Processus d'aquaculture en recirculture industrialisée terrestre (RAS) Conception et conception de paramètres (partie 2)

Système d'aquaculture recirculation (RAS) Principes de conception de processus

Contrairement à l'aquaculture traditionnelle à l'écoulement, le système d'aquaculture de recirculation (RAS) Atteint la réutilisation de l'eau grâce à des technologies et des équipements de traitement avancés. Tous les composants doivent fonctionner dans un flux de travail scientifiquement séquencé pour assurer l'efficacité. Les principes de conception clés comprennent:

1. Traitement séquentiel: solides → liquides → gaz

Le fait de ne pas éliminer les particules en suspension solides comprometra d'abord les étapes ultérieures. Par exemple, les milieux de biofiltre recouverts de particules entravent les bactéries nitrifiantes de la conversion d'azote d'ammoniac, dégradant la qualité de l'eau. L'excès de matière organique provenant de particules peut également surcharger les biofiltres.

Séquence de traitement:

1. Élimination solide des particules

2 Élimination des contaminants dissous

3 Décapage de co₂

4 Désinfection

5 Oxygénation & Contrôle de la température

2. Traitement des déchets solides par taille de particules

Dans le système d'aquaculture recirculation (RAS) Le système, les particules solides, provient principalement des excréments des organismes aquaculture et des aliments qui n'ont pas été consommés. Le traitement des déchets solides peut adopter différentes méthodes de traitement en fonction de la taille des particules, de grande à petite.

Pour les particules plus grandes avec une taille de particules de plus de 100 microns (principalement du fumier de poisson et des appâts résiduels), ces particules sont sédimentables. Pour éviter d'augmenter la charge sur les processus ultérieurs après leur rupture dans le système, un processus de précipitation peut être adopté. Le colon de débit vertical est un appareil qui utilise la séparation de la gravité pour éliminer les particules sédimentables. Grâce au processus de sédimentation de l'écoulement vertical, 60% à 70% des particules solides sont éliminées.

Après le prétraitement par un colon à débit vertical, la plupart des particules sédimentables ont été éliminées et la majorité restante concerne les particules solides en suspension entre 30 et 100 microns. Cette partie des particules peut être filtrée physiquement à travers un microfiltre.

Après avoir été filtrés par un microfiltre, les particules restantes sont de petites particules en suspension inférieures à 30 microns et une matière organique soluble. Les particules de cette partie sont principalement séparées par la mousse par séparateur de protéines. La séparation de la mousse est une méthode courante, qui peut éliminer les particules de micro en suspension, la matière organique soluble, et a certaines fonctions d'augmenter l'oxygène et d'éliminer le dioxyde de carbone.

3. Filtration séquentielle avant désinfection

3.1 Impact des solides en suspension sur la désinfection UV

Les particules en suspension dans l'eau peuvent disperser et absorber le rayonnement ultraviolet. Cet effet d'absorption et de diffusion peut conduire à la consommation d'énergie ultraviolette pendant la propagation, ce qui réduit encore l'intensité et l'effet bactéricide du rayonnement ultraviolet. Une étude a trouvé une corrélation entre la teneur en solides en suspension et la survie des coliformes fécaux dans les eaux usées exposées au rayonnement ultraviolet. Les bactéries avec des particules fixées en surface sont protégées par des particules en suspension, par conséquent, la désinfection ultraviolette ne peut réduire la capacité de survie que par 3-4 unités log10.

Les particules en suspension peuvent limiter la profondeur de pénétration des rayons ultraviolets dans l'eau. Dans l'eau claire, les rayons ultraviolets peuvent pénétrer l'eau relativement profondément et désinfecter l'eau à différentes profondeurs. Cependant, lorsqu'il y a des particules en suspension dans l'eau, la capacité de pénétration des rayons ultraviolets sera entravée.

Prendre un système d'aquaculture recirculation (RAS) Pond comme exemple, en l'absence de particules en suspension, le rayonnement ultraviolet peut être efficace pour désinfecter les plans d'eau jusqu'à une profondeur de 0,5-1 mètres. Mais si la concentration de particules en suspension dans l'eau est élevée, les rayons ultraviolets ne peuvent pénétrer que des profondeurs de 0,2 à 0,3 mètres, ce qui rend difficile pour que les plans d'eau profonds soient entièrement désinfectés, formant des angles morts de désinfection. Cela peut conduire à la croissance et à la reproduction continues de micro-organismes dans ces zones insuffisamment désinfectées, affectant la qualité de l'eau de l'ensemble du système d'aquaculture de recirculation (RAS) système.

En l'absence d'interférence en suspension des particules, un certain niveau de dose de rayonnement ultraviolet (tel que 10-20MJ / cm ²) peut le tuer efficacement. Mais s'il y a un grand nombre de particules en suspension dans l'eau, l'intensité ultraviolette ne peut être que de 50% à 70% de l'original. Pour obtenir le même effet de désinfection, il est nécessaire d'étendre le temps d'irradiation ultraviolette ou d'augmenter la puissance de la lampe ultraviolette. Sinon, certains micro-organismes peuvent ne pas être complètement tués, entraînant une désinfection incomplète et augmentant le risque d'infection par les organismes d'aquaculture.

3.2 Impact des solides en suspension sur la désinfection de l'ozone

Les particules en suspension adsorberont l'ozone dans l'eau. En raison de la grande surface spécifique des particules en suspension, les molécules d'ozone sont facilement attachées à leurs surfaces. Par exemple, les particules en suspension telles que les résidus d'alimentation, les particules fécales et les agrégats microbiens ont de nombreux sites actifs sur leurs surfaces qui peuvent physiquement adsorber l'ozone. Cela rend difficile pour l'ozone d'entrer efficacement en contact avec des agents pathogènes (tels que les bactéries, les virus, les champignons, etc.) dans l'eau après la liaison avec des particules en suspension, réduisant ainsi l'efficacité de désinfection. C'est comme si la désinfection "balle" (ozone) interceptée par "l'obstacle" (particules en suspension) au milieu.

Les composants organiques en matière de particules en suspension rivalisent avec les agents pathogènes de l'ozone. De nombreuses particules en suspension contiennent des matières organiques, comme des protéines, des sucres, etc. Ces composés organiques, comme les agents pathogènes, peuvent subir des réactions d'oxydation avec l'ozone. Lorsqu'il y a trop de particules en suspension dans l'eau, l'ozone réagira préférentiellement avec ces substances organiques, consommant une grande quantité d'ozone et réduisant la quantité d'ozone utilisée pour désinfecter les agents pathogènes. Par exemple, dans un système d'aquaculture en recirculation (RAS) Système contenant des concentrations élevées de particules en suspension, l'ozone peut d'abord consacrer la majeure partie de son énergie à l'oxydation de la matière organique à la surface des particules, tandis qu'une petite quantité d'ozone peut être utilisée pour tuer des micro-organismes nocifs dans l'eau.

3.3 Avantages de la filtration avant désinfection

Après filtration physique (élimination des solides en suspension), filtration biologique (élimination des substances nocives solubles) et filtration du gaz (élimination du dioxyde de carbone), l'eau aquaculture est devenue très claire. Pour le moment, que ce soit en utilisant une désinfection ultraviolette ou une désinfection d'ozone, l'effet sera très bon.

4. Conception de paramètres de circulation de l'eau

Le cœur du système aquaculture de recirculation (RAS) est le cycle de l'eau. Alors, comment faire circuler l'eau? La pompe de circulation est le noyau, et sa fonction est comme le cœur humain. Le filtre biologique est le point le plus élevé de l'ensemble du système de circulation, où l'eau s'écoule dans divers étangs aquacultures par pression atmosphérique naturelle, puis dans la piscine de la pompe. La pompe en circulation pompe ensuite l'eau de la piscine de la pompe dans le biofiltre, atteignant ainsi la circulation de l'eau.

La pompe de circulation est si importante, elle doit donc être conçue avec une seule et une sauvegarde. Lorsque la pompe à eau principale fonctionne mal, la pompe à eau de secours peut être lancée en temps opportun pour prévenir les accidents de reproduction.

Conception de taux de circulation

Le taux de circulation du système d'aquaculture de recirculation (RAS) est très important. Un taux de circulation approprié peut assurer une qualité de l'eau uniforme dans l'étang d'aquaculture. Grâce à la circulation, l'oxygène dissous, les nutriments et la température peuvent être répartis uniformément dans tout le plan de l'eau, évitant la détérioration locale de la qualité de l'eau. La chose la plus importante est de favoriser l'élimination des particules en suspension par la circulation de l'eau. L'écoulement de l'eau en circulation peut apporter des particules en suspension à l'équipement de filtration pour le traitement. Le taux de circulation adéquat peut améliorer l'efficacité d'élimination des particules en suspension et empêcher son accumulation excessive dans les étangs d'aquaculture. Par conséquent, la vitesse de circulation détermine le niveau de particules en suspension.

Le calcul du taux de circulation nécessite d'abord de déterminer la quantité d'alimentation en fonction de la capacité de charge biologique maximale, puis de calculer la quantité de particules en suspension produite par heure en fonction de la quantité d'alimentation. Ensuite, en fonction de la valeur cible des TSS conçus pour l'eau circulant de l'étang et de la capacité de traitement de chaque équipement, calculez le taux de circulation.

En résumé, le calcul du taux de cycle est relativement complexe. Sur la base des valeurs empiriques, il peut être simplement utilisé comme valeur de référence pour faire du vélo toutes les 1 heures. Prenant la culture du bar dans un compteur d'eau circulant à 1000 mètres cubes à titre d'exemple, la fréquence du cycle est définie sur un cycle de 2 heures. Par conséquent, le taux de cycle horaire est de 1000/2 = 500 tonnes / heure.

Conception de flux variable

La pompe en circulation est l'équipement avec la consommation d'énergie la plus élevée en aquaculture en circulation de l'eau. Si la pompe de circulation est maintenue dans un état de circulation à grande vitesse, elle éliminera rapidement les déchets de l'eau de l'aquaculture du réservoir d'aquaculture, mais la consommation d'énergie est trop élevée. Si la pompe de circulation est maintenue à basse vitesse, bien que la consommation d'énergie soit faible, le taux d'élimination des déchets du réservoir d'aquaculture dans l'eau de l'aquaculture est lent. En installant des convertisseurs de fréquence et des bornes de contrôle intelligentes, la technologie d'écoulement variable peut ajuster automatiquement les paramètres du cycle d'eau en circulation en fonction de différentes étapes de reproduction et des paramètres de qualité de l'eau basés sur des algorithmes, en réalisant la circulation d'écoulement variable.

Schéma de référence