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Sistema de Aquicultura de Recirculos Industrializados à Terra (RAS) e projeto de parâmetros (Parte 3): Qualidade da água PA
Parâmetros de qualidade da água recirculantes
Os parâmetros de qualidade da água e os padrões de projeto formam a base para recircular o projeto do sistema de tratamento de água e o gerenciamento operacional. Abaixo estão diagramas de referência e parâmetros comumente usados pela equipe de engenharia:
| Parâmetros de qualidade da água | |
Total de sólidos suspensos (TSS) | ≤10mg/l |
Nitrogênio total de amônia (Tan) | ≤1mg/l |
Nitrito (não - n) | ≤0,5 mg/l |
Nitrato (não -₃⁻ - n) | ≤300 mg/l |
Oxigênio dissolvido (do) | 8-10mg/l |
ph | 7-8.5 |
Potencial de redução de oxidação (ORP) | ≤400mv |
Temperatura da água | 23-30℃ |
1. Design do sistema de remoção de partículas sólidas
Os sólidos suspensos totais (TSS) são comumente usados como um parâmetro para medir matéria de partículas sólidas no sistema de aquicultura de recirculação (RAS). Refere -se principalmente à quantidade total de partículas sólidas com um tamanho de partícula maior que 1 mícron em uma unidade de água. No sistema de água circulante, o TSS inclui fezes de peixes, isca residual, flocos biológicos (bactérias mortas e vivas), etc. O tamanho dessas partículas suspensas varia muito do micrômetro ao nível de centímetro. O material particulado suspenso pode afetar diretamente a saúde e o crescimento dos peixes (especialmente os peixes de água fria) e também aumentar o ônus dos biofiltros. Portanto, é necessário manter a concentração de partículas suspensas na água circulante dentro de um intervalo razoável.
Nos sistemas de sistema de recircultura de recirculação de alguns países da UE (RAS), o controle da matéria particulada suspensa é relativamente rigorosa. Por exemplo, para corpos d'água usados para recircular o sistema de aquicultura (RAS), a concentração de partículas suspensas (medidas pelo total de sólidos suspensos TSS) geralmente deve ser controlada abaixo de 15mg/L para manter uma boa qualidade da água e ambiente ecológico.
Os Estados Unidos também possuem regulamentos relevantes de qualidade da água nos campos de aquicultura e tratamento de água. No sistema de recirculação do sistema de aquicultura (RAS), o conteúdo correspondente de matéria de partículas suspensas (convertida por turbidez e outros indicadores relacionados) também possui certas limitações. A faixa ideal para a concentração de matéria de partículas em suspensão é de cerca de 8 a 12 mg/L, que é usada para garantir a sobrevivência e a reprodução de organismos aquáticos.
Na operação real do sistema de Sistema de Aquicultura de Recirculação baseado em fábrica (RAS) na China, geralmente é necessário controlar a concentração de matéria de partículas suspensas (sólidos suspensos SS) abaixo de 10mg/L. Para algumas espécies preciosas que requerem alta qualidade da água, como o salmão, é necessário até controlá -lo abaixo de 5mg/L.
2. Parâmetros de remoção de contaminantes dissolvidos
A solubilidade em água inclui substâncias inorgânicas solúveis e substâncias orgânicas solúveis. Entre eles, as substâncias nocivas solúveis em água são principalmente nitrogênio de amônia (NH3-N) e nitrogênio nitrito (NO2-- N). O nitrogênio de amônia pode entrar na corrente sanguínea através das brânquias e pele do peixe, interrompendo seu ciclo normal de ácido tricarboxílico, alterando sua pressão osmótica e reduzindo sua capacidade de absorver oxigênio da água, afetando assim seu crescimento e sobrevivência normal.
O biofiltro de nitrificação de membrana fixa comumente usada nos sistemas de sistema de recirculação do sistema de aquicultura (RAS) é a comunidade bacteriana de conversão de nitrogênio de amônia que cresce na superfície de um determinado material de embalagem biológico, e o nitrogênio de amônia é transferido para o biofilme fixo por difusão e convertido. O principal objetivo do projeto do processo de filtro biológico é garantir que o filtro tenha bactérias nitrificantes suficientes para remover o nitrogênio da amônia excretada por peixes, manter a concentração de nitrogênio de amônia no sistema de aquicultura dentro da faixa predeterminada e garantir a segurança e o crescimento efetivo dos peixes.
2.1 Controle de nitrogênio de amônia (NH₃-N)
O nitrogênio da amônia é um dos principais poluentes dissolvidos em água nos sistemas de sistema de recirculação de aquicultura (RAS). Ele vem principalmente do excremento e da alimentação residual de organismos cultivados. Altas concentrações de nitrogênio de amônia podem ser tóxicas para organismos cultivados, afetando seu crescimento, imunidade e capacidade reprodutiva. Nos biofiltros, a remoção do nitrogênio de amônia depende principalmente da nitrificação de microorganismos como as bactérias nitrificantes, que convertem nitrogênio de amônia em nitrito e nitrato.
Ao projetar um biofiltro, a área superficial suficiente e o volume do material do filtro devem ser consideradas para fornecer espaço suficiente para que as bactérias nitrificantes cresçam e se reproduzissem. Ao mesmo tempo, é necessário controlar a carga de nitrogênio de amônia no influente e evitar a concentração excessiva de nitrogênio de amônia de impactar o filtro biológico. Por exemplo, a concentração de nitrogênio de amônia no influente pode ser reduzida usando uma máquina de alimentação automática e adotando uma estratégia de alimentação de pequenas quantidades e várias refeições. Determine a concentração permitida de nitrogênio de amônia para o biofiltro com base na tolerância à nitrogênio de amônia e na densidade de criação dos organismos cultivados. De um modo geral, para a maioria dos peixes da aquicultura de água doce, a concentração total de nitrogênio de amônia deve ser controlada abaixo de 1 mg/L, e a amônia não iônica não deve exceder 0,025mg/L.
2.2 Controle de nitrito (não-N)
O nitrito também é um parâmetro de qualidade da água que precisa ser monitorado de perto no sistema de recirculação do sistema de aquicultura (RAS). É um produto intermediário no processo de nitrificação de nitrogênio de amônia e também é tóxico para os organismos da aquicultura. O nitrito pode afetar o transporte de oxigênio no sangue de organismos cultivados, levando a sintomas de hipóxia, como falta de ar, cabeças flutuantes e até morte.
No design, é necessário garantir que o biofiltro possa efetivamente converter ainda mais o nitrito em nitrato. Isso requer manter a atividade de bactérias desnitrificante no biofiltro e fornecer -lhes condições ambientais adequadas, como oxigênio dissolvido apropriado. Geralmente, é necessário controlar a concentração de nitrito abaixo de 0,5 mg/L.
2.3 Considerações sobre aquicultura da água do mar
A salinidade da água do mar é relativamente alta, contendo vários íons como íons de sódio (Na ⁺), íons cloreto (Cl ⁻), íons magnésio (mg ² ⁺), íons de cálcio (Ca ² ⁺), etc. Os organismos da aquicultura marinha desenvolveram sistemas complexos de regulação de íons durante sua adaptação a longo prazo a ambientes de alto sal. Quando o nitrito entra em organismos marinhos, esses organismos podem aliviar parcialmente os efeitos fisiológicos do nitrito, utilizando seu próprio sistema de regulação de íons. Ao recircular o sistema de aquicultura (RAS), os íons cloreto (CL -) podem reduzir a toxicidade do nitrito (NO2-) para os organismos da aquicultura através da inibição competitiva. Especificamente, os íons cloreto e o nitrito precisam entrar no corpo do peixe através das células de cloreto nas placas em branquiar. A presença de íons cloreto aumenta a dificuldade de entrar no corpo do nitrito, reduzindo assim sua toxicidade. Em geral, quando a concentração de íons cloreto na água é seis vezes a do nitrito, pode efetivamente inibir a toxicidade do nitrito aos organismos da aquicultura. Comparado à aquicultura de água doce, a aquicultura da água do mar tem menos riscos tóxicos do nitrito, o que está relacionado à maior concentração de íons cloreto na água do mar. Portanto, no sistema de recirculação do sistema de aquicultura (RAS), regulando razoavelmente a salinidade, a toxicidade do nitrito pode ser efetivamente reduzida e a saúde e a segurança dos organismos da aquicultura podem ser protegidos.
3. Oxigênio dissolvido (do)
Em um sistema de recirculação de aquicultura (RAS), o oxigênio dissolvido (DO) é um parâmetro -chave da qualidade da água. Os peixes e outros organismos aquáticos absorvem oxigênio dissolvido da água através da respiração branquial para manter sua atividade metabólica. A concentração de oxigênio dissolvida necessária para o crescimento normal da maioria dos peixes de água morna é geralmente em torno de 5-8mg/L. Quando a concentração de oxigênio dissolvida está abaixo do nível crítico, a respiração dos organismos aquáticos será inibida, sua taxa de crescimento desacelerará, sua imunidade diminuirá e eles serão propensos à infecção por doenças. Por exemplo, quando o oxigênio dissolvido está abaixo de 2mg/L, muitos peixes sofrem fenômenos flutuantes da cabeça e a exposição prolongada ao oxigênio dissolvido baixo pode levar à morte dos peixes.
Ao recircular o sistema de aquicultura (RAS), é recomendável manter o oxigênio dissolvido entre 8-10 mg/L. O oxigênio dissolvido mais alto é benéfico para aumentar os níveis de alimentação e reduzir as proporções de alimentação para alimentar.
4. Controle de pH
Em um sistema de recirculação do sistema de aquicultura (RAS), a faixa de pH adequada para peixes é geralmente entre 7,0-8,5. Por exemplo, a maioria dos peixes de água doce cresce bem em ambientes com pH 7,2-7.8. Isso ocorre porque, dentro dessa faixa de pH, as funções fisiológicas dos peixes, como respiração e regulação da pressão osmótica, podem ser realizadas relativamente normalmente. A troca gasosa ocorre através das brânquias, e a acidez ou alcalinidade apropriada na água facilita o processo de troca normal de oxigênio e dióxido de carbono.
Para a agricultura de camarão, como o camarão branco da América do Sul, a faixa de pH adequada é de aproximadamente 7,8-8,6. Isso se deve à estrutura fisiológica e às características da atividade dos crustáceos, o que os torna mais adaptáveis a ambientes de pH um pouco mais altos. O pH adequado é benéfico para o crescimento da muda de camarão.
No entanto, durante o processo de recirculação do sistema de aquicultura (RAS), o valor do pH diminuirá continuamente à medida que a aquicultura progride e é necessário ajustar o valor de pH da água. Equipamento automático de ajuste de pH pode ser usado. Ajuste automaticamente o valor de pH do corpo da água com base nos dados do sensor de pH.
