Sisteme de acvacultură cu recirculare (RAS) și metode de creștere
Acvacultura, ca activitate economică semnificativă, a atras atenție și dezvoltare pe scară largă la nivel global. Odată cu extinderea continuă a dimensiunii agriculturii și progresele tehnologice, problemele de poluare care decurg din procesul de agricultură au devenit din ce în ce mai importante. Sistemele de acvacultură cu recirculare (RAS), ca metodă de agricultură eficientă, ecologică și durabilă, au apărut ca o tehnologie cheie în domeniul acvaculturii. Prin urmare, este necesar să se analizeze și să studieze RAS și metodele lor de creștere pentru a promova dezvoltarea sănătoasă și stabilă a industriei piscicole.
1. Principii de bază și procesul de construcție al RAS
1.1 Principii de bază
Un sistem de acvacultură cu recirculare (RAS) se referă la un sistem care reutiliza apa în procesul de agricultură. Principiul fundamental implică tratarea apelor uzate în apă potrivită pentru reutilizare prin procese fizice, biologice și chimice. Această abordare reduce dependența de resursele naturale de apă, minimizând în același timp deversarea apelor uzate în timpul acvaculturii.
1.2 Construcția RAS
1.2.1 Proiectarea sistemului
Proiectarea unui RAS necesită luarea în considerare a mai multor factori. Mai întâi, determinați scara fermei și speciile care urmează să fie cultivate, formând baza pentru proiectarea capacității sistemului și a capacității de tratare. În al doilea rând, înțelegeți sursa de apă și starea acesteia de calitate, efectuând tratarea adecvată a apei și monitorizarea și analizele regulate pentru a ajusta și optimiza RAS. Determinați componentele și configurația sistemului pe baza dimensiunii fermei și a speciilor, inclusiv rezervoare, rezervoare de filtrare, biofiltre, pompe de apă, echipamente de oxigenare și sisteme de control automat. În proiectarea rezervorului, luați în considerare factori precum forma, dimensiunea și adâncimea și utilizați designuri interne netede pentru a îmbunătăți fluxul de apă și a reduce riscul de poluare a apei. Rezervoarele de filtrare ar trebui să selecteze mediile de filtrare adecvate, în timp ce biofiltrele necesită luarea în considerare a dimensiunii, materialului și umplerii cu bio-medii. În cele din urmă, selectați pompe de apă și echipamente de oxigenare adecvate pentru a asigura funcționarea normală a RAS. Întregul proces de proiectare necesită o luare în considerare cuprinzătoare a unor factori precum eficiența, fiabilitatea, economisirea energiei și conservarea apei.
1.2.2 Construcția instalației
În ceea ce privește construcția instalației, urmați planul de proiectare pentru execuție. În primul rând, excavați și construiți rezervoarele, asigurându-vă că acestea au adâncimea, lățimea și lungimea adecvate și respectă cerințele de proiectare. Simultan, aplicați un tratament anti-infiltrații rezervoarelor pentru a preveni afectarea calității apei de scurgeri. În al doilea rând, configurați și construiți rezervoarele de filtrare și biofiltrele. Acestea sunt de obicei construite folosind beton sau materiale plastice pentru a asigura rezistență și durabilitate suficientă. Construcția trebuie să respecte cerințele de proiectare, cum ar fi selectarea mediilor de filtrare pentru rezervorul de filtrare și alegerea și aranjarea mediului de umplere a biofiltrului. Pentru instalarea pompelor de apă și a echipamentelor de oxigenare, selectați dispozitivele adecvate și instalați-le și puneți-le în funcțiune conform specificațiilor de proiectare. Locația pompei trebuie să ia în considerare direcția fluxului de apă și puterea pompei pentru a asigura un debit adecvat de apă pentru sistem. Echipamentul de oxigenare injectează de obicei aer în apă prin suflante de aer pentru a crește nivelul de oxigen dizolvat (DO). În plus, în timpul construcției, implementați măsuri de protecție și întreținere a instalației. De exemplu, instalați balustrade adecvate și semne de avertizare în jurul rezervoarelor pentru a asigura siguranța personalului și a instalației. În timpul utilizării și întreținerii instalației, efectuați inspecții și întreținere regulate, cum ar fi curățarea periodică a rezervoarelor de filtrare și înlocuirea mediului de filtrare, pentru a asigura funcționarea stabilă a sistemului și calitatea apei.
1.2.3 Instalarea conductei
În construcția RAS, instalarea conductelor de alimentare cu apă și de drenaj este crucială. Conducta de alimentare cu apă necesită filtrare și tratare pentru a se asigura că calitatea apei îndeplinește nevoile de acvacultură. De obicei, conducta de alimentare este instalată la o înălțime mai mare pentru a permite aportul de apă prin gravitație în RAS, luând în considerare, de asemenea, debitul și presiunea apei pentru reglarea și controlul alimentării cu apă. Conducta de drenaj evacuează apa tratată din fermă și trebuie să elibereze efluenții într-un loc adecvat pentru a evita poluarea mediului. În mod obișnuit, țevile de drenaj sunt instalate la cote inferioare pentru evacuarea gravitațională. Proiectarea și construcția sistemului de drenaj trebuie să abordeze, de asemenea, tratarea apelor uzate pentru a minimiza impactul asupra mediului. În timpul instalării conductei, selectați materialele și diametrele adecvate pentru conducte și asigurați-vă că conexiunile sunt sigure și fiabile pentru a preveni scurgerile și deteriorarea. De asemenea, luați în considerare aspectul și accesul conductelor pentru a asigura un flux nestingherit și o întreținere ușoară. După instalare, testați și inspectați conductele pentru a asigura calitatea și siguranța.
1.2.4 Testarea sistemului
La finalizare, sistemul necesită testare și punere în funcțiune pentru a asigura funcționarea normală. Testarea include detectarea calității apei, testele debitului etc. Pentru RAS, calitatea apei afectează în mod direct creșterea și sănătatea peștilor. În timpul testării, efectuați o monitorizare și analiză regulată a calității apei pentru a vă asigura că îndeplinește cerințele. Parametrii comuni de calitate a apei includ temperatura, pH-ul, oxigenul dizolvat (DO), azotul amoniac, nitriții și nitrații. Testarea debitului este necesară pentru a verifica dacă sistemul îndeplinește cerințele acvaculturii, determinând debitul real pentru ajustare și optimizare ulterioară. Depanarea sistemului este, de asemenea, necesară pentru a optimiza eficiența operațională. Depanarea implică ajustarea diferitelor componente, cum ar fi rezervoarele, rezervoarele de filtrare și biofiltrele pentru a asigura stabilitatea și fiabilitatea sistemului.
2. Metode agricole RAS
2.1 Metoda de filtru viu/biofiltru (folosind plante și organisme)
Metoda Living Filter este o tehnică ecologică-care folosește plante și organisme vii pentru a purifica apele uzate. Utilizează cicluri biologice naturale și procese de descompunere. Apa uzată este trecută printr-un rezervor de filtrare unde materia organică, azotul amoniac etc., sunt descompuse, transformate și absorbite, purificând astfel apa. În comparație cu purificarea chimică tradițională, această metodă este mai ecologică și mai sănătoasă, poate îmbunătăți eficiența agriculturii și economisește energie și costuri de operare. În această metodă, plantele și organismele vii din rezervorul de filtrare joacă un rol crucial. Plantele absorb substanțele nocive prin fotosinteză în timp ce eliberează oxigen, furnizând oxigenul necesar organismelor din filtru. Organismele vii utilizează substanțe precum azotul de amoniac pentru metabolism și creștere, descompunând și transformând materia organică în apele uzate, producând în același timp dioxid de carbon și alte produse reziduale care pot fi absorbite și utilizate de plante, formând un ciclu. Notă: metoda Living Filter necesită selectarea plantelor și organismelor adecvate pe baza condițiilor reale. Diferitele plante și organisme au efecte diferite asupra tratării apei; speciile adecvate trebuie alese în funcție de caracteristicile apei uzate și cerințele de tratare. Simultan, organismele din filtru necesită o hrănire și un management adecvat pentru a asigura o creștere sănătoasă, sporind astfel eficiența purificării.
2.2 Metoda de biofiltru (microbian)
Metoda Biofilter este o abordare comună de tratare a apelor uzate în RAS. Acesta stabilește un biofiltru care adăpostește cantități mari de microorganisme, cum ar fi bacteriile nitrificatoare (Nitrosomonas, Nitrobacter), care transformă azotul și nitriții nocivi de amoniac în nitrat ne-toxic. În filtru, apa trece printr-o serie de medii de filtrare (de exemplu, nisip, pietriș, bile bio-de plastic), care oferă o suprafață extinsă și nutrienți, facilitând colonizarea și creșterea microbiană. După o perioadă de funcționare și activitate biologică, populațiile microbiene cresc, iar calitatea apei se îmbunătățește treptat. Comparativ cu metoda Living Filter, metoda Biofilter oferă o stabilitate mai mare și rezistență la perturbări. Deoarece microorganismele se pot înmulți rapid în filtru, pot procesa mai repede substanțele nocive din apă. În plus, această metodă nu necesită cantități mari de plante și animale pentru tratarea apei, reducând astfel impactul asupra mediului. Cu toate acestea, microorganismele din biofiltru necesită întreținere și management regulat pentru a asigura funcționarea normală și tratarea eficientă a deșeurilor din apă.
2.3 Flux-prin/Metoda de recirculare a apei
Metoda Flow-through Recirculation este o abordare durabilă a acvaculturii care conservă resursele de apă și reduce evacuarea deșeurilor. În RAS, apa este pompată din rezervoare în conductele de circulație, în timp ce se adaugă o cantitate adecvată de oxigen, permițând descompunerea și tratarea suficientă a materiei organice din apă. Această metodă reduce în mod eficient risipa de apă și deversarea efluenților, îmbunătățind în același timp eficiența agriculturii și calitatea produselor acvatice. Metoda Flow-prin recirculare este aplicabilă nu numai culturilor în rezervoare, ci și diferitelor ferme, cum ar fi iazurile cu pești și iazurile pentru creveți. În timpul funcționării, întreținerea și curățarea regulată a conductelor și echipamentelor de circulație sunt necesare pentru a asigura funcționarea corespunzătoare a sistemului.
2.4 Metoda de recirculare cu debit static/-scăzut
Metoda de recirculare statică este o abordare simplă, dar eficientă de tratare a apei. În această metodă, rezervorul de cultură este împărțit în straturi superioare, mijlocii și inferioare. Apa circulă între aceste straturi prin flux vertical de apă, îmbunătățind calitatea apei. Pentru a asigura o dizolvare suficientă a oxigenului, se utilizează echipamente de oxigenare pentru a furniza oxigen. Pe măsură ce apa curge din straturile superioare spre cele inferioare, oxigenul este absorbit de straturile inferioare de apă. Acest lucru ajută la menținerea nivelului de oxigen din rezervor, contribuind astfel la echilibrul ecologic acvatic.
Sistemele de acvacultură cu recirculare reprezintă o abordare a agriculturii durabile. Prin reciclarea și reutilizarea apei, acestea reduc risipa și poluarea resurselor de apă, sporind atât eficiența agriculturii, cât și respectarea mediului. În viitor, cu actualizări și perfecționări tehnologice continue, extinderea domeniului de aplicare, scăderea costurilor de construcție și operaționale și dezvoltarea de noi materiale și echipamente, RAS va avea o aplicare și o promovare mai largă. Acest lucru va contribui în mod semnificativ la asigurarea dezvoltării durabile a pescuitului și la protecția resurselor de apă.