Klasifikasi dan Fungsi Pemusnah Ultraviolet dalam Sistem Akvakultur Beredar Semula

Sistem Disinfeksi Akuakultur Beredar Semula

Dalam sistem akuakultur beredar semula, bahaya bakteria dan virus tidak boleh diabaikan. Bakteria mengambil banyak oksigen terlarut dalam air, menyebabkan kekurangan oksigen pada organisme yang diternak, pertumbuhan perlahan, dan malah kematian. Bakteria patogen seperti  Flavobacterium columnare dan Aeromonas hydrophila boleh menyebabkan penyakit seperti busuk insang dan septisemia pada organisma ternakan, menyebabkan kematian besar-besaran dan kerugian ekonomi yang signifikan kepada peladang akuakultur. Infeksi viral ditandai dengan penularan pantas dan kesukaran dalam kawalan, yang boleh menginfeksi bilangan besar individu ternakan dalam masa singkat, mengganggu fungsi fizioligi mereka, dan memberi impak buruk kepada kecekapan akuakultur.

Ultraungu (UV) dan ozon sangat berkesan dalam membunuh bakteria dan virus. Radiasi UV menembus membran sel mikroorganisma melalui gelombang cahaya radiatif yang kuat, mencapai inti, dan mematahkan struktur heliks ganda DNA, mencegah bakteria berkembang biak dan menyebabkan kematian mereka. Ia terutamanya berkesan terhadap mikroorganisma bakteria yang tergantung dalam air. Ozon, dengan sifat oksidan yang kuat, bereaksi dengan cepat dengan bakteria dan virus, menghancurkan organel mereka, DNA, dan RNA, serta menukar kebolehmelesapan sel, menyebabkan lisis sel dan kematian. Ia boleh membunuh pelbagai jenis mikroorganisma, termasuk sel vegetatif bakteria, spora, virus, dan kapang. Dengan kebaikan penyebarannya, ozon boleh membersihkan keseluruhan air penternakan tanpa sudut mati.

Pensterilan UV

1. Klasifikasi Mengikut Kaedah Pemasangan

Lampu pemusnah UV boleh diklasifikasikan kepada dua jenis berdasarkan kaedah pemasangan: dipasang pada paip dan dipasang pada saluran:

• Lampu sterilisasi UV yang dipasang pada paip biasanya dipasang di dalam paip penghantaran air sistem akuakultur berulir. Air mengalir terus melalui bahagian paip dengan lampu sterilisasi, memastikan hubungan penuh antara air dan cahaya UV, dengan itu secara efektif membunuh kuman dalam air yang mengalir. Kelebihan mereka termasuk struktur kompak yang dapat ditegaskan dengan baik ke dalam sistem paip, menjadikannya sesuai untuk pensterilan air dalam senario dengan kadar aliran yang relatif rendah.

• Lampu sterilisasi UV yang dipasang pada saluran biasanya dipasang di atas atau di sisi saluran air terbuka dengan lebar dan kedalaman tertentu, menyinarkan dan membunuh kuman dalam air yang mengalir melalui saluran tersebut. Ia boleh menutupi kawasan air yang luas, menjadikannya sesuai untuk menangani kadar aliran yang besar dan badan air terbuka, memastikan bahawa kawasan air yang luas secara efektif disinar oleh cahaya UV untuk menjamin prestasi pensterilan.

2. Klasifikasi mengikut Intensiti Voltan

Lampu sterilisasi UV dibahagikan kepada dua jenis berdasarkan kekuatan voltan: tekanan rendah dan tekanan sederhana:

Lampu sterilisasi UV tekanan rendah (LP) beroperasi pada voltan yang relatif rendah dan biasanya menghasilkan cahaya UV single-wavelength, kebanyakannya sekitar 254 nanometer . Panjang gelombang ini mempunyai kesan jermal yang signifikan, penggunaan tenaga yang rendah, dan kestabilan yang baik. Walau bagaimanapun, kuasa mereka adalah agak terhad, menjadikannya sesuai untuk aplikasi skala kecil atau tempat di mana kekuatan sterilisasi yang sangat tinggi tidak diperlukan.

Lampu sterilisasi UV tekanan sederhana (MP) beroperasi pada voltan yang lebih tinggi, menghasilkan cahaya UV multi-gelombang dengan kawalan yang lebih luas dan keupayaan pembunuh kuman yang lebih kuat. Mereka mempunyai kuasa yang lebih tinggi, membenarkan rawatan pantas badan air aliran besar dan tercemar tinggi. Walau bagaimanapun, mereka mengambil lebih banyak tenaga dan mempunyai kos peralatan yang lebih tinggi, membuatkan mereka biasanya digunakan dalam sistem akuakultur pengilangan berskala besar dengan keperluan kecekapan sterilisasi dan keupayaan rawatan yang tinggi.

3. Prinsip dan Faktor Pengaruh Pada Pensterilan UV

Cahaya UV adalah jenis radiasi elektromagnetik, yang dibahagikan kepada beberapa jujukan gelombang. Jujukan utama yang digunakan untuk pensterilan adalah jujukan UVC (200-280 nanometer), dengan kira-kira 254 nanometer menjadi panjang gelombang paling cekap untuk tujuan jerambab. Apabila air yang beredar membawa mikroorganisma seperti bakteria mengalir melalui kawasan pengiliran sebuah lampu pensterilan UV, tenaga foton UV diserap oleh bahan genetik (seperti DNA atau RNA) di dalam sel mikrob. Hubungan kimia dalam bahan-bahan genetik ini putus selepas menyerap tenaga UV yang mencukupi—contohnya, hubungan hidrogen dalam struktur heliks ganda DNA dimusnahkan—dengan itu mengganggu proses maklumat genetik seperti replikasi dan transkripsi. Ini mencegah mikroorganisma seperti bakteria daripada berkembang biak, menyebabkan kematian mereka dan dengan itu mensterilkan serta memurnikan air yang beredar, memastikan keselamatan kualiti air dan mencipta persekitaran pertumbuhan sihat bagi organisma ternakan.

Faktor utama yang mempengaruhi keberkesanan pemusnahan UV dalam akuakultur kitaran semula adalah seperti berikut:

1.Dos UV

Dos UV, ditentukan oleh keamatan UV dan masa pengilapan, adalah kritikal untuk keberkesanan pemusnahan. Dos yang tidak mencukupi tidak dapat memecah struktur DNA atau RNA mikroorganisma seperti bakteria dan virus, menyebabkan pemusnahan menjadi tidak cekap. Hanya apabila dos tertentu yang diperlukan oleh mikroorganisma sasaran dicapai, kadar pemusnahan yang baik boleh dipastikan.

2.Kekeruhan Air

Jasad terapung dan zarah organik dalam air meningkatkan kekeruhan. Kotoran ini menghambur dan menyerap cahaya UV, mencegahnya menembusi air dan mengurangkan pendedahan UV sebenar mikroorganisma, dengan itu mengurangkan kecekapan pemusnahan. Semakin tinggi kekeruhan, semakin banyak cahaya UV yang melemah, dan semakin buruk keupayaan pemusnahan.

• Kadar Aliran Air

Kadar aliran air yang terlalu pantas memendekkan masa tinggal mikroorganisma dalam kawasan penyinaran UV, menghalangnya daripada menerima dos UV yang mencukupi dan menyebabkan pensterilan tidak lengkap. Kadar aliran yang terlalu perlahan, walaupun memastikan masa penyinaran, boleh mempengaruhi kecekapan keseluruhan sistem air kitar semula.

• Jenis Mikrob

Mikroorganisma yang berbeza mempunyai toleransi bervariasi terhadap cahaya UV. Sebagai contoh, spora bakteria, disebabkan struktur khasnya, lebih tahan terhadap penyinaran UV berbanding sel bakteria biasa. Virus, yang tidak mempunyai struktur sel, juga berbeza dalam kepekaan UV dari bakteria. Oleh itu, jenis mikroorganisma yang hadir mempengaruhi keberkesanan pensterilan.

• Tahap Penuaan Lampu

Apabila masa penggunaan meningkat, kecekapan cahaya lampu UV akan berkurang secara beransur-ansur, menurunkan kekuatan UV keluaran dan dos pemusnahan yang berkesan. Ini menyebabkan penurunan prestasi pemusnahan berbanding apabila lampu tersebut baru dipasang.