ВИКОРИСТАННЯ АДАПТИВНОГО ПІДХОДУ ДО РОЗРОБКИ СИСТЕМИ ОЧИЩЕННЯ ВОДИ

In terms of water consumption from decentralized water supply systems there are a number of problematic aspects that negatively affect water quality, especially drinking water supply, namely: lack of modern control methods and integrated water treatment systems, qualified service personnel, long logistics of components and reagents, long distances to the final water consumer, inability to respond timely to the need of control laboratory equipment calibration and the failure of units and others. Unpredictable natural or man-made factors further complicate these problematic aspects. All this and the constant changes in the requirements to water quality and technological processes, leads to the search of new, modern approaches to solving such problems and issues of uncentralized drinking water supply. Therefore, this paper analyzes the current experience of developing small autonomous water purification systems for drinking water supply, which do not require constant presence of the operator and laboratory quality control of water and can work automatically in difficult conditions. Also a rationale for technological and structural design as well as the description of adaptive water purification systems using an adaptive approach to the structure as a whole, individual units, assemblies and to the power supply of electrolytic processes, giving it adaptive properties for the use in modern drinking water treatment is provided in the paper. The adaptive function of neutralizing the manifestation of dangerous biological agents and the efficiency of the system is designed for man-made and natural emergencies and water disinfection from bacteria and viruses. The pH was chosen as the main control parameter of water quality. The system uses an effective process of synthesis by electrolytic methods of coagulant, disinfectant and destructive effects on hazardous biological agents - pulsed current with changing parameters and shape. In case a working solution changes the pH, the parameters of the pulsed load current are changed by the adaptive power supply to the most efficient one. The proposed approach and model of the system are effective and preventive and is offered as an option to improve existing water treatment systems for drinking water supply.В умовах водоспоживання з нецентралізованих систем водопостачання виникає низка проблемних аспектів, які негативно впливають на якість води, особливо питного водозабезпечення, а саме: відсутність сучасних методів контролю та комплексних систем очищення води, кваліфікованого обслуговуючого персоналу, тривала логістика доставки комплектуючих та реагентів, великі відстані до кінцевого водоспоживача, неможливість своєчасно відреагувати на потребу повірки контролюючого лабораторного устаткування та несправність блоків тощо. Непередбачувані природні чи техногенні фактори ще більше ускладнюють перераховані аспекти. Усе це та постійна зміна до вимог якості води, її складових та технологічних процесів, обумовлює пошук нових  сучасних підходів до вирішення проблем та питань відцентралізованого питного водопостачання. Тому в цій роботі проаналізовано сучасний досвід розробки малих автономних систем очищення води для потреб питного водопостачання, які не потребують постійної присутності оператора і лабораторного контролю якості води та можуть функціонувати автоматично в складних умовах; наведено обґрунтування технологічно-конструктивного рішення будови та опис роботи зразка адаптивної системи очищення води з використанням адаптивного підходу до конструкції загалом, окремих блоків, вузлів та до джерела живлення електролізних процесів – із наданням йому адаптивних властивостей для використання в сучасних умовах питної водопідготовки. Адаптивна функція нейтралізації прояву небезпечних біологічних агентів та ефективність роботи системи розрахована на можливість виникнення надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру, на можливість дезінфекції води від бактерій та вірусів. За головний контролюючий параметр якості води вибрано рН. В системі використано ефективний процес синтезу електролізними методами коагулянту, дезінфектанту та деструктивного впливу на небезпечні біологічні агенти – імпульсний струм зі зміною параметрів та форми. В умовах зміни рН робочого розчину параметри імпульсного струму навантаження змінюються адаптивним джерелом живлення на найефективніші. Запропонований підхід та зразок системи є ефективним та надає їй превентивно-профілактичних можливостей і пропонується як варіант удосконалення існуючих систем очищення води для питного водозабезпечення

Nano aqua citrates as Biogenic Chemical Elements: Optimization of the Macrolophus nubilus h.-s. Trophicity in the Artificial Biotechnical System

It was described the results of studies of the effect of the nano aqua citrates of germanium, selenium and zinc on the embryogenesis, postembryonic development, female fertility and vitality in the period of maturity and the reproduction of Masrolophus nubilis H.-S. It was experimentally proved the possibility of a full-value reproduction of local zoological cultures of such predatory as Macrolophus nubilis HS on artificial diet (with the addition of the above mentioned nano aqua citrates)

АДАПТИВНА СИСТЕМА ЗНЕЗАРАЖЕННЯ МІКРОВОДОРОСТЕЙ ЯК ОСНОВА НОВОГО ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПІДХОДУ ДО УСТАНОВОК ЗАМКНЕНОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ

Modern conditions of industrial fish farming are accompanied by the uncontrolled influence of natural or man-made factors that affect water quality, which in turn affects the quality of products. One of the specific factors is the negative effect of microalgae and their toxins on water quality indicators. There is a need to create mechanisms to eliminate the factors of microalgae development and the manifestation of their toxins, if possible - the destruction of the toxins themselves. Industrial farms must have a system that can eliminate in a preventive automatic mode the negative effect of microalgae on the aquatic environment, while such a system must be safe for the environment and humans. Substantiation of technological and constructive solutions for the microalgae disinfection system operation using an adaptive approach to the structure in general, as well as individual blocks and units based on pulsed electrochemical methods as the main factors influencing water condition. The use of electrolytic methods of microalgae neutralization enables us to simultaneously realize the mechanism of change of toxic effect of aquatic organisms' urine when it is accumulating into nontoxic. This is done through the transformation, oxidation, and reduction of its aqueous solutions, which provides a change in the solution properties to optimal for plant nutrition. The use of electrolytic transformation methods is a new approach to the innovative technology of closed water supply systems (CWSS) for fisheries or greenhouse complexes, which can perform one, two, or more important tasks in a single technological cycle. The first one is the disinfection of hazardous bioagents as well as the destruction and removal of microalgae. The second one is the controlled transformation of the urine of aquatic organisms into a nutrient solution with the necessary ionic form for use by the plant root system. The third one is the synthesis and production of important components such as oxygen and hydrogen. The fourth one is the collection and subsequent use of the condensed fraction of microalgae. The main control parameter of water is light transmission - as a simplified, generalized indicator of the presence of microalgae in the aquatic environment. The system uses an effective process of destructive action on microalgae and their toxins - pulsed load current of electrodes with changes in its parameters and shape to prepare the water structure for better current effect due to cavitation blocks, which also destructively affect microalgae and toxins.  When changing light transmission and pH of the working solution, the parameters of the pulsed load current are also changed by the adaptive power supply source to the most efficient. The proposed solution can be improved by using known developments used for better water purification in adaptive water purification systems. One of the promising areas is the selection and direction of microalgae and the condensed fraction of aquatic organisms at the same time to the adaptive biogas system (ABS) to obtain quality organic fertilizers and biogas. Another area is creating adaptive control systems for water parameters for hydroponics and aquaponics systems. An important extra factor of the new technological approach is the use of an electrolyzer with an insoluble anode and oxygen membrane that can be injected into the aquatic environment with aquatic organisms, as well as hydrogen for use as a source of power or heat.Сучасні умови промислового вирощування риби супроводжуються неконтрольованою дією природних чи техногенних чинників, що впливають на якість води, яка, своєю чергою, впливає на показники якості продукції. Одним із специфічних чинників є негативна дія на показники якості води мікроводоростей та їхніх токсинів. Виникає необхідність створення механізмів з усунення чинників розвитку мікроводоростей та прояву дії їхніх токсинів, за можливості –  деструкції самих токсинів. Промислові господарства мають мати  систему, яка в превентивному автоматичному режимі зможе усунути негативні чинники проявів у водному середовищі мікроводоростей, водночас така система має бути безпечною для навколишнього середовища і людини. Наведено обґрунтування технологічно-конструктивного рішення складу та опис роботи зразка системи знезараження мікроводоростей з використанням адаптивного підходу до конструкції загалом, а також окремих блоків та вузлів на основі застосування імпульсних електрохімічних методів як головного чинника впливу на стан води.. Використання електролізних методів знешкодження мікроводоростей дозволяє одночасно реалізувати механізм зміни токсичного впливу сечі гідробіонтів при її накопиченні на нетоксичний. Це здійснюється через перетворення, окиснення і відновлення її водних розчинів, що забезпечує зміну властивостей розчину на оптимальні для живлення рослин. Використання електролізних методів перетворення є основою нового підходу до інноваційної технології установок замкненого водопостачання (УЗВ) для рибних господарств чи тепличних комплексів, що може у своєму єдиному технологічному циклі виконувати одну, дві чи більше важливих задач. Перша – знезараження небезпечних біоагентів та деструкція і вилучення мікроводоростей. Друга – кероване перетворення сечі гідробіонтів на поживний розчин із необхідною іонною формою для вживання кореневою системою рослин. Третя – синтез та отримання важливих компонентів, таких як кисень та водень. Четверта – збір і подальше використання  згущеної фракції мікроводоростей . За головний контролюючий параметр води  прийнято світлопроникність – як спрощений, узагальнений показник наявності мікроводоростей у водному середовищі. У системі використано ефективний процес деструктивного впливу на мікроводорості та їхні токсини – імпульсний струм навантаження електродів зі зміною його параметрів та форми з підготовкою структури води для кращої дії струму за рахунок кавітаційних блоків, що також діють деструктивно на мікроводорості і токсини. В умовах зміни світлопроникності та рН робочого розчину параметри імпульсного струму навантаження також змінюються адаптивним джерелом живлення на найефективніші. Запропоноване рішення  може бути покращено за використання відомих напрацювань, що використовуються для більш якісного очищення води в адаптивних системах очищення води. Одним із перспективних напрямків є відбір і спрямування мікроводоростей та згущеної фракції виділень гідробіонтів одночасно на адаптивну біогазову систему (АБС) задля отримання якісних органічних добрив та біогазу. Інший напрямок – можливість створення адаптивних систем контролю параметрів води для гідропоніки та систем аквапоніки. Важливим додатковим чинником нового технологічного підходу є отримання в процесі роботи електролізеру з нерозчинним анодом та мембраною кисню, що може інжектуватися у водне середовище з гідробіотами, та водню для використання його як джерела електроєнергії чи теплової енергії