КАК ВЫБРАТЬ ПРАВИЛЬНУЮ СИСТЕМУ УФ-ДЕЗИНФЕКЦИИ ДЛЯ РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ АКВАКУЛЬТУРЫ (RAS)

Согласно отчету Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО), аквакультура является самым быстрорастущим сектором производства продуктов питания в мире. В отчете ФАО говорится, что к 2030 году мир будет есть на 20 процентов больше рыбы, чем в 2016 году. К тому времени производство аквакультуры, по прогнозам, достигнет 109 миллионов тонн, что на 37 процентов больше, чем в 2016 году.

Это приведет к росту наземной аквакультуры, включая сельское хозяйство в системах рециркуляции аквакультуры (СКС). УЗВ будет играть еще большую роль в будущем аквакультуры, поскольку сможет:

· Свести к минимуму угрозу утечки выращиваемой рыбы

· Улучшить борьбу с болезнями и паразитами

· Улучшить управление качеством воды (температура, уровень кислорода, содержание питательных веществ и взвешенных веществ)

· Улучшить контроль выбросов питательных веществ в окружающую среду

Рыба, выращиваемая в регулируемых условиях в аквариумах, часто с высокой плотностью, предъявляет высокие требования к качеству воды и производительности оборудования.

В рециркуляционных системах аквакультуры (RAS) микробиологическая безопасность забираемой воды имеет решающее значение для гарантии того, что никакие заболевания не будут занесены в контролируемую среду, поскольку она представляет собой огромную угрозу для ценной продукции, которая может привести к значительным экономическим потерям. Широко используемым методом дезинфекции для защиты водозабора является дезинфекция ультрафиолетом (УФ) из-за его огромного количества преимуществ.

Вот пять ключевых факторов, которые помогут вам выбрать правильную систему УФ-дезинфекции.

1. Обеспечение достаточной предварительной фильтрации перед УФ-обработкой

УФ-дезинфекция - чрезвычайно эффективный метод против патогенных микроорганизмов. Однако во многих случаях УФ-излучение требует достаточной предварительной фильтрации перед УФ-обработкой, чтобы отфильтровать более крупные частицы и твердые частицы, которые могут создавать эффект затенения (экранирования) для потенциально вредных микроорганизмов, предотвращая их получение необходимого УФ-излучения.

Правильный метод предварительной фильтрации и размер ячеек / пор зависят от многих факторов, таких как скорость потока, количество взвешенных твердых частиц, тип поступающей воды и коэффициент пропускания УФ-излучения. Коэффициент пропускания УФ-излучения (UVT) описывает эффективность УФ-дезинфекции путем измерения процента света, который проходит через образец воды (часто 10 мм) на длине волны 254 нм.

UVT может значительно варьироваться в зависимости от морской воды, солоноватой воды, пресной воды и местоположения водозабора. Например, во многих местах в Шотландии и Норвегии поверхностные воды окрашены гуминовыми веществами. Значение UVT ниже 60% не является необычным для забираемой воды, а это означает, что UVT в RAS будет еще ниже.

Бактерии и вирусы также различаются по размеру, что необходимо учитывать при проектировании предварительной фильтрации. Особенно при выращивании лосося растет спрос на системы ультрафильтрации (УФ), поскольку они способны удалять бактерии и вирусы из воды до 4log (удаление вирусов). Сочетание УФ-обработки и ультрафильтрации способно создать так называемый «двойной барьер» против болезней, поскольку они дополняют друг друга.

Руководства Норвежского ветеринарного института рекомендуют, как минимум,< перед="" уф-обработкой="" необходимо="" применить="" фильтрацию="" просеивание="" 300="" мкм.="" тем="" не="" менее,="" общее="" практическое="" правило="" по-прежнему="" заключается="" в="" предварительной="" фильтрации="" до="" 40="" микрон="" и="" 3="" ntu="" по="">

2. Правильный размер впускной УФ-системы.

Правильный выбор УФ-системы является наиболее важным фактором для создания защитного «брандмауэра» от микроорганизмов в системе очистки забираемой воды. Правильный выбор размера включает несколько факторов, включая правильно примененную дозу УФ-излучения, ламповую технологию, гидравлический КПД УФ-системы и ее допуски для использования в аквакультуре.

Как применять правильную дозу УФ-излучения

УФ-облучение инактивирует микроорганизмы, повреждая их ДНК и РНК, что предотвращает их размножение и заражение. Способность микроорганизмов к инактивации УФ-излучением зависит от применяемой дозы УФ-излучения (также называемой флюенсом), обычно в виде мДж / см2 или Дж / м2, которая является произведением интенсивности УФ-излучения, времени пребывания и пропускания УФ-излучения через воду. Абсорбция ДНК высока в бактерицидном диапазоне от 200 до 300 нм, что обеспечивает эффективную первичную дезинфекцию при длине волны 254 нм.

В клетках есть механизмы, восстанавливающие повреждение ДНК / РНК. Чем ниже доза УФ-излучения, применяемая для микроорганизмов, тем выше вероятность фотореактивации (репарация, катализируемая светом) и механизмов восстановления темного пространства. Однако исследования показали, что практически отсутствует возможность фотореактивации при дозе УФ излучения выше 15 мДж / см2 при использовании любых распространенных технологий УФ-ламп.

Крайне важно понимать целевую дозу УФ-излучения, чтобы эффективно дезинфицировать поступающую на ферму воду. В целом бактерии более чувствительны к ультрафиолетовому излучению, чем большинство других вирусов. Например, в лососевой промышленности наиболее часто встречающимися микроорганизмами с минимальным 3-кратным (99,9%) сокращением являются:

· Вирус инфекционного некроза поджелудочной железы (IPNV)

· Aeromonas salmonicida

· Vibrio anguillarum

· Вирус инфекционной анемии лосося (ISAV)

· Вибрион лососевый

· Yersinia ruckeri

IPNV также является одним из наиболее устойчивых к ультрафиолетовому излучению вирусов, о котором сообщается в научной литературе, для которого требуется минимальная доза ультрафиолета 246 мДж / см2.

Как выбрать лучшую ламповую технологию для УФ-системы забора воды

УФ-системы на основе амальгамных УФ-ламп низкого давления и высокой мощности (LPHO) обеспечивают монохроматическое УФ-излучение с длиной волны 253,7 нм, что делает их наиболее часто применяемыми системами для дезинфекции в аквакультуре. УФ-облучение, основанное на технологии ламп низкого давления, также может применяться для уничтожения остатков озона. Остатки озона разрушаются УФ-светом с длиной волны 250 - 260 нм.

УФ-системы, основанные на технологии ламп среднего давления, которые подают УФ-свет в более широком спектре (200–400 нм), также доступны, но не так широко используются для дезинфекции в наземной аквакультуре из-за более высоких эксплуатационных расходов при непрерывной эксплуатации.

По сравнению с амальгамными лампами высокого давления низкого давления (LPHO), лампы среднего давления (MP) потребляют больше электроэнергии на единицу бактерицидного светового потока, чем лампы LPHO, требующие в 2-3 раза большей мощности. Лампы MP обычно преобразуют только до 15% потребляемой ими мощности в полезные ватты УФ-C, тогда как лампы низкого давления могут иметь КПД до 40%. Кроме того, более высокая рабочая температура ламп MP (до 900 ° C) может увеличить загрязнение кварцевых гильз. Это увеличивает потребность в очистке гильзы, что приводит к более частой замене загрязненных компонентов, таких как гильзы лампы и окна датчиков.

УФ-системы, основанные на технологии MP-ламп, имеют свои преимущества, когда приложение требует высокой интенсивности УФ-излучения на небольшой площади. Лучшим примером является установка в колодце, а также в других приложениях, где пространство для установки очень ограничено и непрерывная работа не требуется.

Решение об использовании УФ-системы, основанной на конкретной технологии УФ-ламп, должно быть обусловлено эксплуатационными и конструктивными преимуществами, принимая во внимание характеристики УФ-лампы и, в особенности, условия, характерные для конкретного объекта.

Обеспечение оптимального гидравлического КПД УФ-системы

Гидравлический КПД означает оптимальное и равное УФ-облучение всех возможных патогенов, проходящих через камеру, с минимальным падением давления.

Проблемы с достижением равномерного перемешивания воды часто являются результатом неоптимизированных скоростей потока через УФ-реактор, вызванных неправильной конфигурацией реактора, и конфигурацией УФ-лампы, которая не соответствует характеристикам воды. Например, УФ-лампа, расположенная поперек входящего потока, приведет к очень короткому времени удерживания на обеих сторонах УФ-лампы и вблизи сторон стенки реактора.

Ультрафиолетовые лампы, расположенные параллельно входящему потоку, обеспечивают увеличенное время удерживания, что приводит к более равномерному распределению потока, что приводит к равномерному распределению дозы, что приводит к близким к идеальным характеристикам.

Равномерное перемешивание для дальнейшего увеличения дозы УФ-излучения часто усиливается за счет использования внутренних перегородок направляющих. Окончательное гидравлическое поведение воды в УФ-реакторе анализируется с помощью вычислительной гидродинамики (анализ CFD), как показано на изображении выше.

Подводя итог, можно сказать, что общая доза УФ-излучения, доставляемая реакторами различных конфигураций, и коэффициенты производительности будут колебаться из-за различных коэффициентов пропускания УФ-излучения воды и скорости потока, а также различной интенсивности УФ-ламп.

Получение разрешения на УФ-систему для аквакультуры

Поскольку в мире существует множество производителей УФ-систем, сертификаты, предоставляемые надежными компаниями, становятся актуальными, чтобы гарантировать действительность продукции производителей.

AGUA TOPONE официально одобрен Норвежским ветеринарным институтом (NVI). NVI - это биомедицинский исследовательский институт и ведущий национальный экспертный центр в области биобезопасности рыб и наземных животных.

Кроме того, технология была проверена для очистки воды в рамках программы ЕС по проверке экологических технологий (ETV). ETV - это валидация, которая проверяет технологии с помощью квалифицированных третьих сторон, используя результаты испытаний, чтобы гарантировать научную проверку экологических характеристик технологий.

3. Операционная оптимизация системы УФ-дезинфекции.

Рассмотрение оптимизации работы системы УФ-дезинфекции выгодно по нескольким факторам, таким как экономическая эффективность, экономия времени и повышенная безопасность.

Важным экономическим аспектом является изучение того, как использовать УФ-систему энергоэффективным способом при сохранении требуемого уровня дозы УФ-излучения. УФ-система должна работать в зависимости от входящего потока воды и целевой дозы УФ-излучения. Например, если скорость потока не на пике, УФ-система должна иметь возможность затемнять лампы для экономии энергии, сохраняя при этом целевую дозу УФ-излучения, функция, также известная как «стимуляция дозы». Кроме того, он должен иметь возможность подавать сигнал на реле потока, чтобы остановить поток в случае неисправности.

Согласно разрешению NVI, необходимо обязательно подключить реле потока к клапану или аналогичному устройству, которое контролирует поток воды через УФ-блок.

Как контролировать работу системы УФ-дезинфекции

УФ-система должна быть оборудована соответствующей системой мониторинга, чтобы контролировать состояние внутри реактора. Интенсивность УФ-излучения, скорость потока, часы работы лампы, доза УФ-излучения, характеристики отдельных УФ-ламп и температура камеры должны постоянно контролироваться с помощью ПЛК системы. Кроме того, в журнале должны храниться как минимум следующие данные:

·Дата и время

· Температура

· Величина энергетической освещенности

· Доза УФ-излучения

· Текущий поток

· Максимально допустимый расход

· Уставка дозы УФ-излучения

Влияние на производительность автоматической системы протирки в системе УФ-дезинфекции

Как упоминалось ранее, характеристики поступающей воды могут значительно отличаться. УФ-система потеряет свою оптимальную дезинфекционную способность, если на кварцевых рукавах, защищающих УФ-лампы, появятся отложения.

В зависимости от источника воды существуют разные типы загрязнения. Как правило, усовершенствованная надежная автоматическая система стеклоочистителя эффективна даже против самого стойкого образования накипи без необходимости химической очистки CIP (очистка на месте). Это приводит к устранению необходимости обращения с опасными химическими веществами, дополнительным расходам, простоям и эксплуатационным расходам при сохранении работоспособности системы.

Как правильно выбрать материал для УФ-реактора и шкафа управления

В зависимости от источника забираемой воды окружающая среда может быть очень агрессивной из-за солености или влажности воздуха. Это может быть сложной задачей для обычно используемых материалов в УФ-реакторах и шкафах управления.

AGUA TOPONE разработала устойчивый к УФ-излучению полипропилен (PP), который является стойким материалом для использования в теплой морской воде благодаря своей неагрессивной конструкции. Для использования в холодной и пресной воде AGUA TOPONE изготовлены из нержавеющей стали SS316L с электрополировкой внутри и снаружи. Это обеспечивает повышенную коррозионную стойкость снаружи и улучшенные характеристики УФ-излучения из-за внутреннего отражения внутри.

Все шкафы управления изготовлены из армированного стекловолокном пластика (GFRP) с пассивным или активным охлаждением, что обеспечивает защиту внутренних частей шкафов от любых внешних факторов.

4. Техническое обслуживание системы УФ-дезинфекции.

Эффективная УФ-дезинфекция требует планового обслуживания УФ-системы. Частота технического обслуживания сильно различается у разных производителей, в зависимости от источника питания, устойчивости и надежности системы.

Все системы AGUA TOPONEUV спроектированы так, чтобы требовать минимального обслуживания, с использованием прочных и долговечных компонентов, что обеспечивает исключительное удобство эксплуатации. Десятилетия исследований, разработок и инноваций позволили предоставить нашим клиентам надежные системы, недорогие в установке и эксплуатации, а также достаточно необслуживаемые, чтобы их могли использовать неспециалисты.

5. надлежащее общение между производителем и конечным потребителем

И последнее, но не менее важное: нельзя недооценивать важность надлежащего взаимодействия между производителем УФ-системы и оператором системы RAS.

Выбор поставщика с полной технической поддержкой чрезвычайно важен в экстренных случаях, когда требуется быстрая оперативная поддержка. Это подчеркивает необходимость круглосуточной поддержки с техническими инженерами, готовыми помочь независимо от часового пояса.

AGUA TOPONE - производитель систем УФ-дезинфекции, который предоставляет своим клиентам всестороннюю поддержку на протяжении всего процесса, от установления требований до текущего производственного процесса. Наша ответственность не прекращается, как только система отправлена.

Не стесняйтесь обращаться к нам, если вам нужна дополнительная информация о том, как мы можем вам помочь.