固体颗粒物去除工艺（三）：工艺参数设计及实战案例

一、设计循环水系统悬浮颗粒物去除工艺的参数

1、竖流沉淀器的参数设计

     康奈尔双排系统已经被广泛应用，而且实践效果较好。在采用康奈尔双排系统的养殖池中，10%~25％的水流通过底部排水管流入竖流沉淀器排出，剩余大部分水流则通过鱼池侧排流出。使用双排水设计极大地增加了底部通过竖流缓流排水集污的能力，在这种低流量下颗粒物的浓度相对于主流量测排方式提高了10倍。

康奈尔双排水系统

     通过竖流沉淀器的流量和进入侧排的流量的比例可以根据鱼马桶底部排污管的截面积计算。一般情况下进入侧排的管道为110，进入竖流沉淀器的管道为50，那么他们的截面积比为5:1。也就是说大约有17%的水流入了竖流沉淀器。考虑到进入竖流沉淀器的悬浮颗粒物的浓度是进入侧排浓度的10倍。据此计算，竖流沉淀器处理的悬浮颗粒物比例约为70%左右。在具体使用中可以根据具体的养殖品种和养殖密度调节进入侧排的管径与进入竖流沉淀器的管径比例从而达到调节分别进入微滤机和竖流沉淀器流量的比例。

鱼马桶安装实例

     决定竖流沉淀器的关键指标是水力停留时间。水力停留时间是指水在竖流沉淀器内停留的平均时间。足够的水力停留时间是保证悬浮颗粒物充分沉淀的关键因素之一。它与沉淀器的体积和处理水量有关。在循环水养殖中，竖流沉淀器的水力停留时间建议至少在30秒以上。如果水力停留时间过短，悬浮颗粒可能来不及沉淀就被带出沉淀器；如果过长，会增加设备的体积和成本。

在设计中一般会根据经验来设计：

     竖流沉淀器的直径：6米的养殖池安装600mm直径的竖流沉淀器，8米的养殖池安装800mm直径的竖流沉淀器。

     竖流沉淀器的高度：1米

     锥度：30度

如何提升竖流沉淀器变成智慧竖流沉淀器？

     传统的竖流沉淀器只能通过拔管排出竖流沉淀器内的污水。一般拔一次会将竖流沉淀器水的全部排掉。由于循环水养殖池比较多，人工一般一天只能拔个1-2次。但是竖流沉淀器内的残饵和粪便会在半个小时候慢慢崩解，变成溶于水的悬浮颗粒，然后不断上浮，经竖流沉淀器上部溢流入微滤机，增加了微滤机和蛋白分离器的负担。

     因此可以在竖流沉淀器的排污管处安装一个智慧排污阀，每个小时排几秒钟，采用少量多次排污的排污策略。这样残饵粪便可以及时排出，减少了微滤机和蛋白分离器的负担，同时少量多次排污非常省水，大大减少了换水率，不但省水而且也省了能耗。

     在选择排污阀的时候一定要选择IP68级别的防水阀，否则阀门极易生锈导致故障发生，会带来不必要的损失。如果是海水养殖，建议选择UPVC材质，防止海水腐蚀。

     市场上帮邦推出一款智慧排污阀，专为竖流沉淀器设计，UPVC材质，IP68级别防水性能，同时采用物联网设计，具备上网功能，可以通过手机远程控制，也可以下达批量计划控制，真正实现了无人化操作。如果阀门关闭失败还会进行电话报警。这一款阀门小主机模块化设计，一主机拖四个阀门，云端组网，安装十分方便。

     传统的竖流沉淀器安装上这一款设备就真正升级成为了智慧竖流沉淀器，实现了智慧化无人化操作，不但水质更好还省水省电。

智慧竖流沉淀器

2、微滤机的参数设计

     微滤机用来去除30-100微米的固体悬浮物颗粒。微滤机处理能力大小是指设备的过水能力。决定处理效果的是滤网网孔的大小，一般选择200目即可。那么我们应该如何设计的微滤机的参数呢？

     首先介绍一个工程师的经验数据，便于实战操作：

过水量=养殖水体体积/循环频率*1.2

     1.2是安全冗余，循环频率则是指多少小时循环一遍。循环频率一般根据不同养殖品种和生物承载率而定。以1000立方循环水水体养殖鲈鱼为例，循环频率设为2小时循环一次为佳。因此，微滤机的过水量为：1000/2*1.2=600吨

     实践中可以安装一台600吨的微滤机，也可以安装2台300吨的微滤机。安装两台微滤机的好处是当一台故障维修时，另一台微滤机仍然可以正常工作。但是两台小的微滤机的价格大于一台微滤机的价格。

3、蛋白分离器的参数设计

     蛋白分离器则是用来处理30微米以上的悬浮颗粒物，蛋白分离器的处理能力是指每小时的过水量。每个蛋白处理器生产厂家的设备都会标明每小时过水量。以1000立方循环水水体养殖鲈鱼为例，系统的循环量为一小时600吨。那么就可以选择一台每小时600吨处理能力的蛋白分离器。

二、计算循环水系统的循环量

     上文我们给出了一个循环量的经验法则。接下来我们会给出一个严谨的推导计算方法。

     首先，我们需要确定系统中悬浮颗粒物（Total Suspended Solids, TSS）的产生量。这可以通过以下公式计算：

     RTSS = 0.25X日最大投饲量

     接下来，我们使用以下公式计算基于总悬浮颗粒物的系统循环量：

QTSS

     其中：QTSS 是基于TSS的系统循环量计算值，单位为m?/h；

 TSSin是循环水TSS控制的目标；

TSSout是养殖池出水中TSS目标控制浓度，单位为mg/L；

 ETSS 是物理过滤环节对于TSS的去除效率，单位为%；

 1000 是质量换算系数，将mg转换为g。

三、实战案例

     建设一个1000立方的循环水养殖鲈鱼的项目。项目设计技术指标如下：

养殖密度为：50kg/立方米

日投饵率：2%

悬浮颗粒系统的目标去除率为：70%

循环水的TSS控制目标为：10mg/L

 根据上述指标我们来计算循环水系统的循环量：

首先我们来计算每天产生的悬浮颗粒物的重量：

RTSS = 0.25X日最大投饲量=60X1000X2%X0.25=12.5kg/天。

     根据上文的分析，70%的固体颗粒（主要为残饵粪便）会被竖流沉淀器排出，那么只有30%的悬浮颗粒物会进入循环系统。

据此，计算循环水系统的循环量：

QTSS  =600.96 m?/h

     这个计算结果表明，为了维持养殖池内TSS浓度不超过10 mg/L，在悬浮颗粒物去除率为52%的条件下，我们需要设计的循环量约为600m?/h。

     在实际运行中我们可以根据这些参数来调整循环水养殖系统中的水循环，以确保水质符合养殖需求。比如，如果我们的TSS浓度超标，这说明有两个可能性。

     微滤机和蛋白分离器设备处理能力低于52%

     竖流沉淀器处理能力低于70%