ANALYSIS OF EXISTING ENERGY INSTALLATIONS FOR ULTRAVIOLET DISINFECTION OF RECIRCULATING NUTRIENT SOLUTION IN SYSTEMS OF CROPS AUTOMATIC HYDROPONIC IRRIGATION IN PROTECTED GROUND

Authors

DOI:

https://doi.org/10.35433/naturaljournal.2.2023.174-180

Keywords:

power plants, UV-disinfection, recirculating nutrient solution, plant products of protected soil, hydroponic watering.

Abstract

Decisive for solving food security problems in Ukraine while preserving and restoring the ecology of the environment should be an intensive method of management, i.e. the orientation of economic entities of their own activities on the innovative type of development, active use of scientific and technical developments and implementation of modern agricultural innovations. In its turn, the qualitative and quantitative indicators of crop production of protected soil depend on the technical condition of technological equipment. The purpose of the work is research and analysis of existing power plants for ultraviolet disinfection of recirculating nutrient solution in systems of automatic hydroponic irrigation of crops in a protected soil, as well as elucidation of the impact of filtration and disinfection of nutrient solution on the presence of microorganisms when reusing plants in systems. The paper investigates the ways to improve the operation of power plants for ultraviolet disinfection of recirculating nutrient solution in the cultivation of crop products of protected soil. It provides the value of the required radiation dose for 90% disinfection of the recirculation solution from various bacteria, viruses and fungal spores and the dependence of bactericidal efficiency on the wavelength of light. Ultraviolet rays with a length from 200 to 280 nm (UV-C range) have the most pronounced bactericidal effect. Research in this area has shown that the optimal wavelength for irradiation is 253.7 nm. As a result of such irradiation, microorganisms die or lose their ability to reproduce. It has been proven that the classical layout scheme of power plants for ultraviolet disinfection of the recirculation solution is inefficient, because it does not rid the recirculation solution of turbidity and the presence of iron and does not guarantee high efficiency of the ultraviolet disinfection plants. The paper describes the method of carbonate precipitation of metal ions, which is based on the formation of insoluble metal compounds as a result of treatment of an aqueous solution with carbonates or bicarbonates of alkali metals. Prospects for further research are the development of methods and tools to improve the operation of power plants for ultraviolet disinfection of recirculating nutrient solution in the cultivation of crop products of protected soil.

References

Бойко А. І., Савченко В. М., Крот В. В. Проблеми забезпечення надійності технологічного обладнання при вирощуванні продукції захищеного ґрунту в АПК України. Технічний сервіс агропромислового, лісового та транспортного комплексів. 2016. № 6. С. 200 – 203. Гуменний В. Д., Музика П. М. Стан продовольчої безпеки населення України на початку тисячоліття. Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій ім. Ґжицького. 2014. Т. 16. № 1(1). С. 134 – 150.

Козир В. С., Гуменний В. Д., Ткалич В. В. Деякі питання продовольчої безпеки. Матер. міжн. наук.-практ. конф. XVIII (XXIX) «Кроки науки назустріч виробництву». ІТЦР УААН. Дніпропетровськ, 2006. С. 12 – 15.

Орлов В. О., Мартинов С. Ю., Меддур М. М., Куницький С. О. Технологія знезалізнення води для питних потреб. Ресурсосбережение и энергоэффективность инженерной инфраструктуры урбанизированных территорий. 2013. URL: http://eprints.kname.edu.ua/32156/1/7.pdf.

Положение дел в области продовольствия и сельского хозяйства. Продовольственная и сельскохозяйственная организация объединённых наций. Рим, 2009. 187 с.

Радовенчик В. М., Радовенчик Я. В. Знезалізнення води фільтруванням через завантаження із карбонату кальцію. Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження. 2018. № 1. С. 85 – 89.

Руния В. Т. Уничтожение корневых патогенов в воде, используемой в закрытых системах выращивания с помощью ультрафиолетового излучения. Овощеводство и Тепличное хозяйство. 2011. № 3. С 34 – 40.

Савченко В. М., Крот В. В. Вплив культиваційних споруд та технологічних систем на параметри мікроклімату при вирощуванні продукції захищеного ґрунту. Крамаровські читання: зб. тез доп. ІІ міжнар. наук.-техн. конф., 3 квіт. 2013. К.: НУБіП, 2013. С. 72 – 74. Якобчук В. П., Савченко В. М. Вплив технічного стану культиваційних систем захищеного ґрунту на продовольчу безпеку України. Крамаровські читання: зб. тез доп. VII міжнар. наук.-техн. конф., 20-21 лют. 2020. К. : НУБіП, 2020. С. 189 – 191.

Berkelmann B., Wohanka W., Wolf G. Characterisation of the bacterial flora in recirculating nutrient solutions of a hydroponic system with rockwool. Acta Hortic. 1994. 361. P. 372 – 381. CIE Technical Division 6. CIE 155: 2003 Ultraviolet Air Disinfection. Vienna, Austria; 2003. doi:ISBN 978 3 901906 25 1.

Paludan N. Virus diseases in vegetables. Plant Diseases and Pests in Denmark 1982. 1983. P. 41 – 43.

Schöller M., van Dijk J. C., Wilms D. Recovery of heavy metals by crystallization. Metal Finish. 1987. 85. № 11. P. 31 – 34.

Tomlinson J. A., Faithull E. M. Studieson the occurrence of tomato bushy stunt virus in English rivers. Ann. appl. Biol. 1984. 104. P. 475 – 495.

Published

2023-04-04