Рециркулациони системи аквакултуре (РАС) су постали важан правац развоја у савременој аквакултури, пружајући предности у очувању воде, стабилној производњи и смањењу испуштања у животну средину. Међутим, ови системи производе отпадну воду која садржи високе концентрације суспендованих чврстих материја, загађивача на бази азота- и фосфора-и велике количине растворених органских материја. Ако таква отпадна вода уђе у систем нанофилтрације (НФ) без одговарајућег претходног третмана, доћи ће до озбиљног запрљања мембране, што ће брзо смањити проток и повећати оперативне трошкове. Из тог разлога, избор ефикасне технологије претходног третмана је критичан за одржавање стабилности НФ рада.
Недавна истраживања су упоредила две главне технологије претходног третмана-флокулације и ултрафилтрације-да би се анализирале њихове перформансе уклањања загађивача, утицај на смањење НФ флукса и карактеристике загађивања мембране. Налази пружају вредне техничке смернице за избор одговарајућих процеса предтретмана у РАС третману отпадних вода.
У претходном третману флокулације, натријум алгинат је показао најбоље перформансе међу три тестирана флокуланта. При оптималној дози од 45 мг/Л и брзини мешања од 1200 о/мин, постигао је максималну брзину уклањања суспендованих материја од 79,70%. Међутим, ефикасност уклањања амонијачног азота, нитрата, нитрита и сулфида је генерално била испод 40%, што указује да је флокулација недовољна за растворене загађиваче који се обично налазе у репној води аквакултуре. Студија је такође открила да натријум алгинат формира мале, компактне грудве које имају тенденцију да се таложе на површини НФ мембране, стварајући густ слој колача. Због своје природне полисахаридне структуре, натријум алгинат такође обезбеђује супстрат за раст микроба током продуженог периода таложења, што значајно повећава биолошко загађивање на НФ мембрани. Као резултат тога, обнављање флукса након чишћења је релативно слабо, што сугерише да су онечишћења изазвана флокулацијом лепша и тешка за уклањање.
Насупрот томе, ултрафилтрационе (УФ) мембране, са величином пора од 0,01–0,1 μм, показују одличне перформансе у уклањању суспендованих чврстих материја, постижући стопу уклањања од чак 98,54%. Иако УФ има ограничену способност уклањања загађивача азота и фосфора, он ефикасно смањује оптерећење честицама које улазе у НФ систем. Као резултат, НФ мембрана формира лабавији слој колача током рада, смањујући блокаду пора и успоравајући повећање трансмембранског притиска. Према тестовима перформанси НФ, отпадна вода претходно третирана УФ показала је већи почетни флукс, спорији пад флукса и значајно бољи опоравак флукса након поновљених чишћења у поређењу са водом претходно третираном флокулацијом. Ово указује да УФ може значајно да одложи неповратно загађивање на НФ мембрани.
Даља анализа коришћењем флуоресценције матрице ексцитације-емисије (ЕЕМ) показала је да раствор за чишћење система флокулација-НФ садржи јаке пикове који представљају растворљиве микробне нуспроизводе, док су ови врхови скоро одсутни у УФ-НФ систему. Ово потврђује да продужено таложење и полисахаридна природа натријум алгината промовишу раст микроба, чиме се повећава зарастање мембране у фази НФ.
Све у свему, поређење јасно показује да је ултрафилтрација ефикаснија од флокулације као метода претходног третмана за нанофилтрацију рециркулацијске отпадне воде из аквакултуре. Иако флокулација пружа јефтину-опцију за почетно уклањање честица, њене карактеристике флокулације и микробиолошки ризици доводе до озбиљнијег иреверзибилног запрљања мембране. Стога се очекује да ће УФ + НФ интегрисани мембрански процес постати кључна технологија за напредни третман и поновну употребу РАС отпадних вода.
Гледајући унапред, како се производња аквакултуре повећава и еколошки прописи постају строжији, теме као што су контрола загађивања нанофилтрацијом, оптимизација ултрафилтрационог претходног третмана и развој НФ мембрана ниског -притиска и високог{1}}ефикасности наставиће да привлаче пажњу. Интегрисање УФ и НФ у компактније и енергетски{3}}ефикасније мембранске системе ће промовисати трансформацију третмана отпадних вода из аквакултуре ка обнављању ресурса, смањеном испуштању и одрживијем управљању водом.
