Aportacions clau
- Els estanys grans poden requerir diverses zones d'aireació en lloc d'un punt de descàrrega centralitzat.
- Els sistemes d'oxigen PSA són generalment els més adequats quan la demanda d'oxigen és contínua i la logística dels cilindres externs és cara.
- L'àrea de l'estany per si sola no és suficient per determinar la capacitat necessària del generador d'oxigen.
- S'han d'avaluar la profunditat de l'aigua, la biomassa, la velocitat d'alimentació, la temperatura, l'oxigen dissolt objectiu i l'eficiència de transferència d'oxigen.
- L'oxigen PSA s'ha d'integrar amb un sistema de distribució i difusió dissenyat correctament.
Els grans estanys d'aqüicultura requereixen més que una aireació ocasional.
A mesura que la zona de l'estany, la densitat de la població i la intensitat de l'alimentació augmenten, mantenir l'oxigen dissolt estable a tot el cos d'aigua es fa cada cop més difícil.
Els airejadors i els ventiladors de superfície segueixen sent components importants de molts sistemes d'aqüicultura. Tanmateix, algunes granges intensives també utilitzen aireació enriquida amb oxigen per proporcionar oxigen addicional durant els períodes de gran demanda, donar suport a l'oxigenació de l'aigua del fons i millorar la flexibilitat general de gestió de l'oxigen.
Els generadors d'oxigen PSA d'alt flux proporcionen una font d'oxigen in situ per a les granges que requereixen un subministrament d'oxigen continu o de gran volum.
Quan es combinen correctament amb les canonades, els difusors i les condicions de funcionament de l'estany, poden suportar una distribució d'oxigen més consistent a les grans instal·lacions d'aqüicultura. Aquest article explica on els sistemes d'oxigen PSA d'alt flux poden afegir valor i quins factors tècnics s'han d'avaluar abans de seleccionar un sistema.
Per què la gestió de l'oxigen es fa més difícil a les basses grans
Com més gran sigui l'estany, més difícil serà mantenir l'oxigen dissolt uniforme a tot el cos d'aigua.
Reptes operatius comuns:
- Distribució desigual de l'oxigen entre les zones centrals i remotes dels estanys
- Baixeu l'oxigen dissolt prop del fons
- Alta demanda d'oxigen després de l'alimentació
- Disminució de la solubilitat de l'oxigen durant la calor
- Ràpid consum d'oxigen a alta densitat de mitjana
- Acumulació de matèria orgànica a les aigües del fons i als sediments
- Capacitat de resposta limitada durant esdeveniments sobtats de baix nivell d'oxigen
Aquestes condicions no signifiquen que els airejadors convencionals siguin ineficaços. En moltes granges, l'aireació mecànica continua sent el mètode principal de gestió de l'oxigen.
Tanmateix, es pot introduir l'aireació enriquida amb oxigen quan els operadors necessiten capacitat d'oxigen addicional, un lliurament d'oxigen més concentrat o un major control durant la demanda màxima.
Què és un generador d'oxigen PSA d'alt cabal?
Un generador d'oxigen PSA separa l'oxigen de l'aire comprimit i produeix oxigen contínuament al lloc.
Per a grans aplicacions d'aqüicultura, el generador d'oxigen normalment està connectat a:
El generador d'oxigen PSA subministra la font d'oxigen, mentre que el rendiment real a l'estany depèn en gran mesura del sistema de distribució i del mètode de transferència d'oxigen.
Sistema de generació d'oxigen PSA in situ: procés d'adsorció de dues torres que subministra oxigen continu d'alta puresa.
Com l'oxigen PSA d'alt cabal pot suportar grans estanys d'aqüicultura
1. Subministrament centralitzat d'oxigen per a múltiples zones d'aireació
Un sistema PSA d'alt cabal pot subministrar oxigen a diverses zones d'estany o a diversos estanys mitjançant una xarxa de canonades centralitzada.
Això pot reduir la dependència dels cilindres dispersos i simplificar la gestió de la font d'oxigen.
El nombre d'estanys o branques d'aireació que pot suportar una planta depèn de: el cabal d'oxigen necessari per branca, la longitud i el diàmetre de la canonada, la pressió de sortida, la pèrdua de pressió, el tipus de difusor i la demanda d'operació simultània.
Per tant, la xarxa de distribució s'ha de dissenyar juntament amb la planta d'oxigen en lloc d'afegir-se després.
2. Lliurament d'oxigen millorat a l'aigua del fons
A les basses profundes o molt proveïdes, l'aigua del fons pot experimentar menys oxigen dissolt que l'aigua superficial.
El gas enriquit amb oxigen es pot introduir a través de difusors inferiors o d'equips de transferència d'oxigen d'alta eficiència per donar suport al lliurament d'oxigen a una major profunditat d'aigua.
El rendiment real de la transferència d'oxigen depèn de la mida de la bombolla, la profunditat de l'aigua, el temps de contacte, el flux de gas, la circulació de l'aigua, la condició del difusor, la salinitat i la temperatura. Un alt flux del generador d'oxigen no garanteix automàticament un alt oxigen dissolt tret que el sistema de transferència estigui dissenyat correctament.
3. Capacitat addicional durant la demanda màxima d'oxigen
La demanda d'oxigen de l'aqüicultura canvia al llarg del dia i del cicle de producció.
La demanda pot augmentar durant el clima calorós, la nit i la matinada, els períodes d'alimentació elevats, les etapes d'alta biomassa, els xocs d'algues, la reducció de les condicions del vent i el deteriorament de la qualitat de l'aigua.
Un sistema d'oxigen PSA pot proporcionar una capacitat addicional d'oxigen in situ durant aquests períodes, ajudant els operadors a respondre sense esperar el lliurament de bombones externes.
4. Reducció de la dependència de la logística del cilindre
Els cilindres d'oxigen poden seguir sent útils per a aplicacions d'emergència o de baix volum.
Tanmateix, les grans explotacions amb demanda contínua d'oxigen poden enfrontar-se a costos recurrents relacionats amb la compra o lloguer de bombones, transport, càrrega i descàrrega, devolució de bombones buides, emmagatzematge i substitució manual.
La producció d'oxigen in situ pot reduir aquesta dependència logística i fer que els costos operatius siguin més previsibles. L'avantatge econòmic s'ha de calcular utilitzant els preus locals de l'electricitat, els costos de les bombones, la distància de transport i les hores de funcionament anuals.
5. Seguiment i control centralitzats
Es pot dissenyar un gran sistema d'oxigen d'aqüicultura amb control centralitzat per al funcionament del generador d'oxigen, la pressió de sortida, la puresa de l'oxigen, el control de la vàlvula de branca, l'oxigen dissolt de l'estany i l'estat d'alarma.
Depenent dels requisits del projecte, els sensors d'oxigen dissolt es poden integrar amb l'estratègia de control perquè els operadors puguin ajustar el subministrament d'oxigen segons les condicions reals de l'estany.
El control automàtic s'ha de dissenyar amb cura. No ha de substituir els procediments habituals de gestió de la qualitat de l'aigua o d'emergència.
Aeració submarina: Xarxa d'aireació nanodifusora que transfereix oxigen d'alta puresa directament a l'aigua de l'estany profund.
Què determina la capacitat d'oxigen de PSA necessària?
La capacitat del generador d'oxigen no s'ha de seleccionar només segons l'àrea de l'estany.
Els càlculs d'enginyeria haurien de tenir en compte:
Dues granges amb la mateixa àrea d'estany poden requerir capacitats d'oxigen molt diferents perquè la seva biomassa, intensitat d'alimentació i mètodes d'aireació són diferents.
El PSA d'alt cabal no vol dir el sistema més gran possible
Sobredimensionar una planta d'oxigen de PSA pot augmentar la inversió inicial, el consum d'energia del compressor, els requisits de capacitat del generador, els costos de manteniment i el temps de funcionament inactiu.
La subdimensionament pot evitar que la granja compleixi la demanda màxima d'oxigen.
L'objectiu hauria de ser fer coincidir el sistema amb la demanda mitjana, la demanda màxima i l'estratègia operativa de la granja. En alguns projectes, una combinació d'aireació mecànica i enriquiment d'oxigen PSA proporciona un millor equilibri econòmic que confiar en un sol mètode.
Sistemes PSA en contenidors vs muntats sobre patins
Planta d'oxigen PSA en contenidors
Apte quan la granja requereixi:
- Instal·lació exterior
- Protecció de l'equip contra les inclemències del temps
- Desplegament més ràpid
- Muntatge in situ reduït
- Trasllat més fàcil
- Compressor integrat i tractament d'aire
Planta d'oxigen PSA muntada sobre patins
Apte quan:
- Hi ha disponible una sala d'equips especial
- Els recursos d'instal·lació locals són suficients
- Es requereix una disposició flexible de l'equip
- Es preveu una futura ampliació dins d'un edifici existent
La configuració final s'ha de seleccionar segons la disposició del lloc, el clima i les condicions de manteniment.
Com NEWTEK dissenya els projectes d'oxigen PSA d'Aqüicultura
NEWTEK dissenya sistemes d'oxigen PSA segons les condicions reals de funcionament de cada projecte d'aqüicultura.
La revisió d'enginyeria inclou normalment el flux d'oxigen necessari, la puresa d'oxigen objectiu, la pressió de sortida, el nombre i la mida dels estanys, la profunditat de l'aigua, les espècies i la densitat de la població, el mètode d'aireació existent, la distància de la canonada, la tensió i la freqüència locals, la temperatura i humitat ambientals, les hores de funcionament diàries i l'expansió futura.
A partir d'aquests paràmetres, NEWTEK pot recomanar:
- Capacitat d'oxigen del PSA
- Configuració de compressor i assecador
- Volum del dipòsit d'amortiment d'oxigen
- Diàmetre principal de la canonada i disposició de la branca
- Disseny en contenidors o muntat sobre patins
- Estratègia de control i redundància adequada
L'equip de transferència d'oxigen i la xarxa de distribució d'estanys també s'han de coordinar amb enginyers d'aqüicultura locals o proveïdors de sistemes d'aireació amb experiència.
Aplicacions típiques
Els sistemes d'oxigen PSA d'alt flux es poden considerar per a:
Preguntes freqüents
P1: Un generador d'oxigen PSA pot subministrar diversos estanys?
Sí, sempre que la demanda total d'oxigen, la pèrdua de pressió de la canonada i el control de la branca es calculin correctament. El nombre d'estanys no es pot determinar només a partir del valor del cabal del generador.
P2: El 93% d'oxigen PSA és adequat per a l'aqüicultura?
L'oxigen PSA al voltant del 90-95% de puresa s'utilitza habitualment per a aplicacions d'aqüicultura enriquides amb oxigen. La idoneïtat real depèn de l'equip de transferència d'oxigen i del procés de la granja.
P3: L'oxigen PSA pot substituir tots els airejadors i ventiladors de rodes de paletes?
No necessàriament. Moltes granges utilitzen oxigen PSA juntament amb aireació mecànica, equips de circulació o ventiladors. La millor combinació depèn del disseny de l'estany i dels objectius de producció.
P4: Com es calcula el flux d'oxigen necessari?
El càlcul ha de tenir en compte la biomassa, la velocitat d'alimentació, la temperatura de l'aigua, l'oxigen dissolt existent, l'oxigen dissolt objectiu i l'eficiència de transferència. La superfície de l'estany per si sola no és suficient.
P5: sempre és millor un generador de PSA més gran?
No. El sistema s'ha d'adaptar a la demanda real. El sobredimensionament excessiu augmenta la inversió i el consum d'energia sense millorar necessàriament el rendiment de l'estany.
Conclusió
Els grans estanys d'aqüicultura presenten reptes complexos de distribució d'oxigen i gestió de l'oxigen dissolt.
Els generadors d'oxigen PSA d'alt flux poden proporcionar una font d'oxigen centralitzada i contínua per a granges que requereixen un subministrament d'oxigen substancial o recurrent. El seu valor és més gran quan es combinen correctament amb la demanda de l'estany, el disseny de la canonada, els equips de transferència d'oxigen i el control de la qualitat de l'aigua.
L'oxigen PSA no és un substitut universal per a tots els mètodes d'aireació. En molts projectes, funciona millor com a part d'una estratègia integrada de gestió de l'oxigen que combina aireació mecànica, circulació d'aigua i subministrament de gas enriquit amb oxigen.
NEWTEK ofereix solucions personalitzades d'oxigen PSA per a projectes d'aqüicultura basades en les condicions de l'estany, objectius de producció, subministrament d'energia local i plans d'expansió futurs. Una enginyeria acurada en l'etapa de disseny ajuda a garantir que la capacitat d'oxigen, el consum d'energia i els requisits operatius de la granja es mantenen correctament equilibrats.
Dissenyeu el vostre sistema d'estany
Consulteu els enginyers de NEWTEK per calcular la demanda exacta d'oxigen i el disseny de canonades per a la vostra granja:
- Dimensions de l'estany i profunditat de l'aigua
- Espècie i densitat de biomassa objectiu
- Temperatura i salinitat de l'aigua
- Font d'alimentació i disseny del lloc
Plantes d'Oxigen d'Aqüicultura
Plantes PSA muntades sobre patins
Instal·lació interior per a estacions centrals d'estany.
Unitats exteriors en contenidors
Desplegament a l'aire lliure clau en mà plug-and-play.
Cons i difusors d'oxigen
Equips de transferència de gas d'alta eficiència.
