CUM SĂ ALEGEȚI SISTEMUL DE DEZINFECȚIE UV CORPRET PENTRU SISTEME DE ACVACULTURĂ DE RECIRCULARE (RAS)
Acvacultura este sectorul de producție alimentară cu cea mai rapidă creștere din lume, conform raportului Organizației Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură (FAO). Raportul FAO afirmă că până în 2030, lumea va mânca cu 20% mai mult pește decât în 2016. Până atunci, producția de acvacultură este estimată să ajungă la 109 milioane de tone, ceea ce reprezintă o rată de creștere de 37% față de 2016.
Acest lucru va duce la o creștere a acvaculturii terestre, inclusiv agricultura în sistemele de acvacultură cu recirculare (RAS). RAS va juca un rol și mai mare în viitorul acvaculturii, deoarece este capabil să:
· Minimizați amenințările cu evadarea peștilor de cultură
· Îmbunătățirea controlului bolilor și paraziților
· Creați un management mai bun al calității apei (temperatura, rata de oxigen, conținutul de nutrienți și solide în suspensie)
· Îmbunătățiți controlul eliberărilor de nutrienți în mediu
Creșterea peștilor în medii controlate în rezervoare, adesea la densități mari, stabilește cerințe ridicate pentru calitatea apei și performanța echipamentului.
În sistemele de acvacultură cu recirculare (RAS), siguranța microbiologică a apei de admisie este crucială pentru a garanta că nicio boală nu este introdusă în mediul controlat, deoarece reprezintă o amenințare uriașă pentru producția de mare valoare care poate duce la pierderi economice semnificative. O metodă de dezinfecție frecvent utilizată pentru protejarea alimentării cu apă de admisie este dezinfecția cu ultraviolete (UV), datorită numărului său mare de avantaje.
Iată cinci factori cheie care vă vor ajuta să alegeți sistemul potrivit de dezinfecție UV
1. Asigurarea unei prefiltrații suficiente înainte de tratamentul UV
Dezinfectia UV este o metoda extrem de eficienta impotriva microorganismelor patogene. Cu toate acestea, în multe cazuri, UV necesită o prefiltrare suficientă înainte de tratamentul UV, pentru a filtra particulele și solidele mai mari care ar putea crea un efect de umbră (de ecranare) pentru microorganismele potențial dăunătoare, împiedicându-le să primească expunerea necesară la lumina UVC.
Metoda corectă de prefiltrare și dimensiunea ochiului/porilor depind de mulți factori, cum ar fi debitul, numărul de solide în suspensie, tipul de apă de admisie și transmisia UV. Transmitanța UV (UVT) descrie eficiența dezinfectării UV, prin măsurarea procentului de lumină care trece printr-o probă de apă (adesea 10 mm) la lungimea de undă de 254 nm.
UVT poate varia semnificativ între apa de mare, apa salmastra, apa dulce si locatia de admisie. De exemplu, apa de suprafață este colorată de substanțe humice în multe locuri din Scoția și Norvegia. O valoare UVT sub 60% nu este neobișnuită pentru apa de admisie, ceea ce înseamnă că UVT în RAS va fi și mai mic.
Bacteriile și virușii variază, de asemenea, ca mărime, ceea ce trebuie luat în considerare la proiectarea prefiltrării. În special în creșterea somonului, a existat o cerere din ce în ce mai mare pentru sistemele de ultrafiltrare (UF), deoarece este capabil să elimine bacteriile și virușii din apă până la 4log (eliminarea virusului). Tratamentul UV și ultrafiltrarea combinate sunt capabile să creeze așa-numita „barieră dublă” împotriva bolilor, deoarece acestea se completează reciproc.
Liniile directoare ale Institutului Veterinar Norvegian recomandă cel puțin ca< înainte="" de="" tratamentul="" uv="" trebuie="" aplicat="" o="" filtrare/screening="" de="" 300="" µm.="" cu="" toate="" acestea,="" regula="" generală="" este="" de="" a="" avea="" încă="" o="" prefiltrare="" până="" la="" 40="" de="" microni="" și="" 3="" ntu="" în="">
2. Dimensionarea corectă a sistemului UV de admisie
Dimensionarea corectă a sistemului UV este cel mai important factor pentru asigurarea unui „firewall” de protecție împotriva microorganismelor din sistemul de tratare a apei de admisie. Dimensionarea corectă implică mai mulți factori, inclusiv o doză UV aplicată corect, tehnologia lămpii, eficiența hidraulică a sistemului UV și aprobările acestuia pentru a fi utilizate în aportul de acvacultură.
Cum se aplică doza corectă de UV
Iradierea UV inactivează microorganismele prin deteriorarea ADN-ului și ARN-ului lor, ceea ce le împiedică să se reproducă și să provoace infecții. Capacitatea de inactivare a microorganismelor de către UV depinde de doza UV aplicată (numită și fluență), de obicei ca mJ/cm2 sau J/m2, care este produsul intensității luminii UV, timpul de rezidență și transmisia UV prin apă. Absorbanța ADN-ului este mare între un interval germicid de 200 – 300 nm, ceea ce va duce la o dezinfecție primară eficientă la 254 nm.
Există mecanisme în celule care repară deteriorarea ADN-ului/ARN-ului. Cu cât este mai mică doza UV aplicată pentru un microorganism, cu atât este mai mare posibilitatea de fotoreactivare (reparare catalizată de lumină) și mecanisme de reparare a spațiului întunecat. Cu toate acestea, cercetările au arătat că nu există aproape niciun potențial de fotoreactivare peste o doză UV de 15 mJ/cm2 prin utilizarea oricăror tehnologii obișnuite de lampă UV.
Este esențial să înțelegem doza țintă de UV, pentru a dezinfecta eficient apa care intră în fermă. În general, bacteriile sunt mai sensibile la lumina UV decât majoritatea altor viruși. De exemplu, în industria salmonidelor, microorganismele cel mai frecvent vizate cu o reducere de minim 3 log (99,9%) sunt:
· Virusul necrozei pancreatice infecțioase (IPNV)
·Aeromonas salmonicida
·Vibrio anguillarum
· Virusul anemiei infecțioase a somonului (ISAV)
·Vibrio salmonicida
·Yersinia ruckeri
IPNV este, de asemenea, unul dintre cei mai rezistenți virusuri UV raportate în literatura științifică, necesitând o doză UV de minim 246 mJ/cm2.
Cum să alegi cea mai bună tehnologie de lampă pentru sistemul UV de admisie a apei
Sistemele UV bazate pe lămpi UV cu amalgam de joasă presiune (LPHO) oferă iradiere UV monocromatică la 253,7 nm, ceea ce le face cele mai frecvent aplicate sisteme pentru dezinfecția în acvacultură. Iradierea UV bazată pe tehnologia lămpii de joasă presiune poate fi aplicată și pentru distrugerea reziduurilor de ozon. Reziduurile de ozon sunt distruse cu lumină UV între lungimile de undă de 250 – 260 nm.
Sunt disponibile și sisteme UV bazate pe tehnologia lămpilor de presiune medie care furnizează lumină UV la un spectru mai larg (200 – 400 nm), dar nu sunt utilizate atât de frecvent pentru dezinfecția în acvacultura de pe uscat datorită costului lor de operare mai mare în funcționare continuă.
Comparativ cu lămpile cu amalgam de joasă presiune (LPHO), lămpile de presiune medie (MP) consumă mai multă energie electrică pe unitatea de ieșire de lumină germicidă decât lămpile LPHO care necesită de 2-3 ori mai multă putere. Lămpile MP convertesc, în general, doar până la 15% din wați de intrare în wați utilizabili UV-C, în timp ce lămpile de joasă presiune pot avea o eficiență de până la 40%. În plus, temperatura de funcționare mai mare a lămpilor MP (până la 900°C) poate crește murdărirea manșoanelor de cuarț. Acest lucru crește nevoia de curățare a manșonului, rezultând o frecvență mai mare de înlocuire a componentelor murdare, cum ar fi manșoanele lămpii și geamurile senzorilor.
Sistemele UV bazate pe tehnologia lămpii MP au avantajele sale atunci când aplicarea necesită intensitate UV mare într-o amprentă mică. Cel mai bun exemplu este instalarea unei bărci cu puțuri, precum și alte aplicații în care spațiul de instalare este foarte limitat și nu este necesară funcționarea continuă.
Decizia de a utiliza un sistem UV bazat pe o tehnologie specifică a lămpii UV ar trebui să fie determinată de avantajele operaționale și de proiectare, luând în considerare caracteristicile lămpii UV și în special condițiile specifice locului.
Asigurarea eficientei hidraulice optime a sistemului UV
Eficiența hidraulică înseamnă o expunere optimă și egală la UV a tuturor agenților patogeni posibili care trec prin cameră cu o cădere minimă de presiune.
Problemele legate de obținerea amestecării uniforme a apei sunt adesea rezultatul vitezelor de curgere neoptimizate în întregul reactor UV cauzate de o configurație greșită a reactorului și de o configurație a lămpii UV care nu se potrivește cu caracteristicile apei. De exemplu, o lampă UV aranjată în cruce cu fluxul de intrare va avea ca rezultat un timp de retenție foarte scurt în ambele părți ale lămpii UV și în apropierea peretelui reactorului.
Lămpile UV dispuse paralel cu fluxul de intrare asigură un timp de retenție prelungit, rezultând o distribuție mai uniformă a fluxului, ducând la o distribuție uniformă a dozei, rezultând o performanță aproape ideală.
Amestecarea uniformă pentru a crește și mai mult doza UV este adesea întărită prin utilizarea deflectoarelor interne ale ghidajelor. Comportamentul hidraulic final al apei din reactorul UV este analizat prin utilizarea dinamicii fluidelor computaționale (analiza CFD), așa cum se vede în imaginea de mai sus.
În concluzie, doza totală de UV furnizată de diferitele configurații ale reactoarelor și rapoartele de performanță vor fluctua din cauza diferitelor transmisii UV și debitelor de apă, precum și a intensităților variate ale lămpii UV.
Obținerea aprobării sistemului UV specific acvaculturii
Întrucât există numeroși producători de sisteme UV în lume, certificatele furnizate de companii de încredere devin actuale, pentru a asigura valabilitatea produselor producătorilor.
AGUA TOPONE a fost aprobat oficial de Institutul Veterinar Norvegian (NVI). NVI este un institut de cercetare biomedicală și un centru național lider de expertiză în biosecuritatea peștilor și animalelor terestre.
În plus, tehnologia a fost verificată pentru tratarea apei, prin programul UE de verificare a tehnologiei de mediu (ETV). ETV este o validare care verifică tehnologii prin terți calificați, folosind rezultatele testelor pentru a se asigura că performanța tehnologiei de mediu este verificată științific.
3. Optimizarea operațională a sistemului de dezinfecție UV
Analizarea optimizării operaționale a sistemului de dezinfecție UV este benefică pentru mai mulți factori, cum ar fi eficiența costurilor, economisirea de timp și securitatea sporită.
Un aspect economic important este analizarea modului de funcționare a sistemului UV într-un mod eficient din punct de vedere energetic, menținând în același timp nivelul necesar al dozei UV. Sistemul UV ar trebui să funcționeze pe baza debitului de apă de intrare și a dozei UV vizate. De exemplu, dacă debitul nu este la vârf, sistemul UV ar trebui să poată diminua lămpile pentru a economisi energie, menținând în același timp doza UV vizată, o caracteristică cunoscută și sub numele de „ritmul dozei”. În plus, ar trebui să poată da semnal pentru ca releul de debit să oprească fluxul în cazurile de defecțiune.
Conform avizului NVI, este obligatoriu conectarea releului de debit la o supapă sau un dispozitiv similar care controlează debitul de apă prin unitatea UV.
Cum se monitorizează performanța sistemului de dezinfecție UV
Sistemul UV trebuie echipat cu un sistem de monitorizare adecvat pentru a monitoriza starea din interiorul reactorului. Intensitatea UV, debitul, orele de funcționare a lămpii, doza UV, performanța individuală a lămpii UV și temperatura camerei trebuie monitorizate continuu de PLC-ul sistemului. În plus, următoarele date ar trebui să fie păstrate cel puțin într-un jurnal:
·Data si ora
·Temperatura
· Valoarea iradiantei
·Doza UV
· Fluxul curent
·Debit maxim admis
· Punct de referință al dozei UV
Impactul asupra performanței unui sistem automat de ștergere într-un sistem de dezinfecție UV
După cum sa menționat mai devreme, caracteristicile apei de intrare pot varia semnificativ. Sistemul UV își va pierde capacitatea optimă de dezinfecție dacă există depuneri pe manșoanele de cuarț care protejează lămpile UV.
Există diferite tipuri de murdărie în funcție de sursa apei. În general, un sistem avansat de ștergere automată robust este eficient chiar și împotriva celor mai tenace detartrare, fără a fi nevoie de curățare chimică CIP (curățare la loc). Acest lucru duce la eliminarea manipulării substanțelor chimice periculoase, a cheltuielilor suplimentare, a timpului de nefuncționare și a costurilor de operare, menținând în același timp sistemul în funcțiune.
Cum să alegeți materialul corect pentru un reactor UV și un cabinet de control
În funcție de sursa apei de admisie, mediul poate fi foarte coroziv din cauza salinei sau a umidității aerului. Acesta poate fi un cadru provocator pentru materialele utilizate în mod obișnuit în reactoare UV și dulapuri de control.
AGUA TOPONE a dezvoltat polipropilena stabilizată UV (PP), care este un material rezistent pentru aplicații cu apă de mare caldă datorită construcției sale non-corozive. Pentru aplicații cu apă de mare rece și apă dulce, AGUA TOPONE sunt realizate din interior și exterior SS316L electrolustruit. Acest lucru asigură o rezistență crescută la coroziune la exterior și o performanță crescută la lumina UV datorită reflexiei interne din interior.
Toate dulapurile de control sunt construite din plastic ranforsat cu fibra de sticla (GFRP) cu racire pasiva sau activa, ceea ce face ca interiorul dulapurilor sa fie protejat de orice factori externi.
4.Întreținerea sistemului de dezinfecție UV
Dezinfecția UV eficientă necesită întreținere programată a sistemului UV. Frecvența de întreținere variază foarte mult între diferiții producători, în funcție de sursa de alimentare, robustețea și fiabilitatea sistemului.
Toate sistemele AGUA TOPONEUV sunt proiectate pentru a necesita un minim absolut de întreținere, folosind componente robuste și durabile, care oferă confort operațional excepțional. Decenii de cercetare, dezvoltare și inovare au făcut posibilă furnizarea clienților noștri cu sisteme fiabile, care sunt ieftine de instalat și exploatat, precum și suficient de lipsite de întreținere pentru a fi utilizate de către nespecialiști.
5. Comunicare adecvată între producător și clientul final
Nu în ultimul rând, importanța unei comunicări adecvate între producătorul sistemului UV și operatorul sistemului RAS nu poate fi subestimată.
Alegerea unui furnizor cu suport tehnic complet este extrem de critică în caz de urgență, unde este nevoie de asistență operațională rapidă. Acest lucru subliniază nevoia de asistență 24 de ore din 24 cu ingineri tehnici gata să asiste, indiferent de fusul orar.
AGUA TOPONE este un producător de sisteme de dezinfecție UV care oferă clienților săi asistență cuprinzătoare pe parcursul întregului proces, de la stabilirea cerințelor până la procesul operațional continuu. Responsabilitatea noastră nu încetează de îndată ce sistemul este trimis.
Nu ezitați să ne contactați dacă doriți mai multe informații despre cum vă putem ajuta.
