Čistenie recirkulujúcich odpadových vôd z akvakultúry obsahujúcich vysoké koncentrácie dusíka a fosforu zostáva významnou výzvou v odvetví akvakultúry. Medzi bežne používané metódy úpravy patrí separácia peny, oxidácia ozónom a biologická filtrácia.
Separácia peny, známa aj ako flotácia rozpusteným vzduchom (DAF), odstraňuje znečisťujúce látky ich adsorbovaním na stúpajúce bubliny vo vode, čím sa voda čistí. Jeho účinnosť je však ovplyvnená viacerými faktormi, ako je teplota, veľkosť bublín a vlastnosti vločiek, čo vedie k relatívne nízkej účinnosti spracovania. Oxidácia ozónom využíva silnú oxidačnú silu ozónu na účinné ničenie mikroorganizmov vo vode, ale tento proces je zložitý a nákladný, čo sťažuje implementáciu prevádzkovateľov akvakultúry. Biologická filtrácia sa spolieha na absorpciu a metabolickú aktivitu vodných rastlín a mikroorganizmov pri degradácii organickej hmoty a živín dusíka a fosforu v odpadových vodách. Napriek tomu je táto metóda vysoko citlivá na podmienky prostredia a má dlhý cyklus spracovania, čo ju robí nedostatočnou pre vysokoúčinné recirkulačné systémy akvakultúry. Preto je vývoj účinných technológií na čistenie recirkulujúcich odpadových vôd z akvakultúry naďalej naliehavý.
Technológia membránovej úpravy odstraňuje škodlivé látky z vody prostredníctvom membránovej filtrácie. Priťahuje čoraz väčšiu pozornosť vďaka svojej jednoduchej obsluhe, malej ploche a vysokej účinnosti separácie. Na základe veľkosti pórov môžu byť membrány klasifikované ako mikrofiltrácia, ultrafiltrácia, nanofiltrácia a reverzná osmóza. Medzi nimi technológia nanofiltrácie (NF) dosiahla relatívne zrelé štádium aplikácie. NF membrány sa vyznačujú menšou veľkosťou pórov, sú schopné odstraňovať jemné častice, rozpustené látky a ióny, čím ponúkajú vysokú selektivitu a separačnú účinnosť. Štúdie ukázali, že NF membrány sú účinné pri odstraňovaní dusíka a fosforu, čistení a opätovnom použití priemyselných odpadových vôd, čistení komunálnych odpadových vôd, odsoľovaní morskej vody a brakickej vody a čistení a zmäkčovaní pitnej vody.
Priepustnosť NF membrán je kľúčom k dosiahnutiu efektívnej filtrácie. Veľké množstvo nerozpustených látok v odpadovej vode však môže spôsobiť znečistenie membrány, skrátenie životnosti membrány a stať sa prekážkou pre membránové-čistenie odpadových vôd. Preto je potrebná účinná predúprava na zníženie suspendovaných pevných látok predtým, ako odpadová voda vstúpi do membrány NF, čím sa predĺži životnosť membrány. Bežné metódy predúpravy zahŕňajú koaguláciu, sedimentáciu, oxidáciu, adsorpciu a ultrafiltráciu, pričom ultrafiltrácia a koagulácia sú najčastejšie používané a účinné prístupy.
Výskum naznačuje, že odpadová voda upravená koagulačnou-sedimentáciou pred filtráciou NF vykazuje nižšie indexy zanášania a znížené trendy znečistenia membrány v porovnaní s priamym NF. Ultrafiltračné – nanofiltračné (UF–NF) duálne-membránové systémy môžu dosiahnuť hlboké čistenie vody s nízkou-teplotou a nízkym-zákalom, pričom UF membrány poskytujú stabilnú dlhodobú-prevádzku za dobrých podmienok napájacej vody, čím sa efektívne predlžuje životnosť membrány NF. Dvoj{7}}membránové systémy účinne odstraňujú pevné častice a rozpustené organické látky z dažďovej vody a vykazujú dobré rýchlosti odstraňovania celkového množstva rozpustených pevných látok, celkového organického uhlíka a vodivosti, čo vedie k vysokokvalitnému-odtoku bez sekundárneho znečistenia a vysokej účinnosti čistenia.
V odpadovej vode z akvakultúry môže veľké množstvo výkalov, zvyškov krmiva a koloidných organických látok spôsobiť nezvratné znečistenie, ak sa privádza priamo do membrán NF. Koagulačná alebo ultrafiltračná predúprava účinne zmierňuje zanášanie NF membrány, znižuje prevádzkové náklady a dosahuje ekonomické a efektívne čistenie odpadových vôd.
