Technologia usuwania cząstek stałych (Część 3): Projektowanie parametrów procesowych i studia przypadków

• Parametry projektowania procesów usuwania zawiesin w systemach akwakultury z recyklingiem
  • Parametry projektowania dla osadników o pionowym przepływie

System podwójnego wiersza Cornell został powszechnie stosowany i dał dobry praktyczny efekt. W basenach akwakulturowych wykorzystujących system podwójnego wiersza Cornell, 10% do 25% przepływu wody wpływa do zbiornika osadzanego przepływem pionowym przez rurociąg spodni i jest tam odprowadzane, podczas gdy większość pozostałej wody odpływa przez bok basenu rybnego. Użycie projektu podwójnego odprowadzania wody znacząco zwiększa zdolność zbierania zanieczyszczeń z dna za pomocą powolnego przepływu pionowego. Przy tak niskiej szybkości przepływu, stężenie cząsteczek wzrasta dziesięć razy w porównaniu do metody pomiaru głównego przepływu.

Stosunek przepływu przez urządzenie osadnictwa pionowego do przepływu wchodzącego bocznego odprowadzania może zostać obliczony na podstawie przekroju poprzecznego rurociągu ściekowego z dolnej części toalety ryb. Ogólnie rzecz biorąc, rura wchodząca do bocznego wypływu ma średnicę 110, a rura wchodząca do osadnika pionowego ma średnicę 50, więc ich stosunek powierzchni przekroju wynosi 5:1. To oznacza, że około 17% wody wpływa do osadnika pionowego. Biorąc pod uwagę, że stężenie cząsteczek zawieszonych wchodzącym do osadnika pionowego jest 10 razy większe niż w wodzie wchodzącym do bocznego odprowadzania. Na tej podstawie można obliczyć, że proporcja przetwarzanych cząstek zawieszonych przez osadnik pionowy wynosi około 70%. W konkretnym użytkowaniu stosunek średnicy rury wchodzącej do bocznego wypływu do średnicy rury wchodzącej do osadnika pionowego może być dostosowywany w zależności od konkretnej hodowlanej odmiany i gęstości hodowli, aby osiągnąć regulację stosunku przepływów wchodzących do mikrofiltru i osadnika pionowego.

Głównym wskaźnikiem określającym osadnik przepływu pionowego jest czas utrzymywania hydraulicznego. Czas utrzymywania hydraulicznego odnosi się do średniego czasu, przez który woda pozostaje w osadniku przepływu pionowego. Wystarczający czas utrzymywania hydraulicznego jest jednym z kluczowych czynników zapewniających odpowiednią sedimentację zawiesin cząsteczkowych. Jest on związany z objętością osadnika i ilością przetwarzanej wody. W akwakulturze recyklującej zaleca się, aby czas utrzymywania hydraulicznego osadnika przepływu pionowego wynosił co najmniej 30 sekund lub więcej. Jeśli czas utrzymywania hydraulicznego jest zbyt krótki, zawieszone cząstki mogą nie zdążyć osiąść i mogą zostać usunięte z zbiornika sedimentacyjnego; jeśli jest zbyt długi, zwiększy to rozmiar i koszt urządzenia.

W projekcie一般是oparta na doświadczeniu:

Średnica urządzenia do osadzania przepływu pionowego: zainstalowano urządzenie do osadzania przepływu pionowego o średnicy 600 mm w basenie rozmnażania o długości 6 metrów, a urządzenie do osadzania przepływu pionowego o średnicy 800 mm w basenie rozmnażania o długości 8 metrów.

Wysokość urządzenia do osadzania przepływu pionowego: 1 metr

Kąt stożkowy: 30 stopni

Jak przekształcić urządzenie do osadzania przepływu pionowego w inteligentne urządzenie do osadzania przepływu pionowego?

Tradycyjny osadnik przepływu pionowego może tylko odprowadzać ścieki z osadnika przepływu pionowego przez wyciągnięcie rury. Zazwyczaj jedno wyciągnięcie całkowicie opróżni wodę z zbiornika osadczego przepływu pionowego. Ze względu na dużą liczbę basenów hodowlanych z recyklingiem, ręczne odkańczanie jest zwykle możliwe tylko 1-2 razy dziennie. Jednak resztki karmy i odchody w osadniku przepływu pionowego stopniowo się rozpadają w ciągu pół godziny, stając się cząsteczkami zawieszonymi, które są rozpuszczalne w wodzie, a następnie ciągle unoszą się, przepływając do mikrofiltrów przez górną część osadnika przepływu pionowego, co zwiększa obciążenie mikrofiltrów i separatora białek.

Dlatego można zainstalować inteligentny zawór wyjściowy na rurze wyjściowej urządzenia do osadzania przepływu pionowego, który będzie otwierał się przez kilka sekund co godzinę, stosując strategię małych, wielokrotnych odpływów. W ten sposób resztki pokarmu i odchody mogą być szybko usuwane, zmniejszając obciążenie mikrofiltracji i separatorów białek. Simultanicznie, mała ilość wielokrotnych odpływów jest bardzo oszczędna wodą, znacznie redukując tempo wymiany wody, co nie tylko oszczędza wodę, ale również zużycie energii.

Podczas wybierania zaworu odprowadzającego ważne jest, aby wybrać zawór wodoszczelny o klasyfikacji IP68, ponieważ w przeciwnym razie zawór może ulec zardzewieniu i wywołać awarie, co może prowadzić do niepotrzebnych strat. Jeśli chodzi o hodowlę morską, zaleca się wybór materiału UPVC, aby zapobiec korozyji spowodowanej wodą morską.

Montaż tego urządzenia na tradycyjnym pionowym systemie osadzaniami naprawdę ulepsza go do inteligentnego pionowego systemu osadzaniami, realizującą inteligentne i bezzałogowe działanie, co nie tylko poprawia jakość wody, ale również oszczędza wodę i energię elektryczną.

2. Projektowanie parametrów maszyny mikrofiltracyjnej

Maszyny mikrofiltracyjne są wykorzystywane do usuwania stałych cząstek zawieszonych o rozmiarach 30-100 mikronów. Pojemność przetwarzania mikrofiltra odnosi się do zdolności urządzenia do przechodzenia wody. Rozmiar siatki filtrującej determinuje efekt przetwarzania, zazwyczaj wybierając 200 siatkę. Czy więc jak powinniśmy zaprojektować parametry mikrofiltra?

Po pierwsze, wprowadźmy dane doświadczeń inżynierskich dla praktycznych operacji:

Nadmiarowa objętość wody = objętość wody hodowlanej / częstotliwość cyklu * 1.2

1.2 to nadmiar bezpieczeństwa, a częstotliwość cyklu odnosi się do liczby godzin, w ciągu których następuje jedno zacyklowanie. Częstotliwość cyklu jest ogólne określana na podstawie różnych gatunków hodowlanych i zdolności nośnej biologicznej. Weźmy przykład hodowli pstrąga w ciele wodnym o objętości 1000 metrów sześciennych z systemem recyklingu wody - najlepiej ustawić częstotliwość recyklingu na raz co 2 godziny. W związku z tym zdolność przepływu wody przez mikrofiltr wynosi: 1000/2 * 1.2 = 600 ton.

W praktyce można zainstalować jeden mikrofiltr o pojemności 600 ton lub dwa mikrofiltry o pojemności 300 ton. Zaletą zainstalowania dwóch maszyn mikrofiltracyjnych jest to, że gdy jedna maszyna ulegnie awarii i wymaga naprawy, druga maszyna mikrofiltracyjna może nadal działać normalnie. Jednak cena dwóch mniejszych mikrofiltrów jest wyższa niż cena jednego mikrofiltra.

3. Projektowanie parametrów separatora białek

Separator białek służy do przetwarzania zawieszonych cząstek powyżej 30 mikronów, a jego pojemność przetwarzania to tylko ilość nadmiarowej wody na godzinę. Urządzenia każdego producenta separatorów białek wskazują przepływ wody na godzinę. Biorąc przykład hodowlę pstrągów w cieczie cyrkulacyjnej o objętości 1000 metrów sześciennych, system ma zdolność cyrkulacji wynoszącą 600 ton na godzinę. Dlatego można wybrać separator białek o pojemności przetwarzania 600 ton na godzinę.

2、 Oblicz objętość cyrkulacji systemu wody cyrkulacyjnej

W poprzednim tekście podaliśmy empiryczne zasady dotyczące ilości cyklicznych. Następnie przedstawimy ścisłą metodę wyprowadzania i obliczeń.

Po pierwsze, musimy określić ilość Całkowitych Zawiesin (TSS) wytworzonych w systemie. Można to obliczyć za pomocą następującego wzoru:

RTSS = 0,25 x maksymalna dzienna ilość karmienia

Następnie użyjemy następującego wzoru do obliczenia cyrkulacji systemowej na podstawie ogólnej zawartości cząsteczek zawieszonych:

QTSS

Wśród nich QTSS to obliczona wartość cyrkulacji systemowej na podstawie TSS, z jednostką m 3 /h;

TSSin to cel kontroli TSS wody cyrkulacyjnej;

TSSout to docelowa stężenie TSS w efluencie z basenów akwakulturowych, mierzone w mg/L;

ETSS to wydajność usuwania TSS w procesie filtryzacji fizycznej, mierzona w %;

1000 to czynnik konwersji jakości, który przekształca mg w g.

3、 Praktyczne przypadki

Zbuduj 1000 metrów sześciennego okrągłego systemu wodnego do hodowli barszu morskiego. Techniczne wskaźniki projektowe są następujące:

Gęstość rozmnażania: 50kg/metr sześcienny

Codzienna norma karmienia: 2%

Celowy wskaźnik usuwania cząstek zawieszonych wynosi 70%

Celowy poziom kontroli TSS dla wody cyrkulacyjnej to 10mg/L

Na podstawie powyższych wskaźników obliczymy objętość cyrkulacji systemu wody cyrkulacyjnej:

Po pierwsze, wyliczmy wagę zawiesin powstałych każdego dnia:

RTSS=0.25X dzienna maksymalna ilość karmy=60X1000X2% X0.25=12.5kg/dzień.

Zgodnie z powyższą analizą, 70% cząstek stałych (głównie resztki przynęty i odchody) będzie usuwane przez osadnik przepływu pionowego, więc tylko 30% zawiesin wejdzie do systemu cyrkulacji.

Na tej podstawie obliczamy objętość cyrkulacji w systemie wody cyrkulującej:

QTSS =600.96 m 3 /h

To wyniki obliczeń wskazują, że aby utrzymać stężenie TSS w stawie hodowlanym poniżej 10 mg/L oraz przy warunku, że tempo usuwania zawiesin wynosi 52%, musimy zaprojektować przepływ cyrkulacyjny około 600m 3 /h.

W praktyce możemy dostosowywać cyrkulację wody w systemie recyklingowym hodowlanym na podstawie tych parametrów, aby zapewnić, że jakość wody odpowiada potrzebom hodowlanym. Na przykład, jeśli nasze stężenie TSS przekracza normy, oznacza to dwie możliwości.

Moc przetwarzania mikrofiltracji i separatora białka jest mniejsza niż 52%

Moc przetwarzania urządzenia osadzanego przepływu pionowego jest mniejsza niż 70%