Розробка електротехнічної системи уф-дезінфекції води для рециркуляційних аквакультурних установок

Abstract

Одним із ключових завдань функціонування установок замкненого водопостачання (УЗВ) для вирощування риби є забезпечення мікробіологічної безпеки води. Серед відомих методів дезінфекції найбільш поширеними є озонування та ультрафіолетове (УФ) випромінювання, а також їхні комбінації. Проте застосування озону супроводжується низкою обмежень: токсичністю для гідробіонтів, утворенням побічних продуктів та зниженням розчиненого кисню у воді, що знижує його придатність для УЗВ. У роботі представлено результати досліджень з розробки та впровадження електротехнічної системи ультрафіолетового знезараження води, яка працює за принципом проточного опромінення із попереднім фільтруванням. Як джерело бактерицидного випромінювання застосовано лампи низького тиску з максимумом на довжині хвилі 254 нм. Експериментальні дослідження на аквафермі з вирощування осетрових показали, що використання УФ-установки сумарною потужністю 850 Вт (10 ламп низького тиску) забезпечує стабільний бактерицидний потік на рівні 220 Вт/м² та ефективну інактивацію мікроорганізмів у системах об’ємом до 80 м³. Протягом усього періоду спостережень загальне мікробне число, загальні коліформи та E.coli не перевищували допустимих норм, а випадків бактеріальних та грибкових захворювань риби не було зафіксовано. Розроблена електротехнічна система знезараження води дозволяє підвищити надійність і біологічну безпеку функціонування УЗВ без використання озону, є енергоефективною та придатною для масштабування у промислових аквакультурних господарствах.

One of the key tasks in the operation of recirculating aquaculture systems (RAS) for fish farming is to ensure the microbiological safety of water. Among the known disinfection methods, the most widely used are ozonation, ultraviolet (UV) irradiation, and their combinations. However, the application of ozone is accompanied by several limitations: toxicity to aquatic organisms, formation of harmful by-products, and reduction of dissolved oxygen in water, which makes it less suitable for RAS. This study presents the results of research on the development and implementation of an electrotechnical UV water disinfection system operating on the principle of flow-through irradiation with preliminary filtration. As a source of bactericidal radiation, low-pressure lamps with a maximum emission wavelength of 254 nm were used. Experimental studies conducted at a sturgeon aquafarm demonstrated that the use of a UV unit with a total power of 850 W (10 low-pressure lamps) provides a stable bactericidal flux of 220 W/m² and ensures effective inactivation of microorganisms in systems with a water volume of 100 m³. Throughout the observation period, the total microbial count, total coliforms, and E. coli did not exceed permissible limits, and no cases of bacterial or fungal diseases in fish were recorded. The developed electrotechnical water disinfection system improves the reliability and biological safety of RAS operation without the use of ozone, is energy-efficient, and can be scaled for industrial aquaculture facilities.