تجهيزات و لوازم مورد نياز مزرعه پرورش ماهي

بيوفيلتر: جهت تصفيه شيميايي آب

همانطور كه قبلاً اشاره شد در اثر عمل نيترات سازي آمونياك محلول در آب حذف مي شود. عمليات نيترات سازي شامل دو مرحله است. اول تبديل آمونياك كه به نيتريت توسط باكتريهاي نيتروزموناس و مرحله بعد نيتريت به نيترات توسط نيتروباكتر انجام مي گيرد.

NH4 + 1/5O2 NO2 + H2O + 2H + e

NO2 +  O2 NO3 + e

NH4 + 2O2 NO3 + H2O + 2H

در اين فرمول براي حذف يك گرم آمونياك مقدار 6/4 گرم اكسيژن مصرف مي شود.

انرژي آزاد شده توسط نيتروموناس و نيتروباكتر مصرف مي شود تا سلولهاي جديدي رشد كند و البته رشد سلولها بسيار كند است. بازدهي ماهي هاي زيستي تحت تأثير عوامل مختلفي از جمله غلظت TAN ورودي، مقدار جريان عبوري از صافي ها، ميزان ماندگار آبي، دما، سطح صافي هاي زيستي، نوع سطح كشت و نوع صافي ( مستغرق، روان و ...) دارد.

مجموعاً عمل نيترات سازي (نيتريفكاسيون) سبب اسيدي شدن آب مي شود و بنابراين حتماً در اين سيستم بايد از نوسانات PH جلوگيري كرد و محيط بافري بوجود آورد.

 صافي چكه اي

دنيتريفكاسيون: تغييرات مرحله نهايي نتيريفكاسيون (نيترات سازي) نيترات است اگرچه گزارش منبعيبر كيفيت نيترات براي ماهيان هنوز ارائه نشده است ولي همواره بايد در سيستم مقدار آن از 200 ميلي گرم در ليتر كمتر باشد. نيترات محلول در سيستم را به دو طريق مي توان كنترل كرد.

معمولاً در سيستم هاي آب در گردشي با ظرفيت بازيافت خيلي بالا به لحاظ اينكه تعويض آب انجام نمي شود معمولاً فيلتر حذف نيترات پيش بيني مي شود و به صورت نادر زماني كه نيترات به بالاتر از حد مجاز برسد بخشي از آب سيستم در داخل فيلتر نيترات­گير وارد و با افزودن متانول و ايجاد شرايط بي هوازي مقدار نيترات كاهش مي يابد.

5CH3OH + 6NO3 ===>> 5CO2 + 3N2 + 6OH + 7H2O

علاوه بر ورش فوق روش ديگري نيز براي كاهش نيترات درون سيستم وجود دارد و آن تعويض بخشي از حجم آب سيستم با آب تازه مي باشد.

گاهي در شرايطي كه نيترات محلول در آب بالا باشد اكسيژن محلول در آب درون صافي هاي زيستي پايين باشد در قسمت رسوبات موجود در فيلترهاي زيستي ممكن است عمل نيترات زدايي انجام شود و در نتيجه مقدار نيترات سيستم كاهش مي يابد.

 صافي زيستي

در صافي هاي زيستي بر اساس محاسبات صورت گرفته مقدار سطوح مورد نياز را از جنس pvc كه به اشكال مختلف صفحه اي يا لوله اي با سطح مخصوص زياد مي سازند از ديگر شرايط مواد مواد بهتر باكتريايي سبك بودن و مقاومت برابر آب و شستشو بستر مناسب براي تثبيت و رشد باكتريها است. طبيعي است به مرور زمان ممكن است شيار بين ورقه ها يا سطح لوله ها در اثر رسوب مواد مسدود شوند و در اثر انباشته شدن و رشد موجودات زنده جريان آب كند شده و گازهاي مضر توليد نمايند. رشد موجودات زنده با شستشوي متناوب فضاي بين ورقه­ها و لوله ها كنترل مي شود. باري اين منظور بايد در طي 6 تا 8 هفته يكبار فسمتي از صافي هاي مستغرق يك حوضچه را از مدار خارج و عمل شستشوي آن را انجام داد به طوريكه بعد از حدود 6 هفته يكبار كل بيوفيلترها براي يكبار شستشو شده باشند.

 نحوي شستشو استخرها و تاسيسات

عملكرد صافي دفع نيترات به اين شكل مي باشد كه ابتدا ورودي و خروجي حوضچه اي كه قرار است صفحان آن شسته شود، قطع مي شود و بعد شير هواده مربوط به حوضچه مذكور را باز كرده و با به قليان درآوردن آب داخل آن رسوبات از صفحه ها جدا شده و در داخل آب معلق مي شوند. پس از خارج كردن آب حاوي ذرات مواد زايد مي توان آب ورودي را باز كرده و با مشاهده آب حوضچه چنانچه عمل شستشو و دفع مواد خوب انجام گرفته بود و آب آن تقريباً زلال بود شير خروجي را باز كرده و آب را وارد مدار سيستم كنيد. البته بايد در نظر داشت كه در عمل شستشو كليه ورودي و خروجي هاي حوضچه بايد بسته شود و پس از پايان عمليات مجدداً نسبت به باز كردن شيرهاي مربوط اقدام كنيد.

به نكات مهمي در مديريت سيستم بايد توجه داشت از جمله: هرگاه مقدار آمونيوم يا نيتريت افزايش يابد بايد ابتدا غذادهي قطع شود و پس از آن مقدار تعويض آب تازه افزايش يافته و سريعاً جهت رفع علت اقدام شود. و در اين وضعيت در صورتيكه دماي آب درون سيستم پايين باشد به آرامي درجه حرارت آب را تا c18 بايد افزايش داد يكي از عوامل ايجاد چنين شرايطي مي تواند اختلال در عملكرد صافي هاي زيستي باشد كه نحوه نگهداري و شستشوي آن به موقع انجام نشده و باعث عدم كارآيي باكتريهاي حذف آمونيوم و غيره مي شود. طبق برنامه هر دو ماه يكبار بايد صافي هاي زيستي شستشو شوند يعني هر سه هقته يك سلول كاملاً شسته شود تا از كاهش جمعيت باكتريها جلوگيري شود. اين امر بستگي به ميزان غذادهي و كيفيت غذاي مورد مصرف داشته و در صورت استفاده از غذاي داراي خاك و مواد پودر شده زياد شستشوي هر يك از صافي هاي زيستي بايد به دو هقته اي يكبار كاهش يابد. بچه ماهي هايي كه در هر لايه يا نوبت بايد وارد سيستم شوند، ابتدا دو هفته خارج از سالن قرنطينه شده و در بدو ورودبا فرمالين ضدعفوني شوند و پس از دو هفته مجدداً عمل ضدعفوني تكرار و بعد از سه روز از آخرين مرحله ضدعفوني در داخل سيستم رهاسازي شوند. در هنگام شستشوي صافي هاي زيستي مواردي بايد رعايت شود كه به شرح ذيل مي باشد:

1-    پمپ متانول خاموش شود.

2-    شير مربوط به حوضچه در حال شستشو بسته باشد.

3-    ارتباط حوضچه مورد نظر با ساير حوضچه هاي فيلتر قطع شود.

4-    شير پمپ شستشو را به فيلتر نيترات متصل كرد.

5-    شلنگ بالاي بيوفيلترهاي غرقابي فعال شود.

6-    آب حوضچه ها در مرحله اول بر روي فيلتر چكه اي يا داخل زهكش (اگر بوي گنديدگي يا لجن بدهد) قرار گرفته تا آب داخل حوضچه به ارتفاع 5/1-1 برسد.

7-    شير خروجي پمپ شستشو باز و شير شلنگ شستشو بسته شود.

8-    پمپ شستشوي صافي زيستي بخش مكش حوضچه شماره 1 باز شود.

9-    با شلنگ آب را روي تك تك لوله ها گرفته تا كاملاً شستشو انجام شود.

10-    پمپ شستشو در قسمت شير شلنگ شستشو باز و شير خروجي بسته شود.

11-    پمپ حوضچه روشن و مقداري آب حوضچه وارد شود.

12-    شستشوي لوله ها يك به يك انجام شود كه نتيجه آن توليد آب بسيار كثيف است.

13-    آب كثيف به سمت زهكش هدايت شده و دريچه هاي خروجي باز و شلنگ بسته شود.

14-    موارد 9 تا 13 تكرار شود تا آب كاملاً عاري از لجن شود.

15-    پمپ شستشوي صافي زيستي خاموش شود.

16-    همه شيرها دوباره به حالت اوليه بازگردند.

17-    دريچه ورودي براي حوضچه شماره 1 باز شود.

18-    شيرهاي مكش پمپ حوضچه دفع نيترات باز شود.

19-    پمپ متانول روشن شود.

مدت زمان اين عمليات براي يك حوضچه حدود 5-4 ساعت طول مي انجامد

 حذف نيترات در صافي دفع نيترات

عمل دنيتريفكاسيون در واقع امكان تبديل نيترات به گازهاي نيتروژن N2 و دي اكسيد كربن CO2 است. اين ثافي سبب مي شود كه مقدار نيترات داخل سيستم را در آب سيستم پايين آورده و در حد مجاز كه مناسب پرورش ماهي مي باشد نگه دارد. در واقع دفع نيترات شبيه جريان آب بسيار كمتر است.

آبهايي كه پايين صافي زيستي مستغرق در هنگام شستشو جمع مي شود و نيز آبهايي با كمبود اكسيژن مواجه هستند به داخل صافي دفع نيترات پمپ مي شود و با اضافه كردن مقدار لازم متانول عمل نيترات زدايي انجام مي­شود. مقدار مناسب نيترات داخل سيستم هاي مذكور حدوداً 150 ميلي گرم در ليتر است. بنابراين معمولاً عمل نيترات زدايي زماني انجام مي شود كه نيترات داخل سيستم از مقدار فوق بالاتر رود و براي شستشوي فيلتر مذكور هم بايد حداقل 4-3 هفته اي يكبار اقدام كرد.

 اشعه ماوراي بنفش (UV)

اشعه ماوراي بنفش به بخشي از طيف تابشي الكترومغناطيسي اطلاق مي شود كه طول موجي حدود nm390 نانومتر دارد. اين امواج در كشتن ميكروارگانسيتها بسيار مؤثرند. اين امواج در صورتي مؤثر هستند كه مستقيماً به ميكروارگانيستها برخورد كند و اشعه UV جذب هسته سلول مي شود و موجب تغيير ماهيت آنها مي شود. طول موج UV در دامنه 260-250 نانومتر خاصيت ميكروب كشي بيشتري دارد. مهمترين مزيت اشعه UV عدم ايجاد تغييرات فيزيكي و شيميايي آب است. در اين سيستم آب محيطي از ذرات به مخزن بسته اي وارد و بعد از عبور از ميان لامپ هاي UV از طرف ديگر خارج مي شود. معمولاً طول عمر و يا تأثيرگذاري لامپ ها 10 تا 8 ماه است پس از اين مدت تعويض مي شوند. البته طول عمر مفيد اين لاكپها كمتر بوده و توسط كارخانه سازنده اعلام مي شود.

 تنظيم كردن قسمت ها

همانطور كه قبلاً اشاره شد قسمتهاي مختلف سيستم مدار بسته بايد در كنار هم هماهنگ شوند تا سيستم بتواند به فعاليت خود ادامه دهد. از جمله اينكه در زمان پرورش در داخل حوضچه ها مرتب بايد ورودي و خروجي حوضچه­ها كنترل و شيرهاي اكسيژن رسان تنظيم شود و عناصر حساس سنجش مربوطه از جمله اكسيژن بازديد و تميز شوند تا مقدار واقعي اكسيژن داخل حوضچه ها را به نمايش گذارد در محدوده تعريف شده باشد.

 تميز كردن قسمتهاي مكانيكي

صافي توري دوار كه به منظور حذف مواد جامد معلق از آب از آن استفاده مي شود، يكي از اجزاي مهم در سيستم مداربسته مي باشد. و براي حذف ذرات بالاتر از 80 تا 60 ميكرون به كار گرفته مي شود. با هدايت آب خروجي حوضچه هاي پرورش ماهي كه حاوي ذرات دفع شده ماهي و غذاهاي مصرف نشده است به سمت اين فيلترها و گذراندن آب از توريهايي كه قطر سوراخهاي آن كوچكتر از قطر اين ذرات است با آب تصفيه شود. اين توريها بعد از گرفتن ذرات در حركت دوراني با افشانك هاي آبي كه در قسمت بيروني نصب شده است، سبب شستشوي ذرات مواد از توريها و هدايت به داخل ناوداني به خارج سيستم هدايت مي شوند و در طراحي توريهاي دوار مي­توان گردش آنها را با توجه به حجم گرفتگي توري ها بصورت خودكار تنظيم كرد.

 صافي زيستي مستغرق و چكه اي

در اين صافي ها آب از روي محيط كشت كه باكتريها بر روي آن رشد مي كنند مي گذرد و سپس از صافي خارج مي شود. مدل طراحي آن دو نوع است. وقتي كه آب از بالا به پايين جريان دارد و از بخش تحتاني فيلتر خارج مي­شود به نام Down flow filter مي باشد. و هرگاه آب از پايين به بالا جريان يابد به نام Up flow filter مي باشد. سطح مخصوص موادي كه به عنوان بستر رشد باكتريها مورد استفاده قرار مي گيرند متفاوت است.

مقدار آب عبور كرده از سطح صافي هاي زيستي m3/m2150 يا بيشتر است. آب پس از عبور از اين صافي ها كه سطح اين فيلترها m2/m3200 مي باشد به داخل حوضچه ذخيره وارد شده و سپس به مخزن اختلاط آب و اكسيژن، مخزن حاوي لامپ هاي حالا و حوضچه هاي پرورش هدايت مي شود.

آبي كه چكه اي از خروجي صافي هاي زيستي مستغرق وارد صافي زيستي چكه اي مي شود روي صفحه اي كم در سطح آن به منظور يكنواخت منافذي تعبيه شده است هدايت شده و بصورت همگن از اين منافذ روي سطوح صافي­ها پراكنده مي شود. و در زير صافي زيستي چكه اي جمع مي شود. پرورش ماهي علاوه بر حذف آمونيوم و نيتريت در صافي هاي چكه اي تهويه آب نيز صورت مي گيرد به شكلي كه با هوادهي آب را پالايش نموده و Co2 را كه در اثر فعاليت باكتريها توليد شده است، خارج مي نمايد. آب زير صافي هاي چكه اي معمولاً به شكلي به طرف حوضچه ذخيره شماره 2 جهت پمپ شدن عبور داده مي شود كه ايجاد سرعت شده و مواد زايد جدا شده از صافي مستغرق و صافي چكه اي در زير اين صافي ها باقي نماند. و به داخل حوضچه انتقال داده شود. روي صافي هاي چكه اي را روزانه  بايد برس زد تا منافذ مسدود نشوند و بعد از آنكه آب درون حوضچه ذخيره شماره 2 جمع شد با پمپ به قسمت هاي ذكر شده و حوضچه ها فرستاده مي شود.

در قسمت خروجي صافي هاي زيستي غرقابي دو خروجي وجود دارد كه يكي از آنها اصلي است كه به روي صافي چكه اي جريان دارد و يكي نيز به پمپ صافي دنتيريفكاسيون ارتباط دارد كه در صورت افزايش مقدار نيترات سيستم قسمتي از آب قسمت تحتاني حوضچه آرائي كه حاوي مواد زيادتري و اكسيژن محلول كمتري است (حدود 5/0 ميلي گرم) به داخل فيلتر مستغرق دفع نيترات فرستاده مي شود و آب به صورت يكنواخت تمام قسمت هاي حوضچه به طرف سطح جريان دارد و از آنجا به داخل صافي توري دوار هدايت مي شود.

بايد توجه داشت در عدم جريان آب در تمام صافي كه نشانه انسداد صفحات و سطوح لوله هاي مستغرق مي باشد بايد فيلتر دفع نيترات را شستشو داد. پايين آوردن نيترات در سيستم معمولاً به دو روش مقدور است. يكي با اضافه كردن آب ورودي و تعويض بيشتر آب و با استفاده در صافي دنتيريفكاسيون با پايين آوردن اكسيژن محلول ورودي زير 5/0 ميلي گرم در ليتر يا اضافه كردن متانول جهت توليد كربن فعاليت باكتريهاي هتروتروف شديداً مي شود. اين باكتريها نيترات را به N2 تبديل كرده كه به صورت حباب در سطح صافي دنيتريفيكاسيون دفع مي­شود.