भूमि-आधारित औद्योगिक पुनर्चक्रीय मत्स्य पालन प्रणाली (RAS) प्रक्रिया और पैरामीटर डिज़ाइन (हिस्सा 3): जल की गुणवत्ता पैरामीटर

पुनर्चक्रण जल गुणवत्ता पैरामीटर

जल की गुणवत्ता पैरामीटर और डिज़ाइन मानक पुनर्चक्रण जल उपचार प्रणाली डिज़ाइन और संचालन प्रबंधन के लिए आधार बनाते हैं। नीचे प्रदर्शित चित्र और पैरामीटर  इंजीनियरिंग टीम :

1. ठोस कण हटाने की प्रणाली का डिज़ाइन

कुल अवस्थित कण (TSS) पुनर्प्रवाही मत्स्य संचालन प्रणाली (RAS) में पानी में ठोस कणों को मापने के लिए आमतौर पर एक पैरामीटर के रूप में उपयोग किया जाता है। यह मुख्य रूप से एक इकाई पानी में 1 माइक्रोन से बड़े कण का कुल मात्रा संबंधित है। पुनर्प्रवाही पानी प्रणाली में, TSS में मछली के गobar, शेष भोजन, जैविक फ्लॉक्स (मरे हुए और जीवित बैक्टीरिया), आदि शामिल हैं। ये निष्पिष्ट कण माइक्रोमीटर से सेंटीमीटर स्तर तक बहुत अलग-अलग आकार के होते हैं। निष्पिष्ट कण पदार्थ सीधे मछलियों (विशेष रूप से ठंडे पानी की मछलियों) के स्वास्थ्य और विकास पर प्रभाव डाल सकते हैं, और जैविक फ़िल्टर पर भार बढ़ा सकते हैं। इसलिए, पुनर्प्रवाही पानी में निष्पिष्ट कणों की सांद्रता को एक विचारणीय सीमा के भीतर बनाए रखना आवश्यक है।

कुछ यूरोपीय संघ के देशों के पुन: संचालित मछली पालन प्रणाली (RAS) प्रणालियों में, उग्रजाति पदार्थ के नियंत्रण का अधिक सख्त होना सामान्य है। उदाहरण के लिए, पुन: संचालित मछली पालन प्रणाली (RAS) के लिए उपयोग की जाने वाली जल निकायों के लिए, उग्रजाति पदार्थ की सांद्रता (कुल उग्रजाति ठोस TSS द्वारा मापी जाती है) को आमतौर पर 15 मिलीग्राम/लीटर से कम रखने की उम्मीद की जाती है ताकि अच्छी जल गुणवत्ता और पारिस्थितिकी वातावरण बनाए रखे जा सके।

अमेरिका में भी मछली पालन और जल संशोधन के क्षेत्र में संबंधित जल गुणवत्ता कानून हैं। पुन: संचालित मछली पालन प्रणाली (RAS) प्रणाली में, उग्रजाति पदार्थ की सांद्रता (प्रतिदीप्तता और अन्य संबंधित सूचकांकों द्वारा परिवर्तित) के पास भी कुछ सीमाएँ होती हैं। उग्रजाति पदार्थ की सांद्रता की आदर्श सीमा 8-12 मिलीग्राम/लीटर के आसपास होती है, जिसका उपयोग मार्जीनल जीवों के जीवन और प्रजनन को विश्वसनीय बनाने के लिए किया जाता है।

चीन में फैक्ट्री आधारित पुनः संचालित पानी की मछली पालन (RAS) प्रणाली के वास्तविक संचालन में, सामान्यतः अवसरण भागिकों की सांद्रता (अवसरण ठोस SS) को 10 मिलीग्राम/लीटर से कम रखने की आवश्यकता होती है। कुछ बढ़िया प्रजातियों के लिए, जो उच्च गुणवत्ता के पानी की आवश्यकता रखती हैं, जैसे सैलमन, इसे 5 मिलीग्राम/लीटर से कम रखने की आवश्यकता होती है।

2. घुली हुई प्रदूषकों के हटाने के पैरामीटर

पानी की घुलनशीलता में घुलनशील अणुप्रणाली और घुलनशील कार्बनिक पदार्थ शामिल हैं। उनमें से, पानी में घुलनशील हानिकारक पदार्थ मुख्य रूप से अमोनिया नाइट्रोजन (NH3-N) और नाइट्राइट नाइट्रोजन (NO2--N) हैं। अमोनिया नाइट्रोजन मछलियों के बालू और त्वचा के माध्यम से रक्तस्रोत में प्रवेश कर सकता है, जिससे उनके सामान्य त्रिकार्बॉक्सिलिक एसिड चक्र को विघटित किया जाता है, उनका ओस्मोटिक दबाव बदल जाता है, और उनकी पानी से ऑक्सीजन को सोखने की क्षमता कम हो जाती है, जिससे उनका सामान्य विकास और जीवन प्रभावित होता है।

रीसर्कुलेटिंग एक्वाकल्चर सिस्टम (RAS) सिस्टम में सामान्यतः उपयोग की जाने वाली फिक्स्ड मेमब्रेन नाइट्रिफिकेशन बायोफिल्टर, किसी निर्दिष्ट जैविक पैकिंग सामग्री की सतह पर बढ़ने वाले एमोनिया नाइट्रोजन परिवर्तन बैक्टीरियल समुदाय होता है, और एमोनिया नाइट्रोजन डिफ़्यूज़ियन के माध्यम से फिक्स्ड बायोफिल्म पर स्थानांतरित होकर परिवर्तित होता है। जैविक फिल्टर प्रक्रिया डिज़ाइन का मुख्य उद्देश्य यह है कि फिल्टर में पर्याप्त नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया हों ताकि मछली के द्वारा निकाले गए एमोनिया नाइट्रोजन को हटाया जा सके, एक्वाकल्चर सिस्टम में एमोनिया नाइट्रोजन की सांद्रता निर्धारित सीमा के भीतर रहे, और मछलियों की सुरक्षा और प्रभावी विकास सुनिश्चित हो।

2.1 एमोनिया नाइट्रोजन (NH₃-N) नियंत्रण

एमोनिया नाइट्रोजन पुनःसंचारी मछली पालन प्रणाली (RAS) प्रणालियों में पानी में घुली हुई मुख्य प्रदूषकों में से एक है। यह मुख्य रूप से पाले जाने वाले जीवों के बचे हुए खाद्य और उनके अपशिष्ट से आता है। उच्च स्तर के एमोनिया नाइट्रोजन पाले जाने वाले जीवों के लिए जहरीला हो सकता है, जिससे उनकी विकास, प्रतिरक्षा और प्रजनन क्षमता पर प्रभाव पड़ता है। जैविक फ़िल्टर में, एमोनिया नाइट्रोजन को हटाने के लिए मुख्य रूप से नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया जैसे रासायनिक जीवाणुओं के द्वारा नाइट्रिफिकेशन पर निर्भरता होती है, जो एमोनिया नाइट्रोजन को नाइट्राइट और नाइट्रेट में बदलते हैं।

जब एक बायोफिल्टर का डिज़ाइन किया जाता है, तो फिल्टर सामग्री के पर्याप्त सतह क्षेत्रफल और आयतन को ध्यान में रखा जाना चाहिए ताकि नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया को उस पर बढ़ने और पुनः उत्पन्न होने के लिए पर्याप्त स्थान मिल सके। उसी समय, इनफ्लो में अमोनिया नाइट्रोजन भार को नियंत्रित करना आवश्यक है और अधिकतम अमोनिया नाइट्रोजन सांद्रण से जैविक फिल्टर पर प्रभाव डालने से बचना चाहिए। उदाहरण के लिए, इनफ्लो में अमोनिया नाइट्रोजन की सांद्रता को कम करने के लिए एक स्वचालित खाद्य पोषण मशीन का उपयोग किया जा सकता है और छोटी मात्रा में बार-बार खाने की रणनीति को अपनाया जा सकता है। बायोफिल्टर के लिए अनुमत अमोनिया नाइट्रोजन सांद्रण को बढ़ाए गए जीवों की अमोनिया नाइट्रोजन सहनशीलता और पालन के घनत्व पर आधारित निर्धारित किया जाना चाहिए। आम तौर पर, अधिकांश ताल चंचली प्रजातियों के लिए कुल अमोनिया नाइट्रोजन सांद्रण 1 मिलीग्राम/लीटर से कम रखा जाना चाहिए, और अ-आयनिक अमोनिया 0.025 मिलीग्राम/लीटर से अधिक नहीं होना चाहिए।

2.2 नाइट्राइट (NO₂⁻-N) नियंत्रण

नाइट्राइट भी पुनःपरिपथित जलकृषि प्रणाली (RAS) प्रणाली में निकट से निगरानी की जाने वाली एक जल गुणवत्ता पैरामीटर है। यह अमोनिया ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में एक मध्यवर्ती उत्पाद है और जलकृषि जीवों के लिए विषाक्त भी है। नाइट्राइट पालतू जीवों के रक्त में ऑक्सीजन के परिवहन को प्रभावित कर सकता है, जिससे ऑक्सीजन की कमी के लक्षण जैसे चर्बी, सिर उतारना और यहां तक कि मृत्यु आ सकते हैं।

डिजाइन में, यह आवश्यक है कि बायोफिल्टर नाइट्राइट को नाइट्रेट में परिवर्तित करने में प्रभावी रूप से अग्रिम कदम उठा सके। इसके लिए बायोफिल्टर में डिनाइट्राइफाइंग बैक्टीरिया की सक्रियता बनाए रखने और उन्हें उपयुक्त पर्यावरणीय प्रतिबंध, जैसे उपयुक्त घुली हुई ऑक्सीजन, प्रदान करने की आवश्यकता होती है। आम तौर पर, नाइट्राइट की सांद्रता 0.5mg/L से कम रखने की आवश्यकता होती है।

2.3 समुद्री जलकृषि पर विचार

समुद्री जल की खाराबी अपेक्षाकृत अधिक होती है, जिसमें नाइट्रियम आयन (Na ⁺ ), क्लोराइड आयन (Cl ⁻ ) , मैग्नीशियम आयन (Mg ² ⁺ ), कैल्शियम आयन (Ca ² ⁺ ), आदि। समुद्री पानी की मछली पालने वाले जीवों ने अपने लंबे समय तक के अनुकूलन के दौरान उच्च नमक परिवेश के लिए जटिल आयन नियंत्रण प्रणाली का विकास किया है। जब नाइट्राइट समुद्री जीवों में प्रवेश करता है, तो ये जीव अपने आयन नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करके नाइट्राइट के शारीरिक प्रभावों को कुछ हद तक कम कर सकते हैं। रिसर्कुलेटिंग एक्वाकल्चर सिस्टम (RAS) में, क्लोराइड आयन (Cl -) प्रतिस्पर्धी निवारण के माध्यम से नाइट्राइट (NO2-) की जहरीली ख़ूबी को मछली पालने वाले जीवों के लिए कम कर सकते हैं। विशेष रूप से, क्लोराइड आयन और नाइट्राइट दोनों को गिल की प्लेट पर च्लोराइड कोशिकाओं के माध्यम से मछली के शरीर में प्रवेश करने की आवश्यकता होती है। क्लोराइड आयन की उपस्थिति नाइट्राइट को मछली के शरीर में प्रवेश करने की कठिनाई बढ़ाती है, जिससे इसकी जहरीली ख़ूबी कम हो जाती है। आम तौर पर, जब पानी में क्लोराइड आयन की सांद्रता नाइट्राइट की तुलना में छह गुना अधिक होती है, तो यह नाइट्राइट की जहरीली ख़ूबी को मछली पालने वाले जीवों के लिए प्रभावी रूप से नियंत्रित कर सकती है। ताजा पानी की तुलना में, समुद्री पानी की मछली पालने में नाइट्राइट से कम जहरीली ख़ूबियाँ होती हैं, जो समुद्री पानी में क्लोराइड आयन की उच्च सांद्रता से संबंधित है। इसलिए, रिसर्कुलेटिंग एक्वाकल्चर सिस्टम (RAS) सिस्टम में, नमकता को सही ढंग से नियंत्रित करके नाइट्राइट की जहरीली ख़ूबी को प्रभावी रूप से कम किया जा सकता है, और मछली पालने वाले जीवों की स्वास्थ्य और सुरक्षा को सुरक्षित रखा जा सकता है।

3. घुली हुई ऑक्सीजन (DO)

एक पुनः संचालित पानी की मछली पालन प्रणाली (RAS) में, घुली हुई ऑक्सीजन (DO) एक महत्वपूर्ण पानी की गुणवत्ता पैरामीटर है। मछली और अन्य जलीय जीव अपनी फेफड़ों के माध्यम से पानी से घुली हुई ऑक्सीजन को अवशोषित करते हैं ताकि उनकी रसायनिक गतिविधि बनी रहे। अधिकांश गर्म पानी की मछलियों के सामान्य विकास के लिए आवश्यक घुली हुई ऑक्सीजन की सांद्रता आमतौर पर 5-8 मिलीग्राम/लीटर के आसपास होती है। जब घुली हुई ऑक्सीजन की सांद्रता आवश्यक स्तर से कम हो जाती है, तो जलीय जीवों की श्वसन क्षमता निरोधित हो सकती है, उनकी विकास दर धीमी हो जाती है, उनकी प्रतिरक्षा कम हो जाती है और वे बीमारियों से संक्रमित होने के लिए अधिक झुकाव रखते हैं। उदाहरण के लिए, जब घुली हुई ऑक्सीजन 2 मिलीग्राम/लीटर से कम हो जाती है, तो कई मछलियां ऊपरी भाग में सिर उठाने की स्थिति (floating head phenomenon) का अनुभव करती हैं और निम्न घुली हुई ऑक्सीजन की लम्बी अवधि तक प्रतिबंधित रहने से मछलियों की मृत्यु हो सकती है।

रिसर्कुलेटिंग एक्वाकल्चर सिस्टम (RAS) में, घोली हुई ऑक्सीजन को 8-10 मिलीग्राम/लीटर के बीच रखना सलाहित है। अधिक घोली हुई ऑक्सीजन खाने के स्तर बढ़ाने और फीड गुणवत्ता सुधारने के लिए लाभदायक है।

4. pH नियंत्रण

एक रिसर्कुलेटिंग एक्वाकल्चर सिस्टम (RAS) प्रणाली में, मछलियों के लिए उपयुक्त pH श्रेणी आमतौर पर 7.0-8.5 के बीच होती है। उदाहरण के लिए, अधिकांश ताल जल मछलियां pH 7.2-7.8 के वातावरण में अच्छी तरह से बढ़ती हैं। यह इसलिए है क्योंकि इस pH श्रेणी के भीतर, मछलियों के शारीरिक कार्य, जैसे साँस लेना और ओस्मोटिक दबाव का नियंत्रण, अपेक्षाकृत सामान्य रूप से किए जा सकते हैं। गिल के माध्यम से गैस विनिमय होता है, और पानी में उपयुक्त अम्लता या क्षारकता ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के सामान्य विनिमय प्रक्रिया को आसान बनाती है।

मछली पालने के लिए, जैसे कि दक्षिण अमेरिकी सफेद मछली, उपयुक्त pH श्रेणी लगभग 7.8-8.6 होती है। यह क्रस्टेशियंस की भौतिकीय संरचना और गतिविधि विशेषताओं के कारण है, जो उन्हें थोड़ा अधिक pH परिवेश में अधिक सजग बनाती है। उपयुक्त pH मछलियों के चादर बदलने वाले विकास के लिए लाभदायक है।

हालांकि, पुनर्परिपथित जलीय पालन प्रणाली (RAS) की प्रक्रिया के दौरान, pH मान आगे बढ़ने के साथ लगातार कम होता है, और इसलिए जल के pH मान को समायोजित करना आवश्यक है। स्वचालित pH समायोजन उपकरण का उपयोग किया जा सकता है। pH सेंसर डेटा के आधार पर जल शरीर के pH मान को स्वचालित रूप से समायोजित किया जा सकता है।