단백질 스키머의 역할과 작동 원리: 순환 양식 시스템에서의 적용

고체 현탁 입자는 육상 산업용 순환 양식 시스템의 다양한 측면에 부정적인 영향을 미치기 때문에, 순환 양식 처리에서 고체 현탁 입자를 제거하는 것이 주요 목표입니다. 순환 양식 시스템 내 대부분의 입자는 크기가 100마이크론보다 작습니다. 물의 소용돌이, 생물학적 분해, 기계적 교반 등의 요인으로 인해 적시에 제거되지 않은 현탁 입자는 더 작은 입자로 분해되며, 일반적으로 30 마이크론  보다 작은 크기로 변합니다. 이러한 경우, 침전 처리와 기계적 여과는 효과가 없어집니다.

포말 분리 기술은 미세 부유 입자를 제거하는 데 사용되는 기술입니다. 물체에 공기를 주입하면 물의 계면활성제가 작은 거품에 흡수되어 거품의 부력으로 물 표면까지 올라가서 거품을 형성하며, 이로 인해 물 속의 용존물질과 부유물질이 제거됩니다. 현재, 포말 분리는 순환 양식 시스템에서 미립자를 효과적으로 제거하는 주요 과정 중 하나로 간주되며, 순환 양식 시스템의 중요한 부분입니다.

단백질 분리기 원리

• 포말 분리 원리

단백질 분리기는 주로 거품 분리 원리에 기반합니다. 순환 수산 양식 시스템에서는 양식 생물의 배설물과 남은 사료에 많은 유기 물질이 포함되어 있어, 이러한 유기 물질에 포함된 단백질 같은 표면 활성 물질은 양친성(수용성과 지용성을 모두 가지고 있음)을 가지고 있습니다. 많은 양의 작은 기포들이 물에 도입되면, 이 표면 활성 물질들은 기포의 표면에 흡착됩니다. 기포가 올라가는 과정에서, 기포 표면에 단백질 등 여러 물질이 흡착된 상태로 물 표면에 거품층을 형성합니다. 거품층의 밀도는 매우 낮아 물체와 쉽게 분리될 수 있으며, 이를 통해 물 속의 단백질 등의 유기 물질이 제거됩니다.

• 물리화학적 과정

미세한 관점에서 기포와 물 사이에는 표면 장력이 존재합니다. 물 속의 기포가 올라갈 때, 물 속의 유기 분자는 표면 장력의 작용으로 기포 표면 쪽으로 집중됩니다. 이는 물리적 흡착 과정이며, 유기 분자 간 상호작용이나 기포 표면과의 화학 반응과 같은 일부 화학적 변화가 동반될 수 있습니다. 예를 들어, 일부 단백질 분자는 변성되어 기포에 더 쉽게 흡착될 수 있습니다.

순환 양식에서의 프로틴 스키머 역할

• 정수

1. 유기물 제거

단백질 분리기는 단백질, 지방, 당류 등과 같은 유기 물질을 물에서 효과적으로 제거할 수 있습니다. 이러한 유기 화합물이 물에 축적되면 미생물에 의해 분해되며, 많은 양의 용존 산소를 소비하고 암모니아 질소와 아질산염과 같은 유해 물질을 생성합니다. 단백질 분리기를 통해 이러한 유기 화합물을 제거하면 이후 생물학적 여과의 부담을 줄이고 물에서 유해 물질의 생성을 감소시킬 수 있습니다. 예를 들어, 단백질 분리기가 없으면 물의 화학적 산소 수요(COD)가 100mg/L 이상으로 급격히 상승할 수 있지만, 단백질 분리기를 사용하면 COD를 약 30-50mg/L로 통제할 수 있습니다.

2. 암모니아 질소의 생성을 줄입니다

단백질 분리기를 통해 단백질과 같은 질소를 포함한 유기 화합물이 제거됨에 따라 수중 암모니아 질소의 잠재적 원천이 줄어듭니다. 이는 암모니아 질소가 양식 생물에게 강한 독성을 가지므로 순환 양식 시스템에서 암모니아 질소 농도를 낮게 유지하는 데 중요합니다.

• 수질 투명도 개선

단백질 분리기는 유기 물질을 제거할 뿐만 아니라, 수중 30마이크론 미만의 입자 크기를 가진 부유 입자까지 함께 제거하여 수의 투명도를 높이고 양식 생물의 성장을 촉진합니다.

• 질병 전파 감소

병원체 운반체 제거: 물 속의 유기 물질과 부유 입자는 세균, 바이러스, 기생충과 같은 병원체의 운반체가 됩니다. 단백질 분리기가 이러한 운반체를 제거함으로써 물 속 병원체의 전파 기회를 줄이고 양식 생물의 질병 감염 위험을 낮춥니다.