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Proceso de acuicultura de recirculación industrializada en tierra (RAS) Proceso y diseño de parámetros (Parte 3): PA de calidad del agua
Recirculación de parámetros de calidad del agua
Los parámetros de calidad del agua y los estándares de diseño forman la base para recircular el diseño del sistema de tratamiento de agua y el manejo operativo. A continuación se presentan diagramas de referencia y parámetros comúnmente utilizados por el equipo de ingeniería:
| Parámetros de calidad del agua | |
Total de sólidos suspendidos (TSS) | ≤10mg/L |
Nitrógeno de amoníaco total (TAN) | ≤1mg/L |
Nitrito (no₂⁻ - n) | ≤0.5mg/L |
Nitrato (no₃⁻ - n) | ≤300mg/L |
Oxígeno disuelto (do) | 8-10 mg/L |
ph | 7-8.5 |
Potencial de reducción de oxidación (ORP) | ≤400mv |
Temperatura del agua | 23-30℃ |
1. Diseño del sistema de eliminación de partículas sólidas
Los sólidos totalmente suspendidos (TSS) se usan comúnmente como un parámetro para medir partículas sólidas en el sistema de acuicultura recirculante (RAS). Se refiere principalmente a la cantidad total de partículas sólidas con un tamaño de partícula mayor de 1 micras en una unidad de agua. En el sistema de agua circulante, TSS incluye heces de pescado, cebo residual, flóculos biológicos (bacterias muertas y vivas), etc. El tamaño de estas partículas suspendidas varía mucho de micrómetro a nivel de centímetro. Las partículas suspendidas pueden afectar directamente la salud y el crecimiento de los peces (especialmente los peces de agua fría), y también aumentar la carga de los biofiltros. Por lo tanto, es necesario mantener la concentración de partículas suspendidas en el agua circulante dentro de un rango razonable.
En los sistemas del sistema de acuicultura (RAS) de recirculación de países de algunos países de la UE, el control de las partículas suspendidas es relativamente estricto. Por ejemplo, para los cuerpos de agua utilizados para recircular el Sistema de Acuicultura (RAS), generalmente se espera que la concentración de partículas suspendidas (medidas por sólidos suspendidos totales TSS) se controle por debajo de 15 mg/L para mantener una buena calidad del agua y un entorno ecológico.
Estados Unidos también tiene regulaciones relevantes de calidad del agua en los campos de la acuicultura y el tratamiento del agua. En el sistema de recirculación del sistema de acuicultura (RAS), el contenido de partículas suspendidas correspondiente (convertido por turbidez y otros indicadores relacionados) también tiene ciertas limitaciones. El rango ideal para la concentración de partículas suspendidas es de alrededor de 8-12 mg/L, que se utiliza para garantizar la supervivencia y reproducción de organismos acuáticos.
En la operación real del sistema de acuicultura recirculante (RAS) basado en fábrica en China, generalmente se requiere controlar la concentración de partículas suspendidas (sólidos suspendidos SS) por debajo de 10 mg/l. Para algunas especies preciosas que requieren alta calidad del agua, como el salmón, incluso se requiere controlarla por debajo de 5 mg/l.
2. Parámetros de eliminación de contaminantes disueltos
La solubilidad en el agua incluye sustancias inorgánicas solubles y sustancias orgánicas solubles. Entre ellos, las sustancias dañinas solubles en agua son principalmente nitrógeno de amoníaco (NH3-N) y nitrógeno de nitrito (NO2- N). El nitrógeno de amoníaco puede ingresar al torrente sanguíneo a través de las branquias y la piel del pescado, interrumpiendo su ciclo normal de ácido tricarboxílico, alterando su presión osmótica y reduciendo su capacidad para absorber el oxígeno del agua, lo que afecta su crecimiento y supervivencia normales.
El biopelícula de nitrificación de membrana fija de uso común en los sistemas del sistema de acuicultura recirculante (RAS) es la comunidad bacteriana de conversión de nitrógeno de amoníaco que crece en la superficie de un cierto material de empaquetado biológico, y el nitrógeno de amoníaco se transfiere a la biofilma fija a través de la difusión y converpida. El objetivo principal del diseño del proceso de filtro biológico es garantizar que el filtro tenga suficientes bacterias nitrificantes para eliminar el nitrógeno de amoníaco excretado por los peces, mantener la concentración de nitrógeno de amoníaco en el sistema de acuicultura dentro del rango predeterminado y garantizar la seguridad y el crecimiento efectivo de los peces.
2.1 control de nitrógeno de amoníaco (NH₃-N)
El nitrógeno de amoníaco es uno de los principales contaminantes disueltos en el agua en los sistemas del sistema de acuicultura recirculante (RAS). Principalmente proviene del excremento y la alimentación residual de los organismos de cultivo. Las altas concentraciones de nitrógeno de amoníaco pueden ser tóxicos para los organismos cultivados, afectando su crecimiento, inmunidad y capacidad reproductiva. En los biofiltros, la eliminación de nitrógeno de amoníaco se basa principalmente en la nitrificación de microorganismos como las bacterias nitrificantes, que convierten el nitrógeno de amoníaco en nitrito y nitrato.
Al diseñar un biofiltro, se debe considerar suficiente área de superficie y volumen del material del filtro para proporcionar suficiente espacio para que las bacterias nitrificantes crezcan y se reproduzcan. Al mismo tiempo, es necesario controlar la carga de nitrógeno de amoníaco en el influyente y evitar la concentración excesiva de nitrógeno de amoníaco afectando el filtro biológico. Por ejemplo, la concentración de nitrógeno de amoníaco en el influyente puede reducirse mediante el uso de una máquina de alimentación automática y adoptando una estrategia de alimentación de pequeñas cantidades y múltiples comidas. Determine la concentración de nitrógeno de amoníaco permitido para el biopelícula basada en la tolerancia al nitrógeno de amoníaco y la densidad de reproducción de los organismos cultivados. En términos generales, para la mayoría de los peces de acuicultura de agua dulce, la concentración total de nitrógeno de amoníaco debe controlarse por debajo de 1 mg/L, y el amoníaco no iónico no debe exceder 0.025 mg/L.
2.2 Control de nitrito (no₂⁻-n)
El nitrito también es un parámetro de calidad del agua que necesita ser monitoreado de cerca en el sistema del Sistema de Acuicultura Recirculante (RAS). Es un producto intermedio en el proceso de nitrificación de nitrógeno de amoníaco y también es tóxico para los organismos de acuicultura. El nitrito puede afectar el transporte de oxígeno en la sangre de los organismos de granja, lo que lleva a síntomas de hipoxia, como falta de aliento, cabezas flotantes e incluso la muerte.
En el diseño, es necesario asegurarse de que el biofiltro pueda convertir efectivamente el nitrito en nitrato. Esto requiere mantener la actividad de las bacterias desnitrificantes en el biofiltro y proporcionarles condiciones ambientales adecuadas, como el oxígeno disuelto apropiado. En general, se requiere controlar la concentración de nitrito por debajo de 0.5 mg/L.
2.3 Consideraciones de acuicultura de agua de mar
La salinidad del agua de mar es relativamente alta, que contiene varios iones como iones de sodio (Na ⁺), iones de cloruro (Cl ⁻), iones de magnesio (mg ² ⁺), iones de calcio (Ca ² ⁺), etc. Los organismos de la acuicultura marina han desarrollado sistemas de regulación de iones complejos durante su adaptación a largo plazo a entornos de alta sal. Cuando el nitrito ingresa a los organismos marinos, estos organismos pueden aliviar parcialmente los efectos fisiológicos del nitrito mediante la utilización de su propio sistema de regulación de iones. En el sistema de acuicultura recirculante (RAS), los iones de cloruro (Cl -) pueden reducir la toxicidad del nitrito (NO2-) a los organismos de la acuicultura a través de la inhibición competitiva. Específicamente, tanto los iones de cloruro como el nitrito deben ingresar al cuerpo de los peces a través de las células de cloruro en las placas branquias. La presencia de iones de cloruro aumenta la dificultad de que el nitrito ingrese al cuerpo de los peces, reduciendo así su toxicidad. En general, cuando la concentración de iones de cloruro en el agua es seis veces mayor que la de nitrito, puede inhibir efectivamente la toxicidad del nitrito a los organismos de la acuicultura. En comparación con la acuicultura de agua dulce, la acuicultura de agua de mar tiene menos riesgos tóxicos del nitrito, lo que está relacionado con la mayor concentración de iones de cloruro en el agua de mar. Por lo tanto, en el sistema del sistema de acuicultura recirculante (RAS), al regular la salinidad razonablemente, la toxicidad del nitrito puede reducirse efectivamente, y la salud y la seguridad de los organismos de acuicultura pueden protegerse.
3. Oxígeno disuelto (do)
En un sistema de sistema de acuicultura recirculante (RAS), el oxígeno disuelto (DO) es un parámetro clave de calidad del agua. Los peces y otros organismos acuáticos absorben el oxígeno disuelto del agua a través de la respiración branquial para mantener su actividad metabólica. La concentración de oxígeno disuelto requerida para el crecimiento normal de la mayoría de los peces de agua tibia es generalmente de alrededor de 5-8 mg/L. Cuando la concentración de oxígeno disuelto está por debajo del nivel crítico, se inhibirá la respiración de los organismos acuáticos, su tasa de crecimiento se reducirá, su inmunidad disminuirá y son propensas a la infección con enfermedades. Por ejemplo, cuando el oxígeno disuelto está por debajo de 2 mg/L, muchos peces experimentarán fenómeno de la cabeza flotante, y la exposición prolongada al oxígeno bajo disuelto puede provocar la muerte de los peces.
En el sistema de acuicultura recirculante (RAS), se recomienda mantener el oxígeno disuelto entre 8-10 mg/L. El oxígeno disuelto más alto es beneficioso para aumentar los niveles de alimentación y reducir las relaciones de alimentación a alimento.
4. control de pH
En un sistema de sistema de acuicultura recirculante (RAS), el rango de pH adecuado para FISH generalmente está entre 7.0-8.5. Por ejemplo, la mayoría de los peces de agua dulce crecen bien en entornos con pH 7.2-7.8. 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 relativamente normalmente. El intercambio de gases ocurre a través de las branquias, y la acidez o alcalinidad apropiada en el agua facilita el proceso de intercambio normal de oxígeno y dióxido de carbono.
Para la agricultura de camarones, como los camarones blancos sudamericanos, el rango de pH adecuado es de aproximadamente 7.8-8.6. Esto se debe a la estructura fisiológica y las características de actividad de los crustáceos, lo que los hace más adaptables a entornos de pH ligeramente más altos. El pH adecuado es beneficioso para el crecimiento de la muda de camarones.
Sin embargo, durante el proceso de recirculación del Sistema de Acuicultura (RAS), el valor de pH disminuirá continuamente a medida que avanza la acuicultura, y es necesario ajustar el valor de pH del agua. Se puede usar el equipo de ajuste de pH automático. Ajuste automáticamente el valor de pH del cuerpo de agua en función de los datos del sensor de pH.
