고체 입자 제거 기술 (제3부): 공정 파라미터 설계 및 사례 연구

• 순환 양식 시스템에서 부유 입자 제거 공정을 위한 설계 파라미터
  • 수직 흐름 침전기의 설계 매개변수

코넬 듀얼 로우 시스템은 널리 사용되어 왔으며 좋은 실질적인 결과를 가져왔습니다. 코넬 더블 로우 시스템을 사용하는 양식 연못에서는 전체 수류의 10%에서 25%가 바닥 배수관을 통해 수직 흐름 침전 탱크로 들어가 배출되며, 나머지 대부분의 물은 어항 측면을 통해 배출됩니다. 이와 같은 듀얼 배수 설계는 수직 천천한 흐름 배수를 통해 바닥에서 오염 물질을 수집하는 능력을 크게 증가시킵니다. 이러한 낮은 유속에서 입자 농도는 주요 유량 측정 방법에 비해 10배 증가합니다.

수직 흐름 침전 장치를 통한 유량과 측면 배출구로 들어오는 유량의 비율은 어류 변기의 하수관 바닥부분의 단면적에 따라 계산할 수 있습니다. 일반적으로 측면으로 들어오는 파이프는 110이고, 수직 흐름 침전기에 들어오는 파이프는 50이므로 그들의 단면적 비율은 5:1입니다. 즉, 약 17%의 물이 수직 흐름 침전기로 흘러갑니다. 또한 수직 흐름 침전기에 들어가는 현탁 입자의 농도는 측면 배출구로 들어가는 것보다 약 10배 더 많습니다. 이 계산에 따르면 수직 흐름 침전기가 처리하는 현탁 입자의 비율은 약 70%입니다. 구체적인 사용 시, 양식 종류와 양식 밀도에 따라 측면 배출 파이프 직경과 수직 흐름 침전기로 들어가는 파이프 직경의 비율을 조정하여 마이크로 필터와 수직 흐름 침전기에 각각 들어가는 유량 비율을 조절할 수 있습니다.

수직 흐름 침전기를 결정짓는 주요 지표는 수력 체류 시간입니다. 수력 체류 시간은 물이 수직 흐름 침전기에 머무는 평균 시간을 의미합니다. 적절한 수력 체류 시간은 현탁 입자의 충분한 침전을 보장하는 핵심 요소 중 하나입니다. 이는 침전기의 부피와 처리되는 물의 양과 관련이 있습니다. 순환 양식 시스템에서는 수직 흐름 침전기의 수력 체류 시간이 최소 30초 이상이어야 한다고 권장됩니다. 수력 체류 시간이 너무 짧으면 현탁 입자가 충분히 침전되지 않고 침전 탱크에서 배출될 수 있으며, 너무 길면 장비의 크기와 비용이 증가하게 됩니다.

설계상 일반적으로 경험에 기반하여 결정됩니다:

수직 흐름 침전 장치의 직경: 6미터 사육지에 600mm 직경의 수직 흐름 침전 장치가 설치되어 있으며, 8미터 사육지에는 800mm 직경의 수직 흐름 침전 장치가 설치되어 있습니다.

수직 흐름 침전 장치 높이: 1미터

원추각: 30도

수직 흐름 침전 장치를 스마트 수직 흐름 침전 장치로 변환하는 방법?

전통적인 수직 흐름 침전조는 파이프를 빼내어만 수직 흐름 침전조 내의 오수를 배출할 수 있습니다. 일반적으로 한 번 끌어내면 수직 흐름 침전지의 물이 완전히 배수됩니다. 순환 양식 저울의 수가 많기 때문에 수작업으로 하루에 1-2회만 가능합니다. 그러나 수직 흐름 침전조 내의 잔여 사료와 분변은 약 30분 안에 천천히 분해되어 물에 용해되는 부유 입자로 변하고 계속해서 떠오르며, 수직 흐름 침전조 상부를 통해 마이크로 필터로 넘쳐나게 되어 마이크로 필터와 단백질 분리기에 부담을 줍니다.

따라서, 수직 흐름 침전 장치의 배출 파이프에 스마트 배출 밸브를 설치할 수 있습니다. 이는 매 시간 몇 초 동안 배출하며, 다수의 소량 배출 전략을 채택합니다. 이렇게 하면 잔여 사료와 배설물이 적시에 배출되어 미세 여과기와 단백질 분리기의 부담을 줄일 수 있습니다. 동시에 다수의 소량 배출은 매우 절수적이어서 물 교환율을 크게 줄이며, 물뿐만 아니라 에너지 소비도 절약합니다.

배수 밸브를 선택할 때는 IP68 방수 밸브를 선택하는 것이 중요합니다. 그렇지 않으면 밸브가 녹슬어 고장이 발생할 가능성이 높으며, 이로 인해 불필요한 손실이 발생할 수 있습니다. 해수 양식인 경우 해수 부식을 방지하기 위해 UPVC 재질을 사용하는 것이 권장됩니다.

이 장치를 전통적인 수직 흐름 침전 장치에 설치하면 이를 진정으로 스마트 수직 흐름 침전 장치로 업그레이드하여 지능형 및 무인 운영을 실현할 수 있으며, 이는 물질을 개선하는 데만 도움이 되는 것이 아니라 물과 전기를 절약하는 데에도 기여합니다.

2. 마이크로 필터기의 파라미터 설계

마이크로 필터기는 30-100 마이크론 크기의 고체 부유 입자를 제거하는 데 사용됩니다. 마이크로 필터의 처리 용량은 장치가 통과시킬 수 있는 물의 양을 의미합니다. 필터 메쉬의 크기가 처리 효과를 결정하며, 일반적으로 200 메쉬를 선택합니다. 그렇다면 어떻게 마이크로 필터의 파라미터를 설계해야 할까요?

먼저, 실제 운영을 위한 엔지니어의 경험 데이터를 소개하겠습니다:

초과 수량 = 양식수량 / 순환 주기 * 1.2

1.2는 안전 여유를 나타내며, 주기 빈도는 몇 시간마다 한 번 순환하는지를 의미합니다. 주기 빈도는 일반적으로 다양한 사육 품종과 생물학적 수용 능력에 따라 결정됩니다. 예를 들어, 1000 입방미터 순환수체에서 해베이스를 사육할 경우, 최상의 순환 빈도는 2시간마다 한 번입니다. 따라서 마이크로 필터의 수 처리 능력은: 1000/2 * 1.2=600톤입니다.

실제 적용에서는 하나의 600톤 마이크로 필터를 설치하거나, 두 개의 300톤 마이크로 필터를 설치할 수 있습니다. 두 개의 마이크로 필터를 설치하는 장점은 하나의 기계가 고장 나서 수리 중일 때 다른 마이크로 필터가 여전히 정상 작동할 수 있다는 점입니다. 하지만 두 개의 작은 마이크로 필터의 가격은 하나의 마이크로 필터보다 더 비쌉니다.

3. 단백질 분리기의 매개변수 설계

단백질 분리기는 30 마이크론 이상의 현탁 입자를 처리하는 데 사용되며, 그 처리 용량은 시간당 여과 후 남는 물의 양만입니다. 각 단백질 처리기 제조업체의 장비는 시간당 수위 흐름율을 나타냅니다. 예를 들어, 1000 입방미터 순환수에서 해바스를 사육할 경우 시스템의 순환 용량은 시간당 600톤입니다. 따라서 시간당 600톤 처리 용량의 단백질 분리기를 선택할 수 있습니다.

2、 순환수 시스템의 순환량 계산하기

앞서 우리는 순환량에 대한 경험적 규칙을 제공했습니다. 다음으로 엄밀한 도출 및 계산 방법을 제공하겠습니다.

첫째, 시스템에서 생성되는 총 부유물질(TSS)의 양을 결정해야 합니다. 이를 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다:

RTSS = 0.25 x 최대 일일 사료 투입량

다음으로, 우리는 총 현탁 입자 물질에 기인한 시스템 순환을 계산하기 위해 다음 공식을 사용할 것입니다:

QTSS

그중 QTSS는 TSS에 기인한 시스템 순환의 계산값으로 단위는 m 3 \/h;

TSSin은 순환수의 TSS 제어 목표입니다;

TSSout은 양식 연못의 유출수에 있는 TSS의 목표 제어 농도로, mg/L 단위로 측정됩니다;

ETSS는 물리적 여과 과정에서의 TSS 제거 효율로, % 단위로 측정됩니다;

1000은 품질 변환 계수로, mg을 g으로 변환합니다.

3、 실제 사례

해저를 위한 1000 입방미터 원형 수조 양식 프로젝트를 건설하십시오. 프로젝트 설계의 기술 지표는 다음과 같습니다:

사육 밀도: 50kg/입방미터

일일 사료 투여량: 2%

부유 입자 시스템의 목표 제거율은 70%입니다

순환수의 TSS 통제 목표는 10mg/L입니다

위 지표들을 기반으로 하여 순환수 시스템의 순환량을 계산하겠습니다:

첫째, 매일 생성되는 부유 입자의 무게를 계산해 봅시다:

RTSS=0.25X 일일 최대 사료 투여량=60X1000X2% X0.25=12.5kg/일.

위 분석에 따르면, 고체 입자의 70%(주로 남은 미끼 및 배설물)는 수직 유동沈저기에서 배출되므로, 부유 입자의 30%만 순환 시스템으로 들어갑니다.

이에 기반하여 순환수 시스템의 순환량을 계산합니다:

QTSS =600.96 m 3 /h

이 계산 결과는 양식 저수지의 TSS 농도가 10 mg/L을 초과하지 않도록 하기 위해 그리고 부유 입자 제거율이 52%인 조건하에서, 우리는 약 600m 3 /h 의 순환율을 설계해야 함을 나타냅니다.

실제 운영 시에는 이러한 파라미터를 기반으로 순환 양식 시스템의 물 순환을 조정하여 수질이 양식 요구사항을 충족하도록 할 수 있습니다. 예를 들어, 우리의 TSS 농도가 기준을 초과한다면 두 가지 가능성이 있음을 나타냅니다.

미세 여과 및 단백질 분리 장비의 처리 능력이 52% 미만임

수직 흐름 침전 장치의 처리 능력이 70% 미만임