شناخت فناوری بیوفیلتر در شیلات
×
![]()
نویسنده : عرفان پارسا(ورودی ۱۳۹۵ مهندسی شیلات)
چکیده : در پرورش متراکم ماهی نظیر سیستم پرورش مداربسته تمام اشکال و ترکیبات ازت به جزء غذای ماهی خطرناک و مضر می‌باشد. در این سیستم‌ها آمونیاک که حاصل از متابولیسم ماهی‌ها است، معمولاً با استفاده از بیوفیلترها تصفیه شده و از بین می‌رود. بیوفیلتر یکی از مهم‌ترین و کلیدی‌ترین قسمت‌های سیستم‌های مداربسته به شمار می‌آید که معمولاً از سه بخش راکتور ، بستر رشد باکتری و بیوفیلم باکتریایی تشکیل می‌شود
1- مقدمه
در پرورش متراکم ماهی نظیر سیستم پرورش مداربسته تمام اشکال و ترکیبات ازت به جزء غذای ماهی خطرناک و مضر می‌باشد. در این سیستم‌ها آمونیاک که حاصل از متابولیسم ماهی‌ها است، معمولاً با استفاده از بیوفیلترها تصفیه شده و از بین می‌رود. بیوفیلتر یکی از مهم‌ترین و کلیدی‌ترین قسمت‌های سیستم‌های مداربسته به شمار می‌آید که معمولاً از سه بخش راکتور ، بستر رشد باکتری و بیوفیلم باکتریایی تشکیل می‌شود (5). همچنین با تعویض مکرر آب نیترات از سیستم به‌راحتی دفع می‌شود. بیوفیلترها به کمک میکروارگانیسم‌ها عمل اکسیداسیون بیولوژیک آمونیاک را انجام می‌دهند. در پرورش متراکم ماهی در سیستم‌های آبراهه‌ای تمام اشکال ازته شامل نیترات – نیتریت – آمونیاک و سایر پسماندهای غذای حاوی پروتئین می‌بایستی از سیستم خارج شوند که به کمک جریان دائمی آب این اتفاق می‌افتد. در این سیستم‌ها نیز آمونیاک به فرم NH3 ماده‌ای سمی می‌باشد که نباید در محیط استخر تجمع یابد و چون در این سیستم‌ها جریان آب وجود ندارد، لذا پرورش‌دهنده می‌بایستی با استفاده از هوادهی، استفاده از زئولیت و تعویض آب و... این عمل را انجام دهد (1 و 5) اگر غلظت آمونیاک در آب از غلظت آمونیاک در خون ماهی بیشتر شود، ماهی قادر به تخلیه آمونیاک از آب‌شش خود نبوده و در این حالت مرگ‌ومیر دسته‌جمعی ماهیان به علت مسمومیت آمونیاکی اتفاق می‌افتد (2).
2- سیکل نیتروژنی در استخر
3- انواع بیوفیلتر
1- فیلتر چکه‌ای (Tracking Filter) 2- سیستم غرقابی جریان معکوس (Submerged up-flowing system) ۳- سیستم غرقابی جریان ریزشی (Submerged down-flowing system)(1).
4- مقایسه انواع بیوفیلترها
4-1- چکه‌ای
مزایا و معایب:
از مزایای بیوفیلتر می‌توان به سادگی ساخت و هوادهی طبیعی مناسب و دشواری در مسدود شدن آن اشاره کرد (1 و 4).
مهم‌ترین نقص آن این است که نسبت به فیلترهای دیگر ظرفیت نیتریفیکاسیون پایینی دارد (1 و 4).
4-2- جریان معکوس
مزایا و معایب:
مزایای بیوفیلتر جریان معکوس این است که ساختار واسطه‌ی خوبی فراهم می‌گردد و آب به خوبی در این ساختار توزیع می‌شود و تماس خوبی میان آب و واسطه‌ی فیلتر شکل می‌گیرد که بیوفیلم در آن نقطه رشد می‌کند (1 و 4). مهم‌ترین عیب این نوع بیوفیلتر، افزودن هوا یا اکسیژن با فشار می‌باشد (4).
5- انواع بسترهای بیوفیلتر (مدیا)
انواع مختلفی از بسترهای بیوفیلتر به‌صورت تجاری عرضه‌شده است که ازجمله آن‌ها می‌توان به بسترهایی از جنس سنگ (معمولاً از لیکا استفاده می‌کنند (3 و 1).)، صدف، شن، سفال مشبک و پلاستیک اشاره کرد که به‌عنوان بستر رشد باکتری‌ها و تشکیل بیوفیلم استفاده می‌شوند. از دیگر موارد برای بستر بیوفیلتر می‌توان به کاه گندم و تراشه چوب اشاره کرد (4 و 1).
5-1- ویژگی‌های یک مدیا
از ویژگی‌های یک مدیا می‌توان به فضاهای سطح بزرگ که بیوفیلم در آن قرار می‌گیرد (بر اساس نسبت سطح به حجم)، تماس مناسب میان آب و سطوح واسطه، افت فشار اندکی برای آب، پاک‌سازی آسان و سریع، توزیع یکنواخت آب در کل مدیا اشاره کرد. (1)
6- مزایا و معایب بیوفیلتر در صنعت آبزی‌پروری
از مهم‌ترین این مزایا می‌توان به کاهش هزینه‌های تولید (غذا، دارو، انرژی، نیروی کار)، افزایش بهره‌وری از طریق افزایش تولید در واحد سطح، امکان پرورش انواع گونه‌های آبزیان، کاهش ضریب تبدیل غذایی و رشد حداکثری در حداقل زمان، کاهش مصرف آب و بازیافت آب مصرفی تا %90، کنترل بیماری‌ها، کنترل مخاطرات محیطی از قبیل تغییرات دمایی، امکان تولید محصولات ارگانیک اشاره کرد و از معایب بیوفیلتر، سطح زیربنای موردنیاز بزرگ، احتمال فاسدشدن بستر، مشکلات کنترل PH و رطوبت، بالا بودن سرمایه‌گذاری اولیه می‌باشد که به‌طورکلی مهم‌ترین نقص بیوفیلتر (مدیریت) آن است (3).
منابع:
1. لاوسون، توماس. جعفری، علی. قلی زاده، محمد. جعفری باری، مهدی. اصول مهندسی آبزیان، چاپ اول، انتشارات نوربخش، 1382.
2. ستاری، مسعود. معتمد، محمد کریم. پرورش متراکم ماهی، چاپ سوم، انتشارات دانشگاه گیلان، 1387.
3. مهرابی، مسعود. مهندسی آبزی‌پروری، چاپ اول، انتشارات آموزش و ترویج کشاورزی، 1393.
4. ایرانی، عبدالجبار. حاجی مراد لو، عبدالمجید. آق، ناصر. قربانی، رسول. فصلنامه علمی – پژوهشی علوم و فنون شیلات، دوره 5،شماره 2، صفحه 1-15.
5. ایرانی، عبدالجبار. حاجی مراد لو، عبدالمجید. آق، ناصر. قربانی، رسول. مجله علمی – پژوهشی زیست‌شناسی جانوری تجربی، سال پنجم، شماره سوم، صفحه 97- 106.
در پرورش متراکم ماهی نظیر سیستم پرورش مداربسته تمام اشکال و ترکیبات ازت به جزء غذای ماهی خطرناک و مضر می‌باشد. در این سیستم‌ها آمونیاک که حاصل از متابولیسم ماهی‌ها است، معمولاً با استفاده از بیوفیلترها تصفیه شده و از بین می‌رود. بیوفیلتر یکی از مهم‌ترین و کلیدی‌ترین قسمت‌های سیستم‌های مداربسته به شمار می‌آید که معمولاً از سه بخش راکتور ، بستر رشد باکتری و بیوفیلم باکتریایی تشکیل می‌شود (5). همچنین با تعویض مکرر آب نیترات از سیستم به‌راحتی دفع می‌شود. بیوفیلترها به کمک میکروارگانیسم‌ها عمل اکسیداسیون بیولوژیک آمونیاک را انجام می‌دهند. در پرورش متراکم ماهی در سیستم‌های آبراهه‌ای تمام اشکال ازته شامل نیترات – نیتریت – آمونیاک و سایر پسماندهای غذای حاوی پروتئین می‌بایستی از سیستم خارج شوند که به کمک جریان دائمی آب این اتفاق می‌افتد. در این سیستم‌ها نیز آمونیاک به فرم NH3 ماده‌ای سمی می‌باشد که نباید در محیط استخر تجمع یابد و چون در این سیستم‌ها جریان آب وجود ندارد، لذا پرورش‌دهنده می‌بایستی با استفاده از هوادهی، استفاده از زئولیت و تعویض آب و... این عمل را انجام دهد (1 و 5) اگر غلظت آمونیاک در آب از غلظت آمونیاک در خون ماهی بیشتر شود، ماهی قادر به تخلیه آمونیاک از آب‌شش خود نبوده و در این حالت مرگ‌ومیر دسته‌جمعی ماهیان به علت مسمومیت آمونیاکی اتفاق می‌افتد (2).
2- سیکل نیتروژنی در استخر
3- انواع بیوفیلتر
1- فیلتر چکه‌ای (Tracking Filter) 2- سیستم غرقابی جریان معکوس (Submerged up-flowing system) ۳- سیستم غرقابی جریان ریزشی (Submerged down-flowing system)(1).
4- مقایسه انواع بیوفیلترها
4-1- چکه‌ای
مزایا و معایب:
از مزایای بیوفیلتر می‌توان به سادگی ساخت و هوادهی طبیعی مناسب و دشواری در مسدود شدن آن اشاره کرد (1 و 4).
مهم‌ترین نقص آن این است که نسبت به فیلترهای دیگر ظرفیت نیتریفیکاسیون پایینی دارد (1 و 4).
4-2- جریان معکوس
مزایا و معایب:
مزایای بیوفیلتر جریان معکوس این است که ساختار واسطه‌ی خوبی فراهم می‌گردد و آب به خوبی در این ساختار توزیع می‌شود و تماس خوبی میان آب و واسطه‌ی فیلتر شکل می‌گیرد که بیوفیلم در آن نقطه رشد می‌کند (1 و 4). مهم‌ترین عیب این نوع بیوفیلتر، افزودن هوا یا اکسیژن با فشار می‌باشد (4).
5- انواع بسترهای بیوفیلتر (مدیا)
انواع مختلفی از بسترهای بیوفیلتر به‌صورت تجاری عرضه‌شده است که ازجمله آن‌ها می‌توان به بسترهایی از جنس سنگ (معمولاً از لیکا استفاده می‌کنند (3 و 1).)، صدف، شن، سفال مشبک و پلاستیک اشاره کرد که به‌عنوان بستر رشد باکتری‌ها و تشکیل بیوفیلم استفاده می‌شوند. از دیگر موارد برای بستر بیوفیلتر می‌توان به کاه گندم و تراشه چوب اشاره کرد (4 و 1).
5-1- ویژگی‌های یک مدیا
از ویژگی‌های یک مدیا می‌توان به فضاهای سطح بزرگ که بیوفیلم در آن قرار می‌گیرد (بر اساس نسبت سطح به حجم)، تماس مناسب میان آب و سطوح واسطه، افت فشار اندکی برای آب، پاک‌سازی آسان و سریع، توزیع یکنواخت آب در کل مدیا اشاره کرد. (1)
6- مزایا و معایب بیوفیلتر در صنعت آبزی‌پروری
از مهم‌ترین این مزایا می‌توان به کاهش هزینه‌های تولید (غذا، دارو، انرژی، نیروی کار)، افزایش بهره‌وری از طریق افزایش تولید در واحد سطح، امکان پرورش انواع گونه‌های آبزیان، کاهش ضریب تبدیل غذایی و رشد حداکثری در حداقل زمان، کاهش مصرف آب و بازیافت آب مصرفی تا %90، کنترل بیماری‌ها، کنترل مخاطرات محیطی از قبیل تغییرات دمایی، امکان تولید محصولات ارگانیک اشاره کرد و از معایب بیوفیلتر، سطح زیربنای موردنیاز بزرگ، احتمال فاسدشدن بستر، مشکلات کنترل PH و رطوبت، بالا بودن سرمایه‌گذاری اولیه می‌باشد که به‌طورکلی مهم‌ترین نقص بیوفیلتر (مدیریت) آن است (3).
منابع:
1. لاوسون، توماس. جعفری، علی. قلی زاده، محمد. جعفری باری، مهدی. اصول مهندسی آبزیان، چاپ اول، انتشارات نوربخش، 1382.
2. ستاری، مسعود. معتمد، محمد کریم. پرورش متراکم ماهی، چاپ سوم، انتشارات دانشگاه گیلان، 1387.
3. مهرابی، مسعود. مهندسی آبزی‌پروری، چاپ اول، انتشارات آموزش و ترویج کشاورزی، 1393.
4. ایرانی، عبدالجبار. حاجی مراد لو، عبدالمجید. آق، ناصر. قربانی، رسول. فصلنامه علمی – پژوهشی علوم و فنون شیلات، دوره 5،شماره 2، صفحه 1-15.
5. ایرانی، عبدالجبار. حاجی مراد لو، عبدالمجید. آق، ناصر. قربانی، رسول. مجله علمی – پژوهشی زیست‌شناسی جانوری تجربی، سال پنجم، شماره سوم، صفحه 97- 106.
