Classification et fonctions des stérilisateurs ultraviolets dans la recirculation des systèmes d'aquaculture

Système de désinfection aquaculture recirculation

Dans la recirculation des systèmes d'aquaculture, les dangers des bactéries et des virus ne peuvent pas être sous-estimés. Les bactéries consomment une grande quantité d'oxygène dissous dans l'eau, entraînant une carence en oxygène dans les organismes d'élevage, une croissance lente et même la mort. Les bactéries pathogènes telles que Flavobacterium Columnare et Aeromonas hydrophila peuvent provoquer des maladies telles que la pourriture des branchies et la septicémie dans les organismes d'élevage, entraînant une mortalité à grande échelle et des pertes économiques importantes pour les aquaculteurs. Les infections virales sont caractérisées par une transmission rapide et des difficultés de contrôle, qui peuvent infecter un grand nombre d'individus d'élevage en peu de temps, perturber leurs fonctions physiologiques et avoir un impact fortement sur l'efficacité de l'aquaculture.

Ultraviolet (UV) et l'ozone sont très efficaces pour tuer les bactéries et les virus. Le rayonnement UV pénètre dans la membrane cellulaire des micro-organismes à travers de fortes ondes lumineuses radiatives, atteint le noyau et brise la structure à double hélice de l'ADN, empêchant les bactéries de se reproduire et de conduire à leur mort. Il est particulièrement efficace contre les micro-organismes bactériens en suspension dans l'eau. L'ozone, avec de fortes propriétés oxydantes, réagit rapidement avec les bactéries et les virus, détruisant leurs organites, ADN et ARN, et altérant la perméabilité cellulaire, conduisant à la lyse cellulaire et à la mort. Il peut tuer une variété de micro-organismes, notamment des cellules végétatives bactériennes, des spores, des virus et des champignons. En raison de sa bonne diffusibilité, l'ozone peut désinfecter toute l'eau de l'aquaculture sans angles morts.

Stérilisation UV

1. Méthode de classification par installation

Les lampes de stérilisation UV peuvent être classées en deux types en fonction de la méthode d'installation: le tuyau et monté sur canal:

1 Les lampes de stérilisation UV à tuyaux sont généralement installées à l'intérieur des pipelines de livraison d'eau des systèmes d'aquaculture de recirculation. L'eau circule directement à travers la section du tuyau avec la lampe de stérilisation, assurant un contact complet entre l'eau et la lumière UV, stérilisant ainsi efficacement l'eau qui coule. Leurs avantages incluent une structure compacte qui s'intègre bien au système de pipeline, ce qui les rend adaptés à la stérilisation de l'eau dans des scénarios avec des débits relativement faibles.

2 Les lampes de stérilisation UV montées sur le canal sont généralement installées au-dessus ou sur les côtés des canaux en eau libre avec une certaine largeur et profondeur, irradiant et stérilisant l'eau qui coule à travers le canal. Ils peuvent couvrir une grande zone d'eau, ce qui les rend adaptés à la gestion des débits importants et des corps en eau libre, garantissant qu'une grande zone d'eau est effectivement irradiée par la lumière UV pour garantir les performances de stérilisation.

2. Classification par intensité de tension

Les lampes de stérilisation UV sont divisées en deux types en fonction de l'intensité de la tension: basse pression et pression moyenne:

Les lampes de stérilisation UV à basse pression (LP) fonctionnent à des tensions relativement faibles et génèrent généralement une lumière UV à longueur d'onde unique, principalement autour de 254 nanomètres. Cette longueur d'onde a un effet germicide important, une faible consommation d'énergie et une bonne stabilité. Cependant, leur pouvoir est relativement limité, ce qui les rend adaptés aux applications à petite échelle ou aux lieux où une intensité de stérilisation extrêmement élevée n'est pas requise.

Les lampes de stérilisation UV à pression moyenne (MP) fonctionnent à des tensions plus élevées, générant une lumière UV de longueur d'onde multiples avec une couverture plus large et une capacité germicide plus forte. Ils ont une puissance plus élevée, permettant un traitement rapide des plans d'eau à grand débit et hautement pollués. Cependant, ils consomment plus d'énergie et ont des coûts d'équipement plus élevés, ce qui les rend couramment utilisés dans les systèmes d'aquaculture de recirculation à grande échelle avec des exigences élevées pour l'efficacité de la stérilisation et la capacité de traitement.

3. Principes et facteurs d'influence de la stérilisation des UV

La lumière UV est un type de rayonnement électromagnétique, divisé en plusieurs bandes de longueur d'onde. La bande principale utilisée pour la stérilisation est la bande UVC (200-280 nanomètres), environ 254 nanomètres étant la longueur d'onde la plus efficace à des fins germicide. Lors de la recirculation de l'eau transportant des micro-organismes tels que les bactéries traverse la zone d'irradiation d'une lampe de stérilisation UV, l'énergie des photons UV est absorbée par le matériau génétique (comme l'ADN ou l'ARN) à l'intérieur des cellules microbiennes. Les liaisons chimiques de ces matériaux génétiques se brisent après avoir absorbant l'énergie UV suffisante - par exemple, les liaisons hydrogène dans la structure à double hélice de l'ADN sont détruites - il en perturbe les processus d'information génétique tels que la réplication et la transcription. Cela empêche les micro-organismes comme les bactéries de se reproduire, entraînant leur mort et donc stériliser et purifier l'eau de recirculation, assurer la sécurité de la qualité de l'eau et créer un environnement de croissance sain pour les organismes d'élevage.

Les principaux facteurs influençant l'efficacité de la stérilisation des UV dans la recirculation de l'aquaculture sont les suivants:

1. Dosage UV

Le dosage UV, déterminé par l'intensité des UV et le temps d'irradiation, est essentiel pour l'efficacité de la stérilisation. La dose insuffisante ne peut pas briser la structure de l'ADN ou de l'ARN des micro-organismes comme les bactéries et les virus, conduisant à une stérilisation inefficace. Ce n'est que lorsque la dose spécifique requise par les micro-organismes cibles est obtenue peut être assurée d'un bon taux de stérilisation.

2. Turbidité de l'eau

Les solides en suspension et les particules organiques dans l'eau augmentent la turbidité. Ces impuretés dispersent et absorbent la lumière UV, l'empêchant de pénétrer l'eau et de réduire l'exposition réelle UV des micro-organismes, diminuant ainsi l'efficacité de stérilisation. Plus la turbidité est élevée, plus la lumière UV est atténuée et plus la capacité de stérilisation est pauvre.

1  Débit d'eau

Un débit d'eau trop rapide raccourcit le temps de séjour des micro-organismes dans la zone d'irradiation UV, les empêchant de recevoir un dosage UV suffisant et conduisant à une stérilisation incomplète. Un débit trop lent, tout en assurant le temps d'irradiation, peut affecter l'efficacité globale du système d'eau de recirculation.

2  Espèces microbiennes

Différents micro-organismes ont des tolérances variables à la lumière UV. Par exemple, les spores bactériennes, en raison de leur structure spéciale, sont plus résistantes à l'irradiation UV que les cellules bactériennes ordinaires. Les virus, dépourvus d'une structure cellulaire, diffèrent également dans leur sensibilité aux UV des bactéries. Par conséquent, les types de micro-organismes présents affectent l'efficacité de la stérilisation.

3  Diplôme de vieillissement de la lampe

À mesure que le temps d'utilisation augmente, l'efficacité lumineuse des lampes UV diminue progressivement, réduisant l'intensité UV de sortie et la posologie de stérilisation effective fournie. Cela entraîne une baisse des performances de stérilisation par rapport au moment où les lampes ont été nouvellement installées.