ارزیابی عملکرد پروتئین اسکیمر در سامانه های آبزی پروری
خلاصه پژوهشی منتشر شده در مجله مهندسی آبزی پروری (Aquacultural Engineering)۲۰۲۳ سامانه های آبزی پروری با چرخش مجدد (RAS) به دلیل کارایی تولید بالا و پایداری زیست محیطی، راهکاری حیاتی برای تولید ماهی محسوب می شوند. با این حال، به دلیل نرخ بالای تغذیه و محدودیت در تعویض آب، حفظ کیفیت مطلوب آب در این سیستم های متمرکز دشوار است. یکی از چالش های اصلی، انباشت میکروذرات (ذرات ۱ تا ۱۰۰ میکرومتر) و مواد آلی محلول است که می تواند منجر به تکثیر باکتری ها، افزایش اکسیژن خواهی بیوشیمیایی (BOD) و تأثیرات منفی بر سلامت آبشش ماهی شود. مطالعه حاضر به منظور ارزیابی عملکرد پروتئین اسکیمرها Protein Skimmer در یک محیط تجاری، در یک مرکز RAS آب شور برای پرورش قزل آلای آتلانتیک (Salmo salar) در دانمارک انجام شده است. هدف اصلی، مقایسه تأثیر سه عامل عملیاتی کلیدی بر کارایی تصفیه آب بود: دوز ازن (O3)، مدت زمان ماند هیدرولیکی (HRT)، و طراحی پروتئین اسکیمر.
نتایج کلیدی
بر اساس نتایج تحلیلهای آماری، دوز ازن (O3) مهمترین عامل در بهبود کیفیت آب از طریق پروتئین اسکیمینگ در این سیستم تجاری RAS بود، در حالی که نوع طراحی اسکیمر و HRT تأثیرات جزئی داشتند.
1- تاثیر دوز ازن (O3) :
افزودن O3 به پروتئین اسکیمر، که یک اکسیدکننده قوی است و با تجزیه مواد آلی و منعقد کردن میکروذرات، کارایی حذف را بالا میبرد، نتایج زیر را در پی داشت:
- حذف میکروذرات و باکتریها: افزایش دوز ازن به طور قابل توجهی منجر به کاهش تعداد میکروذرات و فعالیت باکتریایی شد. بالاترین دوز یا 14 گرم ازن به ازای هر کیلوگرم خوراک به ترتیب میانگین ۵۱.۸ درصد کاهش در تعداد ذرات و ۶۰.۳ درصد مهار فعالیت باکتریایی را نشان داد.
- حذف ذرات کوچک: اسکیمینگ به تنهایی بیشتر بر حذف ذرات بزرگتر (۶ تا ۱۲ میکرومتر) مؤثر بود. اما با تزریق O3، بالاترین راندمان حذف به محدوده ذرات بسیار کوچکتر (۱ تا ۲ میکرومتر) منتقل شد.
- ریسک اکسیدانهای باقیمانده : دوزهای بالای O3 به طور قابل توجهی غلظت اکسیدانهای باقیمانده کل را افزایش داد در آب شور، این افزایش میتواند ریسک مسمومیت ناشی از تشکیل محصولات جانبی مانند برومین را در پی داشته باشد.
2- تاثیر مدت زمان ماند هیدرولیکی (HRT) :
تأثیر متوسط بر ذرات: افزایش HRTیا زمان تماس آب و حباب های ازن (از ۱.۸ به ۲.۲ دقیقه) تأثیر متوسطی بر حذف حجم کل ذرات داشت. این امر احتمالاً به دلیل افزایش زمان تماس برای به دام انداختن ذرات بزرگتر در حبابها بوده است.
3- تاثیر طراحی پروتئین اسکیمر :
عملکرد تقریباً یکسان: دو نوع پروتئین اسکیمر تجاری مورد آزمایش ،عملکردی تقریباً یکسان در حذف ذرات، کدورت و فعالیت باکتریایی نشان دادند.
جمع بندی عملیاتی
این مطالعه که در مقیاس تجاری انجام شد، نشان داد که در سامانههای RAS آب شور، دوز ازن عامل تعیینکننده اصلی در کنترل کیفیت آب است. دوز ۷ گرم ازن به ازای هر کیلوگرم خوراک در شرایط عملیاتی این سیستم، عملکرد بهینهای را ارائه کرد، به طور مؤثری کیفیت آب را بهبود بخشید و میکروذرات و فعالیت باکتریایی را کنترل کرد، بدون اینکه غلظت مانده ازن را به سطوح بالقوه خطرناک برساند. در نتیجه، پروتئین اسکیمینگ در ترکیب با دوزهای متوسط و دقیق ازن ، یک روش حیاتی برای حفظ کیفیت آب در عملیات تجاری RAS محسوب میشود.