Aqu @teach：连接、水移动和曝气

2020年9月3日 · Aqu@teach

管道

PVC 管道最常用于管道。它们有许多标准尺寸可供选择，具有成本效益，易于切割和适应各种适配器和连接器，并且通常使用时间很长。还可以使用其他材料，但它们必须对鱼类和植物以及粮食生产都是安全的。关于管道的一些一般建议：

-管道必须 “恰到好处”-如果管道太小，会出现泄漏问题，如果它们太大，固体不会被冲出，因为水压过低

-避免使用柔性管道，以减少水流风险和生物排泄。生物污染或生物污垢是指微生物、植物、藻类或动物在湿表面积聚（< https://en.wikipedia.org/wiki/Biofouling >）。

-系统不同组件之间的连接应尽可能短和直线。这样可以更顺畅地运动水。每条曲线或循环都代表着水流平滑的障碍。

#水流/水泵

一旦水生组件连接并装满水，水应保持所有组件的恒定水平。然而，由于水必须循环，因此必须通过重力或抽水移动。液压系统设计遵循第 2 章中的示例。绘制工艺流程图后，在详细设计阶段，每个管道都必须标注尺寸，根据体积流量和流速选择直径（先前计算），并由长度、管接头和弯头/弯曲定义。然后需要计算摩擦损失。这些摩擦损失必须通过水位不同高度之间的水压差来补偿。泵送只能在整个再循环流量的一个点进行（两个分离泵并行），以确保稳定的流量条件。

该泵是水泵系统的一个极其重要的组件，因为它可确保整个系统的可靠水循环。水需要再循环，以便向微生物和植物提供必要的营养物质，并为鱼类提供一个没有有害成分的环境。泵不足或不可靠可能导致营养供应不足或过度，从而损害细菌、鱼类和植物。缺乏再循环或过快或太慢的再循环会很快影响水生系统中的所有生命。

市场上有各种各样的泵，但它们可以分为两大类：潜水泵或直列（离心）泵。潜水泵浸入水箱水中，有助于保持冷却。它们通常比直列泵效率低，并且更适合于较小的系统。内联泵或离心泵是风冷泵，位于罐外。它们可以拥有能够抽水大量水的更高动力发动机。

在为水泡系统调整泵尺寸时，必须首先确定流量，即泵在给定时间段内可以移动多少水。通常以升/分钟或升/小时计量。泵应该能够循环系统中的整个体积的水。在非常密集的系统中，这可能是每小时 3 次，而在广泛的系统中每天只有几次。没有经验法则。计算所需水循环率的唯一方法是进行适当的质量流量计算（参见练习 7）。一般来说，最好购买一个更强大的泵，因为它可以调节流量。然而，这样的泵是昂贵的。

为了确定泵的尺寸，还必须通过计算练习 7 中描述的所有头部损耗来计算头部高度。这种头部损失必须通过水位差来补偿，水位差等于泵必须提升水位之间的两个水位的高度。通常，鱼缸和生长床将在不同的水平。距离越大或头部越大，泵水所需的能量就越多。任何可以尽量减少头部的操作都可以提高整个系统的效率。

确定合适的泵尺寸的最后一步是将流量和喷头高度结合起来。一般来说，大多数泵都附带一个结合流速和喷头高度的图表。如果没有，则通常会说明最大流量 (Qmax) 和最大泵送高度 (Hmax)。如果您没有泵图，则假定泵在 Hmax/2 周围具有最佳泵送效率，通常在 Qmax/2 左右。

设计实例：如果您必须循环 10 m ³ /h 2 米，然后首先决定是否要使用一个或两个泵。如果您想并行使用两个泵，每个泵必须泵 5 m ³ /h 2 米，包括泵管内的摩擦损失。所以你需要两个泵，每个泵的 Hmax = 4 米，Qmax = 10 米 ³。

运行泵所使用的能源成本是运行水泵系统的成本结构的重要组成部分。因此，了解您计划购买的泵的耗电量非常重要，这意味着知道泵使用的瓦数。理想的泵将完成工作，同时使用尽可能少的能量。购买泵时，不要忘记购买备用泵，以防第一个发生故障，或使用两个泵并行操作系统（强烈推荐），并有一个备用泵。

#水流/水位调节

管道内的目标流速在 0.7-1 m/s 左右，如果低于 0.7 m/s，则存在污泥沉积的风险，而 1 m/s 以上的摩擦会导致不必要的能量损失。系统中的水流量可以通过安装以下方式进行调整：

-可调节流量的泵

-调节阀

-连接到泵的电动定时器

-带或不带水位传感器的水位浮动调节器

在水生系统中，尤其是介质生长床系统中，钟形虹吸被广泛用于水流和液位调节。铃吸管允许生长床的水自动排入鱼缸，然后泵将水从鱼缸中取入生长床。除了自动调节水以大大节省时间和精力之外，铃铛虹吸在与水生系统配合使用时还有其他几个好处：

-为植物的根源提供更多的曝气

-持续和一致的水流动

-该过程是自动的

-确保最高效率

-简单可靠

还有其他简单的方法来调节水位，使用舱壁、立管或环虹吸管（Castelo 2018）。

###水移动问题

如果水不循环或流速降低，可能有几个原因；例如：

-泵无法正常工作

-泵的螺旋桨被沙子/生长介质损坏

-系统中没有足够的水

-气泡扰乱了水流

-管道堵塞

-管子里有死鱼

水损失和水储备

一些水不可避免地由于蒸发蒸发而从系统中流失。主要问题是由于漏水（由堵塞引起）或泵故障而导致的水损失。人们必须知道，每个孔，每个密封件，每个管道连接和每个机械损坏都是潜在的危险，可能导致泄漏。但是，如果管道设计正确，并且正确密封/粘合，那么这不应该是一个问题。启动系统时必须测试水流，以确保没有泄漏。

同时考虑如果泵停止工作或发生停电时会发生什么情况。水会在哪里流动？正确的系统设计包括在系统最低级别（通常是泵槽）的缓冲体积，以储存从系统中较高点溢出的所有水。如果设计得当，鱼缸将失去 5-10 厘米的水深，可以通过泵池和生物过滤器的备用体积储存。这就是为什么在正确设计的系统中，生物过滤器和泵油池通常看起来相当空的原因。人们必须安装适当的报警器和, 甚至更好的, 方法来自动打开备用泵, 连接到一个发电机. 失去的水必须每天补充（正常运行期间 1.5%，不包括故障）。因此，需要一个足够容量的水槽，或者与另一个水源进行非常可靠的连接。

管道

#水流/水位调节

水损失和水储备

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