弧形筛对水体中固体颗粒物的去除效果研究

　　以弧形筛为研究对象，分析不同筛缝规格、安装角度以及水处理量条件下对固体颗粒物的去除效果，以获得最优化的结构设计参数。将固体颗粒物去除率作为试验指标，设计了0.10~0.25 mm的筛缝间隙、10~20 m3/h 的进水流量及53°和37°的筛网安装角度的多因素试验。结果显示，随着筛缝间隙的增大，固体颗粒物去除率呈逐渐下降趋势，但筛缝间隙与颗粒物粒径具有明显的“匹配性”特征，筛缝间隙应以等于或略小于水体中平均固体颗粒物粒径为宜；进水流量与固体颗粒物去除率呈反相关关系，单位面积筛面的水处理负荷宜控制在50 m3/(m2∙h)左右；在合理的筛网安装角度范围内，适当增大安装倾角有利于提高固体颗粒物去除率。总之，将弧形筛装置应用在水产养殖系统中，是一种行之有效的方法。

    　循环水养殖系统(Recirculating aquaculturesystems, RAS)中的固体悬浮物严重影响到鱼类生长、生物净化效果、养殖效率及系统运行成本等诸多重要因子，其去除方式是循环水养殖水处理系统中的核心设计环节之一，去除效果则直接决定了养殖水质的好坏和系统运行的稳定性。

　　筛缝间隙对固体颗粒物去除率的影响

　　筛缝间隙是影响弧形筛过滤性能的关键因素之一，可通过调整间隙大小来高效过滤不同粒径的固体颗粒物。从理论上讲，筛缝间隙越小，截流的固体颗粒物越多，其去除率也越高，但筛缝间隙小意味着过流面积小，相同的筛网面积可处理水体量也相应变少，且筛网易发生堵塞现象，故选择合适的筛缝间隙是高效过滤的根本。作为初级过滤环节，弧形筛的筛缝间隙应以选择略小于水体中平均固体颗粒物粒径为宜。

　　进水流量对固体颗粒物去除率的影响

　　进水流量关系到弧形筛装置处理废水的能力，合适的进水流量可以保证高效的过滤效率，即利用有效的过滤面积来最大化的净化废水。进水流量与固体颗粒物去除率呈反相关关系，即进水流量越小，去除效率越高。但水处理量同样是弧形筛装置的重要评价指标，小流量进水可能无法在满足高效的固体颗粒物去除效率的同时保证足够的水处理量，进而影响到整个水处理环节的合理运转。因此寻找进水流量与去除效率的最优契合点是关键。

　　筛网安装角度对固体颗粒物去除率的影响

　　筛网安装角度会影响养殖废水流经弧形筛筛面的流动状态，过大或过小均会影响固体颗粒物的去除效率。同等水力条件，在合理的筛网安装角度前提下，较大的安装倾角对固体颗粒物去除效果较为明显，但在实际使用当中，仍需根据现场情况进行取舍，以防弧形筛装置水头损失过大甚至失效的情况发生。

　　结论与讨论

　　用于水产养殖系统的弧形筛装置作为初级过滤环节，可以显著去除养殖水体中较大粒径的固体颗粒物，有效减轻后续水处理设施设备的负担。同时，因有结构简单、无能耗、故障率低及冲洗方便、免维护等特点，使其在水产养殖领域具备良好的应用推广前景。作为粗过滤环节的弧形筛装置，建议其筛缝间隙应以选择等于或略小于水体中平均固体颗粒物粒径为宜。进水流量作为衔接养殖系统循环效率与弧形筛装置固体颗粒物去除效果的重要因素，如何取舍是影响结果的关键。在合理的筛网安装角度范围内，适当增大安装倾角有利于提高固体颗粒物去除率。

　　综上所述，将弧形筛装置应用在循环水养殖系统中，是一种行之有效的方法。但不可否认的是，其仍存在筛网易破损，维修成本高等缺点。下一步，拟结合现有研究基础，并借助于目前广泛应用于农业装备优化、水处理设备研发及流体机械设计领域的计算流体力(CFD)技术，以期在结构优化方面进一步深入。