Sistemes d'aqüicultura de recirculació (RAS) i mètodes de cultiu
L'aqüicultura, com a activitat econòmica important, ha obtingut una atenció i un desenvolupament generalitzats a nivell mundial. Amb l'expansió contínua de l'escala agrícola i els avenços tecnològics, els problemes de contaminació derivats del procés de cultiu s'han tornat cada cop més importants. Els sistemes d'aqüicultura de recirculació (RAS), com a mètode d'agricultura eficient, respectuós amb el medi ambient i sostenible, s'han convertit en una tecnologia clau en el camp de l'aqüicultura. Per tant, cal analitzar i estudiar els RAS i els seus mètodes de cultiu per afavorir el desenvolupament saludable i estable de la indústria pesquera.
1. Principis bàsics i procés de construcció del RAS
1.1 Principis bàsics
Un sistema d'aqüicultura de recirculació (RAS) fa referència a un sistema que reutilitza l'aigua en el procés de cultiu. El principi fonamental consisteix a tractar les aigües residuals en aigua apta per a la seva reutilització mitjançant processos físics, biològics i químics. Aquest enfocament redueix la dependència dels recursos hídrics naturals alhora que minimitza l'abocament d'aigües residuals durant l'aqüicultura.
1.2 Construcció del RAS
1.2.1 Disseny del sistema
Dissenyar un RAS requereix la consideració de múltiples factors. En primer lloc, determinar l'escala de la granja i les espècies que s'han de conrear, formant la base per dissenyar la capacitat del sistema i la capacitat de tractament. En segon lloc, entendre la font d'aigua i el seu estat de qualitat, realitzant un tractament adequat de l'aigua i un seguiment i anàlisi periòdics per ajustar i optimitzar el RAS. Determineu els components i la disposició del sistema en funció de l'escala i les espècies de la granja, inclosos els dipòsits, els dipòsits de filtre, els biofiltres, les bombes d'aigua, els equips d'oxigenació i els sistemes de control automàtic. En el disseny del tanc, tingueu en compte factors com la forma, la mida i la profunditat, i utilitzeu dissenys interns suaus per millorar el flux d'aigua i reduir el risc de contaminació de l'aigua. Els dipòsits de filtre han de seleccionar els mitjans de filtració adequats, mentre que els biofiltres requereixen tenir en compte la mida, el material i l'ompliment de bio-medios. Finalment, seleccioneu bombes d'aigua i equips d'oxigenació adequats per garantir el funcionament normal del RAS. Tot el procés de disseny requereix una consideració integral de factors com l'eficiència, la fiabilitat, l'estalvi d'energia i la conservació d'aigua.
1.2.2 Construcció d'instal·lacions
Pel que fa a la construcció de les instal·lacions, seguiu el pla de disseny per a l'execució. En primer lloc, excavar i construir els dipòsits, assegurant-se que tinguin la profunditat, l'amplada i la longitud adequades i que compleixin els requisits de disseny. Simultàniament, apliqueu un tractament anti-infiltració als dipòsits per evitar que la qualitat de l'aigua es vegi afectada per fuites. En segon lloc, instal·leu i construïu els tancs de filtre i els biofiltres. Normalment es construeixen amb formigó o materials plàstics per garantir una resistència i durabilitat suficients. La construcció ha de seguir els requisits de disseny, com ara la selecció del medi filtrant per al dipòsit del filtre i l'elecció i la disposició dels mitjans d'ompliment del biofiltre. Per instal·lar bombes d'aigua i equips d'oxigenació, seleccioneu els dispositius adequats i instal·leu-los i poseu-los en marxa segons les especificacions de disseny. La ubicació de la bomba ha de tenir en compte la direcció del flux d'aigua i la potència de la bomba per garantir un cabal d'aigua adequat per al sistema. Els equips d'oxigenació solen injectar aire a l'aigua mitjançant bufadors d'aire per augmentar els nivells d'oxigen dissolt (DO). A més, durant la construcció, implementar mesures de protecció i manteniment de les instal·lacions. Per exemple, instal·leu baranes i senyals d'advertència adequats al voltant dels tancs per garantir la seguretat del personal i de les instal·lacions. Durant l'ús i el manteniment de les instal·lacions, realitzeu inspeccions i manteniments periòdics, com ara la neteja periòdica dels dipòsits de filtre i la substitució dels mitjans de filtració, per garantir un funcionament estable del sistema i la qualitat de l'aigua.
1.2.3 Instal·lació de canonades
En la construcció de RAS, la instal·lació de canonades d'abastament d'aigua i drenatge és crucial. La canonada de subministrament d'aigua necessita filtració i tractament per garantir que la qualitat de l'aigua compleixi les necessitats de l'aqüicultura. Normalment, la línia de subministrament s'instal·la a una elevació més alta per permetre l'entrada d'aigua per gravetat al RAS, alhora que es té en compte el seu cabal i pressió d'aigua per regular i controlar el subministrament d'aigua. La canonada de drenatge aboca l'aigua tractada de la finca i ha d'alliberar l'efluent a un lloc adequat per evitar la contaminació ambiental. Normalment, les canonades de drenatge s'instal·len a cotes més baixes per a la descàrrega per gravetat. El disseny i la construcció del sistema de drenatge també han d'abordar el tractament de les aigües residuals per minimitzar l'impacte ambiental. Durant la instal·lació de la canonada, seleccioneu els materials i els diàmetres adequats de la canonada i assegureu-vos que les connexions siguin segures i fiables per evitar fuites i danys. A més, tingueu en compte la disposició i l'accés de la canonada per garantir un flux lliure i una facilitat de manteniment. Després de la instal·lació, proveu i inspeccioneu les canonades per garantir la qualitat i la seguretat.
1.2.4 Proves del sistema
Un cop finalitzat, el sistema requereix prova i posada en marxa per garantir un funcionament normal. Les proves inclouen la detecció de la qualitat de l'aigua, proves de cabal, etc. Per al RAS, la qualitat de l'aigua afecta directament el creixement i la salut dels peixos. Durant les proves, realitzeu un seguiment i anàlisi periòdics de la qualitat de l'aigua per assegurar-vos que compleix els requisits. Els paràmetres comuns de qualitat de l'aigua inclouen la temperatura, el pH, l'oxigen dissolt (DO), el nitrogen d'amoníac, el nitrit i el nitrat. Les proves de cabal són necessàries per verificar que el sistema compleix les demandes de l'aqüicultura, determinant el cabal real per a un ajust i optimització posteriors. La depuració del sistema també és necessària per optimitzar l'eficiència operativa. La depuració implica ajustar diversos components, com ara tancs, tancs de filtre i biofiltres per garantir l'estabilitat i la fiabilitat del sistema.
2. Mètodes de cultiu RAS
2.1 Mètode de filtre viu/biofiltre (utilitzant plantes i organismes)
El mètode Living Filter és una tècnica-ecològica que utilitza plantes i organismes vius per purificar les aigües residuals. Utilitza cicles biològics naturals i processos de descomposició. Les aigües residuals es fan passar per un dipòsit filtrant on la matèria orgànica, el nitrogen amoníac, etc., es descomponen, es transformen i s'absorbeixen, purificant així l'aigua. En comparació amb la purificació química tradicional, aquest mètode és més respectuós amb el medi ambient i saludable, pot millorar l'eficiència agrícola i estalvia energia i costos operatius. En aquest mètode, les plantes i els organismes vius del dipòsit del filtre tenen un paper crucial. Les plantes absorbeixen substàncies nocives mitjançant la fotosíntesi mentre alliberen oxigen, proporcionant l'oxigen necessari per als organismes del filtre. Els organismes vius utilitzen substàncies com el nitrogen amoníac per al metabolisme i el creixement, descomposant i convertint la matèria orgànica a les aigües residuals, alhora que produeixen diòxid de carboni i altres productes de rebuig que poden ser absorbits i utilitzats per les plantes, formant un cicle. Nota: el mètode del filtre viu requereix seleccionar plantes i organismes adequats en funció de les condicions reals. Diferents plantes i organismes tenen diferents efectes sobre el tractament de l'aigua; s'han d'escollir les espècies adequades segons les característiques de les aigües residuals i els requisits de tractament. Simultàniament, els organismes del filtre requereixen una alimentació i una gestió adequades per garantir un creixement saludable, millorant així l'eficiència de la purificació.
2.2 Mètode de biofiltre (microbià)
El mètode Biofilter és un enfocament comú de tractament d'aigües residuals a RAS. Estableix un biofiltre que allotja grans quantitats de microorganismes com ara bacteris nitrificants (Nitrosomonas, Nitrobacter), que converteixen el nitrogen i el nitrit d'amoníac nocius en nitrats no-tòxics. Al filtre, l'aigua passa a través d'una sèrie de mitjans filtrants (per exemple, sorra, grava, bio-boles de plàstic), que proporcionen una gran superfície i nutrients, facilitant la colonització i el creixement microbians. Després d'un període de funcionament i activitat biològica, les poblacions microbianes augmenten i la qualitat de l'aigua millora gradualment. En comparació amb el mètode Living Filter, el mètode Biofilter ofereix una major estabilitat i resistència a les pertorbacions. Com que els microorganismes es poden multiplicar ràpidament al filtre, poden processar substàncies nocives a l'aigua més ràpidament. A més, aquest mètode no requereix grans quantitats de plantes i animals per al tractament de l'aigua, reduint així l'impacte ambiental. No obstant això, els microorganismes del biofiltre requereixen un manteniment i una gestió regulars per garantir un funcionament normal i un tractament efectiu dels residus de l'aigua.
2.3 Flux-per mitjà/Mètode de recirculació d'aigua
El mètode Flow-through Recirculation és un enfocament d'aqüicultura sostenible que conserva els recursos hídrics i redueix l'abocament de residus. Al RAS, l'aigua es bombeja des dels dipòsits a les canonades de circulació, mentre s'afegeix una quantitat adequada d'oxigen, que permet una descomposició i un tractament suficients de la matèria orgànica a l'aigua. Aquest mètode redueix eficaçment els residus d'aigua i l'abocament d'efluents alhora que millora l'eficiència agrícola i la qualitat dels productes aquàtics. El mètode Flow-through Recirculation és aplicable no només al cultiu de tancs, sinó també a diverses granges com estanys de peixos i estanys de gambes. Durant el funcionament, el manteniment i la neteja regulars de les canonades i els equips de circulació són necessaris per garantir el bon funcionament del sistema.
2.4 Mètode de recirculació de flux-estàtic/baix
El mètode de recirculació estàtica és un enfocament de tractament d'aigua senzill però eficaç. En aquest mètode, el dipòsit de cultiu es divideix en capes superior, mitjana i inferior. L'aigua circula entre aquestes capes a través del flux d'aigua vertical, millorant la qualitat de l'aigua. Per garantir una dissolució suficient d'oxigen, s'utilitzen equips d'oxigenació per subministrar oxigen. A mesura que l'aigua flueix de les capes superiors a les inferiors, l'oxigen és absorbit per les capes d'aigua inferiors. Això ajuda a mantenir els nivells d'oxigen al dipòsit, contribuint així a l'equilibri ecològic aquàtic.
Els sistemes d'aqüicultura de recirculació representen un enfocament d'agricultura sostenible. Mitjançant el reciclatge i la reutilització de l'aigua, redueixen el malbaratament i la contaminació dels recursos hídrics, millorant tant l'eficiència agrícola com el respecte al medi ambient. En el futur, amb les actualitzacions i perfeccionaments tecnològics contínues, l'ampliació de l'abast d'aplicació, la disminució dels costos de construcció i operatius i el desenvolupament de nous materials i equips, RAS tindrà una aplicació i una promoció més àmplia. Això contribuirà significativament a garantir el desenvolupament sostenible de la pesca i la protecció dels recursos hídrics.