Tecnología de eliminación de partículas sólidas (Parte 3): Diseño de parámetros de proceso y estudios de casos

1 Parámetros para diseñar procesos de eliminación de partículas suspendidas en los sistemas de acuicultura de recirculación

1.1 Parámetros de diseño para colonos de flujo vertical

El sistema de doble fila de Cornell se ha utilizado ampliamente y ha logrado buenos resultados prácticos. En los estanques de acuicultura utilizando el sistema de doble fila de Cornell, del 10% al 25% del flujo de agua ingresa al tanque de sedimentación del flujo vertical a través de la tubería de drenaje inferior y se descarga, mientras que la mayoría restante del flujo de agua se descarga a través del lado del estanque de pescado. El uso del diseño de drenaje dual aumenta en gran medida la capacidad del fondo para recolectar contaminantes a través del drenaje vertical de flujo lento. A este bajo caudal, la concentración de partículas aumenta 10 veces en comparación con el método de medición de flujo principal.

La relación de la velocidad de flujo a través del dispositivo de sedimentación de flujo vertical hasta la velocidad de flujo que ingresa a la descarga lateral se puede calcular en función del área de sección transversal de la tubería de aguas residual inferior del inodoro de pescado. En general, la tubería que ingresa a la fila lateral es 110, y la tubería que ingresa al colonizador de flujo vertical es de 50, por lo que su relación de área de sección transversal es de 5: 1. Es decir, aproximadamente el 17% del agua fluye hacia el colonizador de flujo vertical. Teniendo en cuenta que la concentración de partículas suspendidas que ingresan al colonizador de flujo vertical es 10 veces que ingresa a la descarga lateral. Según este cálculo, la proporción de partículas suspendidas procesadas por el colonizador de flujo vertical es de aproximadamente el 70%. En un uso específico, la relación del diámetro de la tubería que ingresa a la fila lateral hasta el diámetro de la tubería que ingresa al colonizador de flujo vertical se puede ajustar de acuerdo con la variedad de reproducción específica y la densidad de reproducción, para lograr el ajuste de la relación de velocidad de flujo que ingresa al microfiltro y al colino de flujo vertical, respectivamente.

El indicador clave que determina el colono de flujo vertical es el tiempo de retención hidráulica. El tiempo de retención hidráulica se refiere al tiempo promedio que el agua permanece en un colonizador de flujo vertical. El tiempo de retención hidráulica adecuado es uno de los factores clave para garantizar la sedimentación suficiente de las partículas suspendidas. Está relacionado con el volumen del colono y la cantidad de agua procesada. En la recirculación de la acuicultura, se recomienda que el tiempo de retención hidráulico del colono de flujo vertical sea de al menos 30 segundos o más. Si el tiempo de retención hidráulico es demasiado corto, las partículas suspendidas pueden no asentarse en el tiempo y pueden ser sacados del tanque de sedimentación; Si es demasiado largo, aumentará el tamaño y el costo del equipo.

En diseño, generalmente se basa en la experiencia:

El diámetro del dispositivo de sedimentación de flujo vertical: un dispositivo de sedimentación de flujo vertical de 600 mm de diámetro se instala en una piscina de reproducción de 6 metros, y un dispositivo de sedimentación de flujo vertical de 800 mm de diámetro se instala en una piscina de reproducción de 8 metros.

Altura del dispositivo de sedimentación de flujo vertical: 1 metro

Ángulo cónico: 30 grados

¿Cómo transformar un dispositivo de sedimentación de flujo vertical en un dispositivo de sedimentación de flujo vertical inteligente?

El colono de flujo vertical tradicional solo puede descargar las aguas residuales dentro del colono de flujo vertical sacando la tubería. Por lo general, tirar una vez drenará completamente el agua del tanque de sedimentación de flujo vertical. Debido a la gran cantidad de estanques de acuicultura recirculantes, la extracción manual generalmente solo es posible 1-2 veces al día. Sin embargo, el cebo residual y las heces en el colonizador de flujo vertical se desintegrarán lentamente en media hora, convirtiéndose en partículas suspendidas que son solubles en el agua, y luego flotar continuamente, desbordando en el microfiltro a través de la parte superior del colocador de flujo vertical, aumentando la carga en el microfilter y el separador de proteínas.

Por lo tanto, se puede instalar una válvula de descarga inteligente en la tubería de descarga del dispositivo de sedimentación de flujo vertical, que descarga durante unos segundos cada hora y adopta una pequeña cantidad de estrategia de descarga de descargas múltiples. De esta manera, las heces de cebo residual se pueden descargar de manera oportuna, reduciendo la carga de microfiltraciones y separadores de proteínas. Al mismo tiempo, una pequeña cantidad de descargas múltiples ahorran mucho el agua, reduciendo en gran medida la tasa de cambio de agua, no solo ahorrando agua sino también el consumo de energía.

Al elegir una válvula de drenaje, es importante elegir una válvula impermeable IP68, de lo contrario, la válvula es propensa a la oxidación y causando mal funcionamiento, lo que puede provocar pérdidas innecesarias. Si se trata de la acuicultura de agua de mar, se recomienda elegir el material de UPVC para evitar la corrosión del agua de mar.

La instalación de este dispositivo en el dispositivo de sedimentación de flujo vertical tradicional realmente lo actualiza en un dispositivo de sedimentación de flujo vertical inteligente, logrando una operación inteligente y no tripulada, no solo mejorando la calidad del agua sino también ahorrando agua y electricidad.

2. Diseño de parámetros de la máquina de microfiltración

Las máquinas de microfiltración se utilizan para eliminar partículas suspendidas sólidas de 30-100 micras. La capacidad de procesamiento de un microfiltro se refiere a la capacidad del dispositivo para pasar agua. El tamaño de la malla del filtro determina el efecto del tratamiento, generalmente eligiendo 200 malla. Entonces, ¿cómo debemos diseñar los parámetros del microfiltro?

En primer lugar, presente los datos de experiencia de un ingeniero para operación práctica.:

Exceso de agua Volumen = Volumen de acuicultura Agua/frecuencia de ciclo * 1.2

1.2 es la redundancia de seguridad, y la frecuencia del ciclo se refiere a cuántas horas cicla una vez. La frecuencia del ciclo generalmente se determina en función de diferentes variedades de reproducción y capacidad de carga biológica. Tomando el cultivo de la lubina en un cuerpo de agua circulante de 1000 metros cúbicos como ejemplo, es mejor establecer la frecuencia de circulación una vez cada 2 horas. Por lo tanto, la capacidad de pasar agua del microfiltro es: 1000/2 * 1.2 = 600 toneladas

En la práctica, se puede instalar un microfiltro de 600 toneladas, o se pueden instalar dos microfiltros de 300 toneladas. La ventaja de instalar dos máquinas de microfiltración es que cuando una máquina no funciona mal y se repara, la otra máquina de microfiltración aún puede funcionar normalmente. Pero el precio de dos pequeñas máquinas de microfiltración es más alto que el precio de una máquina de microfiltración.

3. Diseño de parámetros de separador de proteínas

El separador de proteínas se usa para procesar partículas suspendidas por encima de 30 micras, y su capacidad de procesamiento es solo la cantidad de exceso de agua por hora. El equipo del fabricante de cada procesador de proteínas indicará la tasa de flujo de agua por hora. Tomando el cultivo de la lubina en un cuerpo de agua circulante de 1000 metros cúbicos como ejemplo, el sistema tiene una capacidad de circulación de 600 toneladas por hora. Por lo tanto, puede elegir un separador de proteínas con una capacidad de procesamiento de 600 toneladas por hora.

2 、 Calcule el volumen de circulación del sistema de agua circulante

En el texto anterior, proporcionamos una regla empírica para las cantidades cíclicas. A continuación, proporcionaremos un riguroso método de derivación y cálculo.

En primer lugar, necesitamos determinar la cantidad de sólidos totalmente suspendidos (TSS) producidos en el sistema. Esto se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:

RTSS = 0.25x Cantidad máxima de alimentación diaria

A continuación, utilizaremos la siguiente fórmula para calcular la circulación del sistema basada en partículas suspendidas totales:

QTSS

Entre ellos, QTSS es el valor calculado de la circulación del sistema basado en TSS, con la unidad de M ³/H;

Tssin es el objetivo del control de agua circulante TSS;

TSSOUT es la concentración de control objetivo de TSS en el efluente de los estanques de acuicultura, medidos en Mg/L;

ETSS es la eficiencia de eliminación de TSS en el proceso de filtrado físico, medido en%;

1000 es el factor de conversión de calidad, que convierte mg en g.

3 、 Casos prácticos

Construya un proyecto de acuicultura de agua circular de 1000 metros cúbicos para la lubina. Los indicadores técnicos para el diseño del proyecto son los siguientes:

Densidad de reproducción: 50 kg/metro cúbico

Tasa de alimentación diaria: 2%

La tasa de eliminación objetivo del sistema de partículas suspendidas es del 70%

El objetivo de control de TSS para el agua circulante es de 10 mg/l

Según los indicadores anteriores, calcularemos el volumen de circulación del sistema de agua circulante:

En primer lugar, calculemos el peso de las partículas suspendidas generadas cada día:

RTSS = 0.25x Cantidad de alimentación máxima diaria = 60x1000x2% x0.25 = 12.5kg/día.

De acuerdo con el análisis anterior, el colonizador de flujo vertical descargará el 70% de las partículas sólidas (principalmente heces de cebo residual), por lo que solo el 30% de las partículas suspendidas ingresarán al sistema de circulación.

Basado en esto, calcule el volumen de circulación del sistema de agua circulante:

QTSS = 600.96 m³/h

Este resultado del cálculo indica que para mantener la concentración de TSS en el estanque de acuicultura que no exceda los 10 mg/L y bajo la condición de una tasa de eliminación de partículas suspendidas del 52%, necesitamos diseñar una tasa de circulación de aproximadamente 600 m ³/h.

En la operación real, podemos ajustar la circulación del agua en el sistema de acuicultura recirculante en función de estos parámetros para garantizar que la calidad del agua satisfaga las necesidades de la acuicultura. Por ejemplo, si nuestra concentración de TSS excede el estándar, indica dos posibilidades.

La capacidad de procesamiento de la microfiltración y el equipo separador de proteínas es inferior al 52%

La capacidad de procesamiento del dispositivo de sedimentación de flujo vertical es inferior al 70%