जमिन-आधारित औद्योगिक पुनःपरिचालन जलचर पालन प्रणाली (RAS) क्रियाकलाप र पैरामीटर डिझाइन (भाग ३): जल स्वच्छता पैरामीटरहरू

पुनःचक्रण गर्ने पानी की गुणस्तर पैरामीटरहरू

पानी की गुणस्तर पैरामीटरहरू र डिझाइन मानदण्डहरू पुनःचक्रण गर्ने पानी प्रबंधन प्रणाली डिझाइन र संचालन प्रबन्धनको आधार हुन्। तलको छविहरू र पैरामीटरहरू  इंजिनियरिंग टीम :

१. ठोस कण हटाउने प्रणाली सिर्जना

कुल फेला पदार्थ (TSS) पुनर्प्रवाही जलप्रजाति प्रणाली (RAS) मा जलमा फेला पदार्थहरूको मापन गर्न वायो प्रयोग गरिन्छ। यो मुख्यतः एक इकाई जलमा १ माइक्रोनभन्दा बढी पार्टिकल साइजको कुल मात्रा बोध्याउँछ। पुनर्प्रवाही जल प्रणालीमा, TSS माछाको गोबर, बच्चेर भोजन, जैविक फ्लॉक्स (मृत र जीवित बैक्टीरिया) आदि समावेश गर्दछ। यी फेला पार्टिकलहरूको साइज माइक्रोमीटर दर्जीमा सेमीमीटर दर्जीसम्म अलग अलग हुन सक्छ। फेला पदार्थहरू प्रत्यक्ष रूपमा माछाको स्वास्थ्य र विकासमा (विशेष गर्मीपनी जलमा माछाहरूको बाटो) प्रभाव डाल्न सक्छ र यसले जैविक फ़िल्टरहरूको भार बढाउन सक्छ। त्यसैले, पुनर्प्रवाही जलमा फेला पदार्थहरूको सान्द्रतालाई सन्तुलित दरमा राख्न संभव छ।

केही यूरोपीय संघ (EU) देशहरूको पुन: चलाउने मछुआखाडी प्रणाली (RAS) प्रणालीमा, लवणाकार खण्डिक पदार्थहरूको नियन्त्रण बहुत कडा हुन सक्छ। उदाहरणका लागि, पुन: चलाउने मछुआखाडी प्रणाली (RAS) भन्दा वापसी जल निकासी प्रणालीहरूको लागि, कुल लवणाकार ठोस (TSS) द्वारा मापिएको लवणाकार खण्डिक पदार्थहरूको सान्द्रता १५मिग्रा/लिटरभन्दा कम राखिने आश्वस्त गरिएको छ, जसले उत्तम जल गुणस्तर र पारिवारिक वातावरण संरक्षित गर्दछ।

अमेरिका संघस्तरै मछुआखाडी र जल प्रसाधन क्षेत्रमा सम्बन्धित जल गुणस्तरका नियमहरू पनि राख्छ। पुन: चलाउने मछुआखाडी प्रणाली (RAS) प्रणालीमा, लवणाकार खण्डिक पदार्थहरूको सान्द्रता (टर्बिडिटी र अन्य सम्बन्धित सूचकांकहरूले रूपान्तरित) पनि निश्चित सीमामा बाँधिएको छ। लवणाकार खण्डिक पदार्थहरूको आदर्श सान्द्रता ८-१२ मिग्रा/लिटरको आसपास हुन सक्छ, जसले जलीय जीवहरूको बस्ती र पुनरुत्पादन विश्वसनीय गर्दछ।

चीन मा आधारित कारखामा पुनःप्रवाहीमा जलीय पालन प्रणाली (RAS) प्रणालीको वास्तविक संचालनमा, आमतौरे सस्पेंडेड कणिका सान्द्रता (सस्पेंडेड सोलिड्स SS) 10mg/L भन्दा कम राख्न साफाइ गर्न आवश्यक छ। कुनै कुनै उच्च जल गुणस्तरको आवश्यकतामा आउने मूल्यवान प्रजातिहरू, जस्तै सैमन, लागि यो बढी 5mg/L भन्दा कम राख्न साफाइ गर्न आवश्यक छ।

घुल्ने दूषण पदार्थहरू हटाउने पैरामीटरहरू

जलको घुलनशीलता घुल्यौंछ अणुगत अणुहरू र घुल्यौंछ जैविक पदार्थहरूमा छ। त्यसमध्ये, जलमा घुल्यौंछ नुकसानदायी पदार्थहरू मुख्यतया अमोनिया नाइट्रोजन (NH3-N) र नाइट्राइट नाइट्रोजन (NO2--N) हुन्छ। अमोनिया नाइट्रोजन मछुआँको श्वसन र त्वचाबाट रक्तमा प्रवेश गर्दछ, जसले तिनीहरूको सामान्य त्रिकार्बॉक्सिलिक एसिड चक्रलाई बाधित गर्दछ, तिनीहरूको पानीबाट ऑक्सीजन अवशोषण गर्ने क्षमतालाई कम गर्दछ र तिनीहरूको सामान्य विकास र बच्चाउने क्षमतालाई प्रभावित गर्दछ।

पुनर्चक्रण जलचर पालन प्रणाली (RAS) प्रणालीमा सामान्यतया प्रयोग गरिने निश्चित जैविक पैकिंग सामग्रीको सतहमा राखिएको फिक्स मेम्ब्रेन नाइट्रिफिकेशन बायोफिल्टर, जसले अमोनिया नाइट्रोजनलाई डिफ़्यूजनद्वारा फिक्स बायोफिल्ममा परिवर्तित गर्दछ। बायोफिल्टर प्रक्रिया डिझाइनको मुख्य उद्देश्य हो कि फिल्टरमा मछारहरूबाट निकालिएको अमोनिया नाइट्रोजनलाई निकाल्न सufficient नाइट्रिफाइंग बैक्टिरिया छन्, जलचर पालन प्रणालीमा अमोनिया नाइट्रोजनको सान्द्रतालाई निर्धारित भित्र राख्ने, र मछारहरूको सुरक्षा र प्रभावी रूपमा वृद्धि गर्ने।

२.१ अमोनिया नाइट्रोजन (NH₃-N) नियंत्रण

अमोनिया नाइट्रोजन पुनर्प्रवाही जलकृषि प्रणाली (RAS) प्रणालीहरूमा जलमा घुल्यौंदै हुने मुख्य प्रदूषकहरूमध्ये एक हो। यसलाई मुख्यतया पालिने जीवहरूको उपशेष तथा अवशिष्ट खाद्यबस्तुबाट आउन्छ। उच्च सान्द्रतामा अमोनिया नाइट्रोजन पालिने जीवहरूलाई विषाक्त हुन सक्छ, जसले उनीहरूको रोहिता, प्रतिरक्षा तथा प्रजनन क्षमतालाई प्रभावित गर्छ। बायोफिल्टरमा, अमोनिया नाइट्रोजनको निकासी मुख्यतया नाइट्रिफाइकेशनमा निर्भर्छ, जसले नाइट्रिफाइग बैक्टिरिया जस्ता राइक्रोओर्गेनिज्महरूले अमोनिया नाइट्रोजनलाई नाइट्राइट र नाइट्रेटमा परिवर्तित गर्छन्।

जब आप एक बायोफिल्टर को डिझाइन गर्दै हुन्छ, नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया को रोहत्ता प्राप्त गर्न र उसलाई वृद्धि गर्न अपूर्ण सतही क्षेत्र र फिल्टर सामग्रीको आयतनलाई ध्यानमा राख्नु पर्दछ। उसै समयमा, जीवन्त फिल्टरलाई प्रभावित गर्ने अतिरिक्त अमोनिया नाइट्रोजन सान्द्रतालाई नियन्त्रण गर्न अगाडीमा आउने अमोनिया नाइट्रोजन भारलाई नियन्त्रित गर्न आवश्यक छ। उदाहरणको रूपमा, छोटो मात्रामा र बढी बार खाने फीडिङ्ग रणनीति अपनाएर र ऑटोमेटिक फीडिङ्ग मशीन प्रयोग गरेर अगाडीमा आउने अमोनिया नाइट्रोजन सान्द्रतालाई कम गर्न सकिन्छ। बायोफिल्टरको लागि अनुमत अमोनिया नाइट्रोजन सान्द्रतालाई चासो प्रजातिहरूको अमोनिया नाइट्रोजन सहनशीलता र पालने घनताको आधारमा निर्धारण गर्नु पर्दछ। आम तरिकामा, केही भन्दा बढी ताजा पानीको माछाको लागि अमोनिया नाइट्रोजन सान्द्रतालाई १ mg/L भन्दा कम र आयन-मुक्त अमोनियालाई ०.०२५ mg/L भन्दा कम राख्न आवश्यक छ।

२.२ नाइट्राइट (NO₂⁻-N) नियन्त्रण

नाइट्राइट पनि पानीको गुणस्तरको मापदण्ड हो जुन पुनःसञ्चारित एक्वाकल्चर प्रणाली (आरएएस) प्रणालीमा नजिकबाट निगरानी गर्नु आवश्यक छ। यो अमोनिया नाइट्रोजन नाइट्रिफिकेशनको प्रक्रियामा एक मध्यवर्ती उत्पादन हो र जलीय कृषि जीवहरूको लागि पनि विषाक्त छ। नाइट्राइटले फार्म जीवहरूको रगतमा अक्सिजनको यातायातलाई असर गर्न सक्छ, जसले हाइपोक्सियाको लक्षणहरू जस्तै सास फेर्न गाह्रो, तैरिरहेको टाउको, र मृत्युलाई पनि निम्त्याउँछ।

डिजाइनमा, यो सुनिश्चित गर्न आवश्यक छ कि बायोफिल्टरले नाइट्राइटलाई नाइट्रेटमा प्रभावकारी रूपमा रूपान्तरण गर्न सक्दछ। यसको लागि बायोफिल्टरमा डेनिट्रिफिकेशन ब्याक्टेरियाको गतिविधि कायम राख्नु र तिनीहरूलाई उपयुक्त वातावरणीय अवस्थाहरू प्रदान गर्नु आवश्यक छ, जस्तै उपयुक्त घुलेको अक्सिजन। सामान्यतया, यो नाइट्राइटको एकाग्रता 0.5mg/L भन्दा कम नियन्त्रण गर्न आवश्यक छ।

२.३ समुद्री जलस्रोत

समुद्री पानीको नुनको मात्रा अपेक्षाकृत उच्च छ, यसमा विभिन्न आयनहरू छन् जस्तै सोडियम आयनहरू (Na + ), क्लोराइड आयन (Cl ⁻ ), म्याग्नीशियम आयन (Mg २+ ), क्याल्सियम आयन (Ca २+ ), आदि। समुद्री मछली पालनकर्ता जीवहरूले उच्च नमक परिवेशमा लामो समयदर्शी समायोजन गर्दै अत्यधिक आयन नियन्त्रण प्रणालीहरूको विकास गरेका छन्। जब नाइट्राइट समुद्री जीवहरूमा प्रवेश गर्दछ, यी जीवहरूले आफ्नो आयन नियन्त्रण प्रणाली प्रयोग गरेर नाइट्राइटको शारीरिक प्रभावहरूलाई आंशिक रूपमा कम गर्न सक्छन्। रिसर्कुलेटिंग मछली पालन प्रणाली (RAS) मा, क्लोराइड आयनहरू (Cl -) प्रतिस्पर्धात्मक निषेधको माध्यमबाट मछली पालन जीवहरूमा नाइट्राइट (NO2-)को विषैलापनलाई कम गर्न सक्छन्। विशेष रूपमा, दोनो क्लोराइड आयनहरू र नाइट्राइटले फिस्टुला प्लेटहरूमा रहेका क्लोराइड कोशिकाहरूद्वारा मछलीको शरीरमा प्रवेश गर्न आवश्यक छ। क्लोराइड आयनहरूको उपस्थितिले मछलीको शरीरमा नाइट्राइटको प्रवेशको कठिनाई बढाउँछ, जसले यसको विषैलापनलाई कम गर्दछ। आम तौरमा, जलमा क्लोराइड आयनहरूको सान्द्रता नाइट्राइटको छ गुना हुने भएमा, यो नाइट्राइटको विषैलापनलाई मछली पालन जीवहरूको खतराको रूपमा प्रभावी रूपमा निषेधन गर्न सक्छ। तालपानी मछली पालनको सान्दर्भमा, समुद्रपानी मछली पालनमा नाइट्राइटबाट कम विषैलापनको खतरा छ, जसले समुद्रपानीमा क्लोराइड आयनहरूको उच्च सान्द्रतासँग सम्बन्धित छ। त्यसैले, रिसर्कुलेटिंग मछली पालन प्रणाली (RAS) प्रणालीमा, नमकताको योग्य रूपमा नियन्त्रण गरेर नाइट्राइटको विषैलापनलाई प्रभावी रूपमा कम गर्न सकिन्छ र मछली पालन जीवहरूको स्वास्थ्य र सुरक्षालाई संरक्षण गर्न सकिन्छ।

3. घुल्ने ऑक्सिजन (DO)

एक पुनर्प्रवाही जलचर पालन प्रणाली (RAS) प्रणालीमा, घुल्ने ऑक्सिजन (DO) कुनै पानी गुणस्तरको मुख्य पैरामीटर हो। मछुआरहरू र अन्य जलीय जीवहरूले गिल्स रेस्पिरेशनद्वारा पानीबाट घुल्ने ऑक्सिजनलाई उठाएर उनीहरूको मेटाबोलिक गतिविधिलाई बनाउँछन्। अधिकांश गर्म पानीका मछुआरहरूको सामान्य विकासको लागि आवश्यक घुल्ने ऑक्सिजन सान्द्रता साधारणतया 5-8mg/L चाहिँदै हुन्छ। जब घुल्ने ऑक्सिजन सान्द्रता महत्वपूर्ण स्तरभन्दा तल जान्छ, तब जलीय जीवहरूको रेस्पिरेशन नियंत्रित हुन्छ, उनीहरूको विकास दर ठान्छ, उनीहरूको प्रतिरक्षा घट्छ र उनीहरू रोगहरूसँग संक्रमित हुन सजिलो हुन्छन्। उदाहरणको लागि, जब घुल्ने ऑक्सिजन 2mg/L भन्दा तल छ, केही मछुआरहरूले फ्लोटिंग हेड घटना प्रदर्शन गर्छन् र निरन्तर निम्न घुल्ने ऑक्सिजनमा रहिन्छ भने मछुआरहरूको मृत्यु हुन सक्छ।

रिसर्कुलेटिंग एक्वाकल्चर सिस्टम (RAS) मा, घुल्यौंछने ऑक्सिजन 8-10 mg/L बीचमा राख्न सुझाव दिइन्छ। उच्च घुल्यौंछने ऑक्सिजन प्रत्याहार स्तर बढाउने र खाद्य अनुपात कमाउने लागि लाभदायक छ।

4. pH नियन्त्रण

रिसर्कुलेटिंग एक्वाकल्चर सिस्टम (RAS) सिस्टममा, माछाको लागि उपयुक्त pH रेंज सामान्यतया 7.0-8.5 बीचमा हुन्छ। उदाहरणको लागि, अधिकांश तराई जलको माछा pH 7.2-7.8 बीचको पर्यावरणमा राम्रै फस्किन्छ। यसकारणकी, यस pH रेंगमा माछाको श्वासन र ओस्मोटिक दबावको नियन्त्रण आदि शारीरिक कार्यहरू अपेक्षाकृत सामान्य रूपमा चल्न सक्छ। श्वसन फ़िनमार्फत गैस परिवर्तन हुन्छ, र जलमा उपयुक्त अम्लता वा क्षारता ऑक्सिजन र कार्बन डाइऑक्साइडको सामान्य परिवर्तन प्रक्रियालाई सुविधा पुर्याउँछ।

मछाको खेतीको लागि, जस्तै कि दक्षिण अमेरिकी सफेद मछा, उपयुक्त pH रेंज लगभग 7.8-8.6 हुन सक्छ। यसको कारण माछाहरूको शारीरिक संरचना र क्रियाकलापको विशेषताले तिनीहरूलाई थोडै उच्च pH पर्यावरणमा अधिक सजिलै समायोजन गर्न सक्दैछ। उपयुक्त pH मछाको बदल्ने रोबोटिक्सको लागि फाइदेमान्द हुन्छ।

तथापि, Recirculating Aquaculture System (RAS)को प्रक्रियामा, मछाको खेती अगाडि जान्छ भने pH मान लगातार घट्ने हुन्छ र जलको pH मान समायोजन गर्न आवश्यक पर्दछ। स्वचालन pH समायोजन उपकरण प्रयोग गर्न सकिन्छ। pH सेन्सरको डेटाबाट जलमा pH मान स्वचालित रूपमा समायोजन गर्न सकिन्छ।