मंदारिन मछली के लिए भूमि आधारित आरएएस का डिज़ाइन

औद्योगिक रीसर्क्युलेटिंग जलकृषि प्रणाली (आरएएस)राष्ट्रीय सुविधा मत्स्य पालन नीतियों द्वारा संचालित एक उभरती जलीय कृषि प्रौद्योगिकी के रूप में, औद्योगिक इंजीनियरिंग उपकरण और पर्यावरण नियंत्रण प्रौद्योगिकियों के एकीकरण के माध्यम से जलीय कृषि में गहनता, उच्च दक्षता और पर्यावरणीय स्थिरता प्राप्त होती है। इसकामुख्य लाभशामिल करना:जल पुनर्चक्रण से 90% से अधिक पानी की बचत, क्षेत्रीय और मौसमी बाधाओं से मुक्ति, पानी के तापमान और घुलित ऑक्सीजन जैसे प्रमुख पर्यावरणीय कारकों का सटीक विनियमन, भूमि उत्पादकता और फ़ीड रूपांतरण दर में उल्लेखनीय सुधार. इसे जलीय कृषि के सतत विकास के लिए एक महत्वपूर्ण दिशा के रूप में मान्यता प्राप्त है। "उच्च निवेश, उच्च घनत्व और उच्च उत्पादन" की विशेषता, इसका व्यापक रूप से अपनाया जाना उच्च प्रारंभिक निवेश (सुविधाओं और उपकरणों की लागत) और उच्च तकनीकी बाधाओं (बीज अनुकूलन और जल गुणवत्ता प्रबंधन) जैसे कारकों से बाधित है।

मंदारिन मछली (सिनिपेर्का चुआत्सी)।), उच्च मूल्य वाली मीठे पानी की जलकृषि प्रजाति के रूप में, पारंपरिक खेती में बार-बार होने वाली बीमारियों, पानी की गुणवत्ता नियंत्रण में कठिनाई और अस्थिर पैदावार जैसी चुनौतियों का सामना करना पड़ता है। वर्तमान में, मंदारिन मछली के औद्योगिक आरएएस के लिए तकनीकी भंडार अपर्याप्त है, विशेष रूप से कृषि प्रक्रिया अनुकूलन, समर्पित उपकरण डिजाइन और जल शुद्धिकरण प्रक्रियाओं जैसे क्षेत्रों में व्यवस्थित अभ्यास की कमी है। यह शोध जल संसाधनों के कुशल पुनर्चक्रण और उपयोग पर केंद्रित है, जिसका लक्ष्य मंदारिन मछली की भूमि आधारित औद्योगिक जलीय कृषि के लिए प्रक्रिया उपकरण प्रणाली का निर्माण करना है। कम विक्षोभ अपशिष्ट निर्वहन उपकरणों के अनुकूलन और उपकरण लिंकेज प्रौद्योगिकी के एकीकरण के माध्यम से, जल शोधन दक्षता और जैव लोड क्षमता जैसे प्रमुख संकेतकों पर प्रायोगिक अनुसंधान किया जाता है। लक्ष्य मंदारिन मछली पालन उद्योग के उच्च गुणवत्ता वाले विकास का समर्थन करने के लिए एक अनुकरणीय तकनीकी समाधान विकसित करना है।

1. औद्योगिक रीसर्क्युलेटिंग एक्वाकल्चर प्रक्रिया प्रवाह

एक औद्योगिक आरएएस का मूल "की एक बंद लूप प्रक्रिया के माध्यम से गतिशील जल संतुलन और पुनर्चक्रण प्राप्त करना है"भौतिक निस्पंदन - जैविक शुद्धिकरण - कीटाणुशोधन और ऑक्सीजनेशन". "मछली पालने की शुरुआत पानी बढ़ाने से होती है"; जल प्रवाह वेग, तापमान, पीएच, अमोनिया नाइट्रोजन एकाग्रता, और घुलनशील ऑक्सीजन स्तर जैसे पैरामीटर सीधे मंदारिन मछली के विकास पर्यावरण को प्रभावित करते हैं। यह प्रणाली डिजाइन "छोटी प्रणालियों, एकाधिक इकाइयों" के सिद्धांत का पालन करती है। इसका मूल तर्क है: तेज प्रवाह दर सिस्टम प्रसंस्करण दक्षता में सुधार कर सकती है, बड़े कण अपशिष्ट के टूटने को कम कर सकती है, और बाद में प्रसंस्करण ऊर्जा खपत को कम कर सकती है; प्रदूषक निष्कासन "ठोस → तरल → गैस" अनुक्रम का पालन करता है, ठोस अपशिष्ट उपचार को "बड़े कण आकार → द्वारा वर्गीकृत किया जाता है छोटे कण आकार", और निस्पंदन और कीटाणुशोधन प्रक्रियाएं क्रमिक रूप से जुड़ी हुई हैं।

जैसा कि दिखाया गया हैचित्र 1, सिस्टम प्रवाह है: कल्चर टैंक से जल निकासी बड़े कण अपशिष्ट को हटाने के लिए पूर्व-उपचार से गुजरती है, बारीक निलंबित ठोस पदार्थों को हटाने के लिए मोटे और महीन निस्पंदन चरणों में प्रवेश करती है, फिर अमोनिया नाइट्रोजन जैसे हानिकारक पदार्थों को कम करने के लिए एक बायोफिल्टर से गुजरती है, और अंत में, कीटाणुशोधन और ऑक्सीजनेशन के बाद, कल्चर टैंक में वापस आती है, जिससे पूरी प्रक्रिया में नियंत्रित पानी की गुणवत्ता और पानी की रीसाइक्लिंग होती है।

2. मंदारिन मछली जलकृषि सुविधाओं और उपकरणों पर डिजाइन और अनुसंधान

पारंपरिक जलीय कृषि सुविधा डिज़ाइन अक्सर अनुभव पर निर्भर करता है, जिससे आसानी से अकुशल उपकरण और लागत बर्बाद हो जाती है। जैसा कि दिखाया गया हैचित्र 2द्रव्यमान संतुलन के सिद्धांत पर आधारित यह अध्ययन मंदारिन मछली की अधिकतम बायोमास वहन क्षमता के लिए एक मॉडल का निर्माण करता है। अधिकतम भोजन दर, कुल अपशिष्ट और अमोनिया नाइट्रोजन उत्पादन की गणना करके, वैज्ञानिक उपकरण चयन प्राप्त किया जाता है। एक केस अध्ययन के रूप में जियांग्शी में एक मंदारिन मछली पालन उद्यम का उपयोग करते हुए, कम अशांति अपशिष्ट निर्वहन उपकरण और उपकरण लिंकेज प्रणाली को अनुकूलित करने पर ध्यान केंद्रित किया गया था। कार्यशाला का लेआउट दिखाया गया हैचित्र तीन. मंदारिन मछली के लिए भूमि आधारित औद्योगिक आरएएस का लेआउट दिखाया गया हैचित्र 4.

2.1 कल्चर वाटर रीसर्क्युलेशन पैरामीटर डिज़ाइन

रीसर्क्युलेशन दर कुशल सिस्टम संचालन की कुंजी है और इसे मंदारिन मछली स्टॉकिंग घनत्व, पानी की मात्रा और जल उपचार क्षमता के आधार पर व्यापक रूप से निर्धारित करने की आवश्यकता है।

जल पुनःपरिसंचरण मात्रा गणना सूत्र:Q = V × N

कहाँ: Q जल पुनःपरिसंचरण मात्रा (m³/h) है;

V संस्कृति जल की मात्रा (m³) है;

एन प्रति दिन पुनरावर्तन की संख्या (समय/दिन) है।

कल्चर टैंक डिजाइन: एकल टैंक व्यास 6 मीटर, ऊंचाई 1.2 मीटर, शंकु तल की ऊंचाई 0.3 मीटर।

परिकलित मात्रा π×3²×1.2 + 1/3×π×3²×0.3 ≈ 33.91 वर्ग मीटर है, वास्तविक संस्कृति जल की मात्रा लगभग 30 वर्ग मीटर है। एक एकल कार्यशाला में 10 कल्चर टैंक होते हैं, कुल पानी की मात्रा 300 वर्ग मीटर होती है।

ऑपरेटिंग पैरामीटर्स: रीसर्क्युलेशन दर N को 3-5 बार/दिन पर सेट किया गया है; मेकअप जल परिसंचरण कुल जल मात्रा का 10% है (वाष्पीकरण और निर्वहन हानि की भरपाई के लिए), ऑनलाइन निगरानी के माध्यम से वास्तविक समय में समायोजित किया गया है।

2.2 कल्चर टैंक और अपशिष्ट निर्वहन उपकरण डिजाइन

जैसा कि दिखाया गया हैचित्र 5, कल्चर टैंक को शंकु तल संरचना के साथ संयुक्त एक गोलाकार टैंक बॉडी का उपयोग करके "तेजी से अपशिष्ट निर्वहन और समान जल वितरण" के लक्ष्य के साथ डिजाइन किया गया है। कम विक्षोभ अपशिष्ट निर्वहन प्राप्त करने के लिए नीचे एक "फिश टॉयलेट" उपकरण स्थापित किया गया है। फिश टॉयलेट को इस प्रकार अनुकूलित किया गया था:

• प्रवाह वेग बढ़ाने के लिए इनलेट/आउटलेट पाइप व्यास को 200 मिमी तक मानकीकृत किया गया।
• कवर प्लेट नीचे तलछट पर घूर्णी फ्लशिंग प्रभाव को बढ़ाने और स्वयं सफाई क्षमता में सुधार करने के लिए एक घूर्णन सुव्यवस्थित डिजाइन को अपनाती है।

3. ठोस कण उपचार प्रक्रिया डिजाइन और अनुसंधान

ठोस कणों का उपचार "प्रीट्रीटमेंट - मोटे निस्पंदन - बारीक निस्पंदन" की तीन -चरणीय प्रक्रिया का उपयोग करके आकार वर्गीकरण द्वारा किया जाता है। विशिष्ट पैरामीटर दिखाए गए हैंतालिका नंबर एक.

3.1 पूर्व उपचार प्रक्रिया

100μm से अधिक या उसके बराबर के कणों को हटाने के लिए गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण का उपयोग करते हुए, कल्चर टैंक के साइड {0} ड्रेन और बॉटम - ड्रेन सिस्टम से जुड़े एक ऊर्ध्वाधर प्रवाह सेटलर का उपयोग करता है। पाइपलाइन परिवहन घाटे को कम करने और बाद के निस्पंदन चरणों पर भार को कम करने के लिए सेटलर सीधे कल्चर टैंक से जुड़ा हुआ है।

3.2 मोटे निस्पंदन प्रक्रिया

जैसा कि दिखाया गया हैचित्र 6, मोटे निस्पंदन प्रक्रिया एक माइक्रोस्क्रीन ड्रम फिल्टर पर केंद्रित होती है। डिज़ाइन सिद्धांतों में शामिल हैं: पाइपलाइन की लंबाई कम करने और ऊर्जा खपत को कम करने के लिए कल्चर टैंकों के करीब उपकरण स्थापित करना।

वास्तविक समय पैरामीटर समायोजन के लिए ऑनलाइन जल गुणवत्ता निगरानी के साथ समन्वित, स्वचालित बैकवाशिंग (4-6 बार/दिन) प्राप्त करने के लिए पीएलसी नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करना।

पंप बिजली की खपत को कम करने और परिचालन लागत को कम करने के लिए गुरुत्वाकर्षण प्रवाह डिजाइन का उपयोग करना।

3.3 बारीक निस्पंदन प्रक्रिया

जैसा कि दिखाया गया हैचित्र 7, बारीक निस्पंदन प्रक्रिया बायोफिल्टर और कीटाणुशोधन उपकरण की सहक्रियात्मक कार्रवाई के माध्यम से पानी की गुणवत्ता को और शुद्ध करती है।

• बायोफ़िल्टर: उच्च {{0}विशिष्ट {{1}सतह {{2}क्षेत्र मीडिया का चयन करता है, हाइड्रोलिक अवधारण समय 1-2 घंटे, घुलित ऑक्सीजन को 5 मिलीग्राम/एल से अधिक या उसके बराबर बनाए रखता है, अमोनिया नाइट्रोजन और नाइट्राइट को कम करता है।
• कीटाणुशोधन उपकरण: रोगजनक सूक्ष्मजीवों को मारने के लिए पराबैंगनी स्टरलाइज़र (खुराक 3-5 × 10⁴ μW·s/cm²) या ओजोन जनरेटर (एकाग्रता 0.1-0.3 mg/L, संपर्क समय 10-15 मिनट)।
• ऑक्सीजनेशन प्रणाली: स्थिर घुलनशील ऑक्सीजन स्तर सुनिश्चित करने के लिए शुद्ध ऑक्सीजन ऑक्सीजनेटर का उपयोग एरेटर के साथ संयोजन में किया जाता है।

4. पाइपलाइन लेआउट और नियंत्रण प्रणाली

4.1 पाइपलाइन लेआउट डिज़ाइन

पाइपलाइनों को कार्य के आधार पर चार प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है: जल आपूर्ति, पुनरावर्तन, अपशिष्ट निर्वहन और मेकअप जल। डिज़ाइन सिद्धांत: कल्चर टैंकों के आसपास केंद्रित लेआउट को अनुकूलित करें, सिर के नुकसान को कम करने के लिए कोहनी और पाइपलाइन की लंबाई कम करें; कल्चर टैंकों में स्थिर जल स्तर बनाए रखने के लिए संतुलित प्रवाह और बहिर्वाह सुनिश्चित करना; अपशिष्ट निर्वहन पाइपों में अपशिष्ट के स्व-प्रवाह संग्रह की सुविधा के लिए ढलान (3% से अधिक या उसके बराबर) होता है।

4.2 नियंत्रण प्रणाली डिज़ाइन

सिस्टम "सेंसर - कंट्रोलर - एक्चुएटर्स" के एक बंद - लूप आर्किटेक्चर को अपनाता है जैसा कि दिखाया गया हैचित्र 8. मुख्य कार्यों में शामिल हैं:

• वास्तविक समय पर जल गुणवत्ता की निगरानी: घुलित ऑक्सीजन, पीएच और अमोनिया नाइट्रोजन सेंसर के माध्यम से ऑनलाइन डेटा संग्रह।
• उपकरण लिंकेज नियंत्रण: पानी की गुणवत्ता मापदंडों के आधार पर माइक्रोस्क्रीन बैकवाशिंग, ऑक्सीजनेटर पावर और कीटाणुशोधन उपकरण रनटाइम का स्वचालित समायोजन।
• गलती चेतावनी: असामान्य मापदंडों द्वारा चालू होने वाले श्रव्य और दृश्य अलार्म, ईथरनेट या वायरलेस संचार के माध्यम से प्रबंधन टर्मिनलों पर भेजे जाते हैं।

5. उपकरण प्रदर्शन परीक्षण डेटा विश्लेषण

जैसा कि दिखाया गया हैचित्र 9, जियांग्शी में एक मंदारिन मछली पालन बेस पर छह - महीने का परीक्षण अभियान आयोजित किया गया था। सिस्टम में कोई जल उपचार असामान्यताएं नहीं देखी गईं, और निगरानी और प्रारंभिक चेतावनी प्रणाली स्थिर रूप से संचालित हुई।

आवेदन के दौरान कोई जल उपचार असामान्यताएं नहीं पाई गईं, निगरानी, ​​​​पूर्व चेतावनी और नियंत्रण प्रणाली स्थिर रूप से संचालित हुई। खेती की प्रक्रिया के दौरान कल्चर टैंकों में वातन का उपयोग घुलित ऑक्सीजन नियंत्रण के संयोजन में किया गया था। मुख्य उपकरण का प्रदर्शन मूल्यांकन दिखाया गया हैतालिका 2.

परीक्षण के दौरान, स्टॉकिंग घनत्व 50-60 मछली/वर्ग मीटर तक पहुंच गया, जीवित रहने की दर 90% से अधिक या उसके बराबर थी, पारंपरिक खेती की तुलना में विकास दर में 20% की वृद्धि हुई, और जल पुनर्चक्रण दर 92% तक पहुंच गई, जिससे ऊर्जा बचत और उत्सर्जन में कमी के लक्ष्य प्राप्त हुए।

6. सारांश

मंदारिन मछली के लिए भूमि आधारित औद्योगिक आरएएस इंजीनियरिंग, सुविधा आधारित और डिजिटल बुद्धिमान प्रौद्योगिकियों के एकीकरण के माध्यम से "जल बचत, उच्च दक्षता और पर्यावरण संरक्षण" के जलीय कृषि लक्ष्यों को प्राप्त करता है। इस शोध के नवाचार इस प्रकार हैं: सिस्टम मिलान में सुधार के लिए बायोमास वहन क्षमता मॉडल के आधार पर उपकरण चयन का अनुकूलन; अपशिष्ट हटाने की दक्षता बढ़ाने के लिए कम अशांति वाले अपशिष्ट निर्वहन उपकरण में सुधार करना; सटीक जल गुणवत्ता विनियमन प्राप्त करने के लिए एक उपकरण लिंकेज नियंत्रण प्रणाली का निर्माण करना।

इस प्रणाली को बढ़ावा दिया जा सकता है और अन्य मीठे पानी की मछली पालन में लागू किया जा सकता है, जो जलीय कृषि के गहन परिवर्तन के लिए एक तकनीकी संदर्भ प्रदान करता है। भविष्य के काम में प्रौद्योगिकी प्रवेश दर को बढ़ाने के लिए उपकरण लागत को और कम करने और सेंसर प्रदर्शन को अनुकूलित करने की आवश्यकता है।