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弧形篩對(duì)水體中固體顆粒物的去除效果研究

　　以弧形篩為研究對(duì)象，分析不同篩縫規(guī)格、安裝角度以及水處理量條件下對(duì)固體顆粒物的去除效果，以獲得最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。將固體顆粒物去除率作為試驗(yàn)指標(biāo)，設(shè)計(jì)了0.10~0.25 mm的篩縫間隙、10~20 m3/h 的進(jìn)水流量及53°和37°的篩網(wǎng)安裝角度的多因素試驗(yàn)。結(jié)果顯示，隨著篩縫間隙的增大，固體顆粒物去除率呈逐漸下降趨勢(shì)，但篩縫間隙與顆粒物粒徑具有明顯的“匹配性”特征，篩縫間隙應(yīng)以等于或略小于水體中平均固體顆粒物粒徑為宜；進(jìn)水流量與固體顆粒物去除率呈反相關(guān)關(guān)系，單位面積篩面的水處理負(fù)荷宜控制在50 m3/(m2?h)左右；在合理的篩網(wǎng)安裝角度范圍內(nèi)，適當(dāng)增大安裝傾角有利于提高固體顆粒物去除率?？傊?，將弧形篩裝置應(yīng)用在水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中，是一種行之有效的方法。

    　循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(Recirculating aquaculturesystems, RAS)中的固體懸浮物嚴(yán)重影響到魚類生長(zhǎng)、生物凈化效果、養(yǎng)殖效率及系統(tǒng)運(yùn)行成本等諸多重要因子，其去除方式是循環(huán)水養(yǎng)殖水處理系統(tǒng)中的核心設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之一，去除效果則直接決定了養(yǎng)殖水質(zhì)的好壞和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

　　篩縫間隙對(duì)固體顆粒物去除率的影響

　　篩縫間隙是影響弧形篩過(guò)濾性能的關(guān)鍵因素之一，可通過(guò)調(diào)整間隙大小來(lái)高效過(guò)濾不同粒徑的固體顆粒物。從理論上講，篩縫間隙越小，截流的固體顆粒物越多，其去除率也越高，但篩縫間隙小意味著過(guò)流面積小，相同的篩網(wǎng)面積可處理水體量也相應(yīng)變少，且篩網(wǎng)易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，故選擇合適的篩縫間隙是高效過(guò)濾的根本。作為初級(jí)過(guò)濾環(huán)節(jié)，弧形篩的篩縫間隙應(yīng)以選擇略小于水體中平均固體顆粒物粒徑為宜。

　　進(jìn)水流量對(duì)固體顆粒物去除率的影響

　　進(jìn)水流量關(guān)系到弧形篩裝置處理廢水的能力，合適的進(jìn)水流量可以保證高效的過(guò)濾效率，即利用有效的過(guò)濾面積來(lái)最大化的凈化廢水。進(jìn)水流量與固體顆粒物去除率呈反相關(guān)關(guān)系，即進(jìn)水流量越小，去除效率越高。但水處理量同樣是弧形篩裝置的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，小流量進(jìn)水可能無(wú)法在滿足高效的固體顆粒物去除效率的同時(shí)保證足夠的水處理量，進(jìn)而影響到整個(gè)水處理環(huán)節(jié)的合理運(yùn)轉(zhuǎn)。因此尋找進(jìn)水流量與去除效率的最優(yōu)契合點(diǎn)是關(guān)鍵。

　　篩網(wǎng)安裝角度對(duì)固體顆粒物去除率的影響

　　篩網(wǎng)安裝角度會(huì)影響?zhàn)B殖廢水流經(jīng)弧形篩篩面的流動(dòng)狀態(tài)，過(guò)大或過(guò)小均會(huì)影響固體顆粒物的去除效率。同等水力條件，在合理的篩網(wǎng)安裝角度前提下，較大的安裝傾角對(duì)固體顆粒物去除效果較為明顯，但在實(shí)際使用當(dāng)中，仍需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行取舍，以防弧形篩裝置水頭損失過(guò)大甚至失效的情況發(fā)生。

　　結(jié)論與討論

　　用于水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的弧形篩裝置作為初級(jí)過(guò)濾環(huán)節(jié)，可以顯著去除養(yǎng)殖水體中較大粒徑的固體顆粒物，有效減輕后續(xù)水處理設(shè)施設(shè)備的負(fù)擔(dān)。同時(shí)，因有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)能耗、故障率低及沖洗方便、免維護(hù)等特點(diǎn)，使其在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域具備良好的應(yīng)用推廣前景。作為粗過(guò)濾環(huán)節(jié)的弧形篩裝置，建議其篩縫間隙應(yīng)以選擇等于或略小于水體中平均固體顆粒物粒徑為宜。進(jìn)水流量作為銜接養(yǎng)殖系統(tǒng)循環(huán)效率與弧形篩裝置固體顆粒物去除效果的重要因素，如何取舍是影響結(jié)果的關(guān)鍵。在合理的篩網(wǎng)安裝角度范圍內(nèi)，適當(dāng)增大安裝傾角有利于提高固體顆粒物去除率。

　　綜上所述，將弧形篩裝置應(yīng)用在循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中，是一種行之有效的方法。但不可否認(rèn)的是，其仍存在篩網(wǎng)易破損，維修成本高等缺點(diǎn)。下一步，擬結(jié)合現(xiàn)有研究基礎(chǔ)，并借助于目前廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)裝備優(yōu)化、水處理設(shè)備研發(fā)及流體機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的計(jì)算流體力(CFD)技術(shù)，以期在結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面進(jìn)一步深入。