海水养殖尾水固废厢式压滤机分离性能仿真与参数优化OA
Numerical simulation and parameter optimization of the separation performance of a chamber filter press for marine aquaculture effluent solid waste
为解决工厂化海水养殖尾水固体废弃物含水率高、黏度大、颗粒细,传统固液分离设备适应性差、脱水效率低的问题,实现其高效脱水与减量化、资源化处理.通过测定尾水固废料浆理化特性,设计适用于该料浆的厢式压滤机;基于FLUENT软件建立多滤室模型,模拟分析压滤过程中的流场速度、压力及浓度分布;基于Box-Behnken设计的响应面法,以滤饼含水率为响应值,对进料压力、多孔介质孔隙率及进料浓度进行参数优化.结果显示,最优参数组合:进料压力0.85 MPa、孔隙率0.15、进料浓度20%,此条件下预测滤饼含水率为46.65%.样机试验表明,在优化参数下滤饼平均含水率为51.46%,压滤出水悬浮物浓度14.3 mg/L、pH 7.55,满足排放标准,脱水效果显著.研究表明,经CFD模拟与响应面法协同优化的厢式压滤机,能够有效实现高黏度细颗粒海水养殖尾水固废的有效固液分离.本研究可为海水养殖尾水固废的减量化处理与资源化利用提供有效解决方案.
To address the inefficient dewatering of solid waste in seawater aquaculture effluent(characterized by high moisture,viscosity,and fine particles),a chamber filter press was designed based on the slurry's measured physicochemical properties.A multi-chamber CFD model was established in FLUENT to simulate the filtration process.Operational parameters were optimized using a Box-Behnken response surface methodology targeting filter cake moisture content.The optimal combination was 0.85 MPa feed pressure,0.15 medium porosity,and 20%feed concentration,giving a predicted moisture content of 46.65%.Prototype tests yielded an average cake moisture content of 51.46%,with the filtrate containing 14.3 mg/L suspended solids at pH 7.55,meeting discharge standards.The study demonstrates that the chamber filter press,optimized through integrated CFD simulation and response surface methodology,achieves effective solid-liquid separation,providing a viable solution for the reduction and resource recovery of aquaculture solid waste.
潘澜澜;王昊;张馨予;刘洪源;张倩;喻开熊;陈禹潼;陈晓瑜;李秀辰
大连海洋大学 机械与动力工程学院,辽宁 大连 116023||大连海洋大学 设施渔业教育部重点实验室,辽宁 大连 116023||辽宁省海洋渔业装备专业技术创新中心,辽宁 大连 116023大连海洋大学 机械与动力工程学院,辽宁 大连 116023大连海洋大学 机械与动力工程学院,辽宁 大连 116023大连海洋大学 机械与动力工程学院,辽宁 大连 116023大连海洋大学 机械与动力工程学院,辽宁 大连 116023||大连海洋大学 设施渔业教育部重点实验室,辽宁 大连 116023||辽宁省海洋渔业装备专业技术创新中心,辽宁 大连 116023大连海洋大学 机械与动力工程学院,辽宁 大连 116023||大连海洋大学 设施渔业教育部重点实验室,辽宁 大连 116023||辽宁省海洋渔业装备专业技术创新中心,辽宁 大连 116023大连海洋大学 机械与动力工程学院,辽宁 大连 116023||大连海洋大学 设施渔业教育部重点实验室,辽宁 大连 116023||辽宁省海洋渔业装备专业技术创新中心,辽宁 大连 116023大连海洋大学 机械与动力工程学院,辽宁 大连 116023||大连海洋大学 设施渔业教育部重点实验室,辽宁 大连 116023||辽宁省海洋渔业装备专业技术创新中心,辽宁 大连 116023大连海洋大学 机械与动力工程学院,辽宁 大连 116023||大连海洋大学 设施渔业教育部重点实验室,辽宁 大连 116023||辽宁省海洋渔业装备专业技术创新中心,辽宁 大连 116023
农业科技
海水养殖尾水固体废弃物厢式压滤机数值模拟固液分离
marine aquacultureaquaculture effluent solid wastechamber filter pressnumerical simulationsolid-liquid separation
《上海海洋大学学报》 2026 (2)
348-359,12
国家重点研发计划(2020YFD0900602)2023年辽宁省应用基础研究计划(2023JH2/101300168)
评论