Döngülü Su Tarım Sistemlerinde Ültrasoy Kirliliği Sınıflandırma ve İşlevleri

Döngülü Su Tarım Dezinfeksiyon Sistemi

Döngülü su tarım sistemlerinde, bakteri ve virüslerin tehlikeleri küçümsememelidir. Bakteriler suyun çözünmüş oksijenini büyük miktarda tüketir, bu da besi organizmaların oksijen eksikliği yaşamasına, yavaş büyümeye ve hatta ölümüne neden olur. Patojenik bakteriler gibi  Flavobacterium columnare ve Aeromonas hydrophila yabancı organizmaların çiftleştirilmesinde ajinlik gibi hastalıklara neden olabilir, bu da büyük ölçekli ölümlere ve su ürünleri üreticileri için önemli ekonomik kayıplara yol açar. Viral enfeksiyonlar hızlı yayılımla ve kontrol edilmesi zorluğlarıyla karakterize edilir, kısa bir sürede birçok yetiştirilen bireyi enfekte edebilir, fiziolojik fonksiyonlarını bozabilir ve sucul tarım verimliliğini ciddi şekilde etkileyebilir.

Ultraviyole (UV) ışını ve ozon, bakterileri ve virüsleri öldürmede son derece etkilidir. UV ışınları, güçlü radyasyonlu ışık dalgaları aracılığıyla mikroorganizmaların hücre zarını işgal eder, çekirdeğe ulaşır ve DNA çift-helix yapılarını kırar; bu da bakterilerin çoğalmasını önler ve ölümüne neden olur. Suyun içinde asılı bulunan bakteri mikroorganizmalarına karşı özellikle etkilidir. Ozon ise güçlü oksidasyon özellikleriyle bakterilerle ve virüslerle hızlı bir şekilde reaksiyon girerek onların organel'lerini, DNA'sını ve RNA'sını yok eder ve hücre permeabilitesini değiştirir; bu da hücre lisisine ve ölümüne neden olur. Baktırölyezlendirici hücreler, sporlar, virüsler ve mantarlar gibi çeşitli mikroorganizmaları öldürebilir. İyi bir yayılabilirlik özelliği sayesinde, ozon ölü açılar olmadan tüm sucul tarım suyunu desenfekte edebilir.

UV Sterilizasyonu

1. Kurulum Yöntemi ile Sınıflandırma

UV jerridörlemeleri, kurulum yöntemi temelinde iki türe ayrılır: boruya monte edilen ve kanala monte edilen:

• Boru monte UV steryleleştirme lambaları genellikle döngülü su besleme hattlarının içinde kurulur. Su, steryleleştirme lambası olan boru bölümüne doğrudan akar, bu da su ile UV ışığı arasındaki tam teması sağlar ve böylece akan suyu etkili bir şekilde steryleleştirir. Avantajları, sistemle iyi entegre olan kompakt bir yapıya sahip olmaları ve nispeten düşük akım oranlarına sahip olan su steryleleştirme senaryoları için uygun olmalarıdır.

• Kanal monte UV steryleleştirme lambaları, belirli bir genişlik ve derinliğe sahip açık su kanallarının üzerinde veya yan taraflarına genellikle kurulur ve kanalda akan suyu irdeliyor ve steryleştiriyor. Büyük hacimdeki suyu kaplayabilirler, bu da büyük akım oranlarını ve açık su gövdelerini işlemede uygundur, UV ışığının büyük bir alanın suyunun etkili bir şekilde irdelendiğinden emin olunmasını sağlar ve steryleleştirme performansını garanti eder.

2. Gerilim Intensitesine Göre Sınıflandırma

UV steryleştirmesi lambaları, voltaj şidditi temelinde iki türe ayrılır: düşük basınç ve orta basınç:

Düşük basınç (LP) UV steryleştirmesi lambaları nispeten düşük voltajlarda çalışır ve genellikle tek dalga boyundaki UV ışığı üretir, çoğunlukla etrafında 254 nanometre . Bu dalga boyu, önemli bir mikrobiyal etkiye sahip, düşük enerji tüketimi ve iyi kararlılıktır. Ancak, güçleri nisbi olarak sınırlıdır, bu da onları küçük ölçekli uygulamalar için veya aşırı yüksek steryleştirme şidditi gerektiren yerlerde kullanılmaya elverişsiz kılar.

Orta basınçlı (MP) UV jermiselleştirme lambaları, daha yüksek voltajlarda çalışır ve daha geniş bir kapsama sahip çok dalgınlıklı UV ışığı oluşturur, güçlü jermisyonal yeteneğe sahiptir. Daha fazla güce sahip olmaları sayesinde, büyük akım ve çok kirli su cisimlerinin hızlı bir şekilde tedavisini sağlarlar. Ancak, daha fazla enerji tüketirler ve ekipman maliyetleri daha yüksektir, bu da onların genellikle jermiselleştirme verimliliği ve tedavi kapasitesi konusunda yüksek gereksinimler olan büyük ölçekli tekrar dolaşım sucul hayvan yetiştiriciliği sistemlerinde kullanılmalarını sağlar.

3. UV Jerrileştirme İlkeleri ve Etkileyen Faktörler

UV ışığı, elektromanyetik radyasyonun bir türüdür ve birden fazla dalga boyu bandına bölünmüştür. Sterilizasyon için kullanılan ana band UVC bandı (200-280 nanometre) olup, jermisitik amaçlar için en etkili dalga boyu yaklaşık olarak 254 nanometredir. Mikroorganizmalar olan bakteriler gibi tekrar dolaşan su, UV sterilizasyon lambasının ıradiasyon bölgesinden geçerken, mikrobiyal hücrelerin içindeki genetik maddeler (örneğin DNA veya RNA), UV fotonlarının enerjisini emer. Bu genetik maddelerdeki kimyasal bağlar, yeterli UV enerjisi emdikten sonra kırılır—örneğin, DNA çift sarmal yapısındaki hidrojen bağları tahrip edilir—böylece replikasyon ve transkripsiyon gibi genetik bilgi süreçleri bozulur. Bu, bakteri gibi mikroorganizmaların çoğalmasını engeller ve bu da onların ölümüne neden olur, böylece tekrar dolaşan suyu sterilize eder ve su kalitesi güvenliğini sağlar, aynı zamanda yetiştirilen organizmalar için sağlıklı bir büyüme ortamı oluşturur.

Döngülü sucul tarım sistemlerinde UV steryilizasyonun etkinliğini etkileyen ana faktörler şunlardır:

1.UV Dozu

UV dozu, UV şiddnşesi ve irdeliye zamanı ile belirlenir ve steryilizasyon etkinliği için kritiktir. Yetersiz doz, bakteriler ve virüsler gibi mikroorganizmaların DNA veya RNA yapısını bozamaz ve bu da etkisiz steryilizasyona neden olur. Sadece hedeflenen mikroorganizmalar tarafından gereken spesifik doza ulaşıldığında iyi bir steryilizasyon oranı sağlanabilir.

2.Su Karbışırlığı

Suda bulunan asımlar ve organik parçacıklar karbışırlığı artırır. Bu kirletici maddeler, UV ışığını dağıtır ve emer, bu da ışığın sudaki geçişini engelleyerek mikroorganizmaların gerçek UV maruziyetini azaltır ve böylelikle steryilizasyon verimliliğini düşürür. Karbışırlık ne kadar yüksekse, UV ışığı o kadar çok zayıflar ve steryilizasyon kapasitesi o kadar daha kötüleşir.

• Su Akış Hızı

Çok hızlı bir su akış hızı, mikroorganizmaların UV ışıma bölgesinde kalma sürelerini kısaltır ve bu da yeterli UV dozajını almalarını engelleyerek sterilizasyonun tamamlanmasını önler. Çok yavaş bir akış hızı ise, ışıma süresini sağlarken de döngülü su sisteminin genel verimliliğini etkileyebilir.

• Mikrobiyal Türlere

Farklı mikroorganizmalar, UV ışığına karşı değişken toleranslara sahiptir. Örneğin, özel yapısı nedeniyle bakteriyel sporlar, normal bakteriyel hücrelere göre UV ışıma karşısındaki daha fazla direnç gösterir. Hücre yapısına sahip olmayan virüsler de, bakterilerden farklı olarak UV duyarlılıklarında farklılık gösterir. Dolayısıyla, mevcut mikroorganizma türleri sterilizasyon etkinliğini etkiler.

• Lamba Eskişme Derecesi

Kullanım süresi arttıkça, UV lambalarının ışık verimliliği gradually azalır, çıkan UV yoğunluğunu ve sağlanan etkili sterilizasyon dozajını düşürür. Bu da lambaların yeni kuruldukları zamanlara kıyasla sterilizasyon performansında bir azalmaya neden olur.