一, Apakah yang menjadikan kualiti air RAS keruh dan apakah kesannya?
Terdapat tiga kategori asas perkara yang menjadikan air dalam sistem RAS keruh:
Bahan zarah terampai: ini termasuk najis ikan, makanan yang tidak dihadam, gumpalan biologi dan mikroorganisma mati. Zarah-zarah ini biasanya antara 0.1 dan 100 μm diameter. Zarah koloid yang lebih kecil daripada 1 μm menjadikan sistem ampaian stabil yang sukar disingkirkan dengan membiarkannya mengendap mengikut graviti.
Bahan organik terlarut: Inilah yang berlaku apabila protein, asid amino, asid humik dan bahan lain terurai. Ia tidak secara langsung mewujudkan kekeruhan, tetapi ia boleh menjadikan zarah lebih besar dengan melekat padanya dan menjadikan cahaya lebih berselerak.
Komuniti mikrob: Bakteria pengnitrifan, bakteria heterotropik dan biofilem lain melekat pada permukaan zarah, menghasilkan biofilem yang menjadikan air lebih keruh.
Cara utama untuk mengukur kekeruhan kualiti air adalah dengan melihat kekeruhan (NTU). Dalam RAS, nilai kekeruhan banyak dipengaruhi oleh perkara seperti kadar penyusuan makanan, tempoh yang diperlukan untuk air kekal dalam sistem dan kecekapan penapis. Dalam akuakultur-ketumpatan tinggi, jika pemisah cecair-pepejal tidak berfungsi dengan baik, nitrogen ammonia dan nitrit yang terhasil daripada penguraian sisa najis makanan akan menggalakkan pertumbuhan mikrob. Ini akan menjadikan kekeruhan meningkat daripada 50 NTU kepada lebih 200 NTU dalam masa 24 jam sahaja.
2, Proses fizikal di mana cahaya mendapat melalui air kotor
Mengikut undang-undang Lambert Beer, cahaya bergerak melalui air dengan cara tertentu. Kedalaman penembusan (Z) dihubungkan secara negatif dengan kekeruhan (K). Terdapat dua cara asas cahaya disekat dalam air keruh.
Kesan serakan: Penyerakan mi berlaku apabila diameter zarah menghampiri panjang gelombang cahaya (400–700 nm). Ini menjadikan laluan optik bengkok. Pekali serakan untuk zarah dengan saiz 0.5 μm untuk lampu hijau (550nm) adalah 1.8 kali lebih tinggi daripada cahaya merah (650nm). Inilah sebabnya air keruh kelihatan biru-hijau.
Kesan penyerapan: Kumpulan kromogenik dalam bahan organik terlarut (DOM), asid humik dan asid fulvik, menyerap cahaya ultraviolet (280–400nm) dan cahaya biru (450–495nm) dengan sangat baik, yang mengubah cara tenaga spektrum diagihkan.
Apabila kekeruhan berubah dari 50NTU ke 200NTU, kedalaman penembusan cahaya panjang gelombang 550nm turun secara mendadak dari 1.2m kepada 0.3m, dan kadar pengecilan keamatan mencapai 97%. Inilah yang didedahkan oleh eksperimen. Perubahan ini mempunyai tiga kesan ke atas organisma akuakultur:
Gangguan fotoperiodik: Ikan mempunyai sel kon dalam retina mereka yang sensitif kepada panjang gelombang tertentu. Kekeruhan boleh mengubah cara sel-sel ini berfungsi, yang boleh merosakkan jam sirkadian mereka. Apabila kekeruhan lebih tinggi daripada 150 NTU, sebagai contoh, tempoh pematangan gonad dalam trout pelangi adalah 30% lebih lama.
Perencatan tingkah laku memberi makan: Banyak ikan bergantung pada melihat di mana zarah makanan berada, dan apabila kekeruhan melebihi 100NTU, kecekapan pemakanan tilapia menurun sebanyak 45%, yang melambatkan pertumbuhannya.
Fotosintesis mempunyai had: Dalam sistem kultur bersama-alga, apabila kekeruhan melebihi 80 NTU, kecekapan fotosintesis mikroalga berkurangan sebanyak 60%, menjejaskan keupayaan sistem untuk mengeluarkan nitrogen dan fosforus.
3, Perkara utama yang perlu difikirkan semasa memilihLampu Led Kalis Air Untuk Akuarium
Oleh kerana kualiti air RAS keruh, lampu akuarium harus dipilih mengikut konsep "keutamaan penembusan, penyesuaian spektrum, dan pengoptimuman kecekapan tenaga." Laluan teknikal yang tepat adalah seperti berikut:
1. Strategi untuk memilih panjang gelombang
Lampu merah (620–750nm) boleh masuk jauh ke dalam air dan mengekalkan kadar penembusan 60% walaupun air agak keruh (200NTU). Ia adalah yang terbaik untuk kolam akuakultur dalam yang lebih daripada 1.5m dalam. Sebagai contoh, menggunakan lampu merah 660nm dalam penternakan salmon boleh membantu ikan mendapatkan otot dan meningkatkan jumlah daging yang mereka hasilkan sebanyak 8%.
Hijau muda (495-570nm): Ia tidak banyak berselerak pada zarah yang berdiameter 0.3–1 μm, dan ia paling sesuai untuk tempat yang mempunyai kekeruhan sederhana (50–150 NTU). Apabila menanam udang putih Amerika Selatan, lampu hijau 520nm boleh membantu mereka meranggas dengan lebih berjaya dan mengurangkan risiko penyakit kulit lembut.
Cahaya biru (450-495nm): Ia tidak terlalu dalam, tetapi ia boleh menghentikan alga daripada membiak terlalu banyak. Dalam sistem kultur bersama alga, ia perlu digunakan dengan lampu merah (merah: biru=3:1).
2. Teknologi untuk mengawal keamatan cahaya secara dinamik
Sistem maklum balas kekeruhan: Sensor kekeruhan bersepadu dan modul pemalapan LED yang boleh menukar kecerahan cahaya dalam masa nyata. Apabila kekeruhan berubah daripada 50NTU kepada 200NTU, sebagai contoh, sistem secara automatik meningkatkan keamatan cahaya daripada 2000lux kepada 5000lux untuk memastikan keamatan cahaya penembusan konsisten.
Mod pencahayaan nadi: Daripada pencahayaan berterusan, letusan pendek dengan intensiti tinggi (10000lux/10ms) digunakan. Ini boleh melalui air dengan banyak kekeruhan dan menggunakan kurang tenaga. Eksperimen menunjukkan bahawa mod nadi boleh meningkatkan kadar pertumbuhan hinggap sebanyak 15% sambil mengurangkan penggunaan kuasa sebanyak 30%.
3. Memperbaiki reka bentuk struktur lampu
Anti-fouling coating technology: Putting superhydrophobic nanoparticles (contact angle>150 darjah ) pada badan lampu untuk mengelakkan zarah daripada melekat padanya. Sebagai contoh, lampu LED yang disalut dengan fluorosilane kehilangan hanya 5% daripada kecekapan cahayanya selepas 30 hari penggunaan berterusan. Ini adalah kurang daripada 30% kehilangan lampu yang tidak dirawat.
Susun atur tatasusunan modular: Jadikan lekapan lampu mudah diasingkan supaya ia boleh dibersihkan dan diselenggara dengan kerap. Dalam kolam akuakultur bulat dengan diameter 10m, enam set lekapan lampu modular 120W dipasang dalam bulatan. Ini boleh menjadikan cahaya lebih sekata sebanyak 40% berbanding mod pencahayaan pusat lama.
4. Siasatan kes permohonan biasa
Kes 1: Teknik untuk menghasilkan salmon pada ketumpatan tinggi
Kilang RAS-yang berpangkalan di Norway menggunakan teknologi kawalan gelung tertutup-keruhan untuk menukar nisbah spektrum LED dalam masa nyata dengan mengukur kekeruhan kolam pembiakan (50–300 NTU):
Kekeruhan<100NTU: Red light makes up 70% of the light, which helps things grow; 100NTU
Turbidity>200NTU: Lampu merah membentuk 80% cahaya, dan keamatan dinaikkan kepada 8000lux untuk mengelakkannya daripada menembusi.
Pelan itu mengurangkan masa yang diperlukan untuk salmon berkembang sebanyak 20% dan meningkatkan kadar di mana mereka menukar makanan kepada tenaga sebanyak 12%.
Kes 2: Sistem Ketam dan Udang untuk-Pembiakan Bersama
Sebuah firma di Jiangsu, China, menggunakan sistem pencahayaan bertingkat dalam-kolam pembiakan bersama untuk udang putih Amerika Selatan dan ketam sarung tangan Cina.
Cahaya biru (450nm) ialah warna yang paling biasa pada lapisan permukaan (0–0.5m), yang menghalang alga daripada tumbuh.
Lapisan tengah (0.5–1.5 m): Untuk memenuhi keperluan spektrum pelbagai udang dan ketam, cahaya hijau (520 nm) dan lampu merah (660 nm) dipancarkan secara bergantian.
Bottom layer (>1.5m): Lampu merah dengan kuasa yang besar (10000lux) menembusi air dasar yang keruh.
Reka bentuk ini meningkatkan kadar kemandirian udang dan ketam kepada 92% dan meningkatkan hasil unit sebanyak 25%.
