Pevninský industrializovaný systém recirkulační akvakultury (RAS) - Návrh procesu a parametrů (Část 2)

Systém recirkulační akvakultury (RAS) Principy návrhu procesu

Na rozdíl od tradiční akvakulturálního systému s přímým odtokem, Systém recirkulační akvakultury (RAS) dosahuje znovupoužití vody prostřednictvím pokročilých technologií a vybavení na čištění. Všechny součásti musí fungovat v scientificky uspořádaném pracovním postupu, aby byla zajištěna jejich účinnost. Klíčové principy návrhu zahrnují:

1. Posloupnost čištění: Tělesa → Kapaliny → Plyn

Neschopnost nejprve odebrat tělesné věcné částice by kompromitovala následující kroky. Například, biologická filtrací média pokrytá částicemi brání dusičnatkovým bakteriím v převodu amoniaku, což degraduje kvalitu vody. Přebytek organické hmoty z částic může také přetížit biofiltry.

Posloupnost čištění :
1. Odebrání pevných částic

• Odebrání rozpustných kontaminantů
• Odebrání CO₂
• Dezinfekce
• Oxygenace a řízení teploty

2. Ošetřování pevných odpadů podle velikosti částic

V Systém recirkulační akvakultury (RAS) systém, pevné částicové látky hlavně pocházejí z výkalů chovných organismů a krmení, které nebylo spotřebováno. Ošetřování pevných odpadů může používat různé ošetřovací metody podle velikosti částic, od velkých po malé.

Pro větší částice o velikosti přes 100 mikronů (hlavně rybí trus a zbylá návnada) jsou tyto částice sedimentovatelné. Abyste zabránili zvyšování zátěže dalších procesů po jejich rozpadu v systému, lze použít sedimentační proces. Vertikální sedimentační oddělovač je zařízení, které využívá gravitační separaci pro odstranění sedimentovatelných částic. Přes vertikální sedimentační proces se odstraní 60% - 70% pevných částic.

Po předzpracování vertikálním sedimentačním oddělovačem byly většina sedimentovatelných částic odebrány a zbytek tvoří převážně věsné pevné částice mezi 30-100 mikrony. Tento díl částic lze fyzicky filtrovat pomocí mikrofiltrování.

Po filtrování mikrofiltrem zůstávají částice menší než 30 mikron a některé rozpustné organické látky. Tyto částice jsou hlavně oddělovány pěnou prostřednictvím proteinového separátoru. Pěnové separování je běžná metoda, která může odstranit mikročástice ve věsivu, rozpustné organické látky a má také určité funkce zvyšování kyslíku a odebírání oxidu uhličitého. .

3. Postupné filtrace před dezinfekcí

3.1 Vliv věsivých látek na UV dezinfekci

Vzpojené částice ve vodě mohou rozptylovat a pohlcovat ultrafialové záření. Tento efekt absorpce a rozptylu může vést ke spotřebě energie ultrafialového záření během šíření, dále snižující intenzitu a bakteriovražedný účinek ultrafialového záření. Studie objevila korelaci mezi obsahem vzpojených látek a přežitím stolice v odpadních vodách vystavených ultrafialovému záření. Baktérie s částicemi přichycenými na povrchu jsou chráněny vzpojenými částicemi, proto může ultrafialová dezinfekce snížit jejich přeživatelnost pouze o 3-4 logaritmické jednotky.

Vzpojené částice mohou omezovat průnikovou hloubku ultrafialového záření ve vodě. V čisté vodě může ultrafialové záření proniknout relativně hluboko do vody a dezinfikovat vodu na různých úrovních hloubky. Nicméně, když jsou ve vodě přítomny vzpojené částice, průniková schopnost ultrafialového záření bude brzděna.

beroucí Systém recirkulační akvakultury (RAS) Jako příklad, v odstupu počtuuspendované částic ve vodě, může ultrafialové záření být účinné pro dezinfekci vodních těles až do hloubky 0,5-1 metru. Ale pokud je koncentrace suspendovaných částic ve vodě vysoká, mohou ultrafialové paprsky proniknout pouze do hloubky 0,2-0,3 metru, což komplikuje plnou dezinfekci hlubších vodních těl a vytváří slepé body dezinfekce. To může vést ke stále probíhajícímu růstu a reprodukci mikroorganismů v těchto nedostačivě dezinfikovaných oblastech, což ovlivňuje kvalitu vody celého tělesa. Systém recirkulační akvakultury (RAS) systém.

V případě, že není rušení interakcí s věsenými částicemi, určitá úroveň dávky ultrafialového záření (např. 10-20mJ/cm²) může efektivně zabít mikroorganismy. Avšak pokud je ve vodě velké množství věsených částic, intenzita ultrafialového záření může být pouze 50% - 70% původní. Pro dosažení stejného dezinfekčního účinku je třeba prodloužit dobu ultrafialového ozařování nebo zvýšit výkon ultrafialové lampy. Jinak mohou některé mikroorganismy nezůstat úplně vyhlazeny, což povede k neúplné dezinfekci a zvýší riziko infekce u chovanců.

3.2 Vliv věsených látek na ozonovou dezinfekci

Vznášející se částice vstřebávají ozon vodou. Díky velké specifické povrchové ploše vznášejících se částic se moléky ozonu snadno přichytávají na jejich povrchy. Například vznášející se částice, jako jsou zbytky krmení, feciální částice a mikrobiální agregáty, mají na svých površích mnoho aktivních míst, která mohou fyzicky vstřebat ozon. To ztěžuje ozonu účinné setkání s patogeny (jako bakterie, viry, houby atd.) vodou po spojení s vznášejícími se částicemi, čímž se snižuje účinnost dezinfekce. Je to jako když je dezinfekční "náboj" (ozon) přerušen "prekážkou" (vznášejícími se částicemi) uprostřed.

Organické složky ve věseném částicovém látku soutěží s patogeny o ozón. Mnoho věsených částic obsahuje organickou hmotu, jako jsou nepřežvýkané proteiny, cukry atd. Tyto organické sloučeniny, stejně jako patogeny, mohou podstupovat oxidační reakce s ozonem. Když je ve vodě příliš mnoho věsených částic, ozón se bude preferenčně reagovat s těmito organickými látkami, což spotřebuje velké množství ozonu a snižuje množství ozonu použitelného na dezinfekci patogenů. Například v Systém recirkulační akvakultury (RAS) systému s vysokými koncentracemi věseného částicového látka se ozón nejprve může soustředit na oxidaci organické hmoty na povrchu částic, zatímco jen malé množství ozonu může být použito k likvidaci škodlivých mikroorganismů ve vodě.

3.3 Výhody filtrace před dezинфекци

Po fyzickém filtrování (odstranění vznášejících se částic), biologickém filtrování (odstranění rozpustných škodlivých látek) a plynovém filtrování (odstranění oxidu uhličitého) se voda pro akvakulturu stala velmi průzračnou. V tomto okamžiku, ať už použijeme ultrafialové dezinfekce nebo ozonové dezinfekce, účinek bude velmi dobrý.

4. Návrh parametrů cyklu vody

Jádro Systém recirkulační akvakultury (RAS) je cyklus vody. Takže jak udělat, aby voda cirkulovala? Cirkulační pumpa je jádrem a její funkce je podobná lidskému srdci. Biologický filtr je nejvyšším bodem celého cyklu systému, odkud voda proudí přes atmosférický tlak do různých chovných bazénů a poté do nádrže s pumpou. Cirkulační pompa pak čerpe vodu z nádrže s pumpou do biologického filtru, čímž dosahuje cyklického toku vody.

Cirkulační pumpa je tak důležitá, že musí být navržena s jednou hlavní a jednou záložní. Pokud dojde k poruše hlavní vodní pompy, může být záložní vodní pumpy spuštěna včas, aby se zabránilo chovatelským nehodám.

Návrh cirkulačního průtoku

Cirkulační míra Systém recirkulační akvakultury (RAS)  je velmi důležité. Přiměřená oběžná rychlost může zajistit rovnoměrnou kvalitu vody v akvakultuře. Díky oběhu se disperzní kyslík, živiny a teplota mohou rovnoměrně rozdělovat po celém vodním prostředí, což předejde lokálnímu zhoršení kvality vody. Nejdůležitější je podpora odstraňování vislých částic prostřednictvím vodního oběhu. Tok oběhující vody může přinést vislé částice k filtračnímu zařízení pro úpravu. Přiměřená oběžná rychlost může zlepšit účinnost odstraňování vislých částic a zabránit jejich nadměrnému nasycení v akvakulturních rybnících. Proto určuje rychlost oběhu úroveň vislých částic.

Výpočet oběhu nejprve vyžaduje určení množství krmení na základě maximální biologické nosné schopnosti, a poté výpočet množství visutých částic vytvořených za hodinu na základě množství krmení. Poté, na základě cílové hodnoty TSS navržené pro cyklickou vodu v rybníku a zpracovací kapacity jednotlivého zařízení, vypočtěte míru oběhu.

Shrnutím lze říci, že výpočet frekvence cyklu je relativně složitý. Na základě empirických hodnot se dá použít jako jednoduchá referenční hodnota pro cyklus každých 1 hodin. Pokud vezmeme výchozím příkladem chov forel v cyklickém vodním tělese o objemu 1000 kubických metrů s nastavením frekvence cyklu na 2 hodiny, pak je hodinová míra oběhu 1000/2=500 tun/hodinu. .

Návrh proměnného průtoku

Cirkulační pumpa je zařízení s nejvyšším spotřebou energie v cirkulačních systémech akvakultury. Pokud je cirkulační puma udržována ve stavu rychlé cirkulace, rychle odstraní odpad z vody pro chov v akváriu, ale spotřeba energie je příliš vysoká. Pokud je cirkulační puma držena na nízké rychlosti, i když je spotřeba energie nízká, tempo odstraňování odpadu z vody pro chov v akváriu je pomalé. Nainstalováním frekvenčních převodů a inteligentních řídících terminálů může technologie proměnného průtoku automaticky upravovat parametry cyklu cirkulační vody podle různých fází chovu a parametrů kvality vody na základě algoritmů, čímž dosáhne proměnného průtoku.

Odkaz na schéma