Classificação e funções de esterilizantes ultravioleta em sistemas de aquicultura de recirculação

Sistema de desinfecção da aquicultura de recirculação

Ao recircular os sistemas de aquicultura, os riscos de bactérias e vírus não podem ser subestimados. As bactérias consomem uma grande quantidade de oxigênio dissolvido na água, levando à deficiência de oxigênio em organismos cultivados, crescimento lento e até morte. Bactérias patogênicas, como a coluna de flavobacterium e a aeromonas hydrophila, podem causar doenças como podridão em guelra e septicemia em organismos cultivados, levando a mortalidade em larga escala e perdas econômicas significativas para aquaculturistas. As infecções virais são caracterizadas por transmissão rápida e dificuldade no controle, o que pode infectar um grande número de indivíduos cultivados em pouco tempo, interrompe suas funções fisiológicas e impactam severamente a eficiência da aquicultura.

Ultravioleta (UV) e ozônio são altamente eficazes na morte de bactérias e vírus. A radiação UV penetra na membrana celular dos microorganismos através de fortes ondas de luz radiativa, atinge o núcleo e quebra a estrutura de hélice dupla do DNA, impedindo que as bactérias se reproduzam e levem à sua morte. É particularmente eficaz contra os microrganismos bacterianos suspensos na água. O ozônio, com fortes propriedades oxidantes, reage rapidamente com bactérias e vírus, destruindo suas organelas, DNA e RNA e alterando a permeabilidade celular, levando à lise e morte celular. Pode matar uma variedade de microorganismos, incluindo células vegetativas bacterianas, esporos, vírus e fungos. Devido à sua boa difusibilidade, o ozônio pode desinfetar toda a água da aquicultura sem ângulos mortos.

Esterilização UV

1. Classificação por método de instalação

As lâmpadas de esterilização UV podem ser classificadas em dois tipos com base no método de instalação: montado em tubos e montado no canal:

1 As lâmpadas de esterilização UV montadas em tubos são geralmente instaladas dentro dos pipelines de entrega de água dos sistemas de aquicultura de recirculação. A água flui diretamente através da seção do tubo com a lâmpada de esterilização, garantindo o contato total entre a água e a luz UV, esterilizando com eficiência a água que flui. Suas vantagens incluem uma estrutura compacta que se integra bem ao sistema de dutos, tornando -os adequados para esterilização de água em cenários com taxas de fluxo relativamente baixas.

2 As lâmpadas de esterilização UV montadas no canal são geralmente instaladas acima ou nas laterais dos canais de água aberta com uma certa largura e profundidade, irradiando e esterilizando a água que flui através do canal. Eles podem cobrir uma grande área de água, tornando -os adequados para lidar com grandes taxas de fluxo e corpos de águas abertas, garantindo que uma grande área de água seja efetivamente irradiada pela luz UV para garantir o desempenho da esterilização.

2. Classificação por intensidade de tensão

As lâmpadas de esterilização UV são divididas em dois tipos com base na intensidade da tensão: baixa pressão e média pressão:

As lâmpadas de esterilização UV de baixa pressão (LP) operam com tensões relativamente baixas e geralmente geram luz UV de comprimento de onda única, principalmente em torno de 254 nanômetros. Esse comprimento de onda tem um efeito germicida significativo, baixo consumo de energia e boa estabilidade. No entanto, seu poder é relativamente limitado, tornando-os adequados para aplicações de pequena escala ou locais onde não é necessária uma intensidade de esterilização extremamente alta.

As lâmpadas de esterilização UV de pressão média (MP) operam com tensões mais altas, gerando luz UV de comprimento de onda com uma cobertura mais ampla e capacidade germicida mais forte. Eles têm maior poder, permitindo um rápido tratamento de corpos d'água de grande fluxo e altamente poluído. No entanto, eles consomem mais energia e têm custos mais altos de equipamentos, tornando-os comumente usados em sistemas de aquicultura de recirculação em larga escala com altos requisitos para eficiência de esterilização e capacidade de tratamento.

3. Princípios e fatores de influência da esterilização UV

A luz UV é um tipo de radiação eletromagnética, dividida em várias faixas de comprimento de onda. A banda primária usada para esterilização é a banda UVC (200-280 nanômetros), com cerca de 254 nanômetros sendo o comprimento de onda mais eficaz para fins germicidas. Ao recircular a água que transporta microorganismos, como bactérias, flui através da área de irradiação de uma lâmpada de esterilização UV, a energia dos fótons UV é absorvida pelo material genético (como DNA ou RNA) dentro das células microbianas. As ligações químicas nesses materiais genéticos quebram após absorver a energia UV suficiente - por exemplo, as ligações de hidrogênio na estrutura da dupla hélice do DNA são destruídas - interrompendo os processos de informação genética, como replicação e transcrição. Isso impede que os microorganismos como bactérias se reproduzem, levando à sua morte e, assim, esterilizando e purificando a água recirculante, garantindo a segurança da qualidade da água e criando um ambiente de crescimento saudável para organismos cultivados.

Os principais fatores que influenciam a eficácia da esterilização UV na aquicultura de recirculação são os seguintes:

1. Dosagem UV

A dose de UV, determinada pela intensidade dos UV e tempo de irradiação, é crítica para a eficácia da esterilização. A dosagem insuficiente não pode quebrar a estrutura de DNA ou RNA de microorganismos como bactérias e vírus, levando à esterilização ineficaz. Somente quando a dose específica exigida pelos microorganismos de destino é alcançada pode ser garantida uma boa taxa de esterilização.

2. Turbidez da água

Sólidos suspensos e partículas orgânicas na água aumentam a turbidez. Essas impurezas se espalham e absorvem a luz UV, impedindo que ela penetra na água e reduzindo a exposição real de UV de microorganismos, diminuindo assim a eficiência da esterilização. Quanto maior a turbidez, mais luz UV for atenuada e mais pobre a capacidade de esterilização.

1  Vazão de água

Uma taxa de fluxo de água muito rápida reduz o tempo de permanência dos microorganismos na área de irradiação UV, impedindo -os de receber dosagem UV suficiente e levar à esterilização incompleta. Uma taxa de fluxo muito lenta, ao garantir o tempo de irradiação, pode afetar a eficiência geral do sistema de água de recirculação.

2  Espécies microbianas

Diferentes microorganismos têm tolerâncias variadas à luz UV. Por exemplo, esporos bacterianos, devido à sua estrutura especial, são mais resistentes à irradiação UV do que as células bacterianas comuns. Os vírus, sem uma estrutura celular, também diferem em sua sensibilidade UV das bactérias. Portanto, os tipos de microrganismos presentes afetam a eficácia da esterilização.

3  Grau de envelhecimento da lâmpada

À medida que o tempo de uso aumenta, a eficiência luminosa das lâmpadas UV diminui gradualmente, reduzindo a intensidade da saída UV e a dose efetiva de esterilização fornecida. Isso leva a um declínio no desempenho da esterilização em comparação com quando as lâmpadas foram instaladas recentemente.