DIY自動循環過濾模組 - 水族

看到前幾篇在詢問過濾器，突然想到我前幾年也有在這發過問卷，

來分享一下目前的進度，

其實發完問卷沒多久我就去公司上班做其他的事了，

是去年中才又重拾過濾器的開發，不過這邊要先說明，

我一開始的目標市場是養殖產業，循環水養殖就是水族缸的放大，

參數上有些不同像是水族循環率要5次/小時、養殖0.5~1次/小時，

用循環水養殖的優點就是養殖密度對比室外藻池提升10~20倍，

佔地面積小、具經濟規模、清水好管理、隔絕外在疾病環境等，

缺點就是設備複雜、價格高昂，五百噸養殖水體需千萬，

所以循環水養殖第一套從丹麥引進後到現在已經三十年，

有99%的養殖漁民還是用室外土池養殖，畢竟門檻差距懸殊，

那最近這幾年循環水在台灣又獲得關注的原因是，

政府在推廣魚電共生上面太陽能下面養魚，但是沒有太陽供藻類生長，

就要轉換成菌相養殖，但是循環水設備又不像太陽能可以用貸款去償還，

所以現在隨手一查就可以查到很多新聞是真種電假養魚。

回到過濾器開發上，整個模組分為物理過濾、生物過濾、聯網控制

物理過濾市面上常用的就是微粒子過濾機(drum)或砂濾桶(sand)，
https://imgur.com/eiaGyWR
https://imgur.com/GAXSYmH

微粒子過濾機就是靠濾網(300目)，將60um以上的顆粒物攔截，

當濾網堵塞就讓濾網旋轉再利用高壓噴水將顆粒逆洗掉，

缺點就是微粒子過濾機是開放式，水位有一定限制、濾網只能利用一半、

需要轉動機構馬達、轉動密封橡膠、浪費位能等。

而砂濾桶就是利用砂子間的縫隙捕捉顆粒物，成本低結構簡單，

缺點是需要高壓泵浦去推動，但是馬達會把顆粒物打散，

其實是造成系統的處理負擔，還有逆洗其實沒辦法把顆粒物沖洗得很乾淨，

就算現在有攪拌式的砂濾桶(無憂強濾)，但是其實只有攪拌到淺層的砂，

而我開發的過濾器是結合了兩者的優點，密閉式可利用100%濾網及位能，

省去馬達帶動濾網旋轉用單一噴頭逆洗，裡面也有之前問卷提到的離心分離，

先讓大顆粒沉降，再用濾網處理懸浮顆粒，
https://imgur.com/eL5uuLU

目前的規格大小為45cm直徑高度60cm，同樣流量的微粒子跟砂濾(2000kg)，

大約都需要1*1*1m以上，所以體積縮成1/8後就可以開模大量製造壓成本。

生物過濾器變化就比較少一點，我是用懸浮濾材畢竟用量很多用石頭會累死，

有試過改性的PU懸浮濾材(用影片截圖有點模糊)
https://imgur.com/RCZmMPH

PU的長菌速度真的很快(1 week)，表面積3000以上，但有塑膠微粒的可能，

用在水族應該是不錯的選擇，可以壓縮材質又很輕，還會有厭氧區，

因為我之前測試pH不降反升、硝酸沒有提高，只有反硝化才有可能。

所以還是回來用HDPE的材質，不過現在用的表面積為1600平方米，

之前的K1扣掉外部表面積剩500，等於提升成2.6倍的表面積，

然後透過流體優化填充率可以提高到85%，不需要增加額外耗能，

之後也會做濾材改性的處理，把他的親水性提高看是否可以提高效率。

最後就是用單晶片把整個系統變成聯網控制，阻塞就自動逆洗，

各個養殖池有自己獨立的監控系統，可以做不同的操作等，

整體估算下來的訂價可以是市面上系統的1/4，這樣就可以推廣到業者。

這是先前的半自動原型測試，用來養鰻魚。
https://i.imgur.com/gjqrZUd.jpg
https://imgur.com/scKh15M

以上大概是目前的進度，順便問一下有人想用PU的濾材來試試看的嗎？

之前有拿給一個版友，但我這邊還有不少，如果有興趣的話可以站內信詢問。


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