تقنية إزالة الجسيمات الصلبة (الجزء 3): تصميم المعلمات ودراسات الحالة

1 المعلمات لتصميم عمليات إزالة الجسيمات المعلقة في إعادة تدوير أنظمة الاستزراع المائي

1.1 معلمات التصميم لمستوطني التدفق العمودي

تم استخدام نظام صف كورنيل المزدوج على نطاق واسع وقد حقق نتائج عملية جيدة. في أحواض الاستزراع المائي باستخدام نظام Cornell Double Row ، يدخل 10 ٪ إلى 25 ٪ من تدفق المياه إلى خزان ترسيب التدفق العمودي من خلال أنبوب الصرف السفلي ويتم تصريفه ، بينما يتم تفريغ الغالبية العظمى من تدفق المياه من خلال جانب بركة السمك. إن استخدام تصميم الصرف المزدوج يزيد بشكل كبير من قدرة القاع على جمع الملوثات من خلال تصريف التدفق البطيء الرأسي. عند معدل التدفق المنخفض ، يتم زيادة تركيز المادة الجسيمية بمقدار 10 مرات مقارنة بطريقة قياس التدفق الرئيسية.

يمكن حساب نسبة معدل التدفق من خلال جهاز ترسيب التدفق العمودي إلى معدل التدفق الذي يدخل التفريغ الجانبي استنادًا إلى المساحة المقطعية لأنبوب مياه الصرف الصحي السفلي في مرحاض السمك. بشكل عام ، يكون خط الأنابيب الذي يدخل الصف الجانبي 110 ، وخط الأنابيب الذي يدخل مستوطن التدفق العمودي هو 50 ، وبالتالي فإن نسبة منطقة المقطع العرضي هي 5: 1. وهذا يعني أن حوالي 17 ٪ من الماء يتدفق إلى مستوطن التدفق العمودي. بالنظر إلى أن تركيز الجزيئات المعلقة التي تدخل مستوطن التدفق العمودي هي 10 أضعاف دخول التفريغ الجانبي. بناءً على هذا الحساب ، تبلغ نسبة الجزيئات المعلقة التي تتم معالجتها بواسطة مستوطن التدفق العمودي حوالي 70 ٪. في الاستخدام المحدد ، يمكن تعديل نسبة قطر الأنبوب التي تدخل الصف الجانبي إلى قطر الأنبوب الذي يدخل مستوطن التدفق العمودي وفقًا لمجموعة متنوعة من التكاثر وكثافة التكاثر ، من أجل تحقيق تعديل نسبة معدل التدفق التي تدخل في المرشح الميكروفيني ومستوطن التدفق العمودي على التوالي.

المؤشر الرئيسي الذي يحدد مستوطن التدفق العمودي هو وقت الاحتفاظ الهيدروليكي. يشير وقت الاستبقاء الهيدروليكي إلى متوسط الوقت الذي يبقى فيه المياه في مستوطن التدفق العمودي. يعد وقت الاحتفاظ الهيدروليكي الكافي أحد العوامل الرئيسية في ضمان الترسيب الكافي للمواد الجسيمية المعلقة. يرتبط بحجم المستوطن وكمية المياه التي تتم معالجتها. في إعادة تدوير الاستزراع المائي ، يوصى أن يكون وقت الاحتفاظ الهيدروليكي بمستوطن التدفق العمودي 30 ثانية على الأقل أو أكثر. إذا كان وقت الاستبقاء الهيدروليكي قصيرًا جدًا ، فقد لا تستقر الجزيئات المعلقة في الوقت المناسب وقد يتم إخراجها من خزان الترسيب ؛ إذا كانت طويلة جدًا ، فسيزيد من حجم وتكلفة المعدات.

في التصميم ، يعتمد بشكل عام على الخبرة:

قطر جهاز ترسيب التدفق العمودي: يتم تثبيت جهاز ترسيب التدفق الرأسي بقطر 600 مم في تجمع تربية طوله 6 أمتار ، ويتم تثبيت جهاز ترسيب تدفق عمودي يبلغ قطره 800 ملم في تجمع تربية 8 أمتار.

ارتفاع جهاز ترسيب التدفق العمودي: 1 متر

زاوية مخروطية: 30 درجة

كيفية تحويل جهاز ترسيب التدفق العمودي إلى جهاز ترسيب تدفق عمودي ذكي؟

يمكن لمستوطن التدفق العمودي التقليدي فقط تصريف مياه الصرف الصحي داخل مستوطن التدفق العمودي عن طريق سحب الأنبوب. عادةً ما يؤدي سحب مرة واحدة إلى استنزاف الماء تمامًا من خزان ترسيب التدفق العمودي. نظرًا للعدد الكبير من أحواض الاستزراع المائي المعاد تدويرها ، فإن الاستخراج اليدوي لا يمكن بشكل عام سوى 1-2 مرات في اليوم. ومع ذلك ، فإن الطعم المتبقي والبراز في مستوطن التدفق العمودي سوف يتفكك ببطء في نصف ساعة ، وتصبح جسيمات معلقة قابلة للذوبان في الماء ، ثم تطفو بشكل مستمر ، تفيض في المرشح الميكروفيني من خلال الجزء العلوي من مستوطن التدفق العمودي ، مما يزيد من العبء على مرشح الميكروفيات والبروتين.

لذلك ، يمكن تثبيت صمام التفريغ الذكي في أنبوب التفريغ لجهاز ترسيب التدفق العمودي ، والذي يصيب لبضع ثوان كل ساعة ويعتمد كمية صغيرة من استراتيجية تصريف التصريف المتعددة. وبهذه الطريقة ، يمكن تفريغ براز الطعم المتبقي في الوقت المناسب ، مما يقلل من العبء على الترشيح الدقيقة وفواصل البروتين. في الوقت نفسه ، هناك كمية صغيرة من التصريفات المتعددة هي لتوفير المياه للغاية ، مما يقلل بشكل كبير من معدل تغيير الماء ، ليس فقط توفير المياه ولكن أيضًا استهلاك الطاقة.

عند اختيار صمام التصريف ، من المهم اختيار صمام مقاوم للماء IP68 ، وإلا فإن الصمام عرضة للصدأ ويسبب أعطال ، مما قد يؤدي إلى خسائر غير ضرورية. إذا كانت تربية الأحياء المائية في مياه البحر ، فمن المستحسن اختيار مواد UPVC لمنع تآكل مياه البحر.

إن تثبيت هذا الجهاز على جهاز ترسيب التدفق العمودي التقليدي يقوم بترقيته حقًا إلى جهاز ترسيب تدفق عمودي ذكي ، وتحقيق عملية ذكية وغير مأهولة ، ليس فقط تحسين جودة المياه ولكن أيضًا توفير المياه والكهرباء.

2. تصميم المعلمات لآلة الترشيح الميكروي

يتم استخدام آلات الترشيح الميكروفيات لإزالة الجزيئات المعلقة الصلبة من 30-100 ميكرون. تشير سعة معالجة المرشح الدقيق إلى قدرة الجهاز على تمرير الماء. يحدد حجم شبكة المرشح تأثير العلاج ، وعادة ما يختار 200 شبكة. فكيف يجب علينا تصميم معلمات المرشح الدقيق؟

أولاً ، قدم بيانات تجربة المهندس للتشغيل العملي:

حجم الماء الزائد = حجم تردد المياه المائية/تردد الدورة * 1.2

1.2 هو التكرار السلامة ، ويشير تردد الدورة إلى عدد الساعات التي تدور فيها مرة واحدة. يتم تحديد تردد الدورة بشكل عام بناءً على أصناف تربية مختلفة وقدرة حمل بيولوجية. أخذ زراعة باس البحر في جسم مائي متداول 1000 متر مكعب كمثال ، من الأفضل ضبط تردد الدورة الدموية مرة واحدة كل ساعتين. لذلك ، فإن سعة تمرير الماء للمرحيل الميكروفيس هي: 1000/2 * 1.2 = 600 طن

في الممارسة العملية ، يمكن تثبيت مرشح ميكروفيني واحد 600 طن ، أو يمكن تثبيت اثنين من المرشح الدقيق 300 طن. تتمثل ميزة تثبيت آلات الترشيح المجهرية في أنه عندما يتم خلط واحد من الجهاز وإصلاحه ، لا يزال من الممكن أن تعمل آلة الترشيح الدقيقة الأخرى بشكل طبيعي. لكن سعر آلات الترشيح الصغيرة الصغيرة أعلى من سعر آلة الترشيح المجهرية.

3. تصميم المعلمات من فاصل البروتين

يتم استخدام فاصل البروتين لمعالجة الجزيئات الموقوفة التي تزيد عن 30 ميكرون ، وسعة المعالجة الخاصة بها هي فقط كمية المياه الزائدة في الساعة. ستشير كل معدات الشركة المصنعة للبروتين إلى معدل تدفق المياه بالساعة. أخذ زراعة باس البحر في جسم مائي متداول 1000 متر مكعب على سبيل المثال ، يتمتع النظام بسعة تدوير تبلغ 600 طن في الساعة. حتى تتمكن من اختيار فاصل البروتين مع قدرة معالجة 600 طن في الساعة.

2 、 احسب حجم الدورة الدموية لنظام المياه المتداول

في النص السابق ، قدمنا قاعدة تجريبية للكميات الدورية. بعد ذلك ، سوف نقدم طريقة اشتقاق وحساب صارمة.

أولاً ، نحتاج إلى تحديد كمية المواد الصلبة المعلقة (TSS) المنتجة في النظام. يمكن حساب هذا باستخدام الصيغة التالية:

RTSS = 0.25x أقصى مبلغ التغذية اليومية

بعد ذلك ، سوف نستخدم الصيغة التالية لحساب تداول النظام على أساس المادة الجسيمية المعلقة الكلية:

QTSS

من بينها ، QTSS هي القيمة المحسوبة لتداول النظام على أساس TSS ، مع وحدة M ³/H ؛

TSSIN هو هدف التحكم في المياه TSS ؛

TSSOUT هو تركيز التحكم المستهدف لـ TSS في النفايات السائلة من أحواض الاستزراع المائي ، المقاسة بالملغ/لتر ؛

ETSS هي كفاءة إزالة TSS في عملية التصفية المادية ، تقاس بنسبة ٪ ؛

1000 هو عامل تحويل الجودة ، الذي يحول Mg إلى G.

3 、 الحالات العملية

بناء مشروع 1000 متر مكعب للتربية المائية للمياه الدائرية لباس البحر. المؤشرات الفنية لتصميم المشروع هي كما يلي:

كثافة التكاثر: 50 كجم/متر مكعب

معدل التغذية اليومية: 2 ٪

معدل الإزالة المستهدف لنظام الجسيمات المعلق هو 70 ٪

هدف التحكم في TSS للمياه المتداولة هو 10 ملغ/لتر

بناءً على المؤشرات المذكورة أعلاه ، سنحسب حجم الدورة الدموية لنظام المياه المتداول:

أولاً ، دعنا نحسب وزن المادة الجسيمية المعلقة التي يتم إنشاؤها كل يوم:

RTSS = 0.25x أقصى مبلغ التغذية اليومي = 60 × 1000 × 2 ٪ x0.25 = 12.5 كجم/يوم.

وفقًا للتحليل أعلاه ، سيتم تفريغ 70 ٪ من الجزيئات الصلبة (بشكل أساسي براز الطعم المتبقي) بواسطة مستوطن التدفق العمودي ، لذلك ستدخل 30 ٪ فقط من الجسيمات المعلقة إلى نظام الدورة الدموية.

بناءً على ذلك ، احسب حجم الدورة الدموية لنظام المياه المتداول:

QTSS = 600.96 متر مكعب/ساعة

تشير نتيجة الحساب هذه إلى أنه من أجل الحفاظ على تركيز TSS في بركة الاستزراع المائي لا يتجاوز 10 ملغ/لتر وتحت حالة معدل إزالة المادة الجسيمات المعلقة بنسبة 52 ٪ ، نحتاج إلى تصميم معدل تداول يبلغ حوالي 600 متر/ساعة.

في التشغيل الفعلي ، يمكننا ضبط الدورة الدموية للمياه في نظام إعادة تدوير الاستزراع المائي بناءً على هذه المعلمات لضمان أن جودة المياه تلبي احتياجات تربية الأحياء المائية. على سبيل المثال ، إذا تجاوز تركيز TSS الخاص بنا المعيار ، فإنه يشير إلى احتمالين.

قدرة معالجة الترشيح المجهرية ومعدات فاصل البروتين أقل من 52 ٪

قدرة معالجة جهاز ترسيب التدفق العمودي أقل من 70 ٪