MITEN VALITSE OIKEIN UV-DESINFIOINTIJÄRJESTELMÄ KIERTOVESIKIERTOJÄRJESTELMIIN (RAS)
Vesiviljely on YK:n elintarvike- ja maatalousjärjestön (FAO) raportin mukaan maailman nopeimmin kasvava elintarviketuotantoala. FAO:n raportin mukaan vuoteen 2030 mennessä maailmassa syödään 20 prosenttia enemmän kalaa kuin vuonna 2016. Siihen mennessä vesiviljelytuotannon ennustetaan nousevan 109 miljoonaan tonniin, mikä on 37 prosentin kasvua vuoteen 2016 verrattuna.
Tämä johtaa kasvavaan maalla tapahtuvaan vesiviljelyyn, mukaan lukien viljely Recirculating Aquaculture Systems (RAS) -järjestelmissä. RAS:lla tulee olemaan entistä suurempi rooli vesiviljelyn tulevaisuudessa, koska se pystyy:
·Minimoi viljeltyjen kalojen karkaamisen uhka
·Paranna tautien ja loisten torjuntaa
· Luoda parempi veden laadun hallinta (lämpötila, happipitoisuus, ravinne- ja kiintoainepitoisuus)
·Parannetaan ravinteiden vapautumisen valvontaa ympäristöön
Kalojen kasvatus kontrolloiduissa ympäristöissä säiliöissä, usein suurissa tiheyksissä, asettaa korkeat vaatimukset veden laadulle ja laitteiden suorituskyvylle.
Recirculating Aquaculture Systems (RAS) -järjestelmässä ottoveden mikrobiologinen turvallisuus on ratkaisevan tärkeää, jotta voidaan taata, että valvottuun ympäristöön ei joudu sairauksia, koska se muodostaa valtavan uhan arvostetulle tuotannolle, mikä voi johtaa merkittäviin taloudellisiin tappioihin. Yleisesti käytetty desinfiointimenetelmä ottovesihuollon suojaamiseksi on ultravioletti (UV) -desinfiointi sen lukuisten etujen vuoksi.
Tässä on viisi avaintekijää, jotka auttavat sinua valitsemaan oikean UV-desinfiointijärjestelmän
1.Varmista riittävä esisuodatus ennen UV-käsittelyä
UV-desinfiointi on erittäin tehokas menetelmä patogeenisiä mikro-organismeja vastaan. Monissa tapauksissa UV vaatii kuitenkin riittävän esisuodatuksen ennen UV-käsittelyä suurempien hiukkasten ja kiintoaineiden suodattamiseksi, jotka voivat luoda varjostavan vaikutuksen (suojan) mahdollisesti haitallisille mikro-organismeille, estäen niitä saamasta tarvittavaa UVC-valoaltistusta.
Oikea esisuodatusmenetelmä ja silmäkoko/huokoskoko riippuvat monista tekijöistä, kuten virtausnopeudesta, suspendoituneiden kiintoaineiden määrästä, sisäänottoveden tyypistä ja UV-läpäisevyydestä. UV-läpäisykyky (UVT) kuvaa UV-desinfioinnin tehokkuutta mittaamalla vesinäytteen (usein 10 mm) läpi aallonpituudella 254 nm kulkevan valon prosenttiosuutta.
UVT voi vaihdella merkittävästi meriveden, murtoveden, makean veden ja ottopaikan välillä. Esimerkiksi pintavettä värjää humusaine monin paikoin Skotlannissa ja Norjassa. Alle 60 % UVT-arvo ei ole epätavallinen ottovedelle, mikä tarkoittaa, että UVT RAS:ssa on vielä pienempi.
Myös bakteerit ja virukset vaihtelevat kooltaan, mikä on otettava huomioon esisuodatusta suunniteltaessa. Erityisesti lohenviljelyssä Ultrafiltration (UF) -järjestelmien kysyntä on kasvanut, sillä se pystyy poistamaan vedestä bakteereja ja viruksia jopa 4log (viruksenpoisto). UV-käsittely ja ultrasuodatus yhdessä pystyvät luomaan ns. "kaksoisesteen" sairauksia vastaan, koska ne täydentävät toisiaan.
Norjan eläinlääkintäinstituutin ohjeissa suositellaan vähintään, että< 300="" µm:n="" suodatus/seulonta="" tulee="" suorittaa="" ennen="" uv-käsittelyä.="" yleisenä="" peukalosääntönä="" on="" kuitenkin="" edelleen,="" että="" esisuodatus="" on="" 40="" mikroniin="" asti="" ja="" sameus="" 3="">
2. Imu-UV-järjestelmän oikea mitoitus
UV-järjestelmän oikea mitoitus on tärkein tekijä suojaavan "palomuurin" mikro-organismeja vastaan ottoveden käsittelyjärjestelmässä. Oikea mitoitus edellyttää useita tekijöitä, kuten oikein käytetty UV-annos, lampputekniikka, UV-järjestelmän hydraulinen tehokkuus ja sen hyväksynnät vesiviljelyn käyttöön.
Kuinka käyttää oikeaa UV-annosta
UV-säteily inaktivoi mikro-organismeja vahingoittamalla niiden DNA:ta ja RNA:ta, mikä estää niitä lisääntymästä ja aiheuttamasta infektioita. Mikro-organismien inaktivointikyky UV:llä riippuu käytetystä UV-annoksesta (kutsutaan myös fluenssiksi), yleensä mJ/cm2 tai J/m2, joka on UV-valon intensiteetin, viipymäajan ja UV-läpäisykyvyn tulos veden läpi. DNA:n absorbanssi on korkea germisidisellä alueella 200–300 nm, mikä johtaa tehokkaaseen desinfiointiin 254 nm:ssä.
Soluissa on mekanismeja, jotka korjaavat DNA:n/RNA:n vaurioita. Mitä pienempi UV-annos mikro-organismille käytetään, sitä suurempi mahdollisuus valoreaktivaatioon (valokatalysoitu korjaus) ja pimeän tilan korjausmekanismiin. Tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että 15 mJ/cm2:n UV-annoksen yläpuolella ei läheskään ole mahdollisuutta fotoreaktivoitumiseen käyttämällä yleisiä UV-lampputekniikoita.
On tärkeää ymmärtää tavoite UV-annos, jotta tilalle tuleva vesi voidaan desinfioida tehokkaasti. Yleensä bakteerit ovat herkempiä UV-valolle kuin useimmat muut virukset. Esimerkiksi lohikalateollisuudessa yleisimmin kohdennetut mikro-organismit, joiden vähennys on vähintään 3 log (99,9 %), ovat:
· Tartuttava haimanekroosivirus (IPNV)
·Aeromonas salmonicida
·Vibrio anguillarum
· Tartuttava lohen anemiavirus (ISAV)
·Vibrio salmonicida
·Yersinia ruckeri
IPNV on myös yksi tieteellisessä kirjallisuudessa raportoituista UV-resistenteimmistä viruksista, ja se vaatii vähintään 246 mJ/cm2 UV-annoksen.
Kuinka valita paras lampputekniikka imuveden UV-järjestelmään
UV-järjestelmät, jotka perustuvat amalgaami-matalapaineisiin korkeatehoisiin UV-lamppuihin (LPHO), tarjoavat monokromaattista UV-säteilyä aallonpituudella 253,7 nm, mikä tekee niistä vesiviljelyn yleisimmin käytetyt desinfiointijärjestelmät. Matalapainelampputeknologiaan perustuvaa UV-säteilyä voidaan soveltaa myös otsonijäämien tuhoamiseen. Otsonijäämät tuhoutuvat UV-valolla aallonpituuksilla 250 – 260 nm.
Keskipainelampputeknologiaan perustuvia UV-järjestelmiä, jotka tuottavat UV-valoa laajemmalla spektrillä (200 – 400 nm), on myös saatavilla, mutta niitä ei käytetä niin yleisesti maavesiviljelyn desinfiointiin, koska niiden käyttökustannukset jatkuvat korkeammalla.
Verrattuna amalgaamimatalapaineisiin korkeatehoisiin lamppuihin (LPHO), keskipainelamput (MP) kuluttavat enemmän sähköenergiaa bakteereja tappavan valon yksikköä kohden kuin LPHO-lamput, jotka vaativat 2-3 kertaa enemmän tehoa. MP-lamput muuttavat yleensä vain 15 % syöttöwateistaan käyttökelpoisiksi UV-C-wateiksi, kun taas matalapainelamput voivat olla jopa 40 % tehokkaita. Lisäksi MP-lamppujen korkeampi käyttölämpötila (jopa 900°C) voi lisätä kvartsiholkkien likaantumista. Tämä lisää holkkien puhdistuksen tarvetta, mikä johtaa useammin likaantuneiden komponenttien, kuten lamppuholkkien ja anturiikkunoiden, vaihtoon.
MP-lampputeknologiaan perustuvissa UV-järjestelmissä on etunsa silloin, kun sovellus vaatii suurta UV-intensiteettiä pienellä jalanjäljellä. Paras esimerkki on kaivoveneasennus sekä muut sovellukset, joissa asennustila on hyvin rajallinen, eikä jatkuvaa käyttöä vaadita.
Päätös käyttää tiettyyn UV-lampputeknologiaan perustuvaa UV-järjestelmää tulee perustua käyttö- ja suunnitteluetuihin ottaen huomioon UV-lampun ominaisuudet ja erityisesti paikkakohtaiset olosuhteet.
Varmistetaan UV-järjestelmän optimaalinen hydraulinen tehokkuus
Hydraulinen tehokkuus tarkoittaa optimaalista ja tasaista UV-altistusta kaikille mahdollisille patogeeneille, jotka kulkevat kammion läpi minimaalisella painehäviöllä.
Ongelmat veden tasaisen sekoittumisen saavuttamisessa johtuvat usein optimoimattomista virtausnopeuksista koko UV-reaktorissa, jotka johtuvat väärästä reaktorikonfiguraatiosta ja UV-lamppukonfiguraatiosta, joka ei vastaa veden ominaisuuksia. Esimerkiksi UV-lamppu, joka on järjestetty ristiin tulovirtauksen kanssa, johtaa erittäin lyhyeen viipymäaikaan UV-lampun molemmilla puolilla ja lähellä reaktorin seinämän sivuja.
Tulovirtauksen suuntaisesti sijoitetut UV-lamput tarjoavat pidemmän viipymäajan, mikä johtaa tasaisempaan virtauksen jakautumiseen, mikä johtaa tasaiseen annosjakaumaan, mikä johtaa lähes ihanteelliseen suorituskykyyn.
Tasaista sekoittumista UV-annoksen lisäämiseksi edelleen vahvistetaan usein käyttämällä ohjaimien sisäisiä välilevyjä. Veden lopullinen hydraulinen käyttäytyminen UV-reaktorissa analysoidaan käyttämällä Computational Fluid Dynamics (CFD-analyysi), kuten yllä olevasta kuvasta näkyy.
Yhteenvetona voidaan todeta, että eri reaktorikonfiguraatioiden tuottama kokonais UV-annos ja suorituskykysuhteet vaihtelevat veden erilaisten UV-läpäisy- ja virtausnopeuksien sekä vaihtelevien UV-lamppujen voimakkuuksien vuoksi.
Vesiviljelyspesifisen UV-järjestelmän hyväksynnän hankkiminen
Koska maailmassa on lukuisia UV-järjestelmien valmistajia, luotettavien yritysten antamat sertifikaatit tulevat ajankohtaiseksi, jotta varmistetaan valmistajien tuotteiden kelpoisuus.
AGUA TOPONE on virallisesti hyväksytty Norjan eläinlääkintäinstituutissa (NVI). NVI on biolääketieteen tutkimuslaitos ja valtakunnallinen johtava kalojen ja maaeläinten bioturvallisuuden osaamiskeskus.
Lisäksi teknologia on todennettu vedenkäsittelyyn EU:n ympäristöteknologian todentamisohjelman (ETV) kautta. ETV on validointi, joka todentaa tekniikat pätevien kolmansien osapuolten kautta käyttämällä testituloksia varmistaakseen, että ympäristöteknologian suorituskyky on tieteellisesti todennettu.
3. UV-desinfiointijärjestelmän toiminnan optimointi
UV-desinfiointijärjestelmän toiminnan optimoinnin tarkastelu hyödyttää useita tekijöitä, kuten kustannustehokkuutta, ajansäästöä ja turvallisuutta.
Tärkeä taloudellinen näkökohta on selvittää, kuinka UV-järjestelmää käytetään energiatehokkaasti samalla, kun säilytetään vaadittu UV-annostaso. UV-järjestelmän tulee toimia tulevan vesivirtauksen ja tavoiteltuun UV-annokseen perustuen. Esimerkiksi, jos virtausnopeus ei ole huipussaan, UV-järjestelmän pitäisi pystyä himmentämään lamput energian säästämiseksi säilyttäen samalla tavoiteltu UV-annos. Tämä ominaisuus tunnetaan myös nimellä "annoksen tahdistus". Lisäksi sen pitäisi pystyä antamaan signaali virtausreleelle pysäyttämään virtaus vikatapauksissa.
NVI-hyväksynnän mukaan virtausrele on liitettävä venttiiliin tai vastaavaan laitteeseen, joka ohjaa veden virtausta UV-yksikön läpi.
Kuinka seurata UV-desinfiointijärjestelmän suorituskykyä
UV-järjestelmä on varustettava asianmukaisella valvontajärjestelmällä reaktorin sisätilan tilan seurantaa varten. UV-intensiteettiä, virtausnopeutta, lampun käyttötunteja, UV-annosta, yksittäisen UV-lampun suorituskykyä ja kammion lämpötilaa tulee seurata jatkuvasti järjestelmän PLC:llä. Lisäksi seuraavat tiedot tulee säilyttää vähintään lokissa:
·Päivämäärä ja aika
·Lämpötila
·Säteilyvoimakkuuden arvo
· UV-annos
·Virtaus
· Suurin sallittu virtaus
·UV-annoksen asetuspiste
Automaattisen pyyhintäjärjestelmän tehokkuus UV-desinfiointijärjestelmässä
Kuten aiemmin mainittiin, tulevan veden ominaisuudet voivat vaihdella merkittävästi. UV-järjestelmä menettää optimaalisen desinfiointikykynsä, jos UV-lamppuja suojaaviin kvartsiholkkiin jää saostumia.
Likaantumistapoja on erilaisia riippuen veden lähteestä. Yleisesti ottaen edistyksellinen ja kestävä automaattinen pyyhinjärjestelmä on tehokas jopa sitkeimmänkin hilseilyn torjumiseksi ilman, että tarvitaan CIP (clean-in-place) -kemiallista puhdistusta. Tämä johtaa vaarallisten kemikaalien käsittelyn, lisäkulujen, seisokkien ja käyttökustannusten eliminoitumiseen samalla, kun järjestelmä pysyy käynnissä.
Kuinka valita oikea materiaali UV-reaktoriin ja ohjauskaappiin
Imuveden lähteestä riippuen ympäristö voi olla erittäin syövyttävää suolaliuoksen tai ilmankosteuden vuoksi. Tämä voi olla haastava asetus yleisesti käytetyille materiaaleille UV-reaktoreissa ja ohjauskaapeissa.
AGUA TOPONE on kehittänyt UV-stabiloidun polypropeenin (PP), joka on kestävä materiaali lämpimän meriveden sovelluksiin syövyttämättömän rakenteensa ansiosta. Kylmän meriveden ja makean veden sovelluksiin AGUA TOPONE on valmistettu sisältä ja ulkoa sähkökiillotetusta SS316L:stä. Tämä varmistaa paremman korroosionkestävyyden ulkopuolelta ja paremman UV-valon suorituskyvyn sisäisen heijastuksen ansiosta.
Kaikki ohjauskaapit on valmistettu lasikuituvahvistetusta muovista (GFRP), jossa on passiivinen tai aktiivinen jäähdytys, jolloin kaappien sisäosat ovat suojassa ulkoisilta tekijöiltä.
4. UV-desinfiointijärjestelmän huolto
Tehokas UV-desinfiointi edellyttää UV-järjestelmän määräaikaista huoltoa. Huoltotaajuus vaihtelee paljon eri valmistajien välillä riippuen järjestelmän tehosta, kestävyydestä ja luotettavuudesta.
Kaikki AGUA TOPONEUV -järjestelmät on suunniteltu vaatimaan ehdottoman vähän huoltoa, ja niissä on käytetty vankkoja ja kestäviä komponentteja, jotka tarjoavat poikkeuksellista käyttömukavuutta. Vuosikymmenten tutkimus-, kehitys- ja innovaatiotoiminta on mahdollistanut asiakkaillemme luotettavia järjestelmiä, jotka ovat edullisia asentaa ja käyttää sekä riittävän huoltovapaita, jotta ne ovat muidenkin käytettävissä.
5. Asianmukainen viestintä valmistajan ja loppuasiakkaan välillä
Viimeisenä mutta ei vähäisimpänä asianmukaisen viestinnän merkitystä UV-järjestelmän valmistajan ja RAS-järjestelmän operaattorin välillä ei voi aliarvioida.
Täydellisen teknisen tuen tarjoavan toimittajan valitseminen on erittäin tärkeää hätätilanteissa, joissa tarvitaan nopeaa toimintatukea. Tämä korostaa 24 tunnin tuen tarvetta teknisten insinöörien kanssa, jotka ovat valmiita auttamaan aikavyöhykkeestä riippumatta.
AGUA TOPONE on UV-desinfiointijärjestelmien valmistaja, joka tarjoaa asiakkailleen kattavaa tukea koko prosessin ajan vaatimusten asettamisesta jatkuvaan käyttöprosessiin. Vastuumme ei lopu heti, kun järjestelmä lähetetään.
Ota rohkeasti yhteyttä, jos haluat lisätietoja siitä, kuinka voimme auttaa sinua.
