
قسمت سوم :
مقدمه
قسمت سوم این کتاب که توسط زیست شناسان در Hydrotech AB در سوئد، یک شرکت پیشرو در تکنیک های تصفیه آب در انواع دستگاه تصفیه آب تالیف شده است. و می خواهیم مشتریان خود را مطلع سازیم که فیلترهای تصفیه آب ما چگونه می توانند به عنوان بخش یکپارچه دستگاه تصفیه آب و سیستم های استفاده مجدد آب ، و به عنوان انتهای خط دستگاه تصفیه آب جهت بهبود کیفیت آب تطبیق داده شوند.
فهرست مطالب در این مقاله:
1. تعریف رسرکولاسیون (DEFINITION OF RECIRCULATION)
2. اجزای سیستم های بازچرخشی (COMPONENTS OF RECIRCULATED SYSTEMS)
3. ضایعات حاصل از پرورش ماهی (WASTE FROM FISH FARMING)
4. فیلتراسیون ذره ای در دستگاه تصفیه آب (PARTICLE FILTRATION)
5. فیلتراسیون بیولوژیکی در دستگاه تصفیه آب (BIOLOGICAL FILTRATION)
6. بحث (DISCUSSION)
3-ضایعات حاصل از پرورش ماهی
تمام ضایعات ناشی از تغذیه به سیستم افزوده می شوند. غذای خشک مدرن برای گونه های خاص تولید می شود، اما به طور کلی امروزه تمام مواد غذایی دارای انرژی بالا می باشند.
تصویر 6
تصویر 7. محل تخم ریزی سالمون - تصویر 8. سالمون در یک مخزن
برای برآورد مناسب تصفیه آب و تهویه آب پایین دست، باید بدانید چه نوع و چه مقدار ماده زائد تولید می شود.
یک کیلوگرم غذای خشک برای به عنوان مثال سالمون یا مارماهی تقریبا به صورت زیر تشکیل می شود:
* 9.45 kcal/g که در اغلب برچسب های غذای ماهی مشاهده می شود بسیار بالا می باشد، به دلیل میزان بالای روغن ماهی (اسیدهای چرب اشباع نشده)، این مقدار کمتر خواهد بود.
نیتروژن به لحاظ وزن تقریبا 16% در پروتئین ها وجود دارد. بار آلی از پروتئین، چربی و کربوهیدارت ها تشکیل شده و به طور نرمال به صورت عبارات غیرمستقیم بیان می شود چون آنالیز شیمیایی دشوار است. می توان آن را به صورت تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی (BOD) یا تقاضای اکسیژن شیمیایی برآورد کرد.
برای تولید یک کیلوگرم ماهی، بار مواد زائد را می توان در نسبت های تبدیل غذایی مختلف محاسبه کرد، در صورتی که فرض شود که نوع غذا و میزان پروتئین، چربی و فسفر، در ماهی و غذا ثابت می باشند.
بار حاصل را می توان به صورت رابطه خطی با تبدیل غذا بیان کرد:
معادله 1.
نیتروژن: میزان موجود در غذا به صورت بالا، قزل آلای کوچک دارای میزان پروتئین تقریبا 19% می باشد. تنها می تواند در طیف نرمالی از نسبت های تبدیل غذا استفاده شود. با این وجود، می تواند به عنوان راهنمایی برای بار نیتروژن و در نتیجه برآورد بیوفیلترها مورد استفاده قرار گیرد.
بار آلی:
تنفس، به عبارت دیگر مصرف اکسیژن، انرژی را برای ارگانیسم به دست می آورد. ماده آلی تجزیه شده و انرژی به ATP که شکل معمول انرژی در سلول ها است انتقال می یابد. اکسیداسیون هر گرم پروتئین، چربی و کربوهیدرات، مقادیر مختلف انرژی به دست می آورد، اما به صورت میانگین، با رژیم غذایی گوشت خواری، محاسبه شده است که رقم تبدیل، 24/3 کالری مطابق با 1 میلی گرم اکسیژن می باشد.
COD: تقاضای اکسیژن شیمیایی را می توان به صورت زیر محاسبه کرد: یک کیلوگرم غذا: 5.392 kcal/3.24= 1.664 g O2
محاسبه خروجی پتانسیل نهایی از مخازن چندان آسان نیست چون مقداری غذا برای تنفس استفاده می شود. بر اساس معادله انرژی، سرنوشت انرژی را می توان به صورت زیر توصیف کرد:
C = G + R + U + F
C= مصرف، G= رشد، R= تنفس، U= دفع، F= مدفوع
این معادله انرژی بر اساس عبارات فیزیولوژیکی بوده و همان طور که می توان از محاسبه زیر مشاهده کرد، کاهش غذا و در نتیجه محاسبه مصرف غذای واقعی به صورت دقیق بسیار مشکل است.
COD در یک کیلوگرم ماهی (قزل آلای کوچک)، 19% پروتئین و 8% چربی.
ماهی ها مبدل های بسیار موثر انرژی، تقریبا 30% از انرژی ورودی می باشند که برای رشد بدن تغییر شکل خواهد داد. اختلاف بین رشد و مصرف غذا، انرژی مصرف شده برای تنفس می باشد که بسیار مرتبط با بهای رشد است. تنفس در 70% از بار اکسیژن بالقوه تخمین زده می شود.
سرنوشت غذایی بیان شده به صورت COD از یک کیلوگرم غذا عبارت است از:
(ارقام می توانند مطابق با گونه های ماهی و نوع غذا تغییر یابند)
ضایعات غذایی و مدفوع، بار آلی را بر روی فیلتراسیون میکروغربال و فیلترهای بیولوژیکی ایجاد می کنند. عبارت کمی اغلب استفاده شده برای ماده آلی، تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی (BOD) می باشد، اما معیاری دقیق نیست، چون مصرف اکسیژن، شدت فرایند میکروبیولوژیکی را توصیف می کند.
در برخی تست ها، نشان داده شده است که در حدود 70-50% غذا و ضایعات ماهی، به آسانی قابل تجزیه زیستی می باشند و در نتیجه به صورت BOD اندازه گیری می شوند. ماده آلی غیرقابل تجزیه تا حدی در سیستم تجمع یافته و منجر به ایجاد رنگ "چای مانند" قهوه ای می گردد.
بر اساس فرضیات بالا، بار بالقوه زیر را می توان به ازای هر کیلوگرم غذای استفاده شده در مزرعه انتظار داشت:
بار بالقوه 1 کیلوگرم غذا در سیستم: 169-237 BOD
در جدول زیر، کارایی میکرو غربال بر اساس موازنه جرم در RAS محاسبه شده است:
کارایی جداسازی سایزهای مختلف شبکه میکروغربال Hydrotech به صورت درصد ماده ذره ای، مستقیما ناشی از تغذیه می باشد. پروژه "Blue label"، Fair-CT-98-9158.
در بالا، داده ها تنها مربوط به پرورش مارماهی می باشند، ارقام ممکن است برای گونه های مختلف متفاوت باشند. می توان مشاهده کرد که 30 میکرون به صورتی قابل توجه بهتر از غربال های درشت تر باشد.