبر بنسبة 10٪ -20٪ مقارنة بتلك الخاصة بالأسماك العاشبة مثل سمك البوري والبلطي بسبب كمية النفايات التي تحتوي على النيتروجين والتي يتم التخلص منها، وذلك لتعزيز قدرة تنقية المياه ولتلبية احتياجاتهم لمياه ذات جودة عالية. باعتبار سمك الباس البحرية كمثال، يجب أن يشكل حجم المرشح الحيوي 50٪ من إجمالي مياه تربية الأحياء المائية.

2. الترشيح متعدد المراحل ووقت الاحتفاظ الهيدروليكي

كلما كانت فترة الاحتفاظ الهيدروليكية في المرشح البيولوجي أطول، كان تأثير إزالة أملاح النتروجين الأمونياكي أفضل. تُحدد فترة الاحتفاظ الهيدروليكية من خلال حجم مرشحات البيولوجية وعدد المراحل في الترشيح متعدد المراحل. كلما زاد حجم المرشح البيولوجي، زاد عدد الطبقات التي يقوم بتنقيتها، مما يؤدي إلى زيادة فترة الاحتفاظ الهيدروليكية. لذلك، عند تصميم مرشحات بيولوجية، يُفضل تحقيق الترشيح متعدد المراحل قدر الإمكان.

3. كمية الحشوات البيولوجية

النواة الأساسية للمرشح البيولوجي هي مادة الترشيح البيولوجية، وكمية مادة الترشيح البيولوجي تحدد قدرة التآكل. يجب أن تصل نسبة ملء مادة الترشيح البيولوجي إلى حوالي 40٪ - 50٪ من حجم البركة البيولوجية.

4. نظام التهوية

يمكن أن يكون الأكسجين العامل المحدد لمعدل النترifikasi في المرشحات الحيوية، حيث إن محتواه في الماء منخفض وهو خاضع للمنافسة من البكتيريا الهيتروتروفية. يتطلب 4.57 جرام من الأكسجين لكل 1 جرام من النيتروجين الأمونيوم ليتم أكسدته إلى نيتروجين نيتريت. تنخفض معدلات نمو البكتيريا النيتريفايي عندما تكون نسبة الأكسجين الذائب أقل من 4 مجم/ل. لذلك، يجب على المرشح الحيوي الحفاظ على كمية كافية من الأكسجين الذائب لضمان تشغيل نظام النترификаشن.

تم تركيب قرص تهوية بقطر 215 مم ومعدل تدفق غازي قدره 2 م3/ساعة في قاع المرشح الحيوي. تم توفير مروحيتين من نوع روتس بقوة 5.5-7.5 كيلووات (أو مراوح طرد مركزي عالي السرعة) بمعدل تدفق غازي قدره 4.5 م3/دقيقة لتزويد المرشح الحيوي بالأكسجين وتمكين التعبئة البيولوجية من الدوران الكامل.

4) النقاط الرئيسية لتصميم التعقيم والتطهير

1. اختيار وتركيب معقمات الأشعة فوق البنفسجية

اختر معقم الأشعة فوق البنفسجية بقوة وقطر مناسبين وفقًا لمتطلبات معدل تدفق المياه الدوارة وجودة المياه. يجب تركيب المعقم فوق البنفسجي على خط أنابيب المياه الدوارة، بالقرب من مدخل حوض التربية، لضمان تعقيم المياه بشكل كامل قبل دخولها إلى حوض التربية. أثناء التركيب، يجب الانتباه إلى تجنب تسرب الأنابيب والأشعة فوق البنفسجية لضمان تشغيل المعدات بأمان.

 

2. طرق التعقيم الأخرى

بالإضافة إلى التعقيمaviolet، يمكن أيضًا استخدام طرق أخرى مثل تعقيم الأوزون، وتعقيم الكلور حسب الوضع الفعلي. يتميز تعقيم الأوزون بفعالية عالية في القضاء على الجراثيم وعدم ترك آثار جانبية، ولكنه يتطلب مولدات أوزون متخصصة وأجهزة معالجة الغاز الناتج؛ أما تعقيم الكلور فله تكلفة أقل، لكن الاستخدام غير السليم قد يسبب سمية للأسماك، ويجب السيطرة الصارمة على الجرعة وتركيز الكلور المتبقي.

（5) نقاط تصميم نظام التأكسجين

1. مصدر الغاز

الاكسجين الذائب في تربية الأحياء المائية الدائرية مهم للغاية، حيث يحدد مستوى الاكسجين الذائب كثافة تربية الأحياء المائية. من منظور تكوين النظام، يتكون نظام الأكسجة بشكل أساسي من جزء إمداد الغاز، نقل الغاز، جهاز التهوية، والأنظمة التحكمية الداعمة. يمكن أن يأتي إمداد الغاز من مكابس هواء، أو وحدات تركيز الأكسجين، أو خزانات الأكسجين السائل. يمكن لخزانات الأكسجين السائل توفير كمية كبيرة من الأكسجين ذي التركيز العالي في فترة زمنية قصيرة، وهي تُستخدم عادةً في تربية الأحياء المائية الصناعية الكبيرة لضمان وجود نسبة كافية من الاكسجين الذائب في مياه التربية تحت أحمال كثافة عالية. عند تصميم ورشة المياه الدائرية، إذا كان هناك مصدر غاز من الأكسجين السائل، يُفضل اختيار الأكسجين السائل كأولوية. لذلك، من الضروري تخصيص مساحة في الخارج لتثبيت الجهاز. خزان الأكسجين السائل وتصميم خطوط إمداد الهواء المقابلة. إذا لم يكن هناك أكسجين سائل، يمكن تركيب مولد أكسجين كمصدر للأكسجين. وهذا يتطلب تخصيص مكان لمولد الأكسجين في منطقة معالجة المياه

2. مخروط الأكسجين

يُعتبر مخروط الأكسجين جهاز تأكسجين فعّال في أنظمة تربية الأسماك الدائرية. تصميمه الفريد ومبدأ عمله يجعلانه يحقق أداءً جيدًا في تربية الأسماك الكثيفة والبيئات التي تتطلب نسبة عالية من الأكسجين الذائب. يمكن لمخروط الأكسجين تحقيق كفاءة ذوبان للأكسجين تزيد عن 90% من خلال خلط الأكسجين النقي تمامًا مع الماء، وهو أعلى بكثير من معدات التأكسجين التقليدية. في الوقت نفسه، يمكن لمخاريط الأكسجين زيادة تركيز الأكسجين الذائب في الماء بشكل كبير خلال فترة زمنية قصيرة، مما يجعلها مناسبة لتربية الأسماك ذات الكثافة العالية أو احتياجات التأكسجين الطارئة. عادةً ما تكون مخاريط الأكسجين هيكلات مخروطية عمودية ذات مساحة صغيرة، مما يمكن أن يعزز كفاءة استخدام الأرض. عند تصميم ورشة تربية الأسماك الدائرية، يجب تحديد منطقة معينة لمحور الأكسجين، والذي يمكن وضعه في المساحة المفتوحة بين المعدات الكبيرة بسهولة.

3. قرص التنفس النانوي

تكنولوجيا الأكسجة باستخدام القرص السيراميك النانوي هي تقنية أكسجة متقدمة تُستخدم في أنظمة تربية الأحياء المائية الدائرية، والتي تعتمد على أقراص التهوية المصنوعة من مواد سيراميك نانوية لذوبان الأكسجين في الماء بكفاءة. مقارنةً بالطرق التقليدية للأكسجة، فإن الأقراص السيراميك النانوية لديها مزايا كبيرة في الأكسجة. أولاً، سطح القرص السيراميك النانوي يحتوي على بنية مجهرية مسامية موحدة، يمكنها إنتاج فقاعات صغيرة جدًا (عادة ما تكون قطرها أقل من مليمتر واحد)، مما يزيد بشكل كبير من منطقة الاتصال بين الأكسجين والماء. بسبب حجمها الصغير وسرعتها البطيئة أثناء الصعود، يتم تمديد وقت إقامة الأكسجين في الماء، مما يحسن كفاءة الذوبان بشكل ملحوظ، وعادةً يصل إلى 35٪ -40٪.

عند تصميم الأقراص السيراميك النانوية، يمكن تكوينها وفقًا لحجم جسم الماء. بشكل عام، يتم تصميم قرص سيراميك نانوي لاستيعاب 10-15 متر مكعب من الماء. عند تركيب أقراص السيراميك النانوية، يمكن وضعها بالتساوي في قاع البركة التربوية.

 

（6) النقاط الرئيسية لتصميم منطقة المرافق الداعمة

1. تصميم غرفة التوزيع

1) حساب الحمل

احسب الحمل الكهربائي الإجمالي بناءً على الطاقة الإجمالية لجميع المعدات الكهربائية في ورشة التربية، وأضف هامشًا معينًا لتلبية الزيادة المحتملة في طلب الطاقة في المستقبل. وفي الوقت نفسه، يجب مراعاة استقرار وموثوقية التزود بالطاقة، ويمكن توفير مصادر طاقة مزدوجة أو مولدات احتياطية لضمان تشغيل نظام تربية الأحياء المائية بشكل طبيعي لفترة من الزمن في حالة انقطاع التيار الكهربائي.

2) تخطيط معدات توزيع الطاقة

يجب ترتيب تصميم معقول لموزعات الكهرباء، والمحولات، ورُفوف الكابلات والمعدات التوزيعية الأخرى داخل غرفة التوزيع. يجب تركيب موزع الكهرباء في مكان جاف وجيد التهوية لتسهيل التشغيل والصيانة. يجب وضع رُفوف الكابلات حسب المواصفات، مع فصل التيار القوي عن الضعيف لتجنب التداخل الكهرومغناطيسي. يجب تغطية أرضية غرفة التوزيع بمواد عازلة، وعلاج الجدران والسقف ضد الحرائق لضمان السلامة الكهربائية.

2. تصميم غرفة التحكم

1) تكوين نظام المراقبة

غرفة التحكم هي "الدماغ" لورشة التربية بأكملها ويجب أن تُجهَّز بأنظمة مراقبة متقدمة، بما في ذلك أجهزة مراقبة جودة المياه، وأجهزة استشعار درجة حرارة الماء، وأجهزة قياس الأكسجين الذائب، ومعدات المراقبة بالفيديو، وما إلى ذلك. يجب أن تكون جهاز مراقبة جودة المياه قادرًا على مراقبة المؤشرات الرئيسية مثل النيتروجين الأمونياكي، والنترات، والنترات، وقيمة pH في الماء بشكل فوري؛ يجب أن يقوم جهاز استشعار درجة حرارة الماء ومقياس الأكسجين الذائب بقياس دقيق لدرجة حرارة المياه ومحتوى الأكسجين الذائب في مياه التربية؛ يجب أن تغطي معدات المراقبة بالفيديو المناطق المهمة مثل مناطق التربية ومناطق معالجة المياه لتسهيل مراقبة حالة التربية وحالة تشغيل المعدات بشكل فوري من قبل الموظفين.

2) تصميم نظام التحكم

إنشاء نظام تحكم آلي لتحقيق التحكم عن بعد والضبط التلقائي لمختلف المعدات في ورشة التربية. على سبيل المثال، ضبط قوة تشغيل المروحة أو جهاز إنتاج الأكسجين تلقائيًا بناءً على محتوى الأكسجين الذائب في مياه التربية؛ تشغيل أو إيقاف جهاز التدفئة تلقائيًا بناءً على تغيرات درجة حرارة الماء؛ التحكم التلقائي في وقت التشغيل وجرعة أجهزة معالجة المياه بناءً على مؤشرات جودة المياه. يجب أن يكون للنظام التحكمي وظائف تخزين البيانات وتحليلها، وأن يكون قادرًا على تسجيل التغييرات في مختلف المعلمات أثناء عملية التربية، وتقديم دعم بيانات وأساس لاتخاذ القرارات لإدارة التربية.

3. نقاط التصميم لغرفة تخزين العلف وغرفة تخزين الأدوية

1) غرفة تخزين العلف

يجب الحفاظ على غرفة تخزين العلف جافة ومهووسة ومنعشة. يجب معالجة الأرضية باستخدام تدابير مضادة للرطوبة، مثل وضع سجاد مضاد للرطوبة أو استخدام مواد مقاومة للرطوبة. يجب تخزين العلف حسب الفئة، ويجب ترتيب أنواع وأحجام العلف المختلفة بشكل منفصل ووضع علامات واضحة عليه. يجب توفير أجهزة قياس درجة الحرارة والرطوبة في غرفة التخزين لمراقبة دورية لدرجة حرارة الرطوبة البيئية، لضمان عدم تأثر جودة العلف. يجب أن يكون ارتفاع تكدس العلف معتدلًا لتجنب الضغط الزائد والتلف للعلف الموجود في الأسفل.

2) غرفة تخزين الأدوية

يجب أن تتوافق غرفة تخزين الأدوية مع اللوائح الأمنية ذات الصلة، وتُنشئ خزائن أو رفوفًا مخصصة للأدوية، وتخزن الأدوية حسب الفئة. يجب تخزين المطهرات، والمبيدات الحشرية، والمضادات الحيوية وغيرها بشكل منفصل ووضع علامات واضحة عليها تتضمن أسماء الأدوية، والمواصفات، وتواريخ الانتهاء، والمعلومات الأخرى. يجب تجهيز غرفة تخزين الأدوية بمعدات التهوية ومعدات الإطفاء وما إلى ذلك لضمان السلامة البيئية. في الوقت نفسه، يجب إنشاء نظام تسجيل مخزون الأدوية لتسجيل التفاصيل المتعلقة بالمشتريات والاستخدام والمخزون للأدوية لتسهيل الإدارة والتتبع.

 

（7) نقاط تصميم نظام التهوية والتحكم في درجة الحرارة

1. نظام التهوية

1) اختيار طريقة التهوية

وفقًا لحجم وبنية ورشة التكاثر، يمكن استخدام مزيج من التهوية الطبيعية والتهوية الميكانيكية. يتم تحقيق التهوية الطبيعية بشكل رئيسي من خلال فتحات السقف في أعلى الورشة ونوافذ التهوية على الجدران الجانبية. عند السماح بالظروف الجوية، يجب استخدام الرياح الطبيعية قدر الإمكان للتهوية وتغيير الهواء. أما التهوية الميكانيكية فتتضمن تركيب مراوح شفط ومراوح محورية ومعدات أخرى لتحفيز تدفق الهواء، وإخراج الهواء الملوث من الورشة واستبداله بالهواء النقي.

 

2) حساب التهوية واختيار المعدات

احسب التهوية المطلوبة بناءً على العوامل مثل كثافة التربية، تبخر الماء، وتفريغ الحرارة من المعدات في ورشة التربية. بشكل عام، تكون التهوية المطلوبة لكل كيلوجرام من السمك في الساعة هي 0.1-0.3 متر مكعب. استنادًا إلى حجم التهوية المحسوب، اختر معدات تهوية ذات قوة ومنسوب هواء مناسبين، ورتب فتحات التهوية والأنابيب بشكل معقول لضمان توزيع هواء موحد وعدم وجود زوايا ميتة في الورشة.

2. نظام التحكم في درجة الحرارة

للاصناف التي تتطلب تدفئة شتوية للتكاثر، يجب اختيار معدات تدفئة مناسبة مثل المراجل، مضخات الحرارة، مساعِد كهربائية، وغيرها. المرجل يتمتع بكفاءة تدفئة عالية، ولكنه يتطلب غرف مراجل متخصصة ومجارير مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف التشغيل؛ مضخات الحرارة لها تأثير توفير طاقة جيد، لكنها تتطلب استثمارًا أوليًا كبيرًا؛ المساعِد الكهربائية سهلة التركيب، ولكن تكاليف تشغيلها أيضًا مرتفعة نسبيًا. اختر معدات التدفئة بناءً على عوامل مثل حجم التكاثر، ظروف إمداد الطاقة، والتكاليف الاقتصادية. يجب أن يكون موقع تركيب معدات التدفئة معقولًا لضمان توصيل الماء الساخن بشكل متساوٍ إلى كل بركة تكاثر. يمكن تحسين كفاءة التدفئة واستخدام الطاقة من خلال تركيب مضخات دوران المياه الساخنة وإجراءات عزل الأنابيب.

（8) تصميم نظام خطوط المياه الدائرية

ينبغي أن يتضمن نظام أنابيب المياه الدوارة التدفق الوارد، والتدفق الصاعد، والتصريف، وإضافة الأكسجين، وتجديد مياه بركة تربية الأحياء المائية. تمثل الأنابيب 'الأوعية الدموية' لأنظمة تربية الأحياء المائية ذات الكثافة العالية التي تعمل بشكل دائري. إذا كانت تخطيط الأنابيب غير صحيح أو كان التصميم خاطئًا، فسيتعرض منتجات تربية الأحياء المائية لمخاطر متعددة. يجب أخذ عوامل مثل الموقع، الحجم، الكمية لبرك تربية الأحياء المائية، وموقع مناطق معالجة المياه في الاعتبار عند تصميم تخطيط الأنابيب. من خلال تخطيط علمي ومنطقي، يمكن ضمان نقل المياه لتربية الأحياء بشكل متساوٍ وسريع إلى مختلف البرك، مع تسهيل نقل الفضلات والمياه ذات جودة المياه غير الطبيعية إلى منطقة المعالجة لمعالجتها. ينبغي تركيب نظام الأنابيب الخاص بالمياه الدوارة في خندق الأنابيب، مع توفير مساحة كافية للصيانة والتشغيل لكل طبقة من الأنابيب. يمكن وضع علامات على الأنابيب وفي المناطق الأخرى التي تتطلب التعرف، حيث تتكون الرموز التوضيحية من الأسماء الخاصة، اتجاهات التدفق، والمعالم الرئيسية للمعلمات العملية.

1. تكوين نظام خط الأنابيب:

1) خط الأنابيب للدخول

يكون خط الأنابيب للدخول مسؤولاً عن إرسال الماء المعالج مرة أخرى إلى بركة التربية. عادة ما يستخدم أنبوب الرئيسي للدخول من مواد PP أو PVC بقطر يتراوح بين 200 مم و315 مم، ويكون قطر أنبوب الدخول 75 مم إلى 110 مم، ويتم التحكم بمعدل التدفق بواسطة الصمامات.

2) خط الأنابيب لإعادة المياه

يكون خط الأنابيب لإعادة المياه مسؤولاً عن إرسال المياه من بركة التربية إلى نظام المعالجة. عادةً ما يتم وضع خطوط إعادة المياه في خنادق الأنابيب، ويُستخدم أنابيب PVC لتزويد المياه بقطر يتراوح بين 160 مم و400 مم.

3) خط الأنابيب للتصريف

يُستخدم لتصريف المياه من أحواض تربية الأحياء المائية، وإزالة الملوثات من أجهزة الترسيب ذات التدفق الرأسي، وتنظيف الملوثات من أنظمة الترشيح الدقيق. يتم استخدام أنابيب PVC بقطر يتراوح بين 200 مم إلى 250 مم عادةً لأنابيب الصرف. يُوصل أحد طرفي الأنابيب بخزان ترسيب خارجي، بينما يحتوي الطرف الآخر على مضخة مياه ضغط عالي لتنظيف الرواسب المتراكمة داخل الأنابيب بشكل دوري.

4) خط إمداد الأكسجين

يُستخدم لتزويد الأكسجين إلى حوض التربية. يتكون نظام خط إمداد الأكسجين من جزئين: الأول هو وضع أقراص أكسجة سيراميك نانوية في حوض التربية، وربطها بنظام تنظيم تدفق الغاز الخارجي عبر أنابيب PU عالية الضغط؛ أما الطريقة الثانية فهي خلط الأكسجين والماء بشكل كامل باستخدام مزج الأكسجين النقي، ومن ثم دخوله إلى حوض التربية عبر خط PVC منفصل.

5) خط تعويض المياه

يجب توصيل خط إمداد المياه بالخزان الخاص بنظام المياه الدوارة. يتم عادةً تصنيع خطوط إمداد المياه من مواد مقاومة للتآكل مثل أنابيب PVC أو PP لضمان تشغيل مستقر طويل الأمد للأنابيب. يتم استخدام الأنابيب ذات الأقطار المتنوعة بين 32 ملم و75 ملم بشكل شائع. يمكن تركيب صمامات تنظيم كهربائية وأجهزة استشعار مستوى المياه على خط إمداد المياه لمراقبة مستوى المياه في حوض التربية أو الخزان التخزيني في الوقت الفعلي من خلال جهاز استشعار مستوى المياه. عندما يكون مستوى المياه أقل من القيمة المحددة، يفتح الصمام الكهربائي تلقائيًا لإعادة تعبئة المياه؛ وعندما يصل مستوى المياه إلى القيمة المحددة، يغلق الصمام الكهربائي تلقائيًا.

2. مبادئ تخطيط الأنابيب

1) تقليل المقاومة

يجب أن يقلل تخطيط الأنابيب من عدد المنحنيات والوصلات لتقليل فقدان الرأس وضمان تدفق سلس للمياه.

2) اتجاه معقول

يجب وضع الأنابيب في خنادق أنابيب مخصصة قدر الإمكان لحمايتها من التأثيرات البيئية الخارجية. يجب أن تكون اتجاهات الأنابيب بسيطة ومعقولة قدر الإمكان، مع تجنب العبور.

3) سهولة الصيانة

يجب أن يترك كل طبقة من الأنابيب مساحة كافية للصيانة والتشغيل، مما يسهل الصيانة اليومية والإصلاح.

من أجل ضمان التشغيل المستقر للنظام في حالات الطوارئ، يجب على تصميم الأنابيب أيضًا اعتبار التدابير الطارئة. على سبيل المثال، يمكن استخدام معدات مثل المولدات الاحتياطية وأجهزة الأكسجة الطارئة في الحالات الطارئة مثل انقطاع التيار الكهربائي لضمان استمرار تدوير مياه التربية المائية وتجنب تدهور جودة المياه التي قد تضر بالكائنات المائية.

3. رسم تخطيط الأنابيب

تصميم الأنابيب أمر حاسم، ويجب رسم رسومات تصميم متخصصة للأنابيب.

(9)كيفية تحسين تصميم الورشة لتقليل استهلاك الطاقة الحرارية

1. من حيث التصميم الهيكلي

1) اختيار المواد للجدران والسقوف

استخدام مواد البناء ذات الأداء العازل الحراري الجيد، مثل الرغوة البوليويرثين والصوف الصخري وما إلى ذلك لبناء جدران وسقوف ورش العمل. بالنسبة للسقف، يمكن استخدام هيكل ذي قمة مثلثة أو قوسية، وتغطيته بمواد مثل بلاطات الأميانت وألواح الزجاج المقوى. قمة مثلثة أو قوسية يمكن استخدام هيكل ذي قمة مثلثة أو قوسية، وتغطيته بمواد مثل بلاطات الأميانت وألواح الزجاج المقوى.

2) إنشاء طبقة عازلة

تثبيت طبقات عازلة داخل الجدران والأرضيات والسقوف للورش لتقليل فقدان الحرارة. يجب تحديد سماكة الطبقة العازلة بناءً على الظروف المناخية المحلية ومتطلبات العزل.

3) تصميم الإغلاق

ضمان إغلاق جيد للأبواب والنوافذ وفتحات التهوية وغيرها من أجزاء الورش لمنع دخول الهواء البارد وفقدان الحرارة. يمكن تركيب شرائط إغلاق أو استخدام مواد لاصقة لإغلاق المعالجة.

2. اختيار المعدات والتخطيط

1) اختر معدات تدفئة فعالة وموفرة للطاقة

استخدام معدات تدفئة فعالة وموفرة للطاقة مثل مضخات الحرارة يمكن أن يقلل بشكل فعال من استهلاك الطاقة والتكاليف التشغيلية. تعمل مضخات الحرارة على تسخين مياه التسميد عن طريق امتصاص الحرارة من البيئة المحيطة، ولها نسبة كفاءة طاقة عالية.

2) استخدم قماش عازل أو فيلم عازل

تثبيت ستائر عازلة أو أفلام عازلة في الورشة يمكن أن يمنع فقدان الحرارة بشكل أكبر. على سبيل المثال، تركيب شutter قابل للطي وستارة عازلة في أعلى البناء الشفاف.

من خلال التطبيق الشامل لهذه التدابير، يمكن تحسين تأثير العزل في ورشة الزراعة المائية الدائرية بشكل فعال، وتقليل استهلاك الطاقة والتكاليف الإنتاجية، وتحسين كفاءة الزراعة.