Портал сельхозпроизводителей ПК ЗАБАГРО

 Забыли пароль?
 Регистрация
Просм.: 709|!replyvwiew!: 0

Водообмен

[Скопировать ссылку]
Опубликовано 28-4-2015 22:04:46 | Показать все сообщения |Режим чтения

Для просмотра нужна авторизация!

Для просмотра Вам необходимо авторизироваться.
Если Вы еще не зарегистрированы, перейдите по ссылке: Регистрация.

x
Водообмен - совокупность физических процессов, приводящих к смене воды в водном объекте , замещению одних водных масс, находящихся в нем, другими водными массами (с иными свойствами), поступающими в него из сопредельных объектов.
Водообменом в установках замкнутого цикла (далее УЗВ) принято считать скорость прохождения полного цикла воды в системе жизнеобеспечения обитателей системы, т.е. за какой промежуток времени насос (помпа) произведет полную откачку воды из области содержания гидробионтов через систему фильтрации. То есть если суммарное количество воды в системе составляет 2000 литров (включая трубопроводы, систему фильтрации и непосредственно емкость содержания) а производительность насоса составляет 4000 литров в час, то принято принимать скорость такого водообмена равную двукратному обмену воды в час.
Скорость водообмена в УЗВ при расчетах стараются обеспечить в диапазоне от 1 до 4, связано это с гидрохимией воды и экономическими показателями. При скорости водообмена менее единицы, вредные элементы (аммоний, нитраты, нитриты и др.) имеют высокую скорость накопления в системе, что вызывает гибель обитателей УЗВ, при высоких значения величины водообмена в системе замкнутого цикла вода циркулирует в системе вызывая только негативные явления: течение, повышенный удельный расход электроэнергии и перемешивание взвешенных частиц. Расход электроэнергии и перемешивание взвешенных частиц не выпадающих в осадок сказываются на себестоимости продукции. Поэтому при проектировании и эксплуатации УЗВ стоит придерживаться правила разумной экономии.
Рассмотрим негативные явления, связанные с высоким течением воды в емкостях с гидробионтами. Высокая скорость протекания жидкости негативно отражается как в аквариуме с рыбками так, например и с крабами или лангустами в промышленных УЗВ. Повышенный поток заставляет обитателей сопротивляться потоку жидкости, а как следствие биохимические реакции в тканях ускоряются, что приводит к повышенному расходу энергии. При недостатке белкового корма происходит истощение и как следствие гибель обитателей. В системах промышленной передержки в течении длительного времени происходит уменьшение веса, но наиболее негативный фактор связан с ослабленностью гидробионтов, что приводит к сокращению времени выживания в неестественной для них среде.
Высокая величина водообмена в системе фильтрации также оказывает негативное влияние на протекание процессов очистки:  в механическом фильтре высокая скорость протекания жидкости снижает эффективность за счет турбулентности потока, взвешенные частицы перемешиваются и требуется фильтр механической очистки с меньшим по диаметру проходным сечением. В химическом фильтре сокращается время контакта очищающего субстрата с нежелательными элементами, в биологическом фильтре скорость потока жидкости наиболее важная величина она составляет 4 литра в секунду на 1 квадратный метр поверхности субстрата очистки. Выведенная в 1966 году японским исследователем К. Хироямой для гравийных аквариумных фильтров в которой в левой части неравенства окислительная способность фильтра (ОСФ) определяется мг  О2/мин;  в правой части выражается нагрузка на фильтр со стороны водных организмов,  мг О2/мин.  

Формула (К.Хироямы)  расчета мощности биологического фильтра

      где:  
Wi- площадь поверхности фильтра, м3;
Vi - скорость тока воды через фильтр, см/мин;
Gi - коэффициент размера гравия;
Di - толщина слоя гравия, см;
р - количество фильтров, обслуживающих аквариум;
В i - масса отдельного животного, г;
Fi - средняя масса пищи, потребляемая ежедневно одним животным, г;
g - число животных в аквариуме.
Gi - коэффициент размера гравия - определяется по формуле:

Формула расчета коэффициента гравия

где:
Rk - средний размер каждой фракции гравия, мм;
Хk - процентное соотношение массы каждой фракции.

При высоких скоростях омывания поверхности субстрата поток воды не позволяет закрепиться колонии бактерий, как следствие скудная колония бактерий на достаточно большой площади поверхности.
Низкая скорость водообмена еще более негативно сказывается на протекании жизнеобеспечивающих процессов: отсутствие движения потока непосредственно в области обитания гидробионтов приводит к образованию застойных зон, в которых накапливаются вредные элементы, в таких участках отсутствует растворенный кислород и концентрация аммония нитратов и нитритов превышает допустимую концентрацию,  невысокая скорость омывания поверхности субстрата приводит отсутствию питания для аэробных бактерий и как следствие минимальная популяция, снижение растворенного в воде кислорода, одновременно при дыхании рыб в воде растет содержание диоксида углерода, изменяя при этом водородный показатель (рН) воды в сторону кислотности.
В промышленных установках замкнутого водоснабжения для разведения рыб показатель водообмена рассчитывается индивидуально на основании заданных условий. Основная цель водообмена поддержание концентрации веществ, влияющих на жизнедеятельность рыбы,  в заданном диапазоне значений. Во время расчета УЗВ определяют предельные допустимые концентрации кислорода, аммонийного азота, углекислого газа, нитратов и нитритов, а также взвешенных веществ и оценивают рабочие параметры системы подготовки воды. Затем для всех предельных допустимых концентраций отдельно рассчитывают значение водообмена, которое позволит поддерживать предельную концентрацию. В итоге расчета выбирают предельно допустимое значение, относительно которого будут рассчитываться остальные параметры. Водообмен рассчитывают для каждого отдельного вещества на основании уравнения баланса масс, смысл которого сводится к равенству покидающих  бассейны веществ и сумму поступивших, произведенных и потребленных веществ за единицу времени. Расчет по кислороду при заданной минимальной концентрации  и подготовке воды в оксигенаторе  при содержании рыбы c выбранным максимальным удельным потреблением (для каждого вида рыб выбирается по справочнику) с использованием уравнения баланса масс будет выглядеть в формульном представлении следующим образом:

О2’ * V – N * NO2   = О2 * V

где:
О2 – минимальная концентрация кислорода в воде, мг/л;
О2’ – концентрация кислорода в блоке водоподготовки (оксигенаторе) мг/л;
N – масса рыбы в системе жизнеобеспечения кг;
NО2 – максимальное удельное потребление кислорода г/час;
V – скорость водообмена л/час;
Выбирая по справочнику предельные концентрации по аммонийному азоту, определяем выбранные значения. Исходя из расчетов поверхности биофильтра, принимаем  значение эффективности работы  блока биологической очистки. Подставим данные в уравнения баланса масс которое примет вид:

NNOx” * V + NNOx‘ * N = NNOx * V

где:
NNOx – предельно-допустимая концентрация аммонийного азота в воде, мг/л;
NNOx’ – предельное значение выделение аммонийного азота рыбой г/ч;
N – масса рыбы в системе жизнеобеспечения кг;
V – скорость водообмена л/час;
NNOx”= W” * NNOx

где:
W” – эффективность работы биологического фильтра;
NNOx – предельно-допустимая концентрация аммонийного азота в воде, мг/л;
NNOx” – значение концентрации аммония в системе после биологического фильтра  г/час;
Проведя расчет по всем основным показателям выбираем определяющий минимальный расход воды в системе оборотного водоснабжения и проводим пересчет других показателей приводя к полученному значению минимального расхода воды.

Чтобы ответить, вам надо авторизироваться в системе Вход | Регистрация

Правила начислений

Партнерка|Мобильная версия|Черный список|ПК ЗабАгро   Яндекс.Метрика

GMT+8, 24-2-2018 06:07

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

Быстрый ответ Вернуться к началу Назад к списку