Recirkulacijski ribogojni sistemi (RAS) so postali pomembna razvojna usmeritev sodobnega ribogojstva, ki zagotavlja prednosti pri ohranjanju vode, stabilni proizvodnji in zmanjšanju izpustov v okolje. Vendar pa ti sistemi proizvajajo odpadno vodo, ki vsebuje visoke koncentracije suspendiranih trdnih snovi, onesnaževal na osnovi dušika- in fosforja-ter velike količine raztopljenih organskih snovi. Če taka odpadna voda vstopi v sistem nanofiltracije (NF) brez ustrezne predhodne obdelave, bo prišlo do močnega umazanije membrane, kar bo hitro zmanjšalo pretok in povečalo operativne stroške. Iz tega razloga je izbira učinkovite tehnologije predobdelave ključnega pomena za ohranjanje stabilnosti delovanja NF.
Nedavne raziskave so primerjale dve glavni tehnologiji predobdelave -flokulacijo in ultrafiltracijo-, da bi analizirali njuno učinkovitost odstranjevanja onesnaževal, vpliv na upad pretoka NF in lastnosti umazanije na membrani. Ugotovitve zagotavljajo dragocene tehnične smernice za izbiro ustreznih postopkov predobdelave pri čiščenju odpadne vode RAS.
Pri predobdelavi s flokulacijo je natrijev alginat pokazal najboljše rezultate med tremi testiranimi flokulanti. Pri optimalnem odmerku 45 mg/L in hitrosti mešanja 1200 vrt/min je dosegel največjo stopnjo odstranitve suspendiranih trdnih snovi 79,70 %. Vendar pa je bila učinkovitost odstranjevanja amonijevega dušika, nitrata, nitrita in sulfidov na splošno pod 40 %, kar kaže, da je flokulacija nezadostna za raztopljena onesnaževala, ki jih običajno najdemo v repni vodi ribogojstva. Študija je tudi ugotovila, da natrijev alginat tvori majhne, kompaktne kosmiče, ki se nagibajo k odlaganju na površino NF membrane in ustvarjajo gosto plast pogače. Zaradi svoje naravne polisaharidne strukture natrijev alginat zagotavlja tudi substrat za rast mikrobov med podaljšanim obdobjem usedanja, kar znatno poveča biološko obraščanje na NF membrani. Posledično je obnovitev fluksa po čiščenju razmeroma slaba, kar nakazuje, da so umazanije, ki jih povzroča flokulacija, bolj lepljive in jih je težko odstraniti.
Nasprotno pa ultrafiltracijske (UF) membrane z velikostjo por 0,01–0,1 μm izkazujejo odlično učinkovitost pri odstranjevanju suspendiranih trdnih snovi, saj dosegajo stopnjo odstranitve do 98,54 %. Čeprav ima UF omejeno sposobnost odstranjevanja dušikovih in fosforjevih onesnaževal, učinkovito zmanjša obremenitev delcev, ki vstopajo v sistem NF. Zaradi tega membrana NF med delovanjem tvori ohlapnejši sloj pogače, kar zmanjša zamašitev por in upočasni povečanje transmembranskega tlaka. Glede na preskuse delovanja NF je odpadna voda, predhodno obdelana z UF, pokazala večji začetni pretok, počasnejše upadanje pretoka in znatno boljšo obnovitev pretoka po večkratnem čiščenju v primerjavi z vodo, predhodno obdelano s flokulacijo-. To kaže, da lahko UF znatno upočasni nepopravljivo obraščanje na NF membrani.
Nadaljnja analiza z uporabo fluorescence vzbujevalno-emisione matrike (EEM) je pokazala, da je čistilna raztopina sistema flokulacija-NF vsebovala močne vrhove, ki predstavljajo topne mikrobne stranske produkte, medtem ko teh vrhov v sistemu UF-NF skoraj ni bilo. To potrjuje, da podaljšano usedanje in polisaharidna narava natrijevega alginata spodbujata rast mikrobov, s čimer se povečata obraščanje membrane v fazi NF.
Na splošno primerjava jasno kaže, da je ultrafiltracija učinkovitejša od flokulacije kot metoda predobdelave za nanofiltracijo krožeče odpadne vode iz ribogojstva. Čeprav flokulacija zagotavlja nizko{1}}stroškovno možnost za začetno odstranitev delcev, njene lastnosti kosmičev in mikrobna tveganja vodijo do hujšega nepopravljivega umazanije membrane. Zato se pričakuje, da bo integrirani membranski proces UF + NF postal ključna tehnologija za napredno čiščenje in ponovno uporabo odpadne vode RAS.
Če pogledamo naprej, ko se proizvodnja ribogojstva povečuje in okoljski predpisi postajajo strožji, bodo teme, kot so nadzor umazanije z nanofiltracijo, optimizacija predobdelave z ultrafiltracijo in razvoj nizko-visoko{1}}učinkovitih NF membran, še naprej pridobivale pozornost. Integracija UF in NF v bolj kompaktne in energetsko -učinkovite membranske sisteme bo spodbudila preoblikovanje čiščenja odpadne vode iz ribogojstva v smeri pridobivanja virov, zmanjšanega izpusta in bolj trajnostnega upravljanja vode.
