توانایی بستر های مختلف نشست باکتریایی تصفیه آب در سیستم های بسته پرورش آبزیان
توانایی بستر های مختلف نشست باکتریایی تصفیه آب در سیستم های بسته پرورش آبزیان - دامیران

توانایی بستر های مختلف نشست باکتریایی تصفیه آب در سیستم های بسته پرورش آبزیان

یکی از تنگناهای اساسی دنیای امروز، کافی نبودن آب برای مصارف گوناگون اعم از شرب، صنعت، کشاورزی و محیطهای طبیعی است. نیاز روز افزون انسان به آب از یکسو و کمبود آن از سوی دیگر بویژه در مناطق خشک و نیمه خشک جهان، باعث افزایش بهره برداری از منابع آب، بخصوص منابع آب زیرزمینی شده است که این حساسیت ها را بیشتر کرده و آلودگی های دفع شده از مزارع پرورش آبزیان امروزه به یکی از دغدغه های زیست محیطی تبدیل شده و مشکلات دیگری از جمله کمبود زمین، رقابت اقتصادی و کمبود سایر منابع، صنعت آبزی پروری را به سمت سیستم های متراکم و مداربسته پیش می برد. یکی از مهمترین معایب سیستمهای مداربسته کنونی، بالا بودن سرمایه گذاری در آنهاست و این مسئله، کاربرد این سیستمها را محدود ساخته است.

بستر های نشست باکتریایی (بیوفیلتر) از بخشهای خیلی مهم و هزینه بر این سیستم ها هستند، به طوری که انتخاب نوع بیوفیلتر ، در موفقیت تکنیکی و اقتصادی سیستم مداربسته بسیار حائز اهمیت است.

تنها راه چاره برای تصفیه طولانی مدت و پویا در سیستم های پرورش آبزیان استفاده از یک واحد تصفیه زنده و فعال است که بتواند هم زمان با نوسانات تولید، ضایعات نیتروژنی را حذف کند.

پالایش زیستی آب، روشی است که از طریق آن متابولیت های تولیدی آبزیان از طریق موجودات زنده از محیط حذف می شود.

در این میان باکتری ها، جلبک ها و گیاهان در پالایش آب نقش مهمی ایفا می کنند.

حذف آمونیاک و تبدیل آن به نیتریت و نیترات توسط باکتری های نیتریت ساز (نیتروزوموناس) و نیترات ساز (نیتروباکترها) در شرایط هوازی صورت می گیرد.

بیشتر بدانید: انواع مکمل و خوراک آبزیان

حذف آمونیاک از طریق نیتریفیکاسیون در سراسر سیستم صورت می گیرد، اما سطح بالایی از نیتریفیکاسیون بدون وجود بستر باکتریایی امکان پذیر نخواهد بود.

بنابراین؛ کارایی بیوفیلترها، بخشی کلیدی و مهم در یک سیستم مدار بسته پرورش ماهی به حساب می آیند.

علاوه بر نیتریفیکاسیون، دنیتریفیکاسیون نیز می تواند باعث کاهش نیتروژن آب گردد.

گرچه، دنیتریفیکاسیون به عنوان یک راه حل ممکن برای حذف آمونیاک از یک محیط پرورشی در نظر گرفته می شود، ولی بسیاری از محیط های پرورش آبزیان آن را به کار نمی برند چون صرفه اقتصادی ندارد.

در عمل دنیتریفیکاسیون، نیترات به نیتروژن مولکولی تبدیل می شود و این کار توسط برخی از باکتری ها از قبیل جنس های سودوموناس، اکروموباکتر، باسیلوس، میکروکوکوس و کورینه باکتریوم انجام می شود.

بستر ها امروزه غالبا از مواد مصنوعی به خصوص از پلاستیک ها به عنوان محیط یا بستر کشت باکتری استفاده می شود که سطح بیشتری را برای رشد باکتری ها فراهم کرده و سبک نیز می باشند.

توانایی بستر های مختلف نشست باکتریایی تصفیه آب در سیستم های بسته پرورش آبزیان
بستر های نشست باکتریایی (بیوفیلتر) از بخشهای خیلی مهم و هزینه بر این سیستم ها هستند

برخی از این مواد به ازای هر متر مربع، بیش از ۸۰۰ متر مکعب فضا را در اختیار باکتری های شوره زا قرار می دهند.

با توجه به عملکرد هر بیوفیلتر این سوال مطرح می شود که چه بیوفیلترهایی باید در یک سیستم مدار بسته ی پرورش آبزیان به کار رود تا هم بهترین کارایی را داشته باشد و هم از نظر اقتصادی به نفع پرورش دهنده باشد.

در این راستا می توان گفت که باکتری ها توانایی قابل توجهی برای چسبیدن به سطوح جامد سنگی، چوبی و یا پلاستیکی را دارند.

در ضمن علاوه بر اینکه این مواد توانایی ایجاد سطحی برای نشست باکتری ها را دارند همچنین باید، نباید واکنش مضری با آب و املاح محلول در آن را نداشته باشند.

دکتر علی نکوئی فرد، عضو هیئت علمی گروه شیلات دانشگاه ارومیه، در تحقیق خود قابلیت ۴ نوع بیوفیلتر را مورد بررسی قرار داد.

 

براین اساس ۴ ماده شامل:

سنگ کربناتی ، زئولیت ، سنگ آذرین بیرونی و پلی وینیل کلرید ، انتخاب و توانایی این مواد در یک سیستم مدار بسته با حجم ۱۳۰ لیتر و دبی ۷ لیتر در دقیقه و با بیوفیلتری به ابعاد ۳۰×۴۰×۶۰ سانتیمتر در ۳ تکرار در هر تیمار آزمایش شد.

پس از راه اندازی سیستم و تثبیت شرایط فیزیکی و شیمیایی، اقدام به تلقیح باکتری همزمان در تمامی ۱۲ تانکر گردید.

کارآیی پالایشگرها در حذف آمونیوم ونیتریت در مدت ۳۰ روز با افزودن روزانه ۳ تا ۱۰ گرم کلرید آمونیوم در هر تانکر مورد مقایسه قرار گرفت.

اندازه گیری میزان یونهای آمونیوم و نیتریت، همچنین تغییرات pH نشان داد که سنگ آذرین بیرونی بعنوان یک بستر بیوفیلتر بدلیل ایجاد بهترین سطح در جذب باکتریها بطور معنی داری مناسبتر از دیگر تیمارها می باشد.

بیشتر بدانید: آشنایی انواع بیماری های آبزیان

بدین ترتیب با بیوفیلتر می توان زمان راه اندازی سیستم را از ۴۰ تا ۶۰ روز به کمتر از ۱۵ روز کاهش داد.

تخلخل بسیار بالای بیوفیلتر از جنس سنگ آذرین در مقایسه با انواع دیگر بیوفیلترها، وزن بسیار سبک، عدم هوازدگی و واکنش با آب و مهمتر از همه تمایل باکتری ها به نشست در سطح این بستر از دلایل ارجحیت این بستر باکتریایی است.

بسته بودن حفرات این بستر که اصطلاحا ” حفرات مرده “ نامیده می شود و عدم ارتباط این فضاها با یکدیگر پیش از آزمایش بعنوان یک فاکتور منفی برای این ماده در نظر گرفته می شد.

در حالیکه آزمایش خلاف این واقعیت را نشان داد.

بدین ترتیب مشخص شد که این حفرات به راحتی تحت هوادهی مناسب قادر به تبادل آب، اکسیژن و آمونیاک بوده و باکتریها با تامین نیازهای اولیه به راحتی در داخل این حفرات و در عمق سنگ رشد کرده و تکثیر خواهند داشت.

اما قطعا دسترسی به نوعی از بستر معدنی با درجه تخلخل بالا مانند سنگ آذرین ولی با حفرات متصل به هم جای تامل بیشتری خواهد داشت.

لذا این بستر بعنوان بهترین بیوفیلتر با بالاترین قابلیت در جذب باکتری ها و ایجاد بهترین شرایط برای رشد و تکثیر باکتری ها معرفی می شود.

توانایی بستر های مختلف نشست باکتریایی تصفیه آب در سیستم های بسته پرورش آبزیان
بسته بودن حفرات این بستر که اصطلاحا ” حفرات مرده ” نامیده می شود

بیشتر بدانید: کلیه لوازم و تجهیزات آبزی پروری

در تحقیق دیگری که توسط گروه شیلات در دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان انجام شده، کاربرد و فعالسازی بیوفیلترهای متشکل از چهار نوع ماده (کاه جو، پوشال چوب و اسفنج به عنوان بسترهای ارزان قیمت و لوله های مشبک پی وی سی) جهت مقایسه در سیستم مداربسته پرورش کپور معمولی مورد بررسی قرار گرفت.

برای اجرای این تحقیق، ۱۲ سیستم مداربسته آزمایشگاهی طراحی گردید، که هر سیستم شامل یک تانک پلی اتیلن ۹۰ لیتری برای پرورش بچه ماهیان و یک تانک ۴۵ لیتری به عنوان راکتور بیوفیلتر بود.

بچه ماهیان کپور معمولی (میانگین وزن اولیه، ۴.۸ گرم) با تراکم ۵۰ قطعه در هر تانک ذخیره سازی شدند.

نتایج نشان داد که در همه سیستم ها مقادیر نیتروژن آمونیاکی و نیتریت با یک فاصله زمانی ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت ، ولی غلظتهای نیترات طی دوره فعالسازی بیوفیلترها روند افزایشی داشت.

همه بیوفیلترها در روزهای ۲۸ تا ۳۱، دوره سازگاری را گذرانده و کاملا فعالسازی شدند.

هرچند در بیوفیلتر پی وی سی در روز ۳۱ نیز مقادیر نیتریت کمی بالا بود.

از نظر پارامترهای رشد و تغذیه، بین تیمارهای آزمایشی اختلاف معنی داری وجود نداشت، ولی بچه ماهیان سیستم جریان باز نسبت به تیمار پی وی سی اختلاف معنی داری نشان دادند.

با این وجود میتوان با استفاده از مواد کم هزینه تر به عنوان بستر در ساخت بیوفیلتر ها و سیستم های مداربسته پرورش آبزیان را به صورت اقتصادی تر طراحی کرد و به توسعه سیستم های مدار بسته کمک شایانی کرد.


فصلنامه علمی-دانشجویی رویان / شماره بیستم
محمد افروزیان / کارشناسی مهندسی علوم دامی / دانشگاه فردوسی مشهد

منبع: دامیران
نویسنده: محمد افروزیان
لینک کوتاه مقاله: daamiran.com/?p=6224
توانایی بستر های مختلف نشست باکتریایی تصفیه آب در سیستم های بسته پرورش آبزیان

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دامیران