Maanpohjainen teollistettu kierrätyssuomelausjärjestelmä (RAS) -prosessi ja parametrien suunnittelu (Osa 2)

Kierrätysvesikasvatusjärjestelmä (RAS) Prosessisuunnitteluperiaatteet

Poikkeuksellisesti perinteisestä virtavesi-akvaariosta, Kierrätysvesikasvatusjärjestelmä (RAS) saavuttaa veden uudelleenkäytön edistyneiden käsittelytekniikoiden ja laitteiston avulla. Kaikki osat täytyy toimia tieteellisesti järjestetyssä työvirrassa varmistaakseen tehokkuuden. Tärkeimmät suunnitteluperiaatteet sisältävät:

1. Järjestetty käsittely: Kiinteät → Vedet → Kaasut

Jos kiinteät hiukkaset eivät poisteta ensin, se vaikuttaa haitallisesti myöhempiin vaiheisiin. Esimerkiksi, mikrobiologisen suodattimen pinnalla olevat hiukkaset estävät nitrifioivia bakteereja muuntamasta ammonium-nitrogeniä, mikä heikentää vesin laatua. Ylimääräinen orgaaninen aine hiukkasista voi myös ylikuormittaa mikrobiologisia suodattimia.

Käsittelyjärjestys :
1. Kiinteiden hiukkasten poisto

• Hajonnutettujen saasteiden poisto
• Hiilidioksidin poisto
• Desinfiointi
• Happamatustus ja lämpötilan hallinta

2. Kiinteän jätteen käsittely hiukkasen koon mukaan

Tässä Kierrätysvesikasvatusjärjestelmä (RAS) järjestelmässä kiinteä hiukkainen aine pääsee enimmäkseen kalastusten eläinten kärsimienä ja naimattomasta ruoasta. Kiinteän jätteen käsittelyyn voidaan soveltaa erilaisia käsittelymenetelmiä riippuen hiukkasen koon, suuremmista pieniin asti.

Suurempia hiukkasia, joiden koko on yli 100 mikronia (pääasiassa kalankakka ja jäljellä oleva ruokailu), nämä osa-alueet ovat sedimentoituvia. Jotta vältetään systeemin sisällä murtumisen jälkeen seuraavien prosessien taakkaa, voidaan käyttää sedimentointiprosessia. Pystysuuntaiset sedimentoijat ovat laitteita, jotka käyttävät gravitaatiota erottamaan sedimentoituvia osa-alueita. Pystysuuntaisen sedimentointiprosessin kautta poistetaan 60 % - 70 % kiinteistä osa-alueista.

Pystysuuntaisen sedimentoijan esilinkityksen jälkeen suurin osa sedimentoituvista osa-alueista on poistettu, ja jäljelle jäävät useimmat ovat liukeistyneitä kiinteitä osa-alueita, joiden koko on 30–100 mikroni. Tämän osan hiukkaset voidaan fyysisesti suodattaa mikro-suodattimen kautta.

Kun aine on suodatettu mikrosuodattimella, jäävät pieniksi hiukset alle 30 mikronin kokoiset sekä joitakin hajoavia orgaanisia aineita. Nämä hiukset erottuvat pääasiassa proteiiniseparoijan avulla käyttämällä hienoa kuplia. Kuplien erottaminen on yleinen menetelmä, joka voi poistaa mikrohiukkasia ja hajoavia orgaanisia aineita sekä parantaa hieman hapan määrää ja poistaa hiilidioksidia. .

3. Järjestetty suodatus ennen desinfektointia

3.1 Upotteiden vaikutus UV-desinfektiolle

Vesissä olevat liuottuneet hiukkaset voivat hajottaa ja absorboida ultraviolettisäteilyä. Tämä absorptio- ja hajotusvaikutus voi johtaa ultraviolettien energian kulutukseen levymisessä, mikä vähentää entisestään ultraviolettisäteilyn intensiteettia ja bakteerikillersvallakkyyyttä. Tutkimus on havainnut korrelaation liuottuneiden aineiden määrän ja jättilöiden selviytymiskyvyn välillä jättevesissä, jotka ovat alttiita ultraviolettisäteilylle. Pintaan kiinnittyneitä hiukkasia suojelevat liuottuneet hiukkaset, joten ultraviolettikeskeytys pystyy vähentämään selviytymiskykyä vain 3-4 log10-yksikköä.

Liuottunut hiukkainen voi rajoittaa ultraviolettisäteilyn läpimeno-oskaisen vesissä. Selvällä vesillä ultraviolettisäteily voi läpäistä vettä suhteellisen syvälle ja desinfectoida vettä eri syvennyksillä. Kuitenkin, kun vedessä on liuottuneita hiukkasia, ultraviolettisäteilyn läpimeno kyky heijastuu.

ottamaan Kierrätysvesikasvatusjärjestelmä (RAS) esimerkiksi järvessä, jos empyrämateriaalia ei ole, ultraviolettisäteily saattaa olla tehokas veden renkivoinnissa syvyydelle 0,5-1 metri. Jos kuitenkin vedessä on korkea määrä hiukkanepitoisuuksia, ultraviolettisäteily saattaa pääsevä vain läpi syvyyksiin 0,2-0,3 metriä, mikä vaikeuttaa syvempien vesialueiden täydellistä renkivointia ja aiheuttaa renkivointisuuntien muodostumisen. Tämä voi johtaa siihen, että mikrobiot jatkavat kasvuaan ja lisääntymistään näissä riittämättömästi renkivoiduissa alueissa, mikä vaikuttaa koko vesijärjestelmän vesilaatuun. Kierrätysvesikasvatusjärjestelmä (RAS) järjestelmässä.

Ilman hajautettujen hiukkasten häiriötä tietty ultraviolettisäteilyannos (kuten 10-20mJ/cm²) voi tehokkaasti tappaa sen. Jos veteen on kuitenkin suuri määrä hajautettuja hiukkasia, ultraviolettienintiteho saattaa olla vain 50% - 70% alkuperäisestä. Saman desinfectiokeman saavuttamiseksi on joko pidennettävä ultraviolettisäteilyn kestoa tai korotettava ultraviolettilampun voimakkuutta. Muuten jotkut mikro-organismit eivät ehkä täysin kuole, mikä johtaa epätäydelliseen desinfectiontiin ja kasvattaa kasvatuseläinten infektioryskia.

3.2 Hajautettujen aineiden vaikutus ozonidesinfectiontiin

Hiukkaset vesistä poisto adsorboidut ozonin vesissä. Kaksikymmentä kolmea hiukkasen pinta-ala on suuri, joten ozonimolekyylit kiinnittyvät helposti niiden pintaan. Esimerkiksi ravinteita, kalojen jätteitä, kudosten hiukkasia ja mikrobiologisia kokonaisuuksia sisältävillä pinnilla on monia aktiivisia kohtia, jotka voivat fyysisesti adsorboida ozonia. Tämä estää ozonin tehokkaasti tulemasta kokonaisuudessaan koskettaan patogeeneja (kuten bakteereja, viruksia, sieniä yms.) vesissä, kun se on sidottu uppoaviin hiukkasiin, mikä vähentää desinfektion tehokkuutta. Se on kuin desinfektiokeski (ozoni) olisi keskenään esteitä (uppoavia hiukkasia).

Keskeytyneessä hiukkasmassassa olevat orgaaniset komponentit kilpailevat patogeenien kanssa ozoonista. Monet keskeytyneet hiukkaset sisältävät orgaanista aineetta, kuten osittain hajotettuja proteiineja, sokeria jne. Nämä orgaaniset yhdisteet, samoin kuin patogeinit, voivat käydä öxydaatioreaktioita ozoonin kanssa. Kun veden keskeytyneessä hiukkasmassassa on liian monta hiukkasta, ozoonit reagoivat ensisijaisesti näiden orgaanisten aineksien kanssa, kuluttavat suuren määrän ozonia ja vähentävät siten määrää, joka käytetään patogeenien desinfektoimiseen. Esimerkiksi Kierrätysvesikasvatusjärjestelmä (RAS) järjestelmässä, jossa on korkeita keskeytyneen hiukkasmassan pitoisuuksia, ozoonit saattavat ensin käyttää enimmäismäärän energiaansa organisen aineksen öxydaatioon hiukkasten pinnalla, kun taas vain pieni osa ozosta voidaan käyttää veden haitallisten mikro-organismien tappamiseen.

3.3 Suodatus ennen desinfektointia: edut

Fyysisen suodatuksen (hiukkasten poisto), biologisen suodatuksen (hajoittuvien haitallisten aineiden poisto) ja kaasusuodatuksen (hiilidioksidin poisto) jälkeen vesiviljelyvesi on muuttunut erittäin selväksi. Tällöin, olipa kyseessä ultraviolettisoteria tai ooni-soteria, vaikutus on erittäin hyvä.

4. Vedenkierron parametrien suunnittelu

ytimena on Kierrätysvesikasvatusjärjestelmä (RAS) vedenkierto. Niinpä kuinka tehdä vettä kierrättämään? Kierrospumpu on ydin, ja sen tehtävä vastaa ihmisen sydäntä. Biologinen suodata on koko kierron järjestelmän korkein piste, mistä vesi virtaa luonnollisen ilmanpaineen avulla eri vesiviljelyalueille ja sieltä pumpulaiseen. Kierrospumpu vedon sitten vettä pumpulaisesta biologiseen suodattimeen, mikä saa veden kierrymään.

Kierronpumpu on niin tärkeä, että sen on oltava suunniteltuna yhdellä pääpumulla ja yhdellä varasolu. Kun päävesipumpu hajotuu, varavesipumpu voidaan käynnistää ajallaan estääkseen kasvatusonnettomuuksia.

Kierronnopeuden suunnittelu

Kierronopeus Kierrätysvesikasvatusjärjestelmä (RAS)  on erittäin tärkeää. Kehitetty virtausnopeus voi varmistaa tasaisen vesilaatteen kasvihuoneistossa. Virtauksen kautta hajautettu hapito, ravinteet ja lämpötila voidaan jakaa tasaisesti koko vesialueeseen, välttämällä paikallista vesilaitteiden huonoontumista. Tärkeintä on edesauttaa suspendoidun hiukkaselementin poistoa virtauksen avulla. Virtaava vesi voi tuoda suspendoidut hiukkaset suodatuslaitteelle käsiteltäväksi. Riittävä virtausnopeus voi parantaa suspendoidun hiukkaselementin poistoehdotonta ja estää sen liian suuren kertymisen kasvihuoneistoissa. Siksi virtausnopeuden nopeus määrää suspendoidun hiukkaselementin määrän.

Kiertovauhteen laskeminen alkaa määrittämällä ruokintaannoksen maksimibiologisen kantokyvyn perusteella ja laskee sen jälkeen tunnissa tuotetun upseeriksen määrän ruokintaannoksen perusteella. Sen jälkeen, käyttämällä suunnitellun lamppuveden TSS-kohdetta ja laitteiston käsittelykykyä, lasketaan kiertovauhti.

Yhteenvetona kiertovauhteen laskenta on melko monimutkainen. Empiiristen arvojen perusteella sitä voidaan käyttää yksinkertaisena viitearvona kiertämiseen joka 1 tuntia. Otetaan esimerkiksi merilohjan kasvatus 1000 kuutiometrisessä kierrätyksessä olevassa vesistössä, jossa kytketään kiertotajuksiin kaksi tuntia. Niinpä tunnin kiertovauhti on 1000/2=500 tonnia/tunti .

Muuttuva virtaus-suunnittelu

Kiertopumpu on laitteisto, joka kuluttaa eniten energiaa vesikuljetusakvaariossa. Jos kiertopumpu pitää korkean nopeuden kiertotilassa, se poistaa jäteaineet akvaariokalasten vesistä varomaisin, mutta energiankulutus on liian suuri. Jos kiertopumpu pitää käynnissä alhaisella vauhdilla, vaikka energiankulutus on matala, jäteaineiden poisto akvaarioiden vesistä tapahtuu hitaasti. Taajuuskääntimien ja älykkäiden ohjausterminalien asentamisen avulla muuttuvan virtausmäärän teknologia voi automaattisesti säätää kiertoveden kiertokertoimia eri kasvatusvaiheissa ja vesilaatupoissa algoritmien perusteella, saavuttaen muuttuvan virtauskiertoon.

Viitekaavio