کنترل فرآیند ذرات جامد در آب گردشی (I): اهداف کنترلی و ساختار سیستم نظارت!

کنترل فرآیند ذرات جامد در آبزی‌پروری با آب گردشی      

ذرات معلق در سیستم‌های آبزی‌پروری گردشی عمدتاً از مدفوع، طعمه باقی‌مانده، لخته‌های باکتریایی و موس ماهی تشکیل شده‌اند که بیشتر از خوراک ترکیبی داده‌شده ناشی می‌شوند و حدود 25٪ این خوراک در نهایت به ذرات معلق تبدیل می‌شود. استراتژی‌ها و روش‌های نامناسب تغذیه و حذف می‌توانند به راحتی منجر به تجمع و تجزیه ذرات معلق در سیستم شوند که در نتیجه بر سلامت ماهی و کیفیت آب آبزی‌پروری تأثیر منفی می‌گذارد. تجمع ذرات معلق باعث واکنش‌های استرسی در موجودات پرورشی می‌شود، تنفس آبششی را تحت تأثیر قرار می‌دهد و مقاومت به بیماری ماهیان را کاهش می‌دهد. همچنین تجمع ذرات معلق می‌تواند به راحتی باعث گرفتگی تجهیزات آبزی‌پروری شود. تجزیه و کانی‌سازی ذرات معلق در سیستم آبزی‌پروری گردشی منجر به افزایش محتوای نیتروژن آمونیاکی و نیتریت در آب پرورش می‌شود، تقاضای بیوشیمیایی اکسیژن را افزایش داده و بار روی فیلتر بیولوژیکی را بالا می‌برد و عملکرد نیتریفیکاسیون آن را تحت تأثیر قرار می‌دهد. بنابراین، حذف سریع ذرات معلق در سیستم آبزی‌پروری گردشی نقش کلیدی در حفظ عملکرد طبیعی سیستم تصفیه آب، جلوگیری از تخریب کیفیت آب و تضمین رشد طبیعی موجودات پرورشی دارد.

ⅰ. کنترل فرآیند ذرات جامد در آب گردشی چیست؟      

کنترل فرآیند ذرات جامد در سیستم‌های آبزی‌پروری گردشی به معنای فرآیند نظارت، حذف و تنظیم ذرات معلق (Total Suspended Solids، TSS) در بدن آب از طریق مجموعه‌ای از اقدامات تکنیکی و مدیریتی است تا از ثبات کیفیت آب اطمینان حاصل شود، سلامت موجودات پرورشی تضمین گردد و کارایی عملیاتی سیستم افزایش یابد. در سیستم‌های آبزی‌پروری گردشی، کنترل فرآیند ذرات جامد یکی از عناصر کلیدی برای اطمینان از عملکرد بهینه سیستم، حفظ ثبات کیفیت آب و تضمین سلامت موجودات آبزی است. کنترل فرآیند ذرات جامد در سیستم‌های آب گردشی شامل بخش‌های زیر می‌شود:

(1). اهداف کنترل

۱. حفظ نمودن تمیزی آب: با کنترل ذرات جامد، از تجمع آن‌ها در آب و بدتر شدن کیفیت آب جلوگیری کنید، مانند کاهش شفافیت بدن آب و فراهم کردن محیط مناسب زیست برای موجودات پرورشی. غلظت TSS را در بدن آب در محدوده قابل قبول برای موجودات پرورشی کنترل کنید (به طور کلی TSS در محدوده ۱۰ تا ۳۰ میلی‌گرم/لیتر کنترل می‌شود)

۲. کاهش بروز بیماری‌ها: ذرات جامد ممکن است پاتوژن‌ها را با خود حمل کنند یا محل مناسبی برای تکثیر پاتوژن‌ها فراهم کنند. کنترل موثر ذرات جامد به کاهش خطر ابتلای موجودات پرورشی به بیماری‌ها کمک می‌کند.

۳. بهبود کارایی سیستم: از مسدود شدن تجهیزات جلوگیری کنید، عمر تجهیزات را افزایش دهید و هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهید.

(۲). لینک کنترل

1. تغذیه مناسب: مقدار غذا دادن را به دقت محاسبه کنید تا از غذا دادن بیش از حد و باقی ماندن زیاد غذا جلوگیری شود. براساس نوع، اندازه، مرحله رشد و شرایط پرورش موجودات آبزی، یک استراتژی علمی تغذیه‌ای تعیین کنید. نصب ماشین غذا دهی خودکار و استفاده از استراتژی‌های علمی مانند غذا دادن در مقادیر کم و به صورت چندباره توصیه می‌شود تا از ورود غذای باقی مانده به بدنه آبی و تشکیل ذرات جامد جلوگیری شود.

2. بهینه کردن تراکم پرورش: براساس ظرفیت تحمل بدنه آبی و ویژگی‌های رشد موجودات پرورشی، تراکم پرورش را به طور مناسب تعیین کنید. تراکم بالای پرورش سبب افزایش مواد متابولیک موجودات زنده و در نتیجه افزایش مقدار ذرات جامد تولیدی می‌شود. بنابراین لازم است تا تراکم پرورش به موقع تنظیم شود تا از ازدحام جلوگیری شود.
(3). پایش لحظه‌ای و کنترل فرآیند

۱. پایش کیفیت آب: نصب دستگاه کدورت‌سنج جهت پایش به‌موقع یا منظم غلظت ذرات جامد، کدورت و سایر شاخص‌های مربوط به کیفیت آب از جمله اکسیژن محلول و pH آب، به‌منظور درک تغییرات ذرات جامد و کیفیت آب.

۲. کنترل هوشمند: بر اساس داده‌های پایش، از سیستم کنترل هوشمند برای تنظیم خودکار پارامترهای عملیاتی و فرآیندهای تصفیه تجهیزات مرتبط استفاده می‌شود، مانند تنظیم زمان و فرکانس کاری تجهیزات فیلتراسیون، شدت هوادهی واحد تصفیه بیولوژیکی، مقدار مواد شیمیایی اضافه‌شده و غیره، به‌منظور دستیابی به کنترل دقیق ذرات جامد.

ⅱ. سیستم پایش برای کنترل فرآیند ذرات جامد در آب گردشی    

برقرار کردن یک سیستم نظارتی برای کنترل فرآیند ذرات جامد در آب گردشی، گام مهمی در جهت مدیریت هوشمند سیستم‌های پرورش ماهی در محیط بسته (Recirculating Aquaculture Systems) است. تنها با نظارت و کنترل لحظه‌ای غلظت ذرات جامد معلق (TSS) در بدنه آب، می‌توان اقدامات تنظیمی را به موقع انجام داد تا از ثبات کیفیت آب و سلامت موجودات پرورشی اطمینان حاصل شود. برقراری یک سیستم نظارتی برای کنترل فرآیند ذرات جامد در آب گردشی نیازمند انتخاب تجهیزات نظارتی مناسب، نصب و راه‌اندازی سیستم، مدیریت و تحلیل داده‌ها و همچنین ادغام آن با سیستم کنترلی است. از طریق نظارت لحظه‌ای و تنظیم هوشمندانه، غلظت ذرات جامد معلق در بدنه آب به خوبی قابل کنترل است تا از عملکرد بهینه سیستم پرورش ماهی در محیط بسته و رشد سالم موجودات پرورشی اطمینان حاصل شود.

(1). انتخاب تجهیزات نظارتی مناسب      

برای پایش ذرات معلق در آب، استفاده از سنسور غلظت کل ذرات معلق (TSS) الزامی است.

اصل کار: اندازه‌گیری غلظت ذرات معلق در آب با استفاده از تکنولوژی نوری یا فراصوتی.

پارامترهای فنی:

محدوده اندازه‌گیری: 0-100 میلی‌گرم/لیتر یا بالاتر.

دقت: ±2٪ یا بالاتر.

سیگنال خروجی: 4-20 میلی‌آمپر، RS485، Modbus و غیره.

(2). نصب سنسور      

محل نصب:

استخر پرورش آبزیان: پایش غلظت TSS در استخر پرورش آبزیان.

ورودی و خروجی تجهیزات فیلتراسیون: ارزیابی کارایی حذف تجهیزات فیلتراسیون.

روش نصب:

غوطه‌وری: مستقیماً سنسور را در مخزن آب فرو ببرید.