Technologie de suppression des particules solides (Partie 3) : Conception des paramètres de processus et études de cas

• Paramètres pour la conception des processus d'élimination des particules en suspension dans les systèmes d'aquaculture en circuit fermé
  • Paramètres de conception pour les décanteurs à flux vertical

Le système Cornell à double rangée a été largement utilisé et a obtenu de bons résultats pratiques. Dans les étangs d'aquaculture utilisant le système Cornell à double rangée, 10 % à 25 % du débit d'eau entre dans le bassin de décantation à flux vertical par le tuyau de drainage inférieur et est rejeté, tandis que la majorité restante du débit d'eau est rejetée par le côté du bassin poisson. L'utilisation d'une conception à double drainage augmente considérablement la capacité du fond à collecter les polluants grâce au drainage lent à flux vertical. À ce faible débit, la concentration de matières particulières est augmentée de 10 fois par rapport à la méthode de mesure du courant principal.

Le rapport entre le débit à travers l'appareil de décantation à flux vertical et le débit entrant vers la sortie latérale peut être calculé en fonction de la section transversale du tuyau d'eaux usées situé au fond des toilettes pour poissons. En général, le tuyau entrant vers la rangée latérale mesure 110, tandis que celui entrant dans le décanteur à flux vertical mesure 50, ce qui donne un rapport de surface de 5:1. Cela signifie qu'environ 17 % de l'eau s'écoule vers le décanteur à flux vertical. En considérant que la concentration des particules en suspension entrant dans le décanteur à flux vertical est 10 fois supérieure à celle entrant dans la sortie latérale, on peut estimer, sur cette base, que la proportion des particules en suspension traitées par le décanteur à flux vertical est d'environ 70 %. Dans une utilisation spécifique, le rapport entre le diamètre du tuyau entrant vers la rangée latérale et celui entrant vers le décanteur à flux vertical peut être ajusté en fonction de l'espèce d'élevage spécifique et de la densité d'élevage, afin d'atteindre un ajustement du rapport de débit entrant vers le microfiltre et le décanteur à flux vertical respectivement.

L'indicateur clé déterminant le décanteur à flux vertical est le temps de rétention hydraulique. Le temps de rétention hydraulique fait référence au temps moyen pendant lequel l'eau reste dans un décanteur à flux vertical. Un temps de rétention hydraulique adéquat est l'un des facteurs clés pour garantir une sédimentation suffisante des matières particulières en suspension. Il est lié au volume du décanteur et à la quantité d'eau traitée. En aquaculture en recirculation, il est recommandé que le temps de rétention hydraulique du décanteur à flux vertical soit d'au moins 30 secondes ou plus. Si le temps de rétention hydraulique est trop court, les particules en suspension peuvent ne pas se déposer à temps et être évacuées hors du bassin de sédimentation ; s'il est trop long, cela augmentera la taille et le coût de l'équipement.

Dans la conception, on se base généralement sur l'expérience :

Le diamètre de l'appareil de décantation à flux vertical : un appareil de décantation à flux vertical de 600 mm de diamètre est installé dans une piscine d'élevage de 6 mètres, et un appareil de décantation à flux vertical de 800 mm de diamètre est installé dans une piscine d'élevage de 8 mètres.

Hauteur de l'appareil de décantation à flux vertical : 1 mètre

Angle conique : 30 degrés

Comment transformer un appareil de décantation à flux vertical en un appareil de décantation à flux vertical intelligent ?

Le décanteur à flux vertical traditionnel ne peut évacuer les eaux usées à l'intérieur du décanteur qu'en retirant le tuyau. Généralement, un retrait complet draine entièrement l'eau du bassin de décantation à flux vertical. En raison du grand nombre d'étangs d'aquaculture en recirculation, l'extraction manuelle est généralement possible 1 à 2 fois par jour. Cependant, les restes d'appât et les fèces dans le décanteur à flux vertical se désintègrent lentement en trente minutes, devenant des particules en suspension solubles dans l'eau, puis remontent continuellement, débordant vers le microfiltre par la partie supérieure du décanteur à flux vertical, augmentant ainsi la charge sur le microfiltre et le séparateur de protéines.

Par conséquent, une vanne de décharge intelligente peut être installée sur la conduite de décharge de l'appareil de décantation à flux vertical, qui effectue une décharge pendant quelques secondes toutes les heures et adopte une stratégie de décharge en plusieurs petites quantités. De cette manière, les excréments résiduels peuvent être évacués en temps voulu, réduisant ainsi la charge sur les microfiltrations et les séparateurs de protéines. En même temps, de petites décharges fréquentes sont très économiques en eau, réduisant considérablement le taux de renouvellement de l'eau, ce qui permet non seulement d'économiser de l'eau mais aussi de l'énergie.

Lors du choix d'une vanne de vidange, il est important de sélectionner une vanne étanche IP68, car sinon, la vanne est sujette à rouiller et provoquer des pannes, entraînant des pertes inutiles. Si c'est pour un élevage en eau de mer, il est recommandé de choisir un matériau UPVC pour prévenir la corrosion par l'eau de mer.

L'installation de cet appareil sur l'appareil traditionnel de décantation à flux vertical le transforme réellement en un appareil intelligent de décantation à flux vertical, permettant une opération intelligente et sans intervention humaine, améliorant ainsi non seulement la qualité de l'eau mais aussi économisant l'eau et l'électricité.

2. Conception des paramètres de la machine à microfiltration

Les machines à microfiltration sont utilisées pour éliminer les particules solides en suspension de 30 à 100 microns. La capacité de traitement d'un microfiltre fait référence à la capacité du dispositif à faire passer l'eau. La taille du filet de filtration détermine l'effet de traitement, en choisissant généralement 200 mailles. Alors, comment devrions-nous concevoir les paramètres du microfiltre ?

Tout d'abord, introduisons les données d'expérience d'un ingénieur pour une application pratique :

Volume d'eau excédentaire = volume de l'eau d'aquaculture / fréquence de cycle * 1.2

1.2 représente la redondance de sécurité, et la fréquence du cycle fait référence au nombre d'heures nécessaires pour effectuer un cycle. La fréquence du cycle est généralement déterminée en fonction des différentes variétés d'élevage et de la capacité portante biologique. En prenant l'exemple de l'élevage du bar dans un volume d'eau circulante de 1000 mètres cubes, il est préférable de régler la fréquence de circulation à une fois toutes les 2 heures. Par conséquent, la capacité de traitement d'eau du microfiltre est : 1000/2 * 1.2 = 600 tonnes

En pratique, un microfiltre de 600 tonnes peut être installé, ou deux microfiltres de 300 tonnes peuvent être installés. L'avantage d'installer deux machines de microfiltration est que si l'une des machines tombe en panne et doit être réparée, l'autre machine de microfiltration peut encore fonctionner normalement. Cependant, le prix de deux petites machines de microfiltration est plus élevé que celui d'une seule machine de microfiltration.

3. Conception des paramètres du séparateur de protéines

Le séparateur de protéines est utilisé pour traiter les particules en suspension supérieures à 30 microns, et sa capacité de traitement correspond uniquement au volume d'eau excédentaire par heure. Chaque fabricant de séparateurs de protéines indiquera le débit horaire d'eau. En prenant l'exemple de l'élevage de daurades dans un système d'eau circulante de 1000 mètres cubes, le système a une capacité de circulation de 600 tonnes par heure. Ainsi, vous pouvez choisir un séparateur de protéines avec une capacité de traitement de 600 tonnes par heure.

2、 Calculer le volume de circulation du système d'eau circulante

Dans le texte précédent, nous avons fourni une règle empirique pour les quantités cycliques. Ensuite, nous fournirons une méthode de dérivation et de calcul rigoureuse.

Tout d'abord, il faut déterminer la quantité de Matières Solides Totales (MST) produites dans le système. Cela peut être calculé à l'aide de la formule suivante :

RMST = 0,25 x quantité maximale quotidienne d'alimentation

Ensuite, nous utiliserons la formule suivante pour calculer la circulation du système en fonction de la matière particulée en suspension totale :

QTSS

Parmi eux, QTSS est la valeur calculée de la circulation du système basée sur le TSS, avec l'unité de m 3 - Je suis désolé. /h;

TSSin est l'objectif de contrôle du TSS dans l'eau de refroidissement en circulation ;

TSSout est la concentration cible de MAT dans l'effluent des étangs d'aquaculture, mesurée en mg/L;

ETSS est l'efficacité de suppression des MAT dans le processus de filtration physique, mesurée en %;

1000 est le facteur de conversion de qualité, qui convertit mg en g.

3、 Cas pratiques

Construisez un projet d'aquaculture circulaire d'eau de 1000 mètres cubes pour le bar. Les indicateurs techniques pour la conception du projet sont les suivants :

Densité d'élevage : 50kg/mètre cube

Taux d'alimentation quotidien : 2%

Le taux cible de suppression du système de particules en suspension est de 70%

L'objectif de contrôle du TSS pour l'eau circulante est de 10mg/L

Sur la base des indicateurs ci-dessus, nous allons calculer le débit de circulation du système d'eau circulante :

Tout d'abord, calculons le poids de la matière particulée en suspension générée chaque jour :

RTSS=0.25X quantité maximale quotidienne d'alimentation=60X1000X2% X0.25=12.5kg/jour.

D'après l'analyse ci-dessus, 70 % des particules solides (principalement les restes d'appât et les fèces) seront rejetés par le décanteur à flux vertical, donc seuls 30 % des particules en suspension entreront dans le système de circulation.

Sur cette base, calculons le débit du système de circulation d'eau :

QTSS =600.96 m 3 - Je suis désolé. /h

Ce résultat de calcul indique qu'en order de maintenir la concentration de TSS dans l'étang d'aquaculture à moins de 10 mg/L et sous la condition d'un taux de removal des matières particulières en suspension de 52 %, il est nécessaire de concevoir un débit de circulation d'environ 600m 3 - Je suis désolé. /h.

En exploitation réelle, nous pouvons ajuster la circulation d'eau dans le système d'aquaculture en circuit fermé en fonction de ces paramètres pour nous assurer que la qualité de l'eau répond aux besoins de l'aquaculture. Par exemple, si notre concentration de TSS dépasse les normes, cela indique deux possibilités.

La capacité de traitement des équipements de microfiltration et de séparateur de protéines est inférieure à 52 %

La capacité de traitement de l'appareil de sédimentation à flux vertical est inférieure à 70 %