KAKO ODABRATI PRAVI SUSTAV UV DEZINFEKCIJE ZA RECIRKULACIONI SUSTAV AKVAKULTURE (RAS)
Prema izvješću Organizacije Ujedinjenih naroda za hranu i poljoprivredu (FAO), akvakultura je najbrže rastući sektor proizvodnje hrane u svijetu. U izvješću FAO-a navodi se da će do 2030. svijet pojesti 20 posto više ribe nego 2016. Do tada se predviđa da će proizvodnja akvakulture dosegnuti 109 milijuna tona, što je stopa rasta od 37 posto u odnosu na 2016. godinu.
To će dovesti do rastuće kopnene akvakulture, uključujući uzgoj u recirkulirajućim sustavima akvakulture (RAS). RAS će igrati još veću ulogu u budućnosti akvakulture jer može:
· Minimizirajte prijetnje bijega uzgojene ribe
·Poboljšati kontrolu bolesti i parazita
·Stvorite bolje upravljanje kvalitetom vode (temperatura, količina kisika, sadržaj hranjivih tvari i suspendiranih tvari)
·Poboljšati kontrolu ispuštanja hranjivih tvari u okoliš
Uzgoj ribe u kontroliranim okruženjima u spremnicima, često pri visokim gustoćama, postavlja visoke zahtjeve za kvalitetu vode i performanse opreme.
U recirkulirajućim sustavima akvakulture (RAS) mikrobiološka sigurnost vode za unos ključna je kako bi se jamčilo da se u kontrolirani okoliš ne unesu nikakve bolesti, jer predstavlja veliku prijetnju visokovrijednoj proizvodnji što može dovesti do značajnih ekonomskih gubitaka. Uobičajena metoda dezinfekcije za zaštitu dovodne vode je ultraljubičasta (UV) dezinfekcija, zbog svojih brojnih prednosti.
Evo pet ključnih čimbenika koji će vam pomoći pri odabiru pravog sustava UV dezinfekcije
1. Osiguravanje dovoljne predfiltracije prije UV tretmana
UV dezinfekcija je izuzetno učinkovita metoda protiv patogenih mikroorganizama. Međutim, u mnogim slučajevima UV zahtijeva dovoljnu predfiltraciju prije UV tretmana kako bi se filtrirale veće čestice i krutine koje bi mogle stvoriti efekt sjene (zaštitu) za potencijalno štetne mikroorganizme, sprječavajući ih da dobiju potrebnu izloženost UVC svjetlosti.
Ispravna metoda predfiltracije i veličina mreže/pora ovise o mnogim čimbenicima kao što su brzina protoka, broj suspendiranih krutih tvari, vrsta vode za unos i UV propusnost. UV propustljivost (UVT) opisuje učinkovitost UV dezinfekcije, mjerenjem postotka svjetlosti koja prolazi kroz uzorak vode (često 10 mm) na valnoj duljini od 254 nm.
UVT može značajno varirati između morske vode, boćate vode, slatke vode i mjesta unosa. Na primjer, površinske vode obojene su humusnim tvarima na mnogim mjestima u Škotskoj i Norveškoj. Vrijednost UVT ispod 60% nije neuobičajena za ulaznu vodu, što znači da će UVT u RAS biti još niži.
Bakterije i virusi također se razlikuju po veličini što se mora uzeti u obzir pri projektiranju predfiltracije. Posebno u uzgoju lososa, postoji sve veća potražnja za ultrafiltracijskim (UF) sustavima jer je sposoban ukloniti bakterije i viruse iz vode do 4 log (uklanjanje virusa). Kombinacija UV tretmana i ultrafiltracije mogu stvoriti takozvanu 'dvostruku barijeru' protiv bolesti jer se međusobno nadopunjuju.
Smjernice Norveškog veterinarskog instituta preporučuju kao minimum da< prije="" uv="" tretmana="" potrebno="" je="" primijeniti="" filtraciju/prosijavanje="" od="" 300="" µm.="" međutim,="" opće="" pravilo="" je="" i="" dalje="" imati="" predfiltraciju="" do="" 40="" mikrona="" i="" 3="" ntu="" u="">
2. Ispravno dimenzioniranje usisnog UV sustava
Ispravno dimenzioniranje UV sustava najvažniji je čimbenik za stvaranje zaštitnog 'vatrozida' od mikroorganizama u sustavu za pročišćavanje ulazne vode. Ispravno dimenzioniranje uključuje nekoliko čimbenika, uključujući ispravno primijenjenu UV-dozu, tehnologiju lampe, hidrauličku učinkovitost UV sustava i njegova odobrenja za korištenje u akvakulturi.
Kako primijeniti ispravnu UV dozu
UV zračenje inaktivira mikroorganizme oštećujući njihovu DNK i RNA, što ih sprječava u razmnožavanju i izazivanju infekcije. Sposobnost inaktivacije mikroorganizama UV-om ovisi o primijenjenoj UV dozi (također nazvanoj fluence), obično kao mJ/cm2 ili J/m2, što je proizvod intenziteta UV svjetla, vremena zadržavanja i UV propustljivosti kroz vodu. Apsorbancija DNK je visoka između germicidnog raspona od 200 – 300 nm što će rezultirati učinkovitom primarnom dezinfekcijom na 254 nm.
U stanicama postoje mehanizmi koji popravljaju oštećenje DNK/RNA. Što je manja UV doza primijenjena za mikroorganizam, to je veća mogućnost fotoreaktivacije (popravak kataliziranog svjetlom) i mehanizama popravljanja tamnog prostora. Međutim, istraživanja su pokazala da gotovo da nema potencijala za fotoreaktivaciju iznad doze UV od 15 mJ/cm2 korištenjem bilo koje uobičajene tehnologije UV lampe.
Ključno je razumjeti ciljanu dozu UV zračenja, kako bi se učinkovito dezinficirala voda koja ulazi u farmu. Općenito, bakterije su osjetljivije na UV svjetlo od većine drugih virusa. Na primjer, u industriji salmonida najčešće ciljani mikroorganizmi s minimalnim smanjenjem od 3 log (99,9%) su:
·Virus zarazne pankreasne nekroze (IPNV)
·Aeromonas salmonicida
·Vibrio anguillarum
·Virus zarazne anemije lososa (ISAV)
·Vibrio salmonicida
·Yersinia ruckeri
TheIPNV je također jedan od virusa koji su najotporniji na UV zračenje zabilježen u znanstvenoj literaturi, koji zahtijeva UV dozu od minimalno 246 mJ/cm2.
Kako odabrati najbolju tehnologiju lampe za UV sustav za dovod vode
UV sustavi bazirani na amalgamskim niskotlačnim UV lampama visokog učinka (LPHO) osiguravaju monokromatsko UV zračenje na 253,7 nm, što ih čini najčešće primjenjivanim sustavima za dezinfekciju u akvakulturi. UV zračenje temeljeno na tehnologiji niskotlačne lampe također se može primijeniti za uništavanje ostataka ozona. Ostaci ozona se uništavaju UV svjetlom između valnih duljina od 250 – 260 nm.
UV sustavi temeljeni na tehnologiji srednjetlačne lampe koji opskrbljuju UV svjetlo šireg spektra (200 – 400 nm) također su dostupni, ali se ne koriste tako često za dezinfekciju u kopnenoj akvakulturi zbog većih operativnih troškova u kontinuiranom radu.
U usporedbi s amalgamskim niskotlačnim žaruljama visokog izlaza (LPHO), srednjetlačne (MP) žarulje troše više električne energije po jedinici germicidnog svjetlosnog izlaza od LPHO žarulja koje zahtijevaju 2-3 puta više snage. MP žarulje općenito pretvaraju samo do 15% svojih ulaznih wata u upotrebljive UV-C wate, dok niskotlačne svjetiljke mogu biti učinkovite do 40%. Dodatno, viša radna temperatura MP svjetiljki (do 900°C) može povećati onečišćenje kvarcnih navlaka. To povećava potrebu za čišćenjem navlake, što rezultira većom učestalošću zamjene zagađenih komponenti kao što su navlake svjetiljki i prozori senzora.
UV sustavi temeljeni na tehnologiji MP lampe imaju svoje prednosti kada primjena zahtijeva visok intenzitet UV zračenja u malom otisku. Najbolji primjer je instalacija na bušotini, kao i druge primjene gdje je instalacijski prostor vrlo ograničen, a kontinuirani rad nije potreban.
Odluku o korištenju UV sustava koji se temelji na specifičnoj tehnologiji UV svjetiljke trebale bi voditi operativne i dizajnerske prednosti, uzimajući u obzir karakteristike UV žarulje i posebno uvjete specifične za mjesto.
Osiguravanje optimalne hidrauličke učinkovitosti UV sustava
Hidraulička učinkovitost znači optimalnu i jednaku UV izloženost svim mogućim patogenima koji prolaze kroz komoru uz minimalan pad tlaka.
Problemi s postizanjem ujednačenog miješanja vode često su rezultat neoptimiziranih brzina protoka kroz UV reaktor uzrokovane pogrešnom konfiguracijom reaktora i konfiguracijom UV lampe koja ne odgovara karakteristikama vode. Na primjer, UV lampa postavljena poprečno na ulazni tok rezultirat će vrlo kratkim vremenom zadržavanja na obje strane UV lampe i blizu strana stijenke reaktora.
UV lampe raspoređene paralelno s ulaznim protokom osiguravaju produženo vrijeme zadržavanja, što rezultira ujednačenijom raspodjelom protoka, što dovodi do ujednačene raspodjele doze što rezultira približnim performansama.
Ujednačeno miješanje za daljnje povećanje UV doze često se pojačava korištenjem unutarnjih pregrada vodilica. Konačno hidrauličko ponašanje vode unutar UV reaktora analizira se korištenjem računalne dinamike fluida (CFD analiza), kao što se vidi na gornjoj slici.
Ukratko, ukupna UV doza koju isporučuju različite konfiguracije reaktora i omjeri učinkovitosti će fluktuirati zbog različitih UV propustljivosti vode i brzine protoka, kao i različitih intenziteta UV lampi.
Stjecanje odobrenja za UV sustav specifičnog za akvakulturu
Kako u svijetu postoje brojni proizvođači UV sustava, aktualni su certifikati provjerenih tvrtki kako bi se osigurala valjanost proizvoda proizvođača.
AGUA TOPONE službeno je odobren od strane Norveškog veterinarskog instituta (NVI). NVI je biomedicinski istraživački institut i vodeći nacionalni centar za stručnost u biosigurnosti riba i kopnenih životinja.
Dodatno, tehnologija je verificirana za pročišćavanje vode kroz program EU-a za provjeru tehnologije zaštite okoliša (ETV). ETV je validacija koja provjerava tehnologije putem kvalificiranih trećih strana, koristeći rezultate testiranja kako bi se osiguralo da je izvedba ekološke tehnologije znanstveno provjerena.
3. Optimizacija rada sustava UV dezinfekcije
Proučavanje operativne optimizacije sustava UV dezinfekcije korisno je za nekoliko čimbenika kao što su isplativost, ušteda vremena i povećana sigurnost.
Važan ekonomski aspekt je proučavanje načina rada UV sustava na energetski učinkovit način uz održavanje potrebne razine UV doze. UV sustav bi trebao raditi na temelju dolaznog protoka vode i ciljane doze UV zraka. Na primjer, ako brzina protoka nije na svom vrhuncu, UV sustav bi trebao biti u mogućnosti prigušiti svjetiljke kako bi uštedio energiju uz održavanje ciljane doze UV zraka, što je značajka također poznata kao 'pacing doze'. Osim toga, trebao bi biti u stanju dati signal za relej protoka da zaustavi protok u slučajevima kvara.
Prema odobrenju NVI, relej protoka je obavezno spojiti na ventil ili sličan uređaj koji kontrolira protok vode kroz UV jedinicu.
Kako pratiti učinak UV dezinfekcionog sustava
UV sustav mora biti opremljen odgovarajućim sustavom za praćenje kako bi se pratilo stanje unutar reaktora. Intenzitet UV zraka, brzina protoka, radni sati svjetiljke, UV doza, performanse pojedinačne UV lampe i temperatura komore treba kontinuirano pratiti PLC sustava. Osim toga, sljedeće podatke treba čuvati u dnevniku kao minimum:
·Datum i vrijeme
·Temperatura
·Vrijednost zračenja
·UV doza
·Protok struje
·Maksimalni dopušteni protok
·Zadana vrijednost doze UV
Utjecaj na performanse automatskog sustava za brisanje u UV dezinfekcijskom sustavu
Kao što je ranije spomenuto, karakteristike ulazne vode mogu se značajno razlikovati. UV sustav će izgubiti svoju optimalnu sposobnost dezinfekcije ako postoje naslage na kvarcnim navlakama koje štite UV lampe.
Postoje različite vrste onečišćenja ovisno o izvoru vode. Općenito, napredni robusni automatski sustav brisača učinkovit je protiv čak i najžilavnijeg kamenca bez potrebe za kemijskim čišćenjem CIP (čišćenje na mjestu). To dovodi do eliminacije rukovanja opasnim kemikalijama, dodatnih troškova, zastoja i operativnih troškova uz održavanje sustava u radu.
Kako odabrati pravi materijal za UV reaktor i upravljački ormar
Ovisno o izvoru ulazne vode, okoliš može biti vrlo korozivan zbog slane otopine ili vlage u zraku. Ovo može biti izazovna postavka za najčešće korištene materijale u UV reaktorima i kontrolnim ormarićima.
AGUA TOPONE je razvio UV stabiliziran polipropilen (PP), koji je zbog svoje nekorozivne konstrukcije otporan materijal za primjenu u toploj morskoj vodi. Za primjenu u hladnoj morskoj i slatkoj vodi, AGUA TOPONE izrađeni su od elektropoliranog SS316L iznutra i izvana. To osigurava povećanu otpornost na koroziju izvana i povećan učinak UV svjetla zbog unutarnje refleksije iznutra.
Svi upravljački ormari izrađeni su od plastike ojačane staklenim vlaknima (GFRP) s pasivnim ili aktivnim hlađenjem, što uzrokuje da unutrašnjost ormara bude zaštićena od bilo kakvih vanjskih čimbenika.
4.Održavanje sustava UV dezinfekcije
Učinkovita UV dezinfekcija zahtijeva planirano održavanje UV sustava. Učestalost održavanja uvelike varira između različitih proizvođača, ovisno o napajanju, robusnosti i pouzdanosti sustava.
Svi sustavi AGUA TOPONEUV dizajnirani su tako da zahtijevaju apsolutni minimum održavanja, koristeći robusne i izdržljive komponente koje pružaju iznimnu operativnu udobnost. Desetljeća istraživanja, razvoja i inovacija omogućila su našim klijentima pružiti pouzdane sustave koji su jeftini za instalaciju i rad, kao i dovoljno bez održavanja da bi ih mogli koristiti ne-specijalisti.
5. Pravilna komunikacija između proizvođača i krajnjeg kupca
Posljednje, ali ne manje važno, ne može se podcijeniti važnost pravilne komunikacije između proizvođača UV sustava i operatera RAS sustava.
Odabir dobavljača s punom tehničkom podrškom iznimno je kritičan u slučaju hitnih slučajeva, gdje je potrebna brza operativna podrška. To naglašava potrebu za 24-satnom podrškom s tehničkim inženjerima spremnim pomoći bez obzira na vremensku zonu.
AGUA TOPONE je proizvođač sustava za UV dezinfekciju koji svojim kupcima pruža sveobuhvatnu podršku tijekom cijelog procesa, od postavljanja zahtjeva do tekućeg operativnog procesa. Naša odgovornost ne prestaje čim se sustav pošalje.
Slobodno nas kontaktirajte ako želite više informacija o tome kako vam možemo pomoći.
