一، چه چیزی باعث کدر شدن کیفیت آب RAS می شود و چه اثراتی دارد؟
سه دسته اساسی از چیزهایی وجود دارد که آب را در سیستم RAS کدر می کند:
ذرات معلق: این شامل مدفوع ماهی، خوراک هضم نشده، لخته های بیولوژیکی و میکروارگانیسم های مرده است. این ذرات معمولاً بین 0.1 تا 100 میکرومتر قطر دارند. ذرات کلوئیدی که کوچکتر از 1 میکرومتر هستند، سیستم های تعلیق پایداری را ایجاد می کنند که به سختی می توان از شر آنها خلاص شد و به آنها اجازه داد که توسط گرانش ته نشین شوند.
مواد آلی محلول: این چیزی است که وقتی پروتئین ها، اسیدهای آمینه، اسیدهای هیومیک و سایر مواد تجزیه می شوند، اتفاق می افتد. این به طور مستقیم کدورت ایجاد نمی کند، اما می تواند ذرات را با چسبیدن به آنها بزرگتر کند و نور را بیشتر پخش کند.
اجتماع میکروب‌ها: باکتری‌های نیتریفیک، باکتری‌های هتروتروف و سایر بیوفیلم‌ها به سطح ذرات می‌چسبند و بیوفیلم‌هایی تولید می‌کنند که آب را حتی کدرتر می‌کند.
راه اصلی برای اندازه گیری کدورت کیفیت آب با نگاه کردن به کدورت (NTU) است. در RAS، مقادیر کدورت تا حد زیادی تحت تأثیر مواردی مانند نرخ تغذیه، مدت زمان ماندن آب در سیستم و کارایی فیلتر قرار می گیرد. در آبزی پروری با چگالی بالا، اگر جداکننده جامد-مایع به اندازه کافی خوب کار نکند، نیتروژن آمونیاکی و نیتریت حاصل از تجزیه مدفوع باقیمانده خوراک باعث رشد میکروب ها می شود. این باعث می شود که کدورت از 50 NTU به بیش از 200 NTU فقط در 24 ساعت افزایش یابد.
2، فرآیند فیزیکی که در آن نور از آب کثیف عبور می کند
طبق قانون لامبرت بیر، نور به روش خاصی از آب عبور می کند. عمق نفوذ (Z) با کدورت (K) ارتباط منفی دارد. دو راه اساسی وجود دارد که نور در آب کدر مسدود می شود.
اثر پراکندگی: پراکندگی Mie زمانی اتفاق می‌افتد که قطر ذرات به طول موج نور (400 تا 700 نانومتر) نزدیک شود. این باعث خم شدن مسیر نوری می شود. ضریب پراکندگی برای ذرات با اندازه 0.5 میکرومتر برای نور سبز (550 نانومتر) 1.8 برابر بیشتر از نور قرمز (650 نانومتر) است. به همین دلیل است که آب کدر آبی-سبز به نظر می رسد.
اثر جذب: گروه های کروموژنیک موجود در مواد آلی محلول (DOM)، مانند اسید هیومیک و اسید فولویک، نور ماوراء بنفش (280-400 نانومتر) و نور آبی (450-495 نانومتر) را به خوبی جذب می کنند، که نحوه توزیع انرژی طیفی را تغییر می دهد.
هنگامی که کدورت از 50NTU به 200NTU می رود، عمق نفوذ نور با طول موج 550 نانومتر به شدت از 1.2 متر به 0.3 متر کاهش می یابد و نرخ تضعیف شدت به 97٪ می رسد. این چیزی است که آزمایشات نشان می دهد. این تغییر سه اثر بر موجودات آبزی پروری دارد:
اختلال دوره نوری: ماهی ها دارای سلول های مخروطی در شبکیه خود هستند که به طول موج های خاصی حساس هستند. کدورت می تواند نحوه کار این سلول ها را تغییر دهد که می تواند ساعت شبانه روزی آنها را به هم بزند. به عنوان مثال، زمانی که کدورت بالاتر از 150 NTU باشد، دوره بلوغ غدد جنسی در قزل آلای رنگین کمان 30 درصد بیشتر است.
مهار رفتار تغذیه: بسیاری از ماهی ها به دیدن محل ذرات خوراک بستگی دارند و زمانی که کدورت بیشتر از 100NTU باشد، راندمان تغذیه ماهی تیلاپیا تا 45 درصد کاهش می یابد که رشد آنها را کند می کند.
فتوسنتز محدودیت‌هایی دارد: در سیستم‌های{0}}هم‌کشتی جلبکی، وقتی کدورت از 80 NTU فراتر می‌رود، بازده فتوسنتزی ریزجلبک‌ها تا 60 درصد کاهش می‌یابد و توانایی سیستم برای حذف نیتروژن و فسفر را مختل می‌کند.
3، موارد اصلی که هنگام انتخاب باید به آنها فکر کنیدچراغ های LED ضد آب برای آکواریوم
از آنجایی که کیفیت آب RAS کدر است، لامپ های آکواریومی باید بر اساس مفاهیم "اولویت نفوذ، سازگاری طیفی و بهینه سازی بهره وری انرژی" انتخاب شوند. مسیر فنی دقیق به شرح زیر است:
1. استراتژی انتخاب طول موج
نور قرمز (620-750 نانومتر) می تواند به عمق آب رفته و نرخ نفوذ 60٪ را حتی زمانی که آب کاملاً ابری است (200NTU) حفظ کند. برای استخرهای عمیق آبزی پروری که عمق آنها بیش از 1.5 متر است، بهترین است. به عنوان مثال، استفاده از نور قرمز 660 نانومتری در پرورش ماهی قزل آلا می تواند به ماهیچه سازی کمک کند و میزان گوشت تولید شده را تا 8 درصد بهبود بخشد.
سبز روشن (495-570 نانومتر): روی ذرات با قطر 0.3-1 میکرومتر زیاد پراکنده نمی شود و برای مکان هایی با کدورت متوسط (50-150 NTU) بهترین است. هنگام پرورش میگوهای سفید آمریکای جنوبی، نور سبز 520 نانومتری می تواند به آنها کمک کند تا با موفقیت پوست اندازی شوند و خطر بیماری پوسته نرم را کاهش دهند.
نور آبی (450-495 نانومتر): خیلی عمیق نمی‌رود، اما می‌تواند از تکثیر بیش از حد جلبک‌ها جلوگیری کند. در سیستم‌های کشت هم‌زمان جلبک، باید با نور قرمز (قرمز: آبی=3:1) استفاده شود.
2. فناوری برای کنترل شدت نور به صورت دینامیکی
سیستم بازخورد کدورت: یک سنسور کدورت یکپارچه و ماژول کم نور LED که می تواند روشنایی نور را در زمان واقعی تغییر دهد. به عنوان مثال، هنگامی که کدورت از 50NTU به 200NTU می رود، سیستم به طور خودکار شدت نور را از 2000 lux به 5000 lux افزایش می دهد تا شدت نور نفوذ ثابت بماند.
حالت نورپردازی پالسی: به جای روشنایی مداوم، از انفجارهای کوتاه با شدت بالا (مانند 10000 لوکس/10 میلی ثانیه) استفاده می شود. این می تواند از طریق آب با کدورت زیاد عبور کند و انرژی کمتری مصرف کند. این آزمایش نشان می‌دهد که حالت پالس می‌تواند نرخ رشد سوف را تا 15 درصد افزایش دهد در حالی که مصرف برق را 30 درصد کاهش می‌دهد.
3. بهبود طراحی ساختار لامپ
Anti-fouling coating technology: Putting superhydrophobic nanoparticles (contact angle>150 درجه) روی بدنه لامپ تا ذرات به آن نچسبند. برای مثال، چراغ‌های ال‌ای‌دی که با فلوروسیلان پوشانده شده‌اند، پس از 30 روز استفاده مداوم، تنها 5 درصد بازده نوری خود را از دست می‌دهند. این به طور قابل توجهی کمتر از 30٪ از دست دادن نورهای درمان نشده است.
چیدمان آرایه مدولار: وسایل روشنایی را به راحتی جدا کنید تا بتوان به طور منظم تمیز و نگهداری شوند. در یک حوضچه آبزی پروری دایره ای به قطر 10 متر، شش دستگاه روشنایی مدولار 120 وات به صورت دایره ای نصب شده است. این می تواند نور را تا 40 درصد در مقایسه با حالت روشنایی مرکزی قدیمی بیشتر کند.
4. بررسی یک مورد درخواست معمولی
مورد 1: تکنیکی برای تولید ماهی قزل آلا با تراکم بالا
یک کارخانه RAS مستقر در نروژ{0}}از فناوری کنترل حلقه بسته کدورت برای تغییر نسبت طیفی LED در زمان واقعی با اندازه‌گیری کدورت استخر پرورش (50-300 NTU) استفاده می‌کند:
کدورت<100NTU: Red light makes up 70% of the light, which helps things grow; 100NTU
Turbidity>200NTU: نور قرمز 80 درصد نور را تشکیل می دهد و شدت آن به 8000 لوکس افزایش می یابد تا از نفوذ آن جلوگیری شود.
این طرح زمان رشد ماهی قزل آلا را 20 درصد کاهش می دهد و سرعت تبدیل غذا به انرژی را تا 12 درصد افزایش می دهد.
مورد 2: سیستم خرچنگ و میگو برای پرورش شرکت-
یک شرکت در جیانگسو، چین، از یک سیستم روشنایی طبقه‌بندی شده در یک استخر{0}برای پرورش میگوی سفید آمریکای جنوبی و خرچنگ دستکش چینی استفاده می‌کند.
نور آبی (450 نانومتر) رایج ترین رنگ در لایه سطحی (0-0.5 متر) است که از رشد جلبک ها جلوگیری می کند.
لایه میانی (0.5-1.5 متر): برای مطابقت با نیازهای طیفی متنوع میگو و خرچنگ، نور سبز (520 نانومتر) و نور قرمز (660 نانومتر) به طور متناوب به آنها تابیده می شود.
Bottom layer (>1.5 متر): نور قرمز با قدرت زیاد (10000 لوکس) از آب تار کف عبور می کند.
این طرح میزان بقای میگو و خرچنگ را به 92 درصد افزایش می دهد و عملکرد واحد را تا 25 درصد افزایش می دهد.
