Токови процеса и основна опрема у РАС-специфичним врстама

Увод

Рециркулацијски системи аквакултуре (РАС) захтевају дизајниране процесе по мери и специјализоване конфигурације опреме како би се задовољиле различите биолошке и еколошке потребе различитих узгајаних врста. Варијације у производњи отпада, потражњи кисеоника, осетљивости на квалитет воде и особинама понашања захтевају прилагођавање{1}}специфичних врста у РАС инжењерству. Овај чланак испитује ове критичне разлике анализом токова процеса и основне опреме за четири кључна таксона аквакултуре: рибу перају (нпр. лосос и пастрмку), љускаре (нпр. шкампи), морске краставце и морске уши. Свака група захтева јединствена решења у филтрацији, аерацији и архитектури система за оптимизацију продуктивности уз одржавање стандарда квалитета воде.

И. РАС за Финфисх

(1) Ток процеса третмана воде

Главна рециркулацијска петља:

Акваријум → Затворени аутоматски бубањ филтер → Циркулациона пумпа → Скимер за протеине (са убризгавањем озона) → Повишени биофилтер → Канал-Тип УВ стерилизатор → Размењивач топлоте → Инлине Окигенатор → Акваријум за рибу.

Процес третмана воде за шминкање:

Морска вода-Плима → Примарни земљани седиментациони рибњак (обложен) → Филтер са пешчаном баријером → Секундарни таложник (обложен) → Подизна пумпа → Пешчани филтер → Скимер за протеине → Повишени биофилтер.

(2) Кључне компоненте система

Главни објекти:

• Четворостепени повишени биофилтер са-протоком кроз дизајн
• Канал-Тип резервоара за УВ стерилизацију

Основна опрема:

• Протеин Скиммер
• Затворени аутоматски бубањ филтер
• Инлине Окигенатор
• Циркулационе пумпе
• Плочасти измењивач топлоте
• Роотс Бловер  Пешчани филтер (за шминкање морске воде)
• Резервоар за течни кисеоник (споља у објекту)
• Систем за праћење/приказ квалитета воде

Помоћни простори:

• Контролна соба
• Складиштење опреме
• Лабораторија
• Соба за праћење квалитета воде

(3) Кључни технички параметри

Стандарди квалитета воде:

• СС: 8 мг/л
• ЦОД:<35mg/L
• Укупно колиформи:<3,500 CFU/L

Перформансе система:

• Брзина размене воде: 1 пун циклус на 2-4 сата
• Production Capacity: >30 кг/м³ за равну рибу (нпр. ромба/иверак)

ИИ. РАС за шкампе

(1) Ток процеса третмана воде

Кинеске примарно култивисане врсте шкампа укључују Феннеропенаеус цхиненсис (кинески шкампи), Пенаеус монодон (црни тигрови шкампи), Марсупенаеус јапоницус (курума шкампи), Литопенаеус ваннамеи (пацифички белоноги шкампи), Пенаеус пеницхопенаиеннер (црвенорепи шкампи) шкампи), Метапенаеус енсис (масни шкампи) и Екопалаемон цариницауда (бели шкампи с гребеном). Због озбиљних проблема са болестима у традиционалним отвореним-системима рибњака, узгој здравих шкампа је еволуирао у два правца:

①Интегрисана еколошка пољопривреда у супралиторалним/интерплимним зонама

②Копенски-РАС велике густине{1}}

Кинески шкампи, јапански шкампи, пегави шкампи, итд. због животних навика, мање употребе фабричке рециркулацијске водене културе, најпогоднија за фабричку-културу врсте је јужноамеричка бели шкампи.

Оптимизовани РАС процес за шкампе:

Резервоар за узгој шкампа → Таложник → Пешчани филтер → Интегрисано језеро за еколошку културу → Подизна пумпа → Повишени биофилтер → Резервоар за културу шкампа

Допунска вода се доводи из резервоара у биофилтер. Више независних система за пречишћавање воде може се применити на основу фарме како би се прилагодили различитим врстама и поједноставили управљање.

Кључни објекти укључују:

• Резервоари за културу шкампа
• Резервоар за складиштење воде
• Биофилтер
• Таложник
• Пешчани филтер
• Интегрисано рибњак еколошке културе

(2) Главне компоненте система

① Резервоари за културу шкампа

• Облик:Правоугаони (2-3:1 однос дужине-и ширине) за ефикасност простора
• Област: 500-2,000 m²
• дубина:1.8-2.0 m
• Падине:

Бочни зидови: 1:1,5 до 1:2

Дно: 1:1,000 до 1:2,000 градијент

1. Карактеристике:

Улазно/излазне капије на краћим странама

Непропусна облога (глина или геомембрана) за порозна тла

②Резервоар за складиштење воде

• Функција: Обезбеђује воду за шминкање биофилтеру путем пумпања
• Дизајн:

Пожељна конструкција{0}}под утицајем плиме

Однос површине према резервоарима за културу: 1:1,5 до 1:2

Капацитет довољан за већи или једнак 1 производном циклусу (операција у затвореној-петљи спречава уношење патогена)

• Мале{0}}алтернативе:

Филтрирани бунари

Пропустљиви резервоари

Еколошке предности:

• Соларна дезинфекција:Дневно излагање УВ зрачењу
• Природна аерација:Ветар{0}}површински таласи одржавају висок ДО
• Развој микроба/алги:Супстрат формира биоактивне заједнице за пречишћавање воде
• Подаци са терена показују да обални резервоари одржавају стабилан квалитет воде када су изоловани од спољашње контаминације.

ИИИ. РАС за морски краставац

Морски краставац РАС захтева посебну пажњуенергетска ефикасностисмањење трошкова, посебно током зиме када су потребе за топлотном енергијом велике. Осим пројектовања енергетски{1}}ефикасних објеката, рециклажа воде значајно смањује трошкове грејања поновним коришћењем термички кондиционираних отпадних вода. Дизајн система се фокусира наефикасан третман водеи{0}регулација температуре која штеди енергију.

(1) Ток процеса третмана воде

Оптимизовани процес за културу морског краставца:

Ефлуент резервоара за културу → Седиментација/филтрација микросином → Скимер за протеине (са дезинфекцијом озоном) → Биофилтер/Интегрисани биофилтер → УВ стерилизација → Регулација температуре → Аерација → Резервоар за културу

(2) Анализа компоненти за пречишћавање воде

①Чврсте опције за уклањање

• Таложник:

Предности: нула оперативних трошкова

Недостаци: Мања ефикасност уклањања у односу на микро екране

• Филтрација микроскрином:

Опције: закривљени{0}}филтери на екрану, уграђени филтери, филтери за бубањ

Компромиси{0}}:

-Закривљени екрани: Мање уклањање честица, али минимална потрошња енергије

-Аутоматски бубањ филтери: Висока ефикасност, али захтевају унос енергије

②Протеински скимер са озоном

• Уклања честице<30 μm and organic colloids
• Предности озона:

Инактивација патогена

Оксидација растворених органских материја (ДОМ).

уклањање ЦО₂

ДОенханцемент

③Систем за биофилтрацију

• Конвенционални биофилтер:

Медији обложени микробом{0}}разграђују растворене органске материје и амонијак

• Интегрисани биофилтер (препоручено):

Двослојни{0}}дизајн:

-Доњи слој: Носачи биофилма типа четкице-

-Горњи слој: Макроалге (нпр. Улва) за унос хранљивих материја и производњу О₂

Карактеристике:

Структура стакленика која{0}} преноси светлост (дневна фотосинтеза)

Термалне завесе на увлачење (ноћна изолација)

Доњи одводи са више{0}}левка

Фина{0}}аерација мехурића на бази резервоара

④УВ стерилизација

• УВ јединице типа канал-: Једноставно решење са малим{1}}одржавањем за морски краставац РАС

⑤ Регулација температуре

• зима:Грејање на котао
• лето:Охлађена дубока морска вода или системи за хлађење

⑥Аерација

• Фини{0}}дифузори мехурића у биофилтерима побољшавају:

ДО нивоа

Активност биофилма

Фацилити Лаиоут

• Мале/средње фарме:{0}}Сместите јединице за третман и културу у једну зграду
• Велике фарме: Наменско постројење за пречишћавање воде са дистрибуираним снабдевањем

ИВ. РАС за Абалоне

У природним стаништима претежно насељавају морске ушипукотине у стенама, пећине и избочинеунутар зона{0}}богатих алгама које карактеришунетакнут квалитет воде и јаке струје. С обзиром на високе захтеве за квалитет воде, абалоне РАС мора да одржава:

• Минимална количина суспендованих материја
• Висока транспарентност
• Нискорастворени органски загађивачи
• Elevated dissolved oxygen (DO >6 мг/Л)

① Структуре за унос воде

Да би се избегла директна употреба потенцијално контаминираних плимних вода, неопходне су обалне улазне структуре:

• Плимни резервоари
• Филтрирајте{0}}бунаре
• Пропусни резервоари

Они обезбеђују примарни третман пре него што вода уђе у систем за третман РАС.

②Процес третмана воде

Оптимизовани ток процеса:

Резервоар за абалоне културе → Филтрација микросито → Скимер за протеине (са озоном) → Биофилтер/Интегрисани биофилтер → УВ стерилизатор → Регулација температуре → Оксигенација → Резервоар за културу

Кључне компоненте:

• Озон{0}}побољшани скимер протеина:

Критичан за контролу патогена и органско уклањање

Ради повремено са УВ за синергистичку дезинфекцију

• Интегрисани дизајн биофилтера:

Горња зона:Суспендоване макроалге (Грацилариа или Улва) за унос хранљивих материја

Доња зона:Носачи биофилма типа четки- за микробну нитрификацију

база:Фини{0}}дифузори са мехурићима са више-левка за прикупљање муља

• Протокол двоструке дезинфекције:

Озон (0,1–0,3 мг/Л остатака) за контролу вируса/бактерије

УВ (40мЈ/цм²) као секундарна баријера

③ Регулација температуре

Сезонске стратегије: