فناوری حذف ذرات جامد (بخش 3): طراحی پارامترهای فرآیند و مطالعات موردی

• پارامترهای طراحی برای فرآیندهای حذف ذرات معلق در سیستم‌های تربوگیری دوباره
  • پارامترهای طراحی برای سیستم‌های نشست فروروان

سیستم دو سطری کارنل به طور گسترده استفاده شده است و نتایج عملی خوبی را به دست آورده است. در مزارع آبزی‌پروری که از سیستم دو سطری کارنل استفاده می‌کنند، ۱۰٪ تا ۲۵٪ از جریان آب از طریق لوله فاضلاب پایین به حوضچه نشست فروروان وارد شده و اخراج می‌شود، در حالی که بخش بزرگتر جریان آب از طریق سمت مزرعه ماهی اخراج می‌شود. استفاده از طرح طراحی دوباره فاضلاب توانایی جمع‌آوری آلودگی‌ها را در پایین از طریق جریان آهسته فروروان به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. در این نرخ جریان پایین، غلظت ذرات ۱۰ برابر نسبت به روش اندازه‌گیری جریان اصلی افزایش می‌یابد.

نسبة نرخ جریان از طریق دستگاه مهیدن جریان عمودی به نرخ جریان وارد شده به خروجی جانبی می‌تواند بر اساس سطح مقطع لوله فاضلاب پایین توالت ماهی محاسبه شود. به طور کلی، لوله وارد به ردیف جانبی 110 است و لوله وارد به مهیدن جریان عمودی 50 است، بنابراین نسبت سطح مقطع آنها 5 به 1 است. یعنی حدود 17 درصد از آب به مهیدن جریان عمودی می‌رود. با توجه به اینکه غلظت ذرات معلق وارد مهیدن جریان عمودی 10 برابر غلظت ذرات معلق وارد خروجی جانبی است. بر اساس این محاسبه، نسبت ذرات معلق پردازش شده توسط مهیدن جریان عمودی حدود 70 درصد است. در استفاده واقعی، نسبت قطر لوله وارد به ردیف جانبی به قطر لوله وارد به مهیدن جریان عمودی می‌تواند بر اساس نوع خاص ماهی‌پروری و تراکم پرورش تنظیم شود تا نرخ جریان وارد به میکروفیلتر و مهیدن جریان عمودی به ترتیب تنظیم شود.

شاخص کلیدی تعیین کننده سطح‌ده فاضلاب عمودی، زمان نگهداری هیدرولیکی است. زمان نگهداری هیدرولیکی به میانگین زمانی اشاره دارد که آب در سطح‌ده فاضلاب عمودی می‌ماند. زمان نگهداری هیدرولیکی مناسب یکی از عوامل کلیدی برای تضمین رسوب‌دهی کافی ذرات معلق است. این موضوع با حجم سطح‌ده و مقدار آب پردازش شده مرتبط است. در مزارع آب‌زیستی بازچرخه‌دار، پیشنهاد می‌شود که زمان نگهداری هیدرولیکی سطح‌ده فاضلاب عمودی حداقل ۳۰ ثانیه یا بیشتر باشد. اگر زمان نگهداری هیدرولیکی خیلی کوتاه باشد، ذرات معلق ممکن است زمان کافی برای رسوب‌دهی نداشته باشند و از مخزن رسوب‌دهی خارج شوند؛ اگر خیلی طولانی باشد، اندازه و هزینه تجهیزات افزایش می‌یابد.

در طراحی، معمولاً بر اساس تجربه عمل می‌شود:

قطر دستگاه جدایش جریان عمودی: یک دستگاه جدایش جریان عمودی با قطر 600 میلیمتر در بассین تخم‌ریزی 6 متری نصب شده است و یک دستگاه جدایش جریان عمودی با قطر 800 میلیمتر در بассین تخم‌ریزی 8 متری نصب شده است.

ارتفاع دستگاه جدایش جریان عمودی: 1 متر

زاویه مخروطی: 30 درجه

چگونه می‌توان دستگاه جدایش جریان عمودی را به دستگاه جدایش جریان عمودی هوشمند تبدیل کرد؟

ذیل‌کننده جریان عمودی سنتی تنها می‌تواند با کشیدن لوله، فاضلاب داخل ذیل‌کننده جریان عمودی را تخلیه کند. معمولاً یک بار کشیدن کافی است برای تخلیه کامل آب از حوضچه نشست‌دهی جریان عمودی. به دلیل تعداد زیادی از حوض‌های پرورش آبزیان با بازگشت، استخراج دستی معمولاً فقط ۱-۲ بار در روز امکان‌پذیر است. اما، علف و جوهر باقی‌مانده و مدفوع در ذیل‌کننده جریان عمودی در حدود نیم ساعت تجزیه خواهد شد و به ذرات معلق تبدیل می‌شوند که در آب قابل حل هستند، سپس به طور مداوم بالا می‌آیند و از قسمت بالایی ذیل‌کننده جریان عمودی به فیلتر میکرویی راه پیدا می‌کنند، که بار فیلتر میکرویی و جداکننده پروتئین را افزایش می‌دهد.

بنابراین، می‌توان یک کلید خروجی هوشمند در پایه خط خروجی دستگاه جداسازی رسوب جریان عمودی نصب کرد که هر ساعت برای چند ثانیه آب را تخلیه می‌کند و از استراتژی تخلیه چند باره با حجم کم استفاده می‌کند. به این ترتیب، باقی‌مانده‌های غذایی و فضای حیوانات درون می‌توانند به صورت زمانی تخلیه شوند، بار روی فیلترهای میکروسکوپی و جداسازهای پروتئین را کاهش می‌دهد. همزمان، تخلیه چند باره با حجم کم بسیار صرفه‌جویانه است و نرخ تغییر آب را به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد، نه تنها آب بلکه مصرف انرژی را نیز صرفه‌جویی می‌کند.

هنگام انتخاب یک کلید تخلیه، اهمیت دارد که یک کلید ضدآب IP68 انتخاب شود، در غیر این صورت کلید ممکن است به صورت سریع خوردگی پیدا کرده و خراب شود که می‌تواند منجر به از دست دادن هزینه‌های ناچاری شود. اگر کشت و تولید در آب دریا باشد، پیشنهاد می‌شود از ماده UPVC برای جلوگیری از خوردگی ناشی از آب دریا استفاده کنید.

نصب این دستگاه بر روی دستگاه معمولی ترکیب جذب عمودی، واقعاً آن را به یک دستگاه ترکیب جذب هوشمند تبدیل می‌کند که عملکرد هوشمند و بی‌نیاز به نیروی انسانی را به ارمغان می‌آورد. این موضوع نه تنها کیفیت آب را بهبود می‌بخشد بلکه آب و برق را نیز صرفه‌جویی می‌کند.

طراحی پارامتر ماشین فیلتر میکرو

ماشین‌های فیلتر میکرو برای حذف ذرات تععلق جامد با اندازه ۳۰ تا ۱۰۰ میکرون استفاده می‌شوند. ظرفیت پردازش یک فیلتر میکرو به توانایی دستگاه در عبور آب اشاره دارد. اندازه شبکه فیلتر بر روی اثر پردازش تأثیر می‌گذارد، معمولاً انتخاب ۲۰۰ شبکه مناسب است. پس چگونه باید پارامترهای فیلتر میکرو را طراحی کنیم؟

ابتدا، داده‌های تجربی مهندس برای عملیات واقعی معرفی می‌شود:

حجم آب اضافی = حجم آب ماهی‌دار / فرکانس چرخه * ۱.۲

1.2 ضریب اطمینان ایمنی است، و فرکانس چرخه به این معنی است که چند ساعت یک بار چرخه را طی می‌کند. فرکانس چرخه معمولاً بر اساس انواع مختلف تولید مثل و ظرفیت حمل زیستی تعیین می‌شود. به عنوان مثال، با توجه به کشت ماهی سفید در یک جسم آب 1000 متر مکعب با آب چرخشی، بهترین نرخ برای فرکانس چرخه، یک بار در هر دو ساعت است. بنابراین، ظرفیت عبور آب از میکروفرایندها برابر است با: 1000/2 * 1.2 = 600 تن

در عمل، می‌توان یک میکروفراینده با ظرفیت 600 تن نصب کرد یا دو میکروفراینده با ظرفیت 300 تن نصب کرد. مزیت نصب دو ماشین میکروفرایند این است که وقتی یکی از ماشین‌ها خراب شده و در حال تعمیر است، میکروفراینده دیگر همچنان به طور عادی کار می‌کند. اما قیمت دو ماشین میکروفرایند کوچک بیشتر از قیمت یک ماشین میکروفرایند است.

3. طراحی پارامترهای جداساز پروتئین

جداکننده پروتئین برای پردازش ذرات معلق بزرگتر از 30 میکرون استفاده می‌شود و ظرفیت پردازش آن فقط مقدار آب فاضل ساعته است. تجهیزات هر سازنده جداکننده پروتئین نشانگر نرخ جریان آب ساعته خواهد بود. با در نظر گرفتن کشت ماهی بار در یک حوضه آب چرخشی 1000 متر مکعب، سیستم دارای ظرفیت چرخش 600 تن در ساعت است. بنابراین می‌توانید یک جداکننده پروتئین با ظرفیت پردازش 600 تن در ساعت انتخاب کنید.

2、 محاسبه حجم چرخش سیستم آب چرخشی

در متن قبلی، یک قانون تجربی برای مقادیر چرخشهای ارائه دادیم. در ادامه، روش مشتق‌گیری و محاسبه دقیق را ارائه خواهیم داد.

ابتدا باید مقدار ذرات معلق کل (TSS) تولید شده در سیستم را تعیین کنیم. این مقدار می‌تواند با استفاده از فرمول زیر محاسبه شود:

RTSS = 0.25 × بیشینه مقدار غذای روزانه

بعد از این، ما از فرمول زیر برای محاسبه ژرفای سیستم بر اساس ماده ذره‌ای معلق کلی استفاده خواهیم کرد:

QTSS

در بین آنها، QTSS مقدار محاسبه شده ژرفای سیستم بر اساس TSS است، با واحد m ³ /h;

TSSin هدف کنترل TSS آب چرخان است;

TSSout غلظت کنترلی هدف TSS در خروجی استخرهای مزارع آبزیان است، که به میلی‌گرم بر لیتر اندازه‌گیری می‌شود;

ETSS کارایی حذف TSS در فرآیند فیلترینگ فیزیکی است، که به درصد اندازه‌گیری می‌شود;

1000 عامل تبدیل کیفیت است که میلی‌گرم را به گرم تبدیل می‌کند.

3、 موارد عملی

ساخت پروژه مزرعه آبی ۱۰۰۰ متر مکعب دایره‌ای برای ماهی برتال. شاخص‌های فنی برای طراحی پروژه به شرح زیر است:

چگالی تخمیر: 50 کیلوگرم در متر مکعب

نرخ تغذیه روزانه: 2%

نرخ هدف برداشته شده از سیستم ذرات معلق 70% است

هدف کنترل TSS برای آب گردشی 10 میلی‌گرم در لیتر است

بر اساس شاخص‌های فوق، ما حجم گردش سیستم آب گردشی را محاسبه خواهیم کرد:

اولین قدم، محاسبه وزن ماده ذره‌ای معلق تولید شده هر روز است:

RTSS=0.25X مقدار غذایی روزانه حداکثر=60X1000X2% X0.25=12.5 کیلوگرم/روز.

بر اساس تحلیل فوق، ۷۰ درصد از ذرات جامد (معمولاً بقایای غذایی و فضای خروجی) توسط سیستم سطح جریان عمودی تخلیه خواهد شد، بنابراین تنها ۳۰ درصد از ذرات معلق به سیستم چرخه وارد خواهد شد.

بر اساس این موضوع، حجم چرخه سیستم آب چرخان را محاسبه کنید:

QTSS =600.96 متر مکعب ³ /h

این نتیجه محاسبه نشان می‌دهد که برای نگهداری غلظت TSS در استخر تربوئیکشن به گونه‌ای که بیشتر از 10 میلی‌گرم بر لیتر نباشد و تحت شرایطی که نرخ حذف ذرات معلق 52٪ باشد، باید نرخ چرخش تقریباً 600 متر مکعب ³ /ساعت طراحی شود.

در عمل، می‌توانیم بر اساس این پارامترها، چرخه آب را در سیستم تربوئیکشن بازچرخه‌ای تنظیم کنیم تا اطمینان حاصل کنیم کیفیت آب نیازهای تربوئیکشن را برآورده می‌کند. به عنوان مثال، اگر غلظت TSS ما فراتر از استاندارد باشد، دو امکان وجود دارد.

ظرفیت پردازش فیلتر میکرو و جداساز پروتئین کمتر از 52٪ است

ظرفیت پردازش دستگاه沈澱 قائم کمتر از 70٪ است