Sistemas de recirculación de acuicultura (RAS) y métodos de cultivo
La acuicultura, como actividad económica importante, ha atraído una amplia atención y desarrollo a nivel mundial. Con la continua expansión de la escala agrícola y los avances en la tecnología, los problemas de contaminación que surgen del proceso agrícola se han vuelto cada vez más prominentes. Los sistemas de recirculación de acuicultura (RAS), como método de cultivo eficiente, respetuoso con el medio ambiente y sostenible, se han convertido en una tecnología clave en el campo de la acuicultura. Por tanto, es necesario analizar y estudiar los RAS y sus métodos de cultivo para promover el desarrollo sano y estable de la industria pesquera.
1. Principios Básicos y Proceso de Construcción de RAS
1.1 Principios básicos
Un sistema de recirculación de acuicultura (RAS) se refiere a un sistema que reutiliza el agua dentro del proceso de cultivo. El principio fundamental consiste en tratar las aguas residuales para convertirlas en agua apta para su reutilización mediante procesos físicos, biológicos y químicos. Este enfoque reduce la dependencia de los recursos hídricos naturales y al mismo tiempo minimiza la descarga de aguas residuales durante la acuicultura.
1.2 Construcción de RAS
1.2.1 Diseño del sistema
El diseño de un RAS requiere la consideración de múltiples factores. Primero, determinar la escala de la finca y las especies a cultivar, formando la base para diseñar la capacidad del sistema y la capacidad de tratamiento. En segundo lugar, comprender la fuente de agua y su estado de calidad, realizando un tratamiento de agua adecuado y un seguimiento y análisis periódicos para ajustar y optimizar el RAS. Determine los componentes y el diseño del sistema según la escala y las especies de la granja, incluidos tanques, tanques de filtrado, biofiltros, bombas de agua, equipos de oxigenación y sistemas de control automático. En el diseño del tanque, considere factores como la forma, el tamaño y la profundidad, y emplee diseños internos suaves para mejorar el flujo de agua y reducir el riesgo de contaminación del agua. Los tanques de filtrado deben seleccionar medios filtrantes adecuados, mientras que los biofiltros requieren consideración del tamaño, el material y el relleno del bio-medio. Finalmente, seleccionar bombas de agua y equipos de oxigenación adecuados para asegurar el normal funcionamiento del RAS. Todo el proceso de diseño requiere una consideración integral de factores como la eficiencia, la confiabilidad, el ahorro de energía y la conservación del agua.
1.2.2 Construcción de instalaciones
En cuanto a la construcción de las instalaciones, seguir el plan de diseño para su ejecución. Primero, excave y construya los tanques, asegurándose de que tengan la profundidad, el ancho y la longitud adecuados y que cumplan con los requisitos de diseño. Simultáneamente, aplicar tratamiento anti-filtraciones a los tanques para evitar que la calidad del agua se vea afectada por fugas. En segundo lugar, instale y construya los tanques de filtrado y los biofiltros. Por lo general, se construyen con hormigón o materiales plásticos para garantizar suficiente resistencia y durabilidad. La construcción debe seguir los requisitos de diseño, como la selección de los medios filtrantes para el tanque de filtrado y la elección y disposición de los medios de relleno del biofiltro. Para instalar bombas de agua y equipos de oxigenación, seleccione los dispositivos apropiados e instálelos y póngalos en funcionamiento de acuerdo con las especificaciones de diseño. La ubicación de la bomba debe considerar la dirección del flujo de agua y la potencia de la bomba para garantizar un flujo de agua adecuado para el sistema. Los equipos de oxigenación generalmente inyectan aire en el agua mediante sopladores de aire para aumentar los niveles de oxígeno disuelto (OD). Además, durante la construcción, implementar medidas de protección y mantenimiento de las instalaciones. Por ejemplo, instale barandillas y señales de advertencia adecuadas alrededor de los tanques para garantizar la seguridad del personal y de las instalaciones. Durante el uso y mantenimiento de las instalaciones, realice inspecciones y mantenimiento periódicos, como la limpieza periódica de los tanques de filtrado y el reemplazo de los medios filtrantes, para garantizar el funcionamiento estable del sistema y la calidad del agua.
1.2.3 Instalación de tuberías
En la construcción de RAS, la instalación de tuberías de suministro de agua y drenaje es fundamental. La tubería de suministro de agua necesita filtración y tratamiento para garantizar que la calidad del agua satisfaga las necesidades de la acuicultura. Por lo general, la línea de suministro se instala a una elevación más alta para permitir la entrada de agua por gravedad en el RAS, al mismo tiempo que se considera su caudal y presión de agua para regular y controlar el suministro de agua. La tubería de drenaje descarga el agua tratada de la finca y debe descargar el efluente en un lugar adecuado para evitar la contaminación ambiental. Normalmente, las tuberías de drenaje se instalan en elevaciones más bajas para la descarga por gravedad. El diseño y la construcción de sistemas de drenaje también deben abordar el tratamiento de aguas residuales para minimizar el impacto ambiental. Durante la instalación de la tubería, seleccione los materiales y diámetros de tubería adecuados y asegúrese de que las conexiones sean seguras y confiables para evitar fugas y daños. Además, considere la disposición y el acceso de las tuberías para garantizar un flujo sin obstáculos y un fácil mantenimiento. Después de la instalación, pruebe e inspeccione las tuberías para garantizar la calidad y la seguridad.
1.2.4 Prueba del sistema
Una vez finalizado, el sistema requiere pruebas y puesta en servicio para garantizar un funcionamiento normal. Las pruebas incluyen detección de la calidad del agua, pruebas de caudal, etc. Para RAS, la calidad del agua afecta directamente el crecimiento y la salud de los peces. Durante las pruebas, realice controles y análisis periódicos de la calidad del agua para garantizar que cumpla con los requisitos. Los parámetros comunes de calidad del agua incluyen temperatura, pH, oxígeno disuelto (OD), nitrógeno amoniacal, nitrito y nitrato. Las pruebas de caudal son necesarias para verificar que el sistema cumpla con las demandas de la acuicultura, determinando el caudal real para un mayor ajuste y optimización. También se requiere la depuración del sistema para optimizar la eficiencia operativa. La depuración implica ajustar varios componentes como tanques, tanques de filtrado y biofiltros para garantizar la estabilidad y confiabilidad del sistema.
2. Métodos de cultivo RAS
2.1 Método de filtro vivo/biofiltro (utilizando plantas y organismos)
El método Living Filter es una técnica ecológica-que utiliza plantas y organismos vivos para purificar las aguas residuales. Utiliza ciclos biológicos naturales y procesos de descomposición. Las aguas residuales pasan a través de un tanque filtrante donde la materia orgánica, el nitrógeno amoniacal, etc., se descomponen, transforman y absorben, purificando así el agua. En comparación con la purificación química tradicional, este método es más ecológico y saludable, puede mejorar la eficiencia agrícola y ahorra energía y costos operativos. En este método, las plantas y los organismos vivos que se encuentran en el tanque de filtración desempeñan un papel crucial. Las plantas absorben sustancias nocivas a través de la fotosíntesis mientras liberan oxígeno, proporcionando el oxígeno necesario para los organismos en el filtro. Los organismos vivos utilizan sustancias como el nitrógeno amoniacal para el metabolismo y el crecimiento, descomponiendo y convirtiendo la materia orgánica en las aguas residuales, al tiempo que producen dióxido de carbono y otros productos de desecho que las plantas pueden absorber y utilizar, formando un ciclo. Nota: El método Living Filter requiere seleccionar plantas y organismos apropiados según las condiciones reales. Diferentes plantas y organismos tienen distintos efectos en el tratamiento del agua; Se deben elegir especies adecuadas según las características de las aguas residuales y los requisitos de tratamiento. Al mismo tiempo, los organismos en el filtro requieren una alimentación y un manejo adecuados para garantizar un crecimiento saludable, mejorando así la eficiencia de la purificación.
2.2 Método de biofiltro (microbiano)
El método Biofilter es un enfoque común de tratamiento de aguas residuales en RAS. Establece un biofiltro que alberga grandes cantidades de microorganismos como bacterias nitrificantes (Nitrosomonas, Nitrobacter), que convierten el nitrógeno amoniacal y el nitrito dañinos en nitrato no-tóxico. En el filtro, el agua pasa a través de una serie de medios filtrantes (por ejemplo, arena, grava, bio-bolas de plástico), que proporcionan una superficie extensa y nutrientes, lo que facilita la colonización y el crecimiento microbiano. Después de un período de funcionamiento y actividad biológica, las poblaciones microbianas aumentan y la calidad del agua mejora gradualmente. En comparación con el método Living Filter, el método Biofilter ofrece mayor estabilidad y resistencia a las perturbaciones. Dado que los microorganismos pueden multiplicarse rápidamente en el filtro, pueden procesar más rápidamente las sustancias nocivas en el agua. Además, este método no requiere grandes cantidades de plantas y animales para el tratamiento del agua, lo que reduce el impacto ambiental. Sin embargo, los microorganismos en el biofiltro requieren mantenimiento y gestión regulares para garantizar un funcionamiento normal y un tratamiento eficaz de los desechos en el agua.
2.3 Método de flujo-pasante/recirculación de agua
El método de flujo-a través de recirculación es un enfoque de acuicultura sostenible que conserva los recursos hídricos y reduce la descarga de residuos. En el RAS, el agua se bombea desde los tanques a tuberías de circulación, mientras se agrega una cantidad adecuada de oxígeno, lo que permite una descomposición y tratamiento suficiente de la materia orgánica en el agua. Este método reduce eficazmente el desperdicio de agua y la descarga de efluentes al mismo tiempo que mejora la eficiencia agrícola y la calidad de los productos acuáticos. El método de flujo-a través de recirculación es aplicable no solo al cultivo en tanques sino también a varias granjas como estanques de peces y estanques de camarones. Durante la operación, el mantenimiento y la limpieza regulares de las tuberías y equipos de circulación son necesarios para garantizar el funcionamiento adecuado del sistema.
2.4 Método de recirculación de flujo estático/bajo-
El método de recirculación estática es un método de tratamiento de agua simple pero eficaz. En este método, el tanque de cultivo se divide en capas superior, media e inferior. El agua circula entre estas capas a través de un flujo de agua vertical, mejorando la calidad del agua. Para garantizar una disolución suficiente del oxígeno, se utilizan equipos de oxigenación para suministrar oxígeno. A medida que el agua fluye desde las capas superiores a las inferiores, las capas de agua inferiores absorben el oxígeno. Esto ayuda a mantener los niveles de oxígeno en el tanque, contribuyendo así al equilibrio ecológico acuático.
Los sistemas de recirculación de acuicultura representan un enfoque agrícola sostenible. Al reciclar y reutilizar el agua, reducen el desperdicio y la contaminación de los recursos hídricos, mejorando tanto la eficiencia agrícola como el respeto al medio ambiente. En el futuro, con continuas actualizaciones y refinamientos tecnológicos, la ampliación del alcance de las aplicaciones, la disminución de los costos operativos y de construcción y el desarrollo de nuevos materiales y equipos, RAS verá una aplicación y promoción más amplias. Esto contribuirá significativamente a garantizar el desarrollo sostenible de la pesca y la protección de los recursos hídricos.