Entwurf und Fallstudien zur Wasseraufbereitungstechnik für RAS

Ablauf

Der Bau einer industrialisierten Umlaufanlage Aquakultursystem (RAS) umfasst in erster Linie Aquakulturanlagen, Zuchtbecken, Wasseraufbereitungssystemeund zugehörige Technologien. Die Konzeption und Umsetzung sollte auf einer umfassenden Analyse von lokale klimatische Bedingungen, Umweltfaktoren und biologische Merkmale der Zielarten, unter Einhaltung der Prinzipien der Praktikabilität, Energieeffizienz und hohen Leistung. Um ein optimales Aquakultur-Ökosystem zu schaffen und gleichzeitig die nationalen Bedingungen Chinas zu berücksichtigen, sollten fortschrittliche Technologien und Geräte eingesetzt werden.

RAS-Konstruktion ist eine spezialisiertes kleines Ingenieurprojekt unter Einbeziehung mehrerer Disziplinen wie Meereswissenschaften, Biologie, Elektromechanik, Instrumentierung, Hydraulik, Bauwesen und Aquakulturtechnik. Seine Entwicklung muss sich auf wissenschaftliche Forschung, die Integration multidisziplinärer Fachkenntnisse, um sicherzustellen, dass das System technologisch fortschrittlich, wirtschaftlich tragfähig und betrieblich beherrschbar ist, und letztlich hocheffiziente und umweltfreundliche Produktion.

Nach wiederholten Tests und Optimierungen sieht der endgültige Prozessablauf wie folgt aus:

Kulturtank → Trommelfilter → Hochleistungsfilter → Biofilter → Temperaturregeltank → UV-Sterilisationseinheit → Sauerstoffkammer → Wasserqualitätsüberwachungssystem → Kulturtank(Abbildung 9-13).

Technischer Entwurfsfall eines Wasseraufbereitungssystems

Nachfolgend wird eine konkrete Fallstudie vorgestellt. Basierend auf den zuvor Der untersuchte Prozessablauf ist so konzipiert, dass das System:

• Fischzuchtgebiet: 1.000 m²
• Wassertiefe: 0,8 m (nutzbares Wasservolumen: 800 m³)
• Maximale Wasserzirkulationsrate: 400 m³/h (einstellbare Förderleistung)
• Wasserriesen bewerten: >95 %

1. Höhendesign

• Wasseraufbereitungsraum: Grundfläche von 368 m², mit einer Bodenhöhe von ±0,00 m.
• Tiefliegender Sumpf und Pumpenraum: Befindet sich an einem -1,8 m Elevation.
• Biofilter: Konstruiert mit Stahlbeton, in größerer Höhe konzipiert:
  • Bodenhöhe: +1,5 m
  • Gipfelhöhe: +3,5 m
  • Effektives Wasservolumen: 100 m³ (Verhältnis 10:1 zum Aquariumvolumen).

Energiesparendes Zirkulationsdesign:

• Einstufiges Heben: Wasser wird über einen Hochleistungsfilter aus dem Sumpf zum Biofilter gepumpt.
• Schwerkraftfluss: Wasser fließt dann nacheinander durch:
  • Temperaturregeltank → UV-Sterilisationseinheit → Sauerstoffkammer → Kulturtanks.
• Flusskontrolle: Einstellbar über Pumpenbetrieb und Ventilregelung.

Vorteile: Energieeffizient, einfache Bedienung und geringer Wartungsaufwand.

2. Wasseraufbereitungsraum-Layout

• Struktur: Eingeschossig mit einem niedrig gewölbtes lichtdurchlässiges Dach, PVC-Plattendecke und 4 Oberlichter.
• Thermische Vorteile: Windabweisend, wärmeisolierend im Sommer und wärmespeichernd im Winter (Abbildung 9-15).
• Abmessungen: 24,5 m (Länge) × 15,0 m (Breite), Ostausrichtung.

Geräteanordnung (dreireihig):

①Ostseite (Stromversorgung):

• • Pumpenraum, Sauerstoffgeneratorraum, Roots-Gebläseraum.

②Mittlere Reihe (Filtration und Sauerstoffanreicherung):

• • Trommelfilter, Hochleistungsfilter, Eiweißabschäumer, Sauerstoffkammer.

③Westseite (Behandlungseinheiten):

• • Primäre/sekundäre Biofilter, Temperaturregeltank, modularer UV-Sterilisator.
• Kontrollraum und Arbeitsbereich: Südseite.

Vorteile: Organisierte Installation, Bedienkomfort und optimierte Wartung.

3. Hydraulische Strömungsgestaltung

• Aquarien:
  • Kreisförmige Form mit zwei geneigten Zulaufrohren.
  • Konischer Boden mit zentraler Entwässerung.
  • Rotationsströmung erzeugt radiale Strömungen zur Selbstreinigung.

• Sumpfentwässerung:
  • Gleichmäßiger Durchfluss im offenen Kanal für natürliche Belüftung.

• Biofilter:
  • Primär: Einlass oben, Auslass unten.
  • Sekundär: Einlass unten, Auslass oben.
  • Strömungsmuster: Die Auf- und Abbewegung des Verbundwerkstoffs gewährleistet einen gleichmäßigen Kontakt mit dem Biofilm.

• UV-Sterilisator:
  • Kanalartiges Design mit abwechselnd hohen/niedrigen Einlässen zur Verlängerung der Belichtungszeit.

• Sauerstoffkammer:
  • Die Zufuhr von sauerstoffgesättigtem Wasser erfolgt über geschlossene PVC-Rohre um O₂-Verlust zu verhindern.

4. Spezifikationen der Wasseraufbereitungsanlage

Sehen Tabelle 9-1 für Details zu Modellen, Durchflussraten und Mengen.