Tecnologia de Remoção de Partículas Sólidas (Parte 3): Projeto de Parâmetros de Processo e Estudos de Caso

• Parâmetros para o Design de Processos de Remoção de Partículas Suspensas em Sistemas de Aquicultura de Recirculação
  • Parâmetros de Design para Sedimentadores de Fluxo Vertical

O sistema Cornell de dupla fileira tem sido amplamente utilizado e alcançou bons resultados práticos. Em tanques de aquicultura que utilizam o sistema Cornell de dupla fileira, 10% a 25% do fluxo de água entra no tanque de sedimentação de fluxo vertical através do dreno inferior e é descarregado, enquanto a maior parte restante do fluxo de água é descarregada pelo lado do tanque de peixes. O uso de um design de duplo drenagem aumenta muito a capacidade do fundo de coletar poluentes através da drenagem lenta de fluxo vertical. Nesta taxa de fluxo baixa, a concentração de partículas aumenta dez vezes em comparação com o método de medição do fluxo principal.

A razão entre a taxa de fluxo no dispositivo de sedimentação de fluxo vertical e a taxa de fluxo que entra na descarga lateral pode ser calculada com base na área da seção transversal do tubo de esgoto inferior do vaso sanitário para peixes. Em geral, o diâmetro do tubo que entra na linha lateral é de 110, e o tubo que entra no decantador de fluxo vertical é de 50, então a razão entre suas áreas de seção transversal é de 5:1. Isso significa que cerca de 17% da água flui para o decantador de fluxo vertical. Considerando que a concentração de partículas suspensas que entra no decantador de fluxo vertical é dez vezes maior do que a que entra na descarga lateral. Com base neste cálculo, a proporção de partículas suspensas processadas pelo decantador de fluxo vertical é de aproximadamente 70%. No uso específico, a razão entre o diâmetro do tubo que entra na linha lateral e o diâmetro do tubo que entra no decantador de fluxo vertical pode ser ajustada de acordo com a espécie específica de criação e a densidade de criação, a fim de alcançar o ajuste da razão de fluxo que entra no microfiltro e no decantador de fluxo vertical, respectivamente.

O indicador-chave que determina o decantador de fluxo vertical é o tempo de retenção hidráulica. O tempo de retenção hidráulica refere-se ao tempo médio que a água permanece no decantador de fluxo vertical. Um tempo de retenção hidráulica adequado é um dos fatores principais para garantir uma sedimentação suficiente da matéria particulada suspensa. Ele está relacionado ao volume do decantador e à quantidade de água processada. Em aquicultura de recirculação, recomenda-se que o tempo de retenção hidráulica do decantador de fluxo vertical seja de pelo menos 30 segundos ou mais. Se o tempo de retenção hidráulica for muito curto, as partículas suspensas podem não se sedimentar a tempo e podem ser retiradas da câmara de sedimentação; se for muito longo, aumentará o tamanho e o custo do equipamento.

No design, geralmente se baseia na experiência:

O diâmetro do dispositivo de sedimentação de fluxo vertical: um dispositivo de sedimentação de fluxo vertical com diâmetro de 600mm está instalado em uma piscina de criação de 6 metros, e um dispositivo de sedimentação de fluxo vertical com diâmetro de 800mm está instalado em uma piscina de criação de 8 metros.

Altura do dispositivo de sedimentação de fluxo vertical: 1 metro

Ângulo cônico: 30 graus

Como transformar um dispositivo de sedimentação de fluxo vertical em um dispositivo de sedimentação de fluxo vertical inteligente?

O tradicional decantador de fluxo vertical só pode escoar as águas residuais dentro do decantador de fluxo vertical puxando o tubo. Normalmente, puxar uma vez esvaziará completamente a água do tanque de sedimentação de fluxo vertical. Devido ao grande número de tanques de aquicultura de recirculação, a extração manual geralmente é possível apenas 1-2 vezes por dia. No entanto, o iscas residuais e as fezes no decantador de fluxo vertical se desintegrarão lentamente em meia hora, tornando-se partículas suspensas solúveis em água, e então continuarão subindo, transbordando para o microfiltro através da parte superior do decantador de fluxo vertical, aumentando a carga sobre o microfiltro e o separador de proteína.

Portanto, pode-se instalar uma válvula de descarga inteligente no tubo de descarga do dispositivo de sedimentação de fluxo vertical, que realiza descargas por alguns segundos a cada hora e adota uma estratégia de descarga com múltiplas liberações em pequenas quantidades. Dessa forma, os resíduos das fezes da isca podem ser descartados de maneira oportuna, reduzindo a carga sobre as microfiltrações e separadores de proteína. Ao mesmo tempo, múltiplas descargas em pequenas quantidades são muito econômicas em termos de água, diminuindo significativamente a taxa de troca de água, economizando não só água, mas também energia.

Ao escolher uma válvula de drenagem, é importante selecionar uma válvula à prova d'água IP68, caso contrário, a válvula pode enferrujar facilmente, causando falhas e resultando em perdas desnecessárias. Se for aquicultura em água salgada, recomenda-se escolher material UPVC para prevenir a corrosão causada pela água salgada.

Instalar este dispositivo no tradicional dispositivo de sedimentação de fluxo vertical realmente o atualiza para um dispositivo inteligente de sedimentação de fluxo vertical, alcançando operação inteligente e sem intervenção humana, não apenas melhorando a qualidade da água, mas também economizando água e eletricidade.

2. Design de parâmetros da máquina de microfiltração

As máquinas de microfiltração são usadas para remover partículas suspensas sólidas de 30-100 micrômetros. A capacidade de processamento de uma microfiltradora refere-se à capacidade do dispositivo de passar água. O tamanho da malha de filtração determina o efeito de tratamento, geralmente escolhendo 200 malhas. Então, como devemos projetar os parâmetros da microfiltradora?

Primeiro, introduza dados de experiência de um engenheiro para operação prática:

Volume de água excedente = volume de água de cultivo / frequência de ciclo * 1.2

1.2 é a redundância de segurança, e a frequência do ciclo refere-se a quantas horas leva para completar um ciclo. A frequência do ciclo geralmente é determinada com base em diferentes variedades de criação e na capacidade biológica de suporte. Tomando como exemplo o cultivo de robalos em um corpo de água circulante de 1000 metros cúbicos, é ideal definir a frequência de circulação para uma vez a cada 2 horas. Portanto, a capacidade de passagem de água do microfiltro é: 1000/2 * 1.2 = 600 toneladas

Na prática, pode ser instalado um microfiltro de 600 toneladas ou dois microfiltros de 300 toneladas. A vantagem de instalar dois microfiltradores é que, quando uma máquina falha e está em reparo, o outro microfiltrador ainda pode funcionar normalmente. No entanto, o preço de dois microfiltradores pequenos é maior do que o preço de um único microfiltrador.

3. Projeto de parâmetros do separador de proteína

O separador de proteína é usado para processar partículas suspensas acima de 30 micrômetros, e sua capacidade de processamento é apenas a quantidade de água excedente por hora. Cada fabricante de processador de proteína indicará a taxa de fluxo de água por hora. Tomando como exemplo o cultivo de robalo em um corpo de água circulante de 1000 metros cúbicos, o sistema tem uma capacidade de circulação de 600 toneladas por hora. Então, você pode escolher um separador de proteína com capacidade de processamento de 600 toneladas por hora.

2、 Calcule o volume de circulação do sistema de água circulante

No texto anterior, fornecemos uma regra empírica para quantidades cíclicas. Em seguida, apresentaremos um método rigoroso de derivação e cálculo.

Primeiramente, precisamos determinar a quantidade de Sólidos Suspensos Totais (SST) produzidos no sistema. Isso pode ser calculado usando a seguinte fórmula:

RSST = 0,25 x quantidade máxima diária de alimentação

Em seguida, usaremos a seguinte fórmula para calcular a circulação do sistema com base no material particulado suspenso total:

QTSS

Entre eles, QTSS é o valor calculado da circulação do sistema com base no TSS, com a unidade de m 3 - Não. /h;

TSSin é o objetivo de controle de TSS na água circulante;

TSSout é a concentração de controle de TSS no efluente dos tanques de aquicultura, medida em mg/L;

ETSS é a eficiência de remoção de TSS no processo de filtração física, medida em%;

1000 é o fator de conversão de qualidade, que converte mg para g.

3、 Casos Práticos

Construa um projeto de aquicultura circular de 1000 metros cúbicos para robalo. Os indicadores técnicos para o design do projeto são os seguintes:

Densidade de criação: 50kg/metro cúbico

Taxa diária de alimentação: 2%

A taxa de remoção alvo do sistema de partículas suspensas é de 70%

O objetivo de controle de TSS para água circulante é de 10mg/L

Com base nos indicadores acima, calcularemos o volume de circulação do sistema de água circulante:

Primeiro, vamos calcular o peso da matéria particulada suspensa gerada diariamente:

RTSS=0.25X quantidade máxima diária de alimentação=60X1000X2% X0.25=12.5kg/dia.

De acordo com a análise acima, 70% das partículas sólidas (principalmente iscas residuais e fezes) serão descarregadas pelo decantador de fluxo vertical, portanto, apenas 30% das partículas suspensas entrarão no sistema de circulação.

Com base nisso, calcule o volume de circulação do sistema de água circulante:

QTSS = 600,96 m 3 - Não. /h

Este resultado do cálculo indica que, para manter a concentração de Sólidos Suspensos Totais (TSS) na lagoa de aquicultura não excedendo 10 mg/L e sob a condição de uma taxa de remoção de partículas suspensas de 52%, precisamos projetar uma taxa de circulação de aproximadamente 600m 3 - Não. /h.

Na operação real, podemos ajustar a circulação de água no sistema de aquicultura de recirculação com base nesses parâmetros para garantir que a qualidade da água atenda às necessidades da aquicultura. Por exemplo, se nossa concentração de TSS ultrapassar o limite, isso indica duas possibilidades.

A capacidade de processamento dos equipamentos de microfiltração e separador de proteína é inferior a 52%

A capacidade de processamento do dispositivo de sedimentação de fluxo vertical é inferior a 70%