육상 기반 산업화 순환 양식 시스템 (RAS) 공정 및 매개변수 설계 (2부)

순환 양식 시스템 (RAS) 공정 설계 원칙

전통적인 흐름식 양식과 달리 순환 양식 시스템 (RAS) 고도 처리 기술 및 장비를 통해 물 재이용을 실현합니다. 모든 구성 요소는 효율성을 보장하기 위해 과학적으로 순차적인 워크플로우에서 작동해야 합니다. 주요 설계 원칙에는 다음이 포함됩니다:

1. 순차적 처리: 고체 → 액체 → 기체

먼저 부유 입자를 제거하지 않으면 후속 단계가 손상될 수 있습니다. 예를 들어, 입자로 코팅된 생물 필터 매체는 질소 화합물을 전환하는 질화 세균의 활동을 방해하여 수질이 저하될 수 있습니다. 또한 입자에서 발생하는 과도한 유기 물질은 생물 필터에 과부하를 줄 수 있습니다.

처리 순서 :
1. 고체 입자 제거

• 용존 오염물질 제거
• CO₂ 제거
• 소독
• 산소 공급 및 온도 제어

2. 입자 크기에 따른 고체 폐기물 처리

이 지역에서는 순환 양식 시스템 (RAS) 시스템에서 고체 입자 물질은 주로 양식 생물의 배설물과 소비되지 않은 사료에서 나옵니다. 고체 폐기물 처리는 입자 크기에 따라 다양한 처리 방법을 사용할 수 있습니다(큰 크기에서 작은 크기까지).

입자 크기가 100마이크론을 초과하는 더 큰 입자 (주로 어류 배설물 및 잔여 사료)는 침강 가능합니다. 시스템 내에서 이들이 파괴된 후 후속 공정의 부하를 증가시키지 않으려면 침전 공정을 채택할 수 있습니다. 수직 흐름 침전기는 중력 분리 방식을 사용하여 침강 가능한 입자를 제거하는 장치입니다. 수직 흐름 침전 과정을 통해 60%-70%의 고체 입자가 제거됩니다.

수직 흐름 침전기에 의한 사전 처리 후, 대부분의 침강 가능한 입자는 제거되었으며, 남아 있는 대부분은 30-100마이크론 사이의 현탁 고체 입자입니다. 이 부분의 입자는 마이크로필터를 통해 물리적으로 여과될 수 있습니다.

미세 필터에 의해 여과된 후 남아있는 입자는 30마이크론 이하의 작은 현탁물질과 일부 용해된 유기물질입니다. 이 부분의 입자는 주로 단백질 분리기를 통해 생성된 거품에 의해 분리됩니다. 거품 분리는 미세 현탁 입자와 용해된 유기물을 제거하고, 산소를 증가시키며 이산화탄소를 제거하는 일정한 기능을 가진 일반적인 방법입니다. .

3. 소독 전 순차적 여과

3.1 현탁 고체가 UV 소독에 미치는 영향

수중의 부유 입자는 자외선을 산란시키고 흡수할 수 있습니다. 이 흡수와 산란 효과는 자외선 에너지가 전파되는 동안 소비되며, 이는 자외선의 강도와 살균 효과를 더 줄이는 결과를 초래할 수 있습니다. 한 연구는 폐수에서 부유 물질 농도와 자외선에 노출된 상태에서 분변 콜iforms의 생존율 사이에 상관관계가 있음을 발견했습니다. 표면에 부착된 입자와 함께 있는 박테리아는 부유 입자들에 의해 보호되기 때문에, 자외선 소독은 생존 능력을 3-4 log10 단위로만 감소시킬 수 있습니다.

부유 입자는 물 속 자외선의 침투 깊이를 제한할 수 있습니다. 맑은 물에서는 자외선이 비교적 깊게 물속으로 침투하여 다양한 깊이의 물을 소독할 수 있습니다. 그러나 물에 부유 입자가 있을 경우 자외선의 침투 능력이 방해받을 수 있습니다.

가지고 가는 순환 양식 시스템 (RAS) 예를 들어, 정수 내에서 부유 입자가 없는 경우 자외선 방사선은 0.5-1미터 깊이까지의 수역 소독에 효과적일 수 있습니다. 그러나 수중 부유 입자의 농도가 높으면 자외선은 0.2-0.3미터 깊이만 침투할 수 있어 더 깊은 수역이 완전히 소독되지 않아 소독 사각지대가 형성될 수 있습니다. 이로 인해 이러한 충분히 소독되지 않은 지역에서 미생물이 계속 성장하고 번식하여 전체 수질에 영향을 줄 수 있습니다. 순환 양식 시스템 (RAS) 시스템입니다.

현탁 입자 물질의 간섭이 없는 경우, 특정 수준의 자외선 복사량(예: 10-20mJ/cm²)은 이를 효과적으로 죽일 수 있습니다. 그러나 물에 많은 현탁 입자가 존재할 경우, 자외선 강도는 원래의 50% - 70%만 남을 수 있습니다. 같은 소독 효과를 얻으려면 자외선 조사 시간을 연장하거나 자외선 램프의 출력을 증가시켜야 합니다. 그렇지 않으면 일부 미생물이 완전히 죽지 않을 수 있어 소독이 불완전해지고 양식 생물체의 감염 위험이 증가할 수 있습니다.

3.2 현탁 고체물질이 오존 소독에 미치는 영향

현탁 입자는 물에서 오존을 흡착합니다. 현탁 입자의 큰 비표면적 때문에 오존 분자는 쉽게 그 표면에 부착됩니다. 예를 들어, 사료 잔여물, 배설물 입자, 미생물 덩어리와 같은 현탁 입자들은 표면에 많은 활성 부위를 가지고 있어 오존을 물리적으로 흡착할 수 있습니다. 이로 인해 오존이 현탁 입자와 결합한 후 물 속의 병원체(세균, 바이러스, 곰팡이 등)와 효과적으로 접촉하기 어려워져 소독 효율이 감소합니다. 이는 마치 소독 "탄환"(오존)이 중간에 있는 "장애물"(현탁 입자)에 의해 가로채지는 것과 같습니다.

수중 현탁 입자 물질의 유기 성분은 병원체와 오존에 대해 경쟁한다. 많은 현탁 입자들은 불완전히 분해된 단백질, 당 등과 같은 유기 물질을 포함하고 있다. 이러한 유기 화합물은 병원체와 마찬가지로 오존과 산화 반응을 일으킬 수 있다. 물에 현탁 입자가 너무 많으면 오존은 우선적으로 이러한 유기 물질과 반응하여 많은 양의 오존을 소비하게 되고, 병원체를 소독하는 데 사용되는 오존의 양이 줄어든다. 예를 들어, 순환 양식 시스템 (RAS) 높은 농도의 현탁 입자 물질을 포함한 시스템에서는 오존이 입자의 표면에 있는 유기 물질을 산화하는 데 대부분의 에너지를 소모하고, 물 속 유해 미생물을 죽이는 데 사용되는 오존의 양은 적어진다.

3.3 소독 전 여과의 이점

물리적 여과(부유 물질 제거), 생물학적 여과(용존 유해 물질 제거), 기체 여과(이산화탄소 제거)를 거친 후 양식 수는 매우 맑아집니다. 이때 자외선 소독이나 오존 소독을 사용하더라도 효과가 매우 좋습니다.

4. 수 순환 파라미터 설계

의 핵심은 순환 양식 시스템 (RAS) 수 순환이다. 그렇다면 어떻게 물을 순환시킬까요? 순환 펌프가 핵심이며, 그 역할은 인간의 심장과 같습니다. 생물학적 필터는 전체 순환 시스템의 최고점으로, 여기에서 물이 자연 대기압을 통해 다양한 양식 웅덩이로 흐르고 이후 펌프 탱크로 들어갑니다. 순환 펌프는 다시 펌프 탱크의 물을 생물학적 필터로 보내어 물 순환을 실현합니다.

순환펌프는 매우 중요하므로 주 펌프 하나와 보조 펌프 하나로 설계되어야 합니다. 주수펌프가 고장날 경우 보조수펌프를 즉시 시작하여 사육 사고를 방지할 수 있습니다.

순환율 설계

순환율 순환 양식 시스템 (RAS)  매우 중요합니다. 적절한 순환율은 양식 저수지의 물질 균일성을 보장할 수 있습니다. 순환을 통해 용존 산소, 영양분 및 온도가 전체 수역에 고르게 분산될 수 있어 국부적인 수질 악화를 방지할 수 있습니다. 가장 중요한 것은 순환을 통해 현탁 입자의 제거를 촉진하는 것입니다. 순환하는 물이 현탁 입자를 여과 장비로 이동시켜 처리할 수 있도록 합니다. 충분한 순환율은 현탁 입자의 제거 효율을 향상시키고 양식 저수지에서 과도하게 축적되는 것을 방지합니다. 따라서 순환 속도는 현탁 입자의 수준을 결정짓습니다.

순환율 계산은 먼저 최대 생물학적 수용 용량에 기반하여 급여량을 결정하고, 그 급여량에 따라 시간당 생성되는 현탁 입자 물질의 양을 계산하는 것이 첫 단계입니다. 이후 연못 순환수의 설계된 TSS 목표값과 각 장비의 처리 능력을 기준으로 순환율을 계산합니다.

요약하자면, 순환율 계산은 비교적 복잡합니다. 경험적 값에 기초하여 간단히 참조값으로 사용할 수 있으며, 주기적으로 매 1 시간마다 순환시킬 수 있습니다. 예를 들어, 1000⽴방미터 순환수체에서 해저를 사육할 때, 순환 주기를 2시간으로 설정하면 시간당 순환율은 1000/2=500톤/시간이 됩니다. .

변동 유량 설계

순환펌프는 순환수 양식에서 에너지 소비가 가장 높은 장비입니다. 만약 순환펌프를 고속 순환 상태로 유지하면, 양식 탱크의 양식수로부터 폐기물을 신속히 제거할 수 있지만, 에너지 소비가 너무 큽니다. 반면에 펌프를 저속으로 계속 운전하면 에너지 소비는 낮지만, 양식수 내 폐기물의 제거 속도가 느립니다. 주파수 변환기와 지능형 제어 단말기를 설치함으로써, 가변 유량 기술은 알고리즘을 기반으로 다양한 사육 단계와 수질 파라미터에 따라 순환수 사이클의 파라미터를 자동으로 조정하여 가변 유량 순환을 실현합니다.

참고 도면