ЯК ВИБРАТИ ПРАВИЛЬНУ СИСТЕМУ УФ-ДЕЗІНФЕКЦІЇ ДЛЯ РЕЦИРКУЛЯЦІЙНИХ СИСТЕМ АКВАКУЛЬТУРИ (RAS)
Згідно зі звітом Продовольчої та сільськогосподарської організації ООН (FAO), аквакультура є найбільш швидкозростаючим сектором виробництва харчових продуктів у світі. У звіті ФАО зазначено, що до 2030 року світ буде їсти риби на 20 відсотків більше, ніж у 2016 році. За прогнозами, на той час виробництво аквакультури досягне 109 мільйонів тонн, що становить 37 відсотків зростання порівняно з 2016 роком.
Це призведе до зростання наземної аквакультури, включаючи фермерство в системах рециркуляційної аквакультури (RAS). RAS відіграватиме ще більшу роль у майбутньому аквакультури, оскільки здатна:
·Звести до мінімуму загрозу втечі культурної риби
·Покращити боротьбу з хворобами та паразитами
· Створити краще управління якістю води (температура, кількість кисню, вміст поживних речовин і зважених речовин)
·Покращити контроль над викидами поживних речовин у навколишнє середовище
Вирощування риби в контрольованому середовищі в резервуарах, часто при високій щільності, висуває високі вимоги до якості води та роботи обладнання.
У системах рециркуляції аквакультури (RAS) мікробіологічна безпека забірної води має вирішальне значення, щоб гарантувати, що в контрольоване середовище не буде занесено жодних захворювань, оскільки це створює величезну загрозу для високоцінного виробництва, що може призвести до значних економічних втрат. Широко використовуваним методом дезінфекції для захисту водозабірної води є ультрафіолетова (УФ) дезінфекція, завдяки величезній кількості переваг.
Ось п’ять ключових факторів, які допоможуть вам вибрати правильну систему УФ-дезінфекції
1. Забезпечення достатньої попередньої фільтрації перед УФ-обробкою
УФ-дезінфекція є надзвичайно ефективним методом боротьби з патогенними мікроорганізмами. Однак у багатьох випадках УФ вимагає достатньої попередньої фільтрації перед УФ-обробкою, щоб відфільтрувати більші частки та тверді речовини, які можуть створити ефект тіні (екранування) для потенційно шкідливих мікроорганізмів, не даючи їм отримати необхідний вплив УФ-світла.
Правильний метод попередньої фільтрації та розмір сітки/пор залежать від багатьох факторів, таких як швидкість потоку, кількість зважених речовин, тип забірної води та коефіцієнт пропускання УФ. Коефіцієнт пропускання ультрафіолету (UVT) описує ефективність ультрафіолетової дезінфекції, вимірюючи відсоток світла, який проходить через зразок води (часто 10 мм) на довжині хвилі 254 нм.
UVT може значно відрізнятися між морською, солонуватою, прісною водою та місцем водозабору. Наприклад, у багатьох місцях Шотландії та Норвегії поверхневі води забарвлені гуміновими речовинами. Значення UVT нижче 60% не є незвичайним для забірної води, а це означає, що UVT в RAS буде ще нижчим.
Бактерії та віруси також відрізняються за розміром, що необхідно враховувати при проектуванні попередньої фільтрації. Особливо у вирощуванні лосося зростає попит на системи ультрафільтрації (УФ), оскільки вони здатні видаляти бактерії та віруси з води до 4log (видалення вірусів). УФ-обробка та ультрафільтрація в поєднанні здатні створити так званий «подвійний бар’єр» проти захворювань, оскільки вони доповнюють один одного.
Рекомендації Норвезького ветеринарного інституту рекомендують як мінімум, що< перед="" уф-обробкою="" слід="" застосувати="" фільтрацію/просіювання="" 300="" мкм.="" однак="" загальним="" правилом="" є="" попередня="" фільтрація="" до="" 40="" мікрон="" і="" 3="" ntu="" за="">
2. Правильний розмір припливної УФ-системи
Правильний розмір УФ-системи є найважливішим фактором для забезпечення захисного «брандмауера» від мікроорганізмів у системі очищення забірної води. Правильний розмір включає кілька факторів, включаючи правильно застосовану дозу УФ, технологію лампи, гідравлічну ефективність УФ-системи та її схвалення для використання в аквакультурі.
Як застосовувати правильну дозу УФ
УФ-опромінення інактивує мікроорганізми, пошкоджуючи їх ДНК і РНК, що не дає їм розмножуватися і викликати інфекцію. Здатність мікроорганізмів до інактивації ультрафіолетовим випромінюванням залежить від застосовуваної дози ультрафіолетового випромінювання (також званої флюенсом), зазвичай у мДж/см2 або Дж/м2, що є добутком інтенсивності УФ-світла, часу перебування та пропускання УФ-променів через воду. Поглинання ДНК є високою між бактерицидним діапазоном 200 – 300 нм, що призведе до ефективної первинної дезінфекції при 254 нм.
У клітинах є механізми, які відновлюють пошкодження ДНК/РНК. Чим нижча доза ультрафіолетового випромінювання, застосовувана для мікроорганізму, тим вище ймовірність фотореактивації (репарація, каталізована світлом) та механізмів відновлення темного простору. Однак дослідження показали, що майже немає потенціалу для фотореактивації вище дози УФ 15 мДж/см2 за допомогою будь-яких поширених технологій УФ-лампи.
Важливо розуміти цільову дозу ультрафіолету, щоб ефективно дезінфікувати воду, що надходить на ферму. Загалом, бактерії більш чутливі до ультрафіолетового світла, ніж більшість інших вірусів. Наприклад, у лососевій промисловості найбільш часто націленими мікроорганізмами зі зниженням мінімум 3 log (99,9%) є:
· Вірус інфекційного панкреонекрозу (IPNV)
·Aeromonas salmonicida
· Vibrio anguillarum
· Вірус інфекційної анемії лосося (ISAV)
· Vibrio salmonicida
·Yersinia ruckeri
TheIPNV також є одним з найбільш стійких до ультрафіолетового випромінювання вірусів, про які повідомляється в науковій літературі, і вимагає дози УФ-променів не менше 246 мДж/см2.
Як вибрати найкращу технологію лампи для УФ-системи припливної води
УФ-системи на основі амальгамних ультрафіолетових ламп низького тиску (LPHO) забезпечують монохроматичне УФ-опромінення 253,7 нм, що робить їх найбільш поширеними системами для дезінфекції в аквакультурі. УФ-опромінення на основі ламп низького тиску також може застосовуватися для знищення залишків озону. Залишки озону руйнуються під дією УФ-променів з довжиною хвилі 250 – 260 нм.
УФ-системи, засновані на технології ламп середнього тиску, які подають УФ-світло з більш широким спектром (200 – 400 нм), також доступні, але не так часто використовуються для дезінфекції в наземній аквакультурі через більш високу експлуатаційну вартість при безперервній експлуатації.
У порівнянні з амальгамними лампами низького тиску високої потужності (LPHO), лампи середнього тиску (MP) споживають більше електричної енергії на одиницю бактерицидної світлової потужності, ніж лампи LPHO, які потребують в 2-3 рази більше енергії. MP-лампи зазвичай перетворюють лише до 15% своїх вхідних ват в придатні для використання вати UV-C, тоді як лампи низького тиску можуть бути ефективними до 40%. Крім того, більш висока робоча температура ламп MP (до 900°C) може збільшити забруднення кварцових рукавів. Це збільшує потребу в очищенні гільзи, що призводить до більшої частоти заміни забруднених компонентів, таких як гільзи ламп і вікна датчиків.
УФ-системи, засновані на технології MP-лампи, мають свої переваги, коли застосування вимагає високої інтенсивності УФ-променів при невеликій площі. Найкращим прикладом є установка свердловини на човні, а також інші програми, де простір для установки дуже обмежений, і безперервна робота не потрібна.
Рішення про використання УФ-системи, заснованої на певній технології УФ-лампи, має бути обумовлено експлуатаційними та конструктивними перевагами, беручи до уваги характеристики УФ-лампи та особливо специфічні умови об’єкта.
Забезпечення оптимальної гідравлічної ефективності УФ-системи
Гідравлічна ефективність означає оптимальне і рівне УФ-опромінення всіх можливих патогенів, що проходять через камеру з мінімальним перепадом тиску.
Проблеми з досягненням рівномірного змішування води часто є результатом неоптимізованої швидкості потоку по всьому УФ-реактору, викликаної неправильною конфігурацією реактора, а також конфігурацією УФ-лампи, яка не відповідає характеристикам води. Як приклад, УФ-лампа, розташована навхрест вхідного потоку, призведе до дуже короткого часу утримання в обох сторонах УФ-лампи та біля боків стінки реактора.
Ультрафіолетові лампи, розташовані паралельно вхідному потоку, забезпечують подовжений час утримування, що призводить до більш рівномірного розподілу потоку, що призводить до рівномірного розподілу дози, що призводить до майже ідеальної продуктивності.
Рівномірне перемішування для подальшого збільшення дози УФ часто посилюється за допомогою внутрішніх перегородок напрямних. Остаточну гідравлічну поведінку води в УФ-реакторі аналізують за допомогою обчислювальної рідинної динаміки (CFD аналіз), як показано на зображенні вище.
Підводячи підсумок, можна сказати, що загальна доза ультрафіолетового випромінювання, що доставляється різними конфігураціями реактора, і коефіцієнти продуктивності будуть коливатися через різні коефіцієнти пропускання ультрафіолету води і швидкість потоку, а також різну інтенсивність УФ-лампи.
Отримання спеціального схвалення УФ-системи для аквакультури
Оскільки в світі існує велика кількість виробників УФ-систем, актуальними стають сертифікати, надані перевіреними компаніями, які гарантують дійсність продукції виробників.
AGUA TOPONE був офіційно схвалений Норвезьким ветеринарним інститутом (NVI). NVI — це біомедичний науково-дослідний інститут і національний провідний експертний центр у галузі біозахисту риб і наземних тварин.
Крім того, технологія була перевірена для очищення води за допомогою програми перевірки екологічних технологій ЄС (ETV). ETV — це валідація, яка перевіряє технології через кваліфікованих третіх сторін, використовуючи результати випробувань, щоб переконатися, що ефективність екологічних технологій науково перевірена.
3. Операційна оптимізація системи УФ-дезінфекції
Розгляд операційної оптимізації системи УФ-дезінфекції корисний для кількох факторів, таких як економічна ефективність, економія часу та підвищена безпека.
Важливим економічним аспектом є пошук того, як запустити УФ-систему енергоефективним способом, підтримуючи необхідний рівень дози УФ. УФ-система повинна працювати на основі вхідного потоку води та цільової дози УФ. Наприклад, якщо швидкість потоку не досягає свого піку, УФ-система повинна мати можливість приглушити лампи, щоб заощадити енергію, зберігаючи цільову дозу ультрафіолетового випромінювання, функція також відома як «дозове стимулювання». Крім того, він повинен мати можливість подавати сигнал реле потоку, щоб зупинити потік у випадках несправності.
Відповідно до схвалення NVI, реле потоку є обов’язковим підключати до клапана або подібного пристрою, який контролює потік води через УФ-блок.
Як контролювати роботу системи УФ-дезінфекції
УФ-система повинна бути обладнана належною системою моніторингу, щоб контролювати стан всередині реактора. Інтенсивність ультрафіолетового випромінювання, швидкість потоку, години роботи лампи, доза ультрафіолетового випромінювання, продуктивність окремої УФ-лампи та температура в камері повинні постійно контролюватися ПЛК системи. Крім того, такі дані повинні зберігатися в журналі як мінімум:
·Дата і час
· Температура
· Значення опромінення
· Доза УФ
· Потік струму
· Максимально дозволений потік
· Установлена точка дози УФ
Вплив на продуктивність автоматичної системи протирання в системі УФ-дезінфекції
Як було сказано раніше, характеристики надходить води можуть істотно відрізнятися. УФ-система втратить свою оптимальну дезінфекційну здатність, якщо на кварцових рукавах, що захищають УФ-лампи, є відкладення.
Існують різні види обростання залежно від джерела води. Як правило, вдосконалена надійна автоматична система склоочисників ефективна проти навіть найбільш стійкого накипу без необхідності хімічного очищення CIP (очищення на місці). Це призводить до виключення поводження з небезпечними хімічними речовинами, додаткових витрат, простоїв та витрат на експлуатацію при підтримці роботи системи.
Як вибрати правильний матеріал для УФ-реактора та шафи керування
Залежно від джерела забірної води навколишнє середовище може бути дуже корозійним через сольовий розчин або вологість повітря. Це може бути складним налаштуванням для часто використовуваних матеріалів в УФ-реакторах і шафах керування.
AGUA TOPONE розробила поліпропілен, стабілізований до ультрафіолету (PP), який є стійким матеріалом для застосування теплої морської води завдяки своїй некорозійній конструкції. Для застосування холодної морської та прісної води AGUA TOPONE виготовлені з електрополірованого всередині та зовні SS316L. Це забезпечує підвищену корозійну стійкість зовні та підвищення ефективності ультрафіолетового світла за рахунок внутрішнього відображення всередині.
Усі шафи керування виготовлені з пластику, армованого скловолокном (GFRP) з пасивним або активним охолодженням, завдяки чому внутрішні шафи захищені від будь-яких зовнішніх факторів.
4.Технічне обслуговування системи УФ-дезінфекції
Ефективна УФ-дезінфекція вимагає планового обслуговування УФ-системи. Частота технічного обслуговування сильно різниться у різних виробників, залежно від джерела живлення, надійності та надійності системи.
Усі системи AGUA TOPONEUV розроблені таким чином, щоб вимагати абсолютного мінімуму технічного обслуговування, з використанням надійних і довговічних компонентів, що забезпечує виняткову зручність експлуатації. Десятиліття досліджень, розробок та інновацій дозволили надати нашим клієнтам надійні системи, які є недорогими в установці та експлуатації, а також не потребують обслуговування, щоб їх могли використовувати неспеціалісти.
5.Належне спілкування між виробником і кінцевим клієнтом
І останнє, але не менш важливе, не можна недооцінювати важливість належної комунікації між виробником УФ-системи та оператором системи RAS.
Вибір постачальника з повною технічною підтримкою надзвичайно важливий у разі надзвичайних ситуацій, коли потрібна швидка оперативна підтримка. Це підкреслює необхідність цілодобової підтримки з технічними інженерами, готовими допомогти незалежно від часового поясу.
AGUA TOPONE – це виробник ультрафіолетових систем дезінфекції, який надає своїм клієнтам комплексну підтримку протягом усього процесу, від встановлення вимог до поточного операційного процесу. Наша відповідальність не припиняється, як тільки система надсилається.
Не соромтеся зв’язатися з нами, якщо вам потрібна додаткова інформація про те, як ми можемо вам допомогти.
