Proveedor de soluciones integrales para acuicultura y fabricante de equipos de almacenamiento de líquidos.
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Proveedor de soluciones integrales para acuicultura y fabricante de equipos de almacenamiento de líquidos.
Parámetros de calidad del agua de recirculación
Los parámetros de calidad del agua y las normas de diseño constituyen la base para el diseño y la gestión operativa de sistemas de tratamiento de agua recirculante. A continuación, se presentan diagramas de referencia y parámetros utilizados habitualmente por el equipo de ingeniería:
| Parámetros de calidad del agua | |
Sólidos suspendidos totales (SST) | ≤10 mg/L |
Nitrógeno amoniacal total (TAN) | ≤1 mg/L |
Nitrito (NO₂⁻ - N) | ≤0,5 mg/L |
Nitrato (NO₃⁻ - N) | ≤300 mg/L |
Oxígeno disuelto (OD) | 8-10 mg/L |
pH | 7-8.5 |
Potencial de oxidación-reducción (ORP) | ≤400 mV |
Temperatura del agua | 23-30℃ |
1. Diseño del sistema de eliminación de partículas sólidas
Los sólidos suspendidos totales (SST) se utilizan comúnmente como parámetro para medir la materia particulada sólida en sistemas de recirculación acuícola (RAS). Se refiere principalmente a la cantidad total de partículas sólidas con un tamaño superior a 1 micrón en una unidad de agua. En el sistema de agua circulante, los SST incluyen heces de peces, cebo residual, flóculos biológicos (bacterias vivas y muertas), etc. El tamaño de estas partículas en suspensión varía considerablemente, desde micrómetros hasta centímetros. La materia particulada en suspensión puede afectar directamente la salud y el crecimiento de los peces (especialmente los de agua fría), además de aumentar la carga sobre los biofiltros. Por lo tanto, es necesario mantener la concentración de partículas en suspensión en el agua circulante dentro de un rango razonable.
En algunos países de la UE, el control de partículas en suspensión (PM) es relativamente estricto. Por ejemplo, en masas de agua utilizadas para PM), la concentración de PM (medida por los sólidos suspendidos totales [SST]) suele mantenerse por debajo de 15 mg/L para mantener una buena calidad del agua y un entorno ecológico óptimo.
Estados Unidos también cuenta con normativas relevantes sobre la calidad del agua en los ámbitos de la acuicultura y el tratamiento de aguas. En el Sistema de Recirculación Acuícola (RAS), el contenido de partículas en suspensión (calculado mediante la turbidez y otros indicadores relacionados) también presenta ciertas limitaciones. El rango ideal de concentración de partículas en suspensión se sitúa entre 8 y 12 mg/L, lo cual garantiza la supervivencia y reproducción de los organismos acuáticos.
En el funcionamiento real del Sistema de Recirculación Acuícola (RAS) en fábricas de China, generalmente se requiere controlar la concentración de partículas en suspensión (sólidos suspendidos SS) por debajo de 10 mg/L. Para algunas especies valiosas que requieren agua de alta calidad, como el salmón, incluso se requiere controlarla por debajo de 5 mg/L.
2. Parámetros de eliminación de contaminantes disueltos
La solubilidad en agua incluye sustancias inorgánicas solubles y sustancias orgánicas solubles. Entre ellas, las sustancias nocivas solubles en agua son principalmente el nitrógeno amoniacal (NH₃₄₂) y el nitrógeno nitrito (NO₂₂₂₂). El nitrógeno amoniacal puede entrar al torrente sanguíneo a través de las branquias y la piel de los peces, alterando su ciclo normal de ácidos tricarboxílicos, alterando su presión osmótica y reduciendo su capacidad para absorber oxígeno del agua, lo que afecta su crecimiento y supervivencia normales.
El biofiltro de nitrificación de membrana fija, comúnmente utilizado en sistemas de recirculación acuícola (RAS), consiste en la comunidad bacteriana de conversión de nitrógeno amoniacal que crece en la superficie de un material de empaque biológico. El nitrógeno amoniacal se transfiere a la biopelícula fija mediante difusión y se convierte. El objetivo principal del diseño del proceso de filtración biológica es garantizar que el filtro cuente con suficientes bacterias nitrificantes para eliminar el nitrógeno amoniacal excretado por los peces, mantener la concentración de nitrógeno amoniacal en el sistema acuícola dentro del rango predeterminado y garantizar la seguridad y el crecimiento eficaz de los peces.
2.1 Control de nitrógeno amoniacal (NH₃-N)
El nitrógeno amoniacal es uno de los principales contaminantes disueltos en el agua de los sistemas de recirculación acuícola (RAS). Proviene principalmente de los excrementos y residuos de alimento de los organismos de cultivo. Altas concentraciones de nitrógeno amoniacal pueden ser tóxicas para los organismos de cultivo, afectando su crecimiento, inmunidad y capacidad reproductiva. En los biofiltros, la eliminación del nitrógeno amoniacal se basa principalmente en la nitrificación de microorganismos como las bacterias nitrificantes, que convierten el nitrógeno amoniacal en nitrito y nitrato.
Al diseñar un biofiltro, se debe considerar suficiente superficie y volumen del material filtrante para proporcionar suficiente espacio para el crecimiento y reproducción de las bacterias nitrificantes. Al mismo tiempo, es necesario controlar la carga de nitrógeno amoniacal en el influente y evitar que una concentración excesiva de nitrógeno amoniacal afecte el filtro biológico. Por ejemplo, la concentración de nitrógeno amoniacal en el influente se puede reducir mediante el uso de un alimentador automático y una estrategia de alimentación de pequeñas cantidades y comidas múltiples. Determine la concentración de nitrógeno amoniacal admisible para el biofiltro según la tolerancia al nitrógeno amoniacal y la densidad de reproducción de los organismos cultivados. En general, para la mayoría de los peces de acuicultura de agua dulce, la concentración total de nitrógeno amoniacal debe mantenerse por debajo de 1 mg/L, y la de amoniaco no iónico no debe superar los 0,025 mg/L.
2.2 Control de nitrito (NO₂⁻-N)
El nitrito también es un parámetro de calidad del agua que debe monitorearse de cerca en el Sistema de Recirculación Acuícola (RAS). Es un producto intermedio en el proceso de nitrificación del nitrógeno amoniacal y, además, es tóxico para los organismos acuícolas. El nitrito puede afectar el transporte de oxígeno en la sangre de los organismos cultivados, provocando síntomas de hipoxia como dificultad para respirar, cabeza flotante e incluso la muerte.
Durante el diseño, es necesario garantizar que el biofiltro pueda convertir eficazmente el nitrito en nitrato. Esto requiere mantener la actividad de las bacterias desnitrificantes en el biofiltro y proporcionarles condiciones ambientales adecuadas, como un nivel adecuado de oxígeno disuelto. Generalmente, se requiere controlar la concentración de nitrito por debajo de 0,5 mg/L.
2.3 Consideraciones sobre la acuicultura en agua de mar
La salinidad del agua de mar es relativamente alta y contiene varios iones, como iones de sodio (Na⁺), iones de cloruro (Cl⁻), iones de magnesio (Mg²⁺), iones de calcio (Ca²⁺), etc. Los organismos de acuicultura marina han desarrollado sistemas complejos de regulación de iones durante su adaptación a largo plazo a entornos con alto contenido de sal. Cuando el nitrito entra en los organismos marinos, estos pueden aliviar parcialmente los efectos fisiológicos del nitrito utilizando su propio sistema de regulación de iones. En el sistema de recirculación de acuicultura (RAS), los iones de cloruro (Cl⁻) pueden reducir la toxicidad del nitrito (NO2⁺) para los organismos de acuicultura mediante inhibición competitiva. Específicamente, tanto los iones de cloruro como el nitrito deben entrar en el cuerpo del pez a través de las células de cloruro en las branquias. La presencia de iones de cloruro aumenta la dificultad de que el nitrito entre en el cuerpo del pez, reduciendo así su toxicidad. En general, cuando la concentración de iones cloruro en el agua es seis veces mayor que la de nitrito, se puede inhibir eficazmente la toxicidad del nitrito en los organismos acuícolas. En comparación con la acuicultura de agua dulce, la acuicultura en agua salada presenta menos riesgos tóxicos por nitrito, lo cual se relaciona con la mayor concentración de iones cloruro en el agua de mar. Por lo tanto, en el Sistema de Recirculación Acuícola (RAS), al regular la salinidad de forma adecuada, se puede reducir eficazmente la toxicidad del nitrito y proteger la salud y la seguridad de los organismos acuícolas.
3. Oxígeno disuelto (OD)
En un sistema de recirculación acuícola (RAS), el oxígeno disuelto (OD) es un parámetro clave para la calidad del agua. Los peces y otros organismos acuáticos absorben el oxígeno disuelto del agua mediante la respiración branquial para mantener su actividad metabólica. La concentración de oxígeno disuelto necesaria para el crecimiento normal de la mayoría de los peces de aguas cálidas suele rondar los 5-8 mg/L. Cuando la concentración de oxígeno disuelto es inferior al nivel crítico, la respiración de los organismos acuáticos se inhibe, su tasa de crecimiento se ralentiza, su inmunidad disminuye y son más propensos a contraer enfermedades. Por ejemplo, cuando el oxígeno disuelto es inferior a 2 mg/L, muchos peces experimentan el fenómeno de cabeza flotante, y la exposición prolongada a niveles bajos de oxígeno disuelto puede provocar la muerte de los peces.
En sistemas de recirculación acuícola (RAS), se recomienda mantener el oxígeno disuelto entre 8 y 10 mg/L. Un nivel más alto de oxígeno disuelto favorece el aumento de los niveles de alimentación y la reducción de la proporción de alimento.
4. Control del pH
En un sistema de recirculación acuícola (RAS), el rango de pH adecuado para los peces suele estar entre 7,0 y 8,5. Por ejemplo, la mayoría de los peces de agua dulce crecen bien en ambientes con un pH de 7,2 a 7,8. Esto se debe a que, dentro de este rango de pH, las funciones fisiológicas de los peces, como la respiración y la regulación de la presión osmótica, pueden llevarse a cabo con relativa normalidad. El intercambio de gases se produce a través de las branquias, y la acidez o alcalinidad adecuada del agua facilita el intercambio normal de oxígeno y dióxido de carbono.
Para el cultivo de camarones, como el camarón blanco sudamericano, el rango de pH adecuado se encuentra entre 7,8 y 8,6. Esto se debe a la estructura fisiológica y las características de actividad de los crustáceos, que los hacen más adaptables a entornos con pH ligeramente más elevado. Un pH adecuado favorece el crecimiento y la muda de los camarones.
Sin embargo, durante el proceso del Sistema de Recirculación Acuícola (RAS), el pH disminuye continuamente a medida que avanza la acuicultura, por lo que es necesario ajustarlo. Se puede utilizar un equipo de ajuste automático del pH. Este ajuste automático del pH del cuerpo de agua se basa en los datos del sensor de pH.
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