Verwendung von UV-Desinfektion in der Wasseraufbereitung für die Aquakulturindustrie
17 November 2022Heute repräsentiert die Aquakulturbranche mehr als 47 % des weltweiten Meeresfrüchtekonsums, und diese Zahl steigt weiterhin an.
Laut einem Bericht der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) ist die Aquakultur der am schnellsten wachsende Sektor der Nahrungsmittelproduktion weltweit. Der Bericht prognostiziert, dass die Welt bis 2030 über 20 % mehr Fisch konsumieren wird als noch 2016. Bis 2030 wird die Aquakulturproduktion voraussichtlich 109 Millionen Tonnen erreichen – eine beeindruckende Wachstumsrate von 37 %.
Leider hat der schnelle Anstieg der Aquakultur die Praktiken der Branche infrage gestellt. Grund dafür sind die Umweltauswirkungen veralteter Methoden, die sich in fragwürdiger Produktqualität und mangelnden Nachhaltigkeitsbedingungen zeigen. Doch es gibt eine Lösung für dieses Problem.
Die Nahrungsmittelproduktion in der Aquakultur muss nicht auf veralteten Praktiken basieren. Durch die Nutzung nachhaltiger Technologien wie UV-Desinfektion können sowohl die Produktion als auch das Klima geschützt werden.
Einsatz von UV-Desinfektion in der Aquakultur
Da Wasserressourcen zunehmend knapp und verschmutzt werden, stehen Kreislaufanlagen (RAS) und Garnelen- & Krabbenzucht-Einrichtungen weltweit vor der Herausforderung, große Mengen an hochwertiger Nahrung bereitzustellen. Durch den Einsatz nachhaltiger Technologien wie UV-Systeme kann chemiefreie Desinfektion erheblich dazu beitragen, diese Hindernisse zu überwinden.
Durch die Nutzung von UV-Technologie können RAS- und Garnelenzuchtanlagen weltweit die strengen Anforderungen an die Kontrolle von Mikroorganismen auf eine chemiefreie und nachhaltige Weise erfüllen. Mit UV-Desinfektion werden keine unerwünschten Substanzen ins Wasser eingebracht, sodass die ausgewählten Arten in ordnungsgemäß desinfiziertem Wasser gedeihen können, ohne dass potenziell schädliche Stoffe vorhanden sind. Die Wahl von UV bietet eine kosteneffiziente und nachhaltige Lösung, die extrem hohe Durchflussraten bewältigen kann und dabei eine vollständige Überwachung und Kontrolle der Anlage gewährleistet.
Zu Beginn ist die Sicherstellung der mikrobiologischen Sicherheit des Eingangswassers entscheidend, um zu verhindern, dass Krankheiten in die kontrollierte Umgebung gelangen. Selbst ein geringer Ausbruch schädlicher Mikroorganismen kann erhebliche wirtschaftliche Verluste verursachen. Aquakulturanlagen müssen daher als ersten Schritt auf geeignete Bedingungen für das Eingangswasser achten, um eine mögliche Kontamination der gesamten Produktion zu vermeiden – insbesondere in den frühen Lebensphasen der Arten, wenn Eier und Jungtiere besonders anfällig und schutzlos sind. Im schlimmsten Fall kann eine vollständige Produktionsverluste durch Kontamination zur Realität werden, was erhebliche finanzielle Schäden nach sich ziehen würde.
Häufige Probleme bei der Wasseraufbereitung in komplexen Aquakulturumgebungen
Erfolgreiche Bedingungen für RAS- sowie Garnelen- & Krabbenzuchtanlagen zu schaffen, ist keine einfache Aufgabe. Der gestiegene Bedarf in beiden Einrichtungstypen hat zu höheren Produktionsvolumen geführt, was häufig zu höheren Besatzdichten und einer Zunahme tödlicher Krankheiten führt.
Optimale Bedingungen für die gezüchteten Arten erfordern eine fortschrittliche Krankheitskontrolle, die den kontinuierlichen Wasserwiederverwendungskreislauf sowie die Ansammlung von Ausscheidungen und Nährstoffen berücksichtigt. Werden diese Aspekte nicht ordnungsgemäß behandelt, können die Einrichtungen zu Brutstätten für verschiedene Bakterien und Viren werden, die die gesamte Produktion kontaminieren und erhebliche finanzielle Verluste verursachen können.
Die Zugabe von mehr Nährstoffen zur Ernährung führt in der Regel zu einer weiteren Kontamination, was den Schluss nahelegt, dass die erfolgreichste Krankheitskontrolle darin besteht, solide Wasserdesinfektionsprotokolle umzusetzen, um während des gesamten Produktionsprozesses eine ausgezeichnete Wasserqualität zu gewährleisten. Besonders in den Brut- und Aufzuchtstationen führt eine ordnungsgemäße Aufzucht von postlarvalen und juvenilen Garnelen zu einer widerstandsfähigeren Mastphase, was zu höheren Überlebensraten der Garnelen im weiteren Verlauf führt.
Die Wahl der richtigen UV-Systeme ermöglicht eine effiziente Wasserdesinfektion für die verschiedenen Stufen der Garnelenzucht – sei es in Brutstätten, Aufzuchtstationen oder intensiven Mastanlagen – und eignet sich ideal für Eingangs-, Prozess- und Ablaufwasser. Dies hat dazu geführt, dass Landwirte weltweit von besseren Futterverwertungsraten, einer signifikanten Reduzierung des Antibiotikaeinsatzes sowie verbesserten Überlebensraten in allen Phasen der Garnelenzucht profitieren. Die Berücksichtigung all dieser Faktoren ist entscheidend, um letztlich den Ertrag und die Kosteneffizienz zu maximieren.
Dies schafft weltweit Ruhe für Garnelenzüchter, da sie wissen, dass alle gängigen Garnelenkrankheiten wie Weißpünktchenkrankheit (WSSV), Vibrio, EMS, Mortality Syndrome (EHP) und andere vollständig unter Kontrolle sind.
Kontrolle von Aquakrankheiten durch Anwendung der richtigen UV-Dosis
Der erste Schritt zur Biosicherheit in der Aquakultur ist die Anwendung der richtigen UV-Dosis, um die Zielbakterien und -viren zu inaktivieren.
UV-Desinfektion inaktiviert Mikroorganismen, indem ihre DNA und RNA beschädigt werden, was verhindert, dass sie Schaden anrichten. Die Inaktivierung von Mikroorganismen durch UV hängt von der angewandten UV-Dosis ab, die in mJ/cm2 oder J/m2 definiert wird und sich aus der UV-Lichtintensität, der Verweilzeit und der UV-Durchlässigkeit zusammensetzt.
Es ist wichtig zu erwähnen, dass es Mechanismen in den Zellen gibt, die diese Schäden an der DNA/RNA reparieren. Daher gilt: Je niedriger die angewandte UV-Dosis, desto höher ist das Risiko für Fotoreaktivierungs- und Dunkelraumreparaturmechanismen. Studien haben jedoch gezeigt, dass bei einer UV-Dosis von mindestens 15 mJ/cm2 fast kein Risiko einer Fotoreaktivierung besteht, unabhängig von der verwendeten UV-Lampentechnologie.
Um das Wasser effektiv zu desinfizieren und die Zielmikroorganismen zu inaktivieren, ist es entscheidend, die UV-Dosis richtig anzuwenden. In der Lachszuchtindustrie sind die am häufigsten Zielmikroorganismen mit einer Mindestreduktion von 3 Log (99,9 %):
- Infectious Pancreatic Necrosis Virus (IPNV)
- Aeromonas salmonicida
- Vibrio anguillarum
- Infectious Salmon Anaemia Virus (ISAV)
- Vibrio salmonicida
- Yersinia ruckeri
Als eines der UV-resistentesten Viren erfordert der IPNV eine UV-Dosis von mindestens 246 mJ/cm2.
Die UV-Dosen für andere häufige Aquakrankheiten umfassen:
Bakterien
- Aeromonas salmonicida – 5,0 mJ/cm2
- Aeromonas hydrophila – 5,0 mJ/cm2
- Flavobacterium psychrophilum – 126 mJ/cm2
- Vibrio salmonicida – 1,5 mJ/cm2
- Vibrio anguillarum – 4,0 mJ/cm2
- Pseudomonas fluorescens – 11,0 mJ/cm2
- Renibacterium salmonicida – 20,0 mJ/cm2
- Bacterial Kidney Disease (BKD) – 60,0 mJ/cm2
Viren
- Infectious Salmon Anemia Virus (ISAV) – 10,0 mJ/cm2
- Infectious Pancreas Necrosis Virus (IPNV) – 250 mJ/cm2
- Nodavirus – 200 mJ/cm2
- Infectious Hematopoietic Necrosis Virus (IHNV) – 30,0 mJ/cm2
- Atlantischer Lachs Paramyxo-Virus – 240,0 mJ/cm2
- Heart Skeletal Muscle Inflammation (HSMI) – 250,0 mJ/cm2
- Nervous Necrosis Virus (NNV) – 70,0 mJ/cm2
Einsatz von Wasseraufbereitungssystemen für R&D in der Garnelenzucht
Das vietnamesische Unternehmen Viet-Uc betreibt eine der größten Garnelenbrutanlagen der Welt, die sich auf die Brut, Aufzucht und Inkubation von Garnelen spezialisiert hat. Durch kontinuierliche Investitionen in neue Technologien konnte Viet-Uc die vietnamesische Garnelenindustrie durch wissenschaftliche Innovation transformieren. Die Bemühungen haben zu hervorragenden Wasseraufbereitungsbedingungen geführt, die sicherstellen, dass die Garnelen unter voller Kontrolle gedeihen können.
Das Hauptziel bestand darin, die Wachstumsbedingungen und die Robustheit der Garnelen zu verbessern, um letztlich die Produktionsausbeute zu steigern. Zu diesem Zweck wurden fünf groß angelegte Experimente eingerichtet, die die besten möglichen Bedingungen für die Garnelen schufen, um durch Gesundheitsmanagement und selektive Zucht zu gedeihen.
Um die Zukunft der Garnelenzucht zu gestalten, war der Einsatz modernster UV-Technologie notwendig, da die vielen Vorteile von UV-Systemen perfekt mit den Anforderungen der Aquakultur-Desinfektion übereinstimmen und die allgemeinen Biosicherheitsmaßnahmen bewältigen können.
Die Verwendung der korrosionsfreien UV-Systeme hatte erhebliche positive Auswirkungen auf die Biosicherheit der Anlage. Durch kontinuierliche Datenerhebung und Analysen des Wassers konnte gezeigt werden, dass die UV-Systeme die Mikroorganismen im Wasser effektiv kontrollieren.
Die Ergebnisse waren verbesserte Aufzuchttechnologien, darunter:
- Eine Garnelen-Überlebensrate von über 85 %
- Ein reduziertes Futterverhältnis von 1:3
Die Rentabilität der Aufzuchtsysteme hat nicht nur zugenommen – es wurde auch der Wasserverbrauch reduziert und die Kontrolle der Vibrio-Zahlen verbessert, was langfristig zu mehr Nachhaltigkeit führen dürfte.
Das Projekt zeigt eindrucksvoll, wie wichtig UV-Systeme für die Garnelenzucht in der Zukunft sein werden.
Einsatz von UV-Sterilisatoren in der größten Aalzuchtanlage der Welt
In China befindet sich das weltweit größte landbasierte RAS-Aalsystem, das voll in Betrieb ist und eine Jahresproduktion von 15.000 Tonnen Aalen erreichen soll. Um die Aale im RAS-System erfolgreich zu halten, waren die bestmöglichen Wasseraufbereitungsbedingungen erforderlich. Um diese hohen Standards zu erfüllen, war es notwendig, die beste verfügbare Desinfektionsausrüstung auf dem Markt einzusetzen. Die Wasseraufbereitungsbedingungen mussten eine hervorragende Qualität sicherstellen und gleichzeitig die vollständige Biosicherheit gewährleisten – unter Berücksichtigung der Energieeffizienz.
Die Anlage entschied sich für die Installation von insgesamt 158 Desinfektionssystemen, darunter drei verschiedene Arten von UV-Systemen sowohl in offenen Kanälen als auch in geschlossenen Behälterkonstruktionen aus Edelstahl/Polypropylen.
Alle 158 UV-Systeme sind in verschiedenen Abschnitten der Anlage im Einsatz und gewährleisten ordnungsgemäß desinfiziertes Wasser für die Glasaale und ausgewachsenen Aale.
Optimierte UV-Systeme für die Wasseraufbereitung in der Aquakultur
Aktuell desinfizieren die UV-Systeme von ULTRAAQUA weltweit über 100.000 m³/h RAS-Wasser pro Stunde. Unabhängig von Klima, Wasserart, Durchflussrate oder anderen Faktoren steht ein UV-System für Ihre Anforderungen bereit.
Die Vielfalt der Produktpalette ermöglicht es ULTRAAQUA, nahezu jede Anforderung in geschlossenen Behälter- und offenen Kanalsystemen zu erfüllen, die sowohl aus Edelstahl als auch aus Polypropylen erhältlich sind. Die passende Desinfektionslösung ist nur eine Systemauswahl und Dimensionierung entfernt – sei es für Eingangs-, Prozess- oder Ablaufwasser bei Neuinstallationen oder Nachrüstungen in Ihrem Projekt.
Besonders für Anwendungen in der Aquakultur gewährleistet die Wahl eines UV-Systems mit Reaktormaterial aus Polypropylen (PP) betrieblichen Spitzenleistungen aufgrund der außergewöhnlichen Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Temperaturen und Druck in korrosiven Umgebungen.
Erfahren Sie mehr über das vollständige Sortiment an Systemen für die Wasserdesinfektion in der Aquakultur.
Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, welches UV-System optimal für Ihre Aufbereitungsprozesse ist, nutzen Sie bitte das untenstehende Kontaktformular. Unsere Vertriebsingenieure stehen bereit, um die richtige Lösung für Ihre Desinfektionsanforderungen zu finden.
