Tecnologia di Rimozione delle Particelle Solidi (Parte 3): Progettazione dei Parametri di Processo e Studi di Caso

• Parametri per la progettazione dei processi di rimozione di particelle sospese in sistemi di acquacoltura a ricircolo
  • Parametri di progettazione per insediamenti a flusso verticale

Il sistema a doppia fila di Cornell è stato ampiamente utilizzato e ha ottenuto buoni risultati pratici. Nelle vasche piscicole che utilizzano il sistema a doppia fila di Cornell, dal 10% al 25% del flusso d'acqua entra nel serbatoio di sedimentazione a flusso verticale attraverso la tubazione di drenaggio inferiore e viene scaricato, mentre la maggior parte rimanente del flusso d'acqua viene scaricata attraverso il lato della vasca per pesci. L'utilizzo di un progetto a doppio drenaggio aumenta notevolmente la capacità del fondo di raccogliere inquinanti attraverso il drenaggio a flusso lento verticale. A questo basso flusso, la concentrazione di materia particolata aumenta di 10 volte rispetto al metodo di misurazione del flusso principale.

Il rapporto tra il flusso attraverso il dispositivo di sedimentazione a flusso verticale e il flusso che entra nella scarica laterale può essere calcolato in base all'area della sezione trasversale della tubazione inferiore del water closet per pesci. In generale, la tubazione che entra nella riga laterale è di 110, mentre quella che entra nel decantatore a flusso verticale è di 50, quindi il loro rapporto di area della sezione trasversale è di 5:1. Ciò significa che circa il 17% dell'acqua scorre nel decantatore a flusso verticale. Considerando che la concentrazione di particelle sospese che entrano nel decantatore a flusso verticale è 10 volte superiore a quella che entra nella scarica laterale. In base a questo calcolo, la proporzione di particelle sospese elaborate dal decantatore a flusso verticale è circa il 70%. Nell'uso specifico, il rapporto tra il diametro della tubazione che entra nella riga laterale e il diametro della tubazione che entra nel decantatore a flusso verticale può essere regolato in base alla specie di allevamento specifica e alla densità di allevamento, al fine di ottenere l'aggiustamento del rapporto di flusso che entra nel microfiltro e nel decantatore a flusso verticale rispettivamente.

L'indicatore chiave che determina il decantatore a flusso verticale è il tempo di permanenza idraulica. Il tempo di permanenza idraulica si riferisce al tempo medio in cui l'acqua rimane in un decantatore a flusso verticale. Un adeguato tempo di permanenza idraulica è uno dei fattori chiave per garantire una sedimentazione sufficiente delle particelle sospese. È correlato al volume del decantatore e alla quantità di acqua trattata. Nell'acquacoltura circolante, si consiglia che il tempo di permanenza idraulica del decantatore a flusso verticale sia di almeno 30 secondi o più. Se il tempo di permanenza idraulica è troppo breve, le particelle sospese potrebbero non sedimentare in tempo e potrebbero essere rimosse dalla cisterna di sedimentazione; se è troppo lungo, aumenterà le dimensioni e i costi dell'attrezzatura.

Nel progetto, generalmente ci si basa sull'esperienza:

Il diametro del dispositivo di sedimentazione a flusso verticale: un dispositivo di sedimentazione a flusso verticale con diametro di 600mm è installato in una vasca di allevamento da 6 metri, mentre un dispositivo di sedimentazione a flusso verticale con diametro di 800mm è installato in una vasca di allevamento da 8 metri.

Altezza del dispositivo di sedimentazione a flusso verticale: 1 metro

Angolo conico: 30 gradi

Come trasformare un dispositivo di sedimentazione a flusso verticale in un dispositivo di sedimentazione a flusso verticale intelligente?

Il tradizionale decantatore a corrente verticale può scaricare le acque reflue all'interno del decantatore a corrente verticale solo tirando fuori la cannella. Di solito, tirare una volta sarà sufficiente per svuotare completamente l'acqua dal decantatore a corrente verticale. A causa della grande quantità di vasche di acquacoltura circolante, l'estrazione manuale è generalmente possibile solo 1-2 volte al giorno. Tuttavia, l'esca residua e i feci nel decantatore a corrente verticale si disintegreranno lentamente in mezz'ora, diventando particelle sospese solubili in acqua, e poi continueranno a salire, traboccando nel microfiltro attraverso la parte superiore del decantatore a corrente verticale, aumentando il carico sul microfiltro e sul separatore di proteine.

Quindi, può essere installato un valvola di scarico intelligente sul tubo di scarico del dispositivo di sedimentazione a flusso verticale, che esegue lo scarico per pochi secondi ogni ora e adotta una strategia di scarico con piccole quantità ma frequenti. In questo modo, i residui di escrementi possono essere eliminati in modo tempestivo, riducendo il carico sui microfiltraggi e sugli separatori di proteine. Nello stesso tempo, uno scarico frequente ma limitato risparmia molto acqua, riducendo notevolmente il tasso di cambio dell'acqua, risparmiando non solo acqua ma anche energia.

Quando si sceglie una valvola di scarico, è importante optare per una valvola impermeabile IP68, altrimenti la valvola è soggetta a ruggine e malfunzionamenti, causando perdite inutili. Se si tratta di allevamento marino, si consiglia di scegliere materiale UPVC per prevenire la corrosione da parte dell'acqua salata.

L'installazione di questo dispositivo sul tradizionale sistema di sedimentazione a flusso verticale lo trasforma veramente in un sistema di sedimentazione a flusso verticale intelligente, consentendo un funzionamento intelligente e senza operatore, migliorando non solo la qualità dell'acqua ma anche risparmiando acqua ed energia.

2. Progettazione dei parametri della macchina microfiltrante

Le macchine microfiltranti vengono utilizzate per rimuovere particelle solide sospese di 30-100 micron. La capacità di trattamento di una microfiltrante si riferisce alla capacità del dispositivo di far passare l'acqua. La dimensione della rete filtrante determina l'effetto di trattamento, scegliendo generalmente 200 mesh. Quindi, come dovremmo progettare i parametri della microfiltrante?

Prima di tutto, introduciamo i dati di esperienza di un ingegnere per l'operazione pratica:

Volume eccessivo d'acqua = volume dell'acqua di allevamento / frequenza del ciclo * 1.2

1.2 è il ridondanza di sicurezza, e la frequenza del ciclo si riferisce a quante ore impiega per completare un ciclo. La frequenza del ciclo è generalmente determinata in base a diverse varietà di allevamento e alla capacità biologica di portata. Prendendo l'allevamento del branzino in un corpo d'acqua circolante di 1000 metri cubi come esempio, è preferibile impostare la frequenza di circolazione a una volta ogni 2 ore. Pertanto, la capacità di trattamento dell'acqua del microfiltro è: 1000/2 * 1.2 = 600 tonnellate

Nella pratica, può essere installato un microfiltro da 600 tonnellate o due microfiltri da 300 tonnellate ciascuno. Il vantaggio dell'installazione di due macchine microfiltranti è che quando una macchina si guasta e viene riparata, l'altra macchina microfiltrante può ancora funzionare normalmente. Tuttavia, il prezzo di due piccole macchine microfiltranti è superiore al prezzo di una sola macchina microfiltrante.

3. Progettazione dei parametri del separatore di proteine

Il separatore di proteine viene utilizzato per trattare particelle sospese superiori a 30 micron, e la sua capacità di trattamento è solo la quantità di acqua in eccesso all'ora. Ogni produttore di separatori di proteine indicherà il tasso di flusso orario dell'acqua. Prendendo come esempio l'allevamento di branzini in un corpo d'acqua circolante da 1000 metri cubi, il sistema ha una capacità di circolazione di 600 tonnellate all'ora. Quindi si può scegliere un separatore di proteine con una capacità di trattamento di 600 tonnellate all'ora.

2、 Calcolare il volume di circolazione del sistema di acqua circolante

Nel testo precedente, abbiamo fornito una regola empirica per le quantità cicliche. Successivamente, forniremo un metodo rigoroso di derivazione e calcolo.

Prima di tutto, dobbiamo determinare la quantità di Solidi Sospesi Totali (TSS) prodotti nel sistema. Questo può essere calcolato utilizzando la seguente formula:

RTSS=0.25X quantità massima giornaliera di alimentazione

Successivamente, utilizzeremo la seguente formula per calcolare la circolazione del sistema in base alla materia particolata sospesa totale:

QTSS

Tra questi, QTSS è il valore calcolato della circolazione del sistema basato su TSS, con l'unità di m 3 - - /h;

TSSin è l'obiettivo di controllo TSS dell'acqua circolante;

TSSout è la concentrazione di controllo obiettivo di TSS nel refluo delle vasche di acquacoltura, misurata in mg/L;

ETSS è l'efficienza di rimozione di TSS nel processo di filtraggio fisico, misurata in %;

1000 è il fattore di conversione della qualità, che converte mg in g.

3、 Casi Pratici

Costruisci un progetto di acquacoltura circolare da 1000 metri cubi per il branzino. I criteri tecnici per la progettazione del progetto sono i seguenti:

Densità di allevamento: 50kg/cubic meter

Tasso di alimentazione giornaliero: 2%

L'obiettivo di rimozione del sistema di particelle sospese è del 70%

L'obiettivo di controllo del TSS per l'acqua circolante è di 10mg/L

Basandoci sui suddetti indicatori, calcoleremo il volume di circolazione del sistema di acqua circolante:

Prima di tutto, calcoliamo il peso della materia particolata sospesa generata ogni giorno:

RTSS=0.25X quantità massima giornaliera di alimentazione=60X1000X2% X0.25=12.5kg/giorno.

In base all'analisi sopra riportata, il 70% delle particelle solide (soprattutto esche residue e feci) verrà rilasciato dal decantatore a corrente verticale, quindi solo il 30% delle particelle sospese entrerà nel sistema di circolazione.

Basandosi su questo, calcolare il volume di circolazione del sistema di acqua circolante:

QTSS =600.96 m 3 - - /h

Questo risultato del calcolo indica che per mantenere la concentrazione di SSM nel bacino di piscicoltura entro 10 mg/L e con una capacità di rimozione delle particelle sospese del 52%, dobbiamo progettare un tasso di circolazione di circa 600m 3 - - /h.

Nella pratica, possiamo regolare la circolazione dell'acqua nel sistema di piscicoltura in ricircolo basandoci su questi parametri per garantire che la qualità dell'acqua soddisfi i bisogni della piscicoltura. Ad esempio, se la nostra concentrazione di SSM supera il limite, ciò indica due possibilità.

La capacità di trattamento dei dispositivi di microfiltrazione e separazione proteica è inferiore al 52%

La capacità di trattamento del dispositivo di sedimentazione a corrente verticale è inferiore al 70%