Aplicarea Circular Tank RAS în acvacultură
0. Introducere
Industria acvaculturii este un sector vital pentru creșterea economică națională. Cu toate acestea, pe măsură ce amploarea sa continuă să se extindă în căutarea unor beneficii economice mai mari, se confruntă cu numeroase provocări, inclusiv poluarea mediului, risipa de resurse de apă și actualizări tehnologice întârziate. Prin urmare, introducerea tehnologiei Sistemului de acvacultură cu recirculare în rezervoare circulare (RAS) este deosebit de importantă. Această tehnologie răspunde în mod eficient nevoii de reciclare a resurselor de apă și își valorifică avantajele de mediu, ajutând la rezolvarea problemelor proeminente ale metodelor tradiționale de agricultură și promovând astfel dezvoltarea durabilă a industriei acvaculturii.
1. Principii și avantaje ale rezervorului circular RAS
1.1 Principii tehnice
Rezervor circular RAS este o tehnologie de acvacultură modernă, ecologică, care combină caracteristicile structurale ale rezervoarelor circulare cu un sistem de circulație și purificare a apei. Introduce apa de cultură într-un sistem-în buclă închisă, menținând-o într-o stare constantă de curgere. Această apă trece prin mai multe etape de tratare, nu numai că satisface nevoile de reciclare a apei, ci și optimizează mediul acvaculturii.
În timpul funcționării sistemului, apa de cultură este mai întâi pre-tratată folosind un sistem de filtrare, în care metodele fizice sau chimice elimină impuritățile, cum ar fi solidele în suspensie și materia organică. Apa filtrată preliminar intră apoi într-un rezervor de sedimentare, unde particulele mai mari sau substanțele în suspensie se depun mai departe sub gravitație, purificând apa. Apa curge apoi într-un iaz de oxidare, care utilizează degradarea microbiană pentru a descompune substanțele nocive, crește conținutul de oxigen dizolvat (DO) și creează un mediu potrivit pentru speciile de cultură.
În comparație cu acvacultura tradițională, aplicarea rezervorului circular RAS abordează eficient problemele legate de risipa de apă și poluarea mediului, îmbunătățește controlul asupra mediului agricol, permite organismelor să prospere într-un cadru sănătos și îmbunătățește în mod cuprinzător eficiența și calitatea acvaculturii.
1.2 Avantaje tehnice
(1) Gestionarea eficientă a calității apei: fluxul de apă formează un vârtej de-a lungul pereților rezervorului, determinând concentrarea automată a furajelor reziduale și a fecalelor și evacuarea prin scurgerea centrală. Acest lucru previne acumularea de poluanți în partea de jos și reduce riscul de poluare a apei. Combinat cu sistemul de purificare prin recirculare, îmbunătățește stabilitatea și controlabilitatea apei.
(2) Potrivit pentru agricultura cu densitate mare-: fluxul de apă în circulație permite difuzia uniformă a oxigenului. Împreună cu echipamente de aerare inferioară sau de oxigenare cu jet, nivelurile de oxigen dizolvat pot fi menținute la niveluri optime. Acest sistem este mai favorabil agriculturii cu densitate mare-în comparație cu iazurile tradiționale, crescând randamentul pe unitatea de volum de apă.
(3) Utilizarea resurselor ecologice: Rezervorul circular RAS reciclează și reutiliza apa prin sistemul său, obținând o rată de economisire a apei de peste 80% în comparație cu metodele tradiționale. În plus, poluanții generați în timpul agriculturii pot fi colectați și transformați în îngrășăminte organice valoroase, evitând riscul de poluare a corpului de apă cauzat de deversarea directă.
2. Aspecte tehnice cheie ale rezervorului circular RAS
2.1 Tehnologia de management al calității apei
Managementul eficient al calității apei este un avantaj principal. Sistemul de circulație a apei este esențial, folosind pompe de-înaltă eficiență pentru a realiza mai mult de 3 cicluri complete de apă în 24 de ore, combinate cu filtrarea mecanică pentru a îndepărta solidele în suspensie. În plus, adăugarea de bacterii nitrificatoare pentru biofiltrare sau utilizarea cărbunelui activat pentru adsorbția toxinelor ajută la menținerea parametrilor cheie precum azotul amoniac, pH-ul și OD în limite adecvate.
(1) Monitorizare-în timp real: instalați echipamente de monitorizare (contoare de pH, senzori DO, senzori de temperatură) în jurul rezervoarelor pentru colectarea de date-în timp real. Senzorii trebuie calibrați în mod regulat și conectați la un sistem de control central. Sistemul ar trebui să trimită alerte atunci când parametrii depășesc valorile prestabilite.
(2) Circulația și filtrarea apei: instalați pompe de-înaltă eficiență conform specificațiilor de proiectare. Utilizați filtre mecanice cu precizie adecvată și curățați-le/înlocuiți-le în mod regulat. Combinați cu biofiltre și adăugați bacterii nitrificante pentru a îmbunătăți degradarea materiei organice.
(3) Controlul oxigenului dizolvat: Instalați echipamente de oxigenare (de exemplu, difuzoare microporoase, generatoare de oxigen) la fundul rezervorului și calibrați parametrii lor de funcționare pentru a menține debitul optim de gaz și nivelurile de DO.
(4) Reglarea temperaturii: Instalați încălzitoare sau răcitoare pentru a menține temperatura apei într-un interval stabil (de exemplu, 22-26 de grade). Calibrați în mod regulat senzorii de temperatură și utilizați echipamentul de control al temperaturii pentru a regla apa după cum este necesar.
2.2 Tehnologia de management al hranei
2.2.1 Formularea furajelor
Formulați hrana pe baza cerințelor nutriționale ale speciei în diferite stadii de creștere pentru a asigura o dietă echilibrată. De exemplu, pentru basul adult, proteina brută din hrana ar trebui să fie de 40–45%, iar grăsimea de 10–12%. Folosiți-ingrediente de înaltă calitate, cum ar fi făină de pește, făină de soia, porumb, ulei de pește și ulei de soia. Utilizați software specializat pentru a proiecta formule științifice. Amestecați ingredientele și procesați-le în pelete potrivite pentru consumul speciei (de exemplu, diametrul maxim care nu depășește 3 mm). Testați în mod regulat hrana finită pentru a asigura calitatea.
2.2.2 Tehnici de hrănire
Bazați cantitățile zilnice de hrănire pe dimensiunea cioratului și viteza de creștere. Instalați alimentatoare automate la marginea rezervorului pentru o distribuție uniformă și ajustați științific volumul și frecvența de hrănire în funcție de biomasă și stadiul de creștere. Ajustați prompt dacă se observă un comportament anormal sau modificări în răspunsul la hrănire.
Instalați camere pentru a monitoriza procesul de alimentare, identificând probleme precum distribuția neuniformă sau deșeurile. Observarea regulată a comportamentului de hrănire oferă o bază pentru ajustarea-fină.
2.3 Tehnologia de monitorizare a creșterii
Eșantionați în mod regulat (de exemplu, cel puțin 30 de pești) pentru a măsura lungimea și greutatea. Înregistrați datele într-un sistem de management pentru a genera automat curbe de creștere și diagrame de distribuție a greutății. Acest lucru permite evaluarea intuitivă a tendințelor de creștere și a sănătății, permițând un management rafinat.
Ajustați formulele de furaje și rațiile pe baza datelor de creștere. Dacă ratele de creștere sunt sub așteptări, analizați cauzele și luați măsuri eficiente pentru a controla frecvența, volumul și formula de hrănire.
2.4 Tehnologia de prevenire și control al bolilor
Pentru a preveni mortalitatea în masă, se aplică strategii de combatere a bolilor bazate pe starea de sănătate a stocului.
Efectuați carantină zilnică a mediului, sănătății peștilor și calității apei. Utilizați microscoape, truse de testare etc., pentru a detecta agenții patogeni devreme pentru o intervenție în timp util.
Folosiți tratamente preventive (de exemplu, antibiotice, medicamente anti-parazitare) conform instrucțiunilor și stării peștilor, controlând strict doza și frecvența.
În cazul unui focar de boală, izolați imediat unitățile afectate, diagnosticați cauza printr-o examinare detaliată și implementați tratamente țintite (de exemplu, ajustarea circulației apei, folosind terapii specifice) pentru a reduce răspândirea.
3. Studiu de caz de aplicare
3.1 Prezentare generală a proiectului
Un proiect regional „Circular Tank RAS + Aquaponics” include aproximativ 160 m³ de apă de cultură, inclusiv 110 m³ pentru zonele de legume hidroponice verticale, 65 m³ pentru plantarea substratului și 25 m³ pentru tratarea centralizată a apei. În comparație cu metodele tradiționale, acest model are avantaje precum amprenta mai mică, instalarea flexibilă și capacitatea puternică de auto-curățare, oferind un mediu superior pentru pești, reducând în același timp riscurile legate de calitatea apei.
3.2 Aplicație specifică în proiect
(1) Managementul apei: Apa care circulă colectează și depune particule mari de deșeuri. Un micro-filtru de ecran elimină aceste solide. Apa filtrată intră într-un biofiltru unde bacteriile nitrificatoare de pe mediu transformă amoniacul și nitriții în nitrat pentru absorbția plantelor. Apa purificată este returnată în bazinele de pești, o parte fiind deturnată către hidroponie de legume și o parte dezinfectată înainte de a re-intra în rezervoare circulare.
(2) Managementul hrănirii: implementați un control precis al hrănirii. De exemplu, când peștii au ~3 cm, hrana zilnică reprezintă 8-10% din greutatea corporală; la 5–6 cm, scade la 5–6%. Ajustați frecvența în funcție de stadiul de creștere. Observați răspunsul la hrănire după fiecare hrănire; dacă rămân peste 10%, reduceți hrănirea următoare cu 10%.
(3) Monitorizarea creșterii: concentrați-vă pe ratele de creștere pentru controlul densității. Eșantionați și cântăriți la fiecare 20 de zile. Dacă creșterea este lentă, verificați calitatea apei sau ajustați formularea furajului. Controlați densitatea prin stocarea inițială a numărului adecvat și împărțirea stocurilor atunci când standardele de dimensiune sunt îndeplinite pentru a preveni problemele de supraaglomerare.
(4) Prevenirea bolilor: Efectuați verificări zilnice ale iazului și managementul mediului. Utilizați o platformă de monitorizare pentru a observa starea peștilor (de exemplu, culoare anormală, suprafață) și aspectul apei (de exemplu, spumă, culoare închisă). Utilizați aceste informații pentru prevenirea și tratamentul direcționat.
3.3 Rezultatele aplicării
Modelul „Circular Tank + Greenhouse” a fost optimizat. Efluentul de pește este supus unei separări solide-lichide printr-un micro-ecran; solidele separate sunt fermentate în îngrășământ organic pentru legume. Apa filtrată pătrunde în sere unde amoniacul și nitriții sunt absorbiți și purificați de către plante, înainte de a fi recirculate.
Proiectul a obținut o producție semnificativă: 250.000 kg/an de țelină nepoluată (7 recolte) și 35.000 kg de bas ecologic curat (2 recolte). Comparativ cu cultura tradițională a legumelor, profiturile anuale au crescut cu aproximativ 50.000 USD (o creștere de 30%). A creat oportunități de re-angajare pentru peste 100 de fermieri locali, crescându-le venitul mediu anual cu aproximativ 1.100 USD. De asemenea, a rezolvat problemele legate de poluarea mediului și risipa de apă.
A fost implementată și integrarea rezervoarelor circulare-terrestre cu cultivarea orezului. Efluentul de acvacultură, bogat în amoniac și nitriți, este direcționat către orezul ca irigare bogată în nutrienți-, favorizând creșterea orezului. Legumele sunt cultivate iarna, asigurând utilizarea eficientă-pe tot parcursul anului a nutrienților din efluent, evidențiind eficiența tehnologiei, randamentul ridicat și beneficiile pentru mediu.
4. Concluzie
Pe scurt, aplicarea Circular Tank RAS în acvacultură valorifică avantajele combinate ale structurii circulare ale rezervorului și ale sistemului de purificare cu recirculare pentru a reduce depunerea de poluanți și a controla riscurile de calitate a apei la sursă. Prin gestionarea densității populației, crearea unui mediu acvatic favorabil și stabilirea unui sistem eficient de recirculare a apei conform specificațiilor tehnice, resursele de apă pot fi utilizate la maximum. Acest lucru atinge scopul dublu de a spori beneficiile atât economice, cât și de mediu ale industriei acvaculturii.