Système d'aquaculture en recirculture industrialisée terrestre (RAS) Processus et conception de paramètres (partie 3): qualité de l'eau PA

Recirculation les paramètres de qualité de l'eau

Les paramètres de qualité de l'eau et les normes de conception constituent la base de la recirculation de la conception du système de traitement de l'eau et de la gestion opérationnelle. Vous trouverez ci-dessous des diagrammes de référence et des paramètres couramment utilisés par l'équipe d'ingénierie:

1. Conception du système d'élimination des particules solides

Les solides en suspension totale (TSS) sont couramment utilisés comme paramètre pour mesurer les particules solides dans le système d'aquaculture de recirculation (RAS). Il se réfère principalement à la quantité totale de particules solides avec une taille de particules supérieure à 1 micron dans une unité d'eau. Dans le système d'eau en circulation, le TSS comprend des excréments de poisson, des appâts résiduels, des flocs biologiques (bactéries mortes et vivantes), etc. La taille de ces particules en suspension varie considérablement du micromètre au niveau des centimètres. Les particules en suspension peuvent affecter directement la santé et la croissance des poissons (en particulier les poissons d'eau froide) et également augmenter la charge des biofiltres. Par conséquent, il est nécessaire de maintenir la concentration de particules en suspension dans l'eau circulante dans une plage raisonnable.

Dans certains systèmes de système d'aquaculture de recirculation de l'UE (RAS), le contrôle des particules en suspension est relativement stricte. Par exemple, pour les plans d'eau utilisés pour la recirculation du système d'aquaculture (RAS), la concentration des particules en suspension (mesurées par des SPS en suspension totale) devrait généralement être contrôlée en dessous de 15 mg / L pour maintenir une bonne qualité de l'eau et un environnement écologique.

Les États-Unis ont également des réglementations pertinentes sur la qualité de l'eau dans les domaines de l'aquaculture et du traitement de l'eau. Dans le système de recirculation du système d'aquaculture (RAS), la teneur en matière de particules en suspension correspondante (convertie par la turbidité et d'autres indicateurs connexes) a également certaines limites. La plage idéale pour la concentration de particules en suspension est d'environ 8 à 12 mg / L, ce qui est utilisé pour assurer la survie et la reproduction des organismes aquatiques.

Dans le fonctionnement réel du système de système d'aquaculture de recirculture (RAS) à base d'usine en Chine, il est généralement nécessaire de contrôler la concentration en suspension de matières particulaires (solides en suspension) en dessous de 10 mg / L. Pour certaines espèces précieuses qui nécessitent une qualité d'eau élevée, comme le saumon, il est même nécessaire pour le contrôler en dessous de 5 mg / L.

2. Paramètres d'élimination des contaminants dissous

La solubilité dans l'eau comprend des substances inorganiques solubles et des substances organiques solubles. Parmi eux, les substances nocives solubles dans l'eau sont principalement de l'azote d'ammoniac (NH3-N) et de l'azote nitrite (NO2-- N). L'azote de l'ammoniac peut entrer dans la circulation sanguine à travers les branchies et la peau des poissons, perturbant leur cycle d'acide tricarboxylique normal, modifiant leur pression osmotique et réduisant leur capacité à absorber l'oxygène de l'eau, affectant ainsi leur croissance et leur survie normales.

Le biofiltre de nitrification à membrane fixe couramment utilisé dans les systèmes de système d'aquaculture de recirculation (RAS) est la communauté bactérienne de conversion d'azote d'ammoniac qui se développe à la surface d'un certain matériau d'emballage biologique, et l'azote d'ammoniac est transféré au biofilm fixe par diffusion et converti. L'objectif principal de la conception du processus de filtre biologique est de s'assurer que le filtre a suffisamment de bactéries nitrifiantes pour éliminer l'azote d'ammoniac excrété par les poissons, maintenir la concentration d'azote d'ammoniac dans le système d'aquaculture dans la plage prédéterminée et assurer la sécurité et la croissance efficace des poissons.

2.1 Contrôle d'azote d'ammoniac (NH₃-N)

L'azote de l'ammoniac est l'un des principaux polluants dissous dans l'eau dans les systèmes de système d'aquaculture de recirculation (RAS). Il provient principalement des excréments et des aliments résiduels des organismes d'élevage. Des concentrations élevées d'azote d'ammoniac peuvent être toxiques pour les organismes d'élevage, affectant leur croissance, leur immunité et leur capacité de reproduction. Dans les biofiltres, l'élimination de l'azote d'ammoniac repose principalement sur la nitrification des micro-organismes tels que les bactéries nitrifiantes, qui convertissent l'azote de l'ammoniac en nitrite et nitrate.

Lors de la conception d'un biofiltre, une surface suffisante et un volume du matériau filtrant doivent être considérés comme fournissant suffisamment d'espace pour que les bactéries nitrifiantes se développent et se reproduisent. Dans le même temps, il est nécessaire de contrôler la charge d'azote de l'ammoniac dans l'influent et d'éviter une concentration excessive d'azote d'ammoniac de l'impact du filtre biologique. Par exemple, la concentration d'azote d'ammoniac dans l'influent peut être réduite en utilisant une machine d'alimentation automatique et en adoptant une stratégie d'alimentation de petites quantités et de plusieurs repas. Déterminer la concentration d'azote en ammoniac admissible pour le biofiltre en fonction de la tolérance à l'azote de l'ammoniac et de la densité de reproduction des organismes en culture. D'une manière générale, pour la plupart des poissons aquaculture d'eau douce, la concentration totale d'azote d'ammoniac doit être contrôlée en dessous de 1 mg / L et l'ammoniac non ionique ne doit pas dépasser 0,025 mg / L.

2.2 Contrôle du nitrite (NO₂⁻-N)

Le nitrite est également un paramètre de qualité de l'eau qui doit être étroitement surveillé dans le système de système d'aquaculture de recirculation (RAS). Il s'agit d'un produit intermédiaire dans le processus de nitrification d'azote d'ammoniac et est également toxique pour les organismes aquaculture. Le nitrite peut affecter le transport de l'oxygène dans le sang des organismes d'élevage, entraînant des symptômes d'hypoxie tels que l'essoufflement, les têtes flottantes et même la mort.

Dans la conception, il est nécessaire de s'assurer que le biofiltre peut efficacement convertir davantage le nitrite en nitrate. Cela nécessite de maintenir l'activité des bactéries dénitrifiantes dans le biofiltre et de leur fournir des conditions environnementales appropriées, comme l'oxygène dissous approprié. Généralement, il est nécessaire de contrôler la concentration de nitrite en dessous de 0,5 mg / L.

2.3 Considérations d'aquaculture de l'eau de mer

La salinité de l'eau de mer est relativement élevée, contenant divers ions tels que les ions sodium (Na ⁺), les ions de chlorure (Cl ⁻), les ions de magnésium (mg ² ⁺), les ions calcium (Ca ² ⁺), etc. Les organismes d'aquaculture marine ont évolué des systèmes de régulation d'ions complexes au cours de leur adaptation à long terme à des environnements à forte sel. Lorsque le nitrite entre dans les organismes marins, ces organismes peuvent atténuer partiellement les effets physiologiques du nitrite en utilisant leur propre système de régulation d'ions. Dans le système d'aquaculture recirculation (RAS), les ions chlorure (Cl -) peuvent réduire la toxicité du nitrite (NO2-) aux organismes aquaculture par inhibition concurrentielle. Plus précisément, les ions chlorure et le nitrite doivent entrer dans le corps du poisson à travers les cellules de chlorure sur les plaques branchiales. La présence d'ions chlorure augmente la difficulté de nitrite entrant dans le corps du poisson, réduisant ainsi sa toxicité. En général, lorsque la concentration d'ions chlorure dans l'eau est six fois celle du nitrite, elle peut efficacement inhiber la toxicité du nitrite aux organismes aquaculture. Par rapport à l'aquaculture d'eau douce, l'aquaculture de l'eau de mer présente moins de risques toxiques du nitrite, qui est lié à la concentration plus élevée d'ions chlorure dans l'eau de mer. Par conséquent, dans le système de recirculation du système d'aquaculture (RAS), en régulant raisonnablement la salinité, la toxicité du nitrite peut être efficacement réduite et la santé et la sécurité des organismes aquaculture peuvent être protégées.

3. Oxygène dissous (DO)

Dans un système de recirculation d'aquaculture (RAS), l'oxygène dissous (DO) est un paramètre de qualité de l'eau clé. Les poissons et autres organismes aquatiques absorbent l'oxygène dissous de l'eau par la respiration des branchies pour maintenir leur activité métabolique. La concentration en oxygène dissoute requise pour la croissance normale de la plupart des poissons d'eau chaude est généralement d'environ 5 à 8 mg / L. Lorsque la concentration en oxygène dissoute est inférieure au niveau critique, la respiration des organismes aquatiques sera inhibée, leur taux de croissance ralentira, leur immunité diminuera et ils sont sujets à l'infection par les maladies. Par exemple, lorsque l'oxygène dissous est inférieur à 2 mg / L, de nombreux poissons ressentiront un phénomène de tête flottant, et une exposition prolongée à un faible oxygène dissous peut entraîner la mort des poissons.

Dans le système d'aquaculture recirculation (RAS), il est recommandé de maintenir l'oxygène dissous entre 8 et 10 mg / L. Un oxygène dissous plus élevé est bénéfique pour augmenter les niveaux d'alimentation et réduire les rapports d'alimentation / d'alimentation.

4. contrôle du pH

Dans un système de recirculation aquaculture (RAS), la plage de pH appropriée pour le poisson se situe généralement entre 7,0 et 8,5. Par exemple, la plupart des poissons d'eau douce poussent bien dans des environnements avec pH 7,2-7,8. En effet, dans cette plage de pH, les fonctions physiologiques des poissons, telles que la respiration et la régulation de la pression osmotique, peuvent être effectuées relativement normalement. L'échange de gaz se produit à travers les branchies, et l'acidité ou l'alcalinité appropriée dans l'eau facilite le processus d'échange normal d'oxygène et de dioxyde de carbone.

Pour les crevettes, comme les crevettes blanches sud-américaines, la gamme de pH appropriée est d'environ 7,8-8,6. Cela est dû à la structure physiologique et aux caractéristiques d'activité des crustacés, ce qui les rend plus adaptables à des environnements de pH légèrement plus élevés. Le pH approprié est bénéfique pour la croissance de la mue des crevettes.

Cependant, pendant le processus de recirculation du système d'aquaculture (RAS), la valeur du pH diminuera en continu à mesure que l'aquaculture progresse, et il est nécessaire d'ajuster la valeur de pH de l'eau. L'équipement de réglage du pH automatique peut être utilisé. Ajustez automatiquement la valeur de pH du corps d'eau en fonction des données du capteur de pH.