Технология удаления твердых частиц (Часть 3): Проектирование процессовых параметров и практические примеры

• Параметры проектирования процессов удаления взвешенных частиц в системах переработки воды для аквакультуры
  • Параметры проектирования вертикальных осадков

Двухрядная система Корнелла получила широкое распространение и показала хорошие практические результаты. В прудах для аквакультуры, использующих двухрядную систему Корнелла, 10% до 25% потока воды поступает в вертикальный осадочный бассейн через дренажную трубу снизу и выводится, в то время как большая часть потока воды выводится через сторону рыбоводного пруда. Использование двойного дренажного дизайна значительно увеличивает способность дна собирать загрязнители через вертикальный медленный поток дrenажa. При такой низкой скорости потока концентрация твердых частиц увеличивается в 10 раз по сравнению с методом измерения главного потока.

Соотношение потока через вертикальный седиментационный аппарат к потоку, поступающему в боковой выпуск, может быть рассчитано на основе поперечной площади нижней канализационной трубы рыбьего туалета. Обычно трубопровод, входящий в боковой ряд, имеет диаметр 110, а трубопровод, входящий в вертикальный седиментатор, — 50, поэтому их соотношение площадей поперечного сечения составляет 5:1. Это означает, что примерно 17% воды поступает в вертикальный седиментатор. Учитывая, что концентрация взвешенных частиц, поступающих в вертикальный седиментатор, в 10 раз выше, чем в боковой выпуск. На основе этого расчета доля обрабатываемых взвешенных частиц вертикальным седиментатором составляет около 70%. При конкретном использовании соотношение диаметра трубопровода, входящего в боковой ряд, к диаметру трубопровода, входящего в вертикальный седиментатор, может быть отрегулировано в зависимости от конкретного вида разведения и плотности выращивания для регулировки соотношения потоков, поступающих в микроскопический фильтр и вертикальный седиментатор соответственно.

Ключевым показателем, определяющим вертикальный седиментационный фильтр, является гидравлическое время удержания. Гидравлическое время удержания относится к среднему времени пребывания воды в вертикальном седиментационном фильтре. Достаточное гидравлическое время удержания является одним из ключевых факторов для обеспечения достаточной осадки взвешенных частиц. Оно связано с объемом седиментатора и количеством обрабатываемой воды. В системах рециркуляции аквакультуры рекомендуется, чтобы гидравлическое время удержания вертикального седиментационного фильтра составляло не менее 30 секунд или больше. Если гидравлическое время удержания слишком короткое, взвешенные частицы могут не осесть вовремя и быть вынесены из отстойника; если оно слишком длинное, это увеличит размер и стоимость оборудования.

При проектировании обычно полагаются на опыт:

Диаметр вертикального седиментационного устройства: установлено вертикальное седиментационное устройство диаметром 600 мм в бассейне разведения длиной 6 метров и устройство диаметром 800 мм в бассейне разведения длиной 8 метров.

Высота вертикального седиментационного устройства: 1 метр

Конический угол: 30 градусов

Как превратить вертикальное седиментационное устройство в умное вертикальное седиментационное устройство?

Традиционный вертикальный осадочный резервуар может только сбрасывать сточные воды внутри себя, вытягивая трубу. Обычно одного извлечения достаточно, чтобы полностью слить воду из вертикального осадочного бака. Из-за большого количества циркуляционных аквакультурных прудов ручное извлечение обычно возможно лишь 1-2 раза в день. Однако остатки корма и экскременты в вертикальном осадочном резервуаре постепенно распадаются в течение получаса, становясь подвижными частицами, растворимыми в воде, а затем непрерывно поднимаются, переливаясь через верхнюю часть вертикального осадочного резервуара в микроскопический фильтр, увеличивая нагрузку на микроскопический фильтр и разделитель белка.

Поэтому на выходном трубопроводе вертикального осадочного устройства можно установить умный выпускной клапан, который будет сбрасывать воду в течение нескольких секунд каждый час, используя стратегию небольших многократных сбросов. Таким образом, остатки приманки и экскременты будут своевременно удаляться, снижая нагрузку на микрофильтрацию и сепаратор белка. При этом небольшие многократные сбросы очень экономичны, значительно снижая частоту замены воды, что позволяет не только экономить воду, но и снизить энергопотребление.

При выборе сливного клапана важно выбрать клапан с защитой IP68, иначе клапан может подвергаться коррозии и вызывать сбои, что может привести к ненужным потерям. Если речь идет о морском рыбоводстве, рекомендуется выбрать материал UPVC, чтобы предотвратить коррозию от соленой воды.

Установка этого устройства на традиционный вертикальный седиментационный аппарат действительно превращает его в умный вертикальный седиментационный аппарат, обеспечивая интеллектуальную и бесчеловечную работу, что не только улучшает качество воды, но и экономит воду и электроэнергию.

2. Параметрическое проектирование микропроцессора

Микрофильтры используются для удаления твердых подвешенных частиц размером 30-100 микрон. Производительность микрофильтра указывает на способность устройства пропускать воду. Размер фильтрующей сетки определяет эффективность обработки, обычно выбирая 200 меш. Так как же нам спроектировать параметры микрофильтра?

Прежде всего, представьте практические данные опыта инженера:

Избыточный объем воды = объем воды для аквакультуры / частота цикла * 1.2

1.2 - это коэффициент безопасности, а частота цикла относится к количеству часов, за которые происходит один цикл. Частота цикла обычно определяется на основе различных видов разведения и биологической емкости. Возьмем, к примеру, выращивание морского окуня в объеме циркулирующей воды 1000 кубических метров. Лучше всего установить частоту циркуляции один раз каждые 2 часа. Таким образом, пропускная способность микропроцессора составляет: 1000/2 * 1.2 = 600 тонн

На практике можно установить один микропроцессор на 600 тонн или два микропроцессора по 300 тонн. Преимущество установки двух микропроцессоров заключается в том, что если один из них выходит из строя и требует ремонта, другой микропроцессор может продолжать работать нормально. Однако цена двух маленьких микропроцессоров выше, чем цена одного.

3. Проектирование параметров белкового сепаратора

Сепаратор белка используется для обработки взвешенных частиц размером более 30 микрон, а его производительность составляет только количество избыточной воды в час. У каждого производителя сепараторов белка есть указание на пропускную способность воды в час. Возьмем, к примеру, выращивание морского окуня в циркулирующем водном объеме 1000 кубических метров, где система имеет циркуляционную мощность 600 тонн в час. Таким образом, можно выбрать сепаратор белка с производительностью 600 тонн в час.

2、 Рассчитать объем циркуляции системы циркулирующей воды

В предыдущем тексте мы предоставили эмпирическое правило для циклических объемов. Далее мы представим строгий метод вывода и расчета.

Прежде всего, нам нужно определить количество Общей Взвешенной Твердой Фракции (TSS) в системе. Это можно рассчитать по следующей формуле:

RTSS = 0.25 × максимальное дневное количество корма

Далее мы будем использовать следующую формулу для расчета циркуляции системы на основе общего количества взвешенных частиц:

QTSS

Среди них, QTSS является рассчитанным значением циркуляции системы на основе ТВВ, с единицей измерения м 3. /ч;

TSSin — это целевое значение контроля ТВВ в циркулирующей воде;

TSSout — это целевая контрольная концентрация ТВС в стоках аквакультурных прудов, измеряемая в мг/Л;

ETSS — это эффективность удаления ТВС в процессе физической фильтрации, измеряемая в %;

1000 — это коэффициент преобразования единиц измерения, который переводит мг в г.

3、 Практические случаи

Постройте круглый проект аквакультуры ёмкостью 1000 кубических метров для выращивания морского окуня. Технические показатели для проектирования следующие:

Плотность разведения: 50 кг/кубический метр

Ежедневная скорость кормления: 2%

Целевая скорость удаления системы взвешенных частиц составляет 70%

Целевой показатель контроля ТВС для циркулирующей воды составляет 10 мг/Л

На основе приведенных выше показателей мы рассчитаем объем циркуляции системы циркулирующей воды:

Прежде всего, давайте вычислим вес взвешенных частиц, образующихся каждый день:

RTSS=0.25X дневной максимальный объем кормления=60X1000X2% X0.25=12.5кг/день.

Согласно приведенному выше анализу, 70% твердых частиц (в основном остатки наживки и фекалии) будут удалены вертикальным седиментатором, поэтому только 30% взвешенных частиц войдут в систему циркуляции.

На основе этого рассчитаем объем циркуляции системы циркулирующей воды:

QTSS =600.96 м 3. /h

Этот результат расчета показывает, что для поддержания концентрации ТВО в пруду для аквакультуры на уровне не выше 10 мг/л и при условии скорости удаления взвешенных частиц на уровне 52% нам нужно спроектировать циркуляцию примерно 600м 3. /ч.

В реальной эксплуатации мы можем регулировать циркуляцию воды в системе рециркуляционной аквакультуры на основе этих параметров, чтобы обеспечить соответствие качества воды потребностям аквакультуры. Например, если наша концентрация ТВО превышает норму, это указывает на две возможности.

Пропускная способность микропроцессорного оборудования и сепаратора белка меньше 52%

Пропускная способность вертикального осаждения устройства меньше 70%