مقدم حلول متكاملة لتربية الأحياء المائية ومصنع معدات تخزين السوائل.
لغة
مقدم حلول متكاملة لتربية الأحياء المائية ومصنع معدات تخزين السوائل.
معايير جودة المياه المعاد تدويرها
تُشكل معايير جودة المياه ومعايير التصميم أساس تصميم نظام معالجة المياه المُعاد تدويرها وإدارة تشغيله. فيما يلي المخططات والمعايير المرجعية التي يستخدمها فريق الهندسة عادةً:
| معايير جودة المياه | |
إجمالي المواد الصلبة العالقة (TSS) | ≤10 ملغ/لتر |
إجمالي نيتروجين الأمونيا (TAN) | ≤1 ملغ/لتر |
النتريت (NO₂⁻ - N) | ≤0.5 ملغ/لتر |
نترات (NO₃⁻ - N) | ≤300 ملغ/لتر |
الأكسجين المذاب (DO) | 8-10 ملغ/لتر |
الرقم الهيدروجيني | 7-8.5 |
جهد الأكسدة والاختزال (ORP) | ≤400 مللي فولت |
درجة حرارة الماء | 23-30 درجة مئوية |
1. تصميم نظام إزالة الجسيمات الصلبة
يُستخدم إجمالي المواد الصلبة العالقة (TSS) عادةً كمعيار لقياس الجسيمات الصلبة في أنظمة الاستزراع المائي الدائرية (RAS). ويشير هذا المصطلح بشكل رئيسي إلى الكمية الإجمالية للجسيمات الصلبة التي يزيد حجم جسيماتها عن ميكرون واحد في وحدة الماء. في نظام المياه الدائرية، تشمل هذه المواد براز الأسماك، والطُعم المتبقي، والكتل البيولوجية (البكتيريا الميتة والحية)، وغيرها. ويختلف حجم هذه الجسيمات العالقة اختلافًا كبيرًا من ميكرومتر إلى سنتيمتر. ويمكن أن تؤثر الجسيمات العالقة بشكل مباشر على صحة الأسماك ونموها (خاصةً أسماك المياه الباردة)، كما أنها تزيد من العبء على المرشحات الحيوية. لذلك، من الضروري الحفاظ على تركيز الجسيمات العالقة في المياه الدائرية ضمن نطاق معقول.
في بعض دول الاتحاد الأوروبي، تُفرض قيود صارمة على الجسيمات العالقة في أنظمة الاستزراع المائي المُعاد تدويره (RAS). على سبيل المثال، في المسطحات المائية المُستخدمة في نظام الاستزراع المائي المُعاد تدويره (RAS)، يُتوقع عادةً أن يكون تركيز الجسيمات العالقة (الذي يُقاس بإجمالي المواد الصلبة العالقة TSS) أقل من 15 ملغم/لتر، وذلك للحفاظ على جودة المياه والبيئة.
لدى الولايات المتحدة أيضًا لوائح ذات صلة بجودة المياه في مجالي تربية الأحياء المائية ومعالجة المياه. في نظام تربية الأحياء المائية المُعاد تدويرها (RAS)، يخضع محتوى الجسيمات العالقة (المُحوَّل بواسطة العكارة ومؤشرات أخرى ذات صلة) لبعض القيود. يتراوح النطاق الأمثل لتركيز الجسيمات العالقة بين 8 و12 ملغم/لتر، وهو ما يُستخدم لضمان بقاء الكائنات المائية وتكاثرها.
في التشغيل الفعلي لنظام تربية الأحياء المائية الدائرية (RAS) المصنع في الصين، يُشترط عادةً ضبط تركيز الجسيمات العالقة (الجسيمات الصلبة العالقة) إلى أقل من 10 ملغم/لتر. بل إن بعض الأنواع الثمينة التي تتطلب مياهًا عالية الجودة، مثل سمك السلمون، يُشترط ضبطه إلى أقل من 5 ملغم/لتر.
2. معلمات إزالة الملوثات المذابة
تشمل الذوبانية في الماء مواد غير عضوية قابلة للذوبان ومواد عضوية قابلة للذوبان. من بين هذه المواد الضارة القابلة للذوبان في الماء، بشكل رئيسي، نيتروجين الأمونيا (NH3-N) ونيتروجين النتريت (NO2-- N). يمكن أن يدخل نيتروجين الأمونيا إلى مجرى الدم عبر خياشيم الأسماك وجلدها، مما يُخلّ بدورة حمض ثلاثي الكربوكسيل الطبيعية لديها، ويغيّر ضغطها الأسموزي، ويُقلّل من قدرتها على امتصاص الأكسجين من الماء، مما يؤثر على نموها الطبيعي وبقائها.
المرشح الحيوي للنترتة ذو الغشاء الثابت، المستخدم عادةً في أنظمة الاستزراع المائي الدائري (RAS)، هو مجتمع بكتيري لتحويل نيتروجين الأمونيا، ينمو على سطح مادة تعبئة بيولوجية معينة، وينتقل نيتروجين الأمونيا إلى الغشاء الحيوي الثابت عبر الانتشار ويتحول. الغرض الرئيسي من تصميم عملية المرشح الحيوي هو ضمان احتواء المرشح على كمية كافية من بكتيريا النترتة لإزالة نيتروجين الأمونيا الذي تفرزه الأسماك، والحفاظ على تركيز نيتروجين الأمونيا في نظام الاستزراع المائي ضمن النطاق المحدد مسبقًا، وضمان سلامة ونمو الأسماك بشكل فعال.
2.1 التحكم في نيتروجين الأمونيا (NH₃-N)
يُعد نيتروجين الأمونيا أحد الملوثات الرئيسية المذابة في مياه أنظمة الاستزراع المائي الدائري (RAS). وينشأ هذا النيتروجين بشكل رئيسي من فضلات الكائنات الحية المُستزرعة وبقايا الأعلاف. وقد تكون التركيزات العالية منه سامة للكائنات الحية المُستزرعة، مما يؤثر على نموها ومناعتها وقدرتها التكاثرية. في المرشحات الحيوية، تعتمد إزالة نيتروجين الأمونيا بشكل رئيسي على نترتة الكائنات الحية الدقيقة، مثل البكتيريا المُنترتة، والتي تُحوّل نيتروجين الأمونيا إلى نتريت ونترات.
عند تصميم مرشح حيوي، يجب مراعاة مساحة سطح وحجم كافٍين لمادة المرشح لتوفير مساحة كافية لنمو وتكاثر البكتيريا النترتية. وفي الوقت نفسه، من الضروري التحكم في حمولة نيتروجين الأمونيا في المياه الداخلة وتجنب تأثير تركيزها المفرط على المرشح الحيوي. على سبيل المثال، يمكن تقليل تركيز نيتروجين الأمونيا في المياه الداخلة باستخدام آلة تغذية آلية واعتماد استراتيجية تغذية بكميات صغيرة ووجبات متعددة. يُحدد تركيز نيتروجين الأمونيا المسموح به للمرشح الحيوي بناءً على تحمل نيتروجين الأمونيا وكثافة تكاثر الكائنات الحية المستزرعة. وبشكل عام، بالنسبة لمعظم أسماك المياه العذبة المستزرعة، يجب التحكم في إجمالي تركيز نيتروجين الأمونيا إلى أقل من 1 ملغم/لتر، ويجب ألا يتجاوز تركيز الأمونيا غير الأيونية 0.025 ملغم/لتر.
2.2 التحكم في النتريت (NO₂⁻-N)
يُعد النتريت أيضًا أحد معايير جودة المياه التي يجب مراقبتها عن كثب في نظام إعادة تدوير الأحياء المائية (RAS). وهو منتج وسيط في عملية نترجة الأمونيا والنيتروجين، وهو سام للكائنات الحية في الأحياء المائية. يمكن أن يؤثر النتريت على نقل الأكسجين في دم الكائنات الحية في المزارع، مما يؤدي إلى أعراض نقص الأكسجين، مثل ضيق التنفس، ورؤوس الطيور العائمة، وحتى الموت.
عند تصميم المرشح الحيوي، من الضروري ضمان قدرته على تحويل النتريت إلى نترات بفعالية أكبر. يتطلب ذلك الحفاظ على نشاط البكتيريا النازعة للنتروجين في المرشح الحيوي وتوفير الظروف البيئية المناسبة لها، مثل الأكسجين المذاب المناسب. وبشكل عام، يلزم التحكم في تركيز النتريت بحيث لا يتجاوز 0.5 ملغم/لتر.
2.3 اعتبارات تربية الأحياء المائية في مياه البحر
ملوحة مياه البحر عالية نسبيًا، وتحتوي على أيونات مختلفة مثل أيونات الصوديوم (Na⁺) وأيونات الكلوريد (Cl⁻) وأيونات المغنيسيوم (Mg²⁺) وأيونات الكالسيوم (Ca²⁺) وما إلى ذلك. وقد طورت كائنات تربية الأحياء المائية البحرية أنظمة معقدة لتنظيم الأيونات أثناء تكيفها طويل الأمد مع البيئات عالية الملوحة. عندما يدخل النتريت إلى الكائنات البحرية، يمكن لهذه الكائنات أن تخفف جزئيًا من الآثار الفسيولوجية للنتريت من خلال استخدام نظام تنظيم الأيونات الخاص بها. في نظام تربية الأحياء المائية المعاد تدويرها (RAS)، يمكن لأيونات الكلوريد (Cl-) أن تقلل من سمية النتريت (NO2-) لكائنات تربية الأحياء المائية من خلال التثبيط التنافسي. وعلى وجه التحديد، تحتاج كل من أيونات الكلوريد والنتريت إلى دخول جسم السمكة من خلال خلايا الكلوريد الموجودة على صفائح الخياشيم. يزيد وجود أيونات الكلوريد من صعوبة دخول النتريت إلى جسم السمكة، وبالتالي تقليل سميته. بشكل عام، عندما يكون تركيز أيونات الكلوريد في الماء ستة أضعاف تركيز النتريت، يُمكن أن يُثبّط بفعالية سُمّية النتريت على الكائنات المُستزرعة. مقارنةً بتربية الأحياء المائية في المياه العذبة، تُعدّ تربية الأحياء المائية في مياه البحر أقلّ سُمّيةً من النتريت، ويعود ذلك إلى ارتفاع تركيز أيونات الكلوريد في مياه البحر. لذلك، في نظام تربية الأحياء المائية المُعاد تدويرها (RAS)، يُمكن تنظيم الملوحة بشكل معقول، مما يُقلّل سُمّية النتريت بفعالية، ويُحافظ على صحة وسلامة الكائنات المُستزرعة.
3. الأكسجين المذاب (DO)
في نظام الاستزراع المائي الدائري (RAS)، يُعدّ الأكسجين المذاب (DO) معيارًا أساسيًا لجودة المياه. تمتص الأسماك والكائنات المائية الأخرى الأكسجين المذاب من الماء عبر تنفس الخياشيم للحفاظ على نشاطها الأيضي. يتراوح تركيز الأكسجين المذاب اللازم للنمو الطبيعي لمعظم أسماك المياه الدافئة عادةً بين 5 و8 ملغم/لتر. عندما ينخفض تركيز الأكسجين المذاب عن المستوى الحرج، يُثبّط تنفس الكائنات المائية، ويتباطأ معدل نموها، وتنخفض مناعتها، وتصبح أكثر عرضة للإصابة بالأمراض. على سبيل المثال، عندما يقل تركيز الأكسجين المذاب عن 2 ملغم/لتر، تُصاب العديد من الأسماك بظاهرة طفو الرأس، وقد يؤدي التعرض المطول لانخفاض الأكسجين المذاب إلى نفوقها.
في نظام تربية الأحياء المائية الدائرية (RAS)، يُنصح بالحفاظ على تركيز أكسجين مذاب يتراوح بين 8 و10 ملغم/لتر. ويفيد ارتفاع تركيز الأكسجين المذاب في زيادة مستويات التغذية وتقليل نسبة العلف إلى العلف.
4. التحكم في درجة الحموضة
في نظام الاستزراع المائي الدائري (RAS)، يتراوح نطاق الرقم الهيدروجيني المناسب للأسماك عادةً بين 7.0 و8.5. على سبيل المثال، تنمو معظم أسماك المياه العذبة جيدًا في بيئات تتراوح درجة حموضتها بين 7.2 و7.8. ويرجع ذلك إلى أن الوظائف الفسيولوجية للأسماك، مثل التنفس وتنظيم الضغط الأسموزي، تتم بشكل طبيعي نسبيًا ضمن هذا النطاق. يحدث تبادل الغازات عبر الخياشيم، وتُسهّل الحموضة أو القلوية المناسبة في الماء عملية التبادل الطبيعي للأكسجين وثاني أكسيد الكربون.
بالنسبة لتربية الروبيان، مثل الروبيان الأبيض من أمريكا الجنوبية، يتراوح نطاق الرقم الهيدروجيني المناسب بين 7.8 و8.6 تقريبًا. ويعود ذلك إلى التركيب الفسيولوجي وخصائص نشاط القشريات، مما يجعلها أكثر تكيفًا مع بيئات ذات رقم هيدروجيني أعلى قليلًا. ويُعد الرقم الهيدروجيني المناسب مفيدًا لنمو الروبيان في مرحلة طرح الريش.
مع ذلك، خلال عملية نظام إعادة تدوير الاستزراع المائي (RAS)، تنخفض قيمة الرقم الهيدروجيني باستمرار مع تقدم عملية الاستزراع، مما يستدعي ضبط قيمة الرقم الهيدروجيني للماء. يمكن استخدام جهاز ضبط الرقم الهيدروجيني التلقائي. يتم ضبط قيمة الرقم الهيدروجيني للمسطح المائي تلقائيًا بناءً على بيانات مستشعر الرقم الهيدروجيني.
ستوفر خدمتنا فرص عمل جديدة في صناعة تربية الأحياء المائية ونقل السوائل.
