Κατάταξη και Συναρτήσεις Υπερβλευματικών Στερεωτικών στα Συστήματα Ανακύκλωσης Ιχθυοτροφείων

Σύστημα Διοχής Αλιευτικών Συστημάτων Μετάδοσης

Σε συστήματα αλιευτικής μετάδοσης με ανακύκλωση, οι επικίνδυνες επιπτώσεις των βακτηρίων και των ιούων δεν μπορούν να υποτιμηθούν. Τα βακτήρια καταναλώνουν μεγάλο ποσό διαλυμένου οξυγόνου στο νερό, προκαλώντας έλλειψη οξυγόνου στα καλλιεργούμενα οργανισμούς, αργή ανάπτυξη και ακόμη και θάνατο. Παθογόνα βακτήρια όπως  Flavobacterium columnare και Aeromonas hydrophila μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες όπως η ροδάκινος διάβρωση και η σεπτικημία σε καλλιέργητα οργανισμά, με αποτέλεσμα μαζική θνησιμότητα και σημαντικές οικονομικές απώλειες για τους ιχθυοτρόφους. Οι ιουστικές λοιμώξεις χαρακτηρίζονται από γρήγορη μετάδοση και δυσκολία στον έλεγχο, που μπορούν να μολύνουν μεγάλο αριθμό καλλιέργητων οργανισμών σε σύντομο χρονικό διάστημα, να ταράξουν τις φυσιολογικές λειτουργίες τους και να επηρεάσουν σοβαρά την αποδοτικότητα της ιχθυοτροφίας.

Τα υπερωραινικά (UV) και το όζον είναι εξαιρετικά αποτελεσματικά στην καταστροφή βακτηριών και ιού. Η υπερωραινική ακτινοβολία διαβαίνει την κυτταρική μεμβράνη των μικροοργανισμών μέσω ισχυρών ακτινοβολιών φωτισμού, φθάνει στον πυρήνα και σπάει τη διπλή ελικοειδή δομή του DNA, εμποδίζοντας τους βακτηρίες να πολλαπλασιάζονται και να οδηγούν στο θάνατό τους. Είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό κατά των εναιωρούμενων βακτηριακών μικροοργανισμών στο νερό. Το όζον, με ισχυρές οξειδωτικές ιδιότητες, αντιδρά γρήγορα με τους βακτηρίες και τους ιούς, καταστρέφοντας τα τους οργάνια, το DNA και το RNA, και αλλάζοντας την κυτταρική διαβασιμότητα, που οδηγεί στην κυτταρική λύση και τον θάνατο. Μπορεί να σκοτώσει μια ποικιλία μικροοργανισμών, συμπεριλαμβανομένων των βακτηριακών κυττάρων, των σπόρων, των ιών και των μύκητων. Λόγω της καλής διαχείρισής του, το όζον μπορεί να διαφημιστεί σε όλο το νερό ζωοτροφίας χωρίς να υπάρχουν τελευταία γωνιές.

Στερείωση UV

1. Ταξινόμηση με βάση τη μέθοδο εγκατάστασης

Τα φωτιστικά λαμπτήρες UV στεριλισμού μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο τύπους με βάση τη μέθοδο εγκατάστασης: εγκατεστημένοι σε διαχωριστή και εγκατεστημένοι σε κανάλι:

• Τα στοιβασμένα με λάμπες UV στερεοποίησης εγκαθίστανται συνήθως μέσα στα δικτύα ανάπλυσης νερού των ανακυκλώνουσας συστήματος ιχθυοτροφείων. Το νερό ρέει άμεσα μέσω του τμήματος τροχιάς με τη λάμπα στερεοποίησης, εξασφαλίζοντας πλήρη επαφή μεταξύ του νερού και του φωτισμού UV, με αποτέλεσμα να στερεοποιείται αποτελεσματικά το ρευστό νερό. Τα πλεονεκτήματά τους περιλαμβάνουν συμπαγή δομή που ενσωματώνεται καλά στο σύστημα δικτύων, κάνοντάς τα ιδιαίτερα κατάλληλα για τη στερεοποίηση νερού σε σενάρια με σχετικά χαμηλές ροές.

• Οι λάμπες UV στερεοποίησης που εγκαθίστανται σε διαδρομές είναι γενικά εγκατεστημένες πάνω ή στα πλευρά ενός ανοιχτού καναλιού νερού με συγκεκριμένο πλάτος και βάθος, υπολειβόμενες και στερεοποιούντας το νερό που περνάει μέσω του καναλιού. Μπορούν να καλύψουν μεγάλο χώρο νερού, κάνοντάς τας κατάλληλες για την επεξεργασία μεγάλων ροών και ανοιχτών σωμάτων νερού, εξασφαλίζοντας ότι ένα μεγάλο χώρο νερού εκτίθεται αποτελεσματικά στο φως UV για να εγγυηθεί την αποτελεσματικότητα στερεοποίησης.

2. Ταξινόμηση με βάση την ένταση ηλεκτρικού φορτίου

Τα φωτιστικά λαμπτήρες στερείλωσης UV διαιρούνται σε δύο τύπους βάσει της έντασης υψώματος: χαμηλής πίεσης και μεσαίας πίεσης:

Οι λαμπτήρες στερείλωσης UV χαμηλής πίεσης (LP) λειτουργούν με σχετικά χαμηλά υψώματα και συνήθως παράγουν UV φως μονο-μακρότητας, κυρίως γύρω από 254 νανόμετρα . Αυτή η μακρότητα κύματος έχει σημαντική γερματοκτόνο επίδραση, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας και καλή σταθερότητα. Ωστόσο, η δύναμή τους είναι σχετικά περιορισμένη, κάνοντάς τα ανάλογα για εφαρμογές μικρής κλίμακας ή για μέρη όπου δεν απαιτείται εξαιρετικά υψηλή ένταση στερείλωσης.

Τα φωτιστικά λαμπτήρες στεριλισμού μεσού πίεσης (MP) λειτουργούν με υψηλότερες ηλεκτροτάσεις, παράγοντας πολυσωματιδικό UV φως με ευρύτερη κάλυψη και ισχυρότερη γερμανοκτόνα ικανότητα. Διαθέτουν υψηλότερη δύναμη, επιτρέποντας γρήγορη μεταχείριση μεγάλων ροών και σοβαρά μολυσμένων σωμάτων νερού. Ωστόσο, καταναλώνουν περισσότερη ενέργεια και έχουν υψηλότερες εξοπλιστικές δαπάνες, κάνοντάς τα συνήθως να χρησιμοποιούνται σε μεγάλες κλίμακες ανακύκλωσης συστήματας θαλάσσιας καλλιέργειας με υψηλές απαιτήσεις για αποδοτικότητα στεριλισμού και ικανότητα μεταχείρισης.

3. Αρχές και Παράγοντες Επιρροής της Υπερβιολικής Στερείλωσης

Το φως ΕΦ είναι μια μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, που διαιρείται σε πολλά τμήματα μακρύτητας κύματος. Το βασικό τμήμα που χρησιμοποιείται για τη στεριλοποίηση είναι το τμήμα ΕΦC (200-280 νανόμετρα), με τη μακρύτητα 254 νανόμετρα να είναι η πιο αποτελεσματική για γερμανοκτόνα σκοπούς.Όταν το ανακυκλούμενο νερό που φέρει μικροοργανισμούς όπως βακτηρίες περνάει μέσω της περιοχής ακτινοβολίας μιας λαμπτήρας στεριλοποίησης ΕΦ, η ενέργεια των φωτονίων ΕΦ απορροφάται από το γενετικό υλικό (όπως το DNA ή RNA) μέσα στα κύτταρα των μικροοργανισμών. Οι χημικές συνδέσεις αυτού του γενετικού υλικού σπάνε μετά την απόρροψη επαρκούς ΕΦ ενέργειας—για παράδειγμα, οι συνδέσεις υδρογόνου στη διπλή ελική δομή του DNA καταστρέφονται—εμποδίζοντας έτσι τις γενετικές διαδικασίες όπως η αντιγραφή και η μετάφραση. Αυτό εμποδίζει τους μικροοργανισμούς όπως τις βακτηρίες να πολλαπλασιάζονται, οδηγώντας στον θάνατό τους και έτσι στεριλοποιώντας και καθαρίζοντας το ανακυκλούμενο νερό, εξασφαλίζοντας την ασφάλεια της ποιότητας του νερού και δημιουργώντας ένα υγιές περιβάλλον ανάπτυξης για τους καταπροθαλάμιες οργανισμούς.

Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της ουβίας στεριλοποίησης σε ακτινοβολούμενες αξιοδοκίμως γεωργικές εγκαταστάσεις είναι οι εξής:

1.Δόση ΟΥΒ

Η δόση ΟΥΒ, η οποία καθορίζεται από την ένταση ΟΥΒ και το χρόνο ακτινοβολίας, είναι κρίσιμη για την αποτελεσματικότητα της στεριλοποίησης. Μια ανεπαρκής δόση δεν μπορεί να καταρρήξει τη δομή του DNA ή RNA των μικροοργανισμών όπως των βακτηρίων και των ιούων, οδηγώντας σε μη αποτελεσματική στεριλοποίηση. Μόνο όταν επιτυγχάνεται η συγκεκριμένη δόση που απαιτείται από τους στόχους μικροοργανισμούς, μπορεί να εγγυηθεί καλή τιμή στεριλοποίησης.

2.Ζόφος νερού

Τα εναιωρούμενα σωματίδια και τα οργανικά σωματίδια στο νερό αυξάνουν τον ζόφο. Αυτά τα ρύπανα διασκεδάζουν και απορροφούν το φως ΟΥΒ, εμποδίζοντας το να διαβάλλει στο νερό και μειώνοντας την πραγματική έκθεση των μικροοργανισμών στο ΟΥΒ, με αποτέλεσμα να μειωθεί η αποτελεσματικότητα της στεριλοποίησης. Όσο υψηλότερος είναι ο ζόφος, τόσο περισσότερο απονεννύεται το φως ΟΥΒ και τόσο χειρότερη είναι η ικανότητα στεριλοποίησης.

• Ρυθμός Ροής Νερού

Ένας υπερβολικά μεγάλος ρυθμός ροής νερού μειώνει τον χρόνο παραμονής των μικροοργανισμών στην περιοχή υποβολής σε UV ακτινοβολία, εμποδίζοντάς τους να λάβουν αρκετή δόση UV και να εξασφαλίσουν ολοκληρωμένη στερείωση. Ένας πολύ αργός ρυθμός ροής, παρά το γεγονός ότι εξασφαλίζει χρόνο ακτινοβολίας, μπορεί να επηρεάσει τη συνολική αποτελεσματικότητα του συστήματος ανακύκλωσης νερού.

• Είδη Μικροοργανισμών

Διαφορετικοί μικροοργανισμοί έχουν διαφορετικές ανοχές στο UV φως. Για παράδειγμα, οι σπόροι βακτηρίων, λόγω της ειδικής δομής τους, είναι πιο αντοχικοί στην UV ακτινοβολία από τις συνηθισμένες κύτταρες βακτηρίων. Οι ιοί, οι οποίοι δεν έχουν κυτταρική δομή, διαφέρουν επίσης στην ευαίσθητότητά τους στο UV από τις βακτηρίες. Επομένως, τα είδη μικροοργανισμών που υπάρχουν επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της στερείωσης.

• Βαθμός Γήρας Λαμπτήρα

Καθώς αυξάνεται ο χρόνος χρήσης, η φωτιστική αποδοτικότητα των UV λαμπτήρων μειώνεται σταδιακά, μείοντας την εκτόξευση UV έντασης και την αποτελεσματική δόση στερεωτικής ακτινοβολίας που παρέχουν. Αυτό οδηγεί σε μια μείωση της απόδοσης στερεώσεως σε σύγκριση με όταν οι λαμπτήρες είχαν νέους εγκατασταθεί.