Alta qualidade da água em sistemas de recirculação em aquicultura (RAS)
Nos últimos anos, os sistemas de aquicultura de recirculação (RAS) desenvolveram-se bastante. Isto se deu graças à pesquisa e desenvolvimento, aos projetos utilizados para experiência prática e a ajustes finos correspondentes. Logo, cada vez mais os peixes podem ser produzidos de forma competitiva.
O sucesso de uma piscicultura comercial depende significativamente de um ambiente com a qualidade da água ideal. Logo, os peixes crescerem mais rápido e permanecem saudáveis.
A “água” na piscicultura é um sistema ecológico complexo. Mesmo assim, a qualidade dela pode ser verificada através de alguns parâmetros que desempenham um papel crucial. Os principais são a temperatura, o valor do pH e as concentrações dissolvidas de oxigênio, amônio, nitrito, CO2, alcalinidade e os sólidos suspensos. Se a troca de água doce for reduzida, então a concentração de nitrato também pode atingir níveis críticos. Isso torna necessário considerar uma redução até aprox. 20 – 50 mg NO3-N / l.
Compostos Nitrogenados Presentes
O nitrogênio é um nutriente essencial para todos os organismos vivos. Na aquicultura, o nitrogênio é um componente residual, gerado pelo metabolismo dos peixes. Existem diferentes fontes de nitrogênio: amônio, ureia, ácido úrico e aminoácidos são excretados. Resíduos orgânicos de organismos mortos, alimentos não consumidos pelos peixes, fezes ou nitrogênio gasoso da atmosfera.
O amônio é gerado como principal produto final do metabolismo das proteínas. É excretado pelos peixes através de suas guelras, principalmente como amônio não ionizado. Amônio, nitrito e nitrato são bem solúveis em água. O amônio existe em duas formas: não ionizado como NH3 e ionizado como NH4 +. A concentração relativa de ambas as formas de amônio depende principalmente do valor de pH, temperatura e teor de sal.
A soma de ambos os parâmetros (NH4 + + NH3) é chamada de Nitrogênio Amoniacal. Em química, é comum expressar os componentes do nitrogênio inorgânico em termos do nitrogênio que eles contêm. NH4 + -N (nitrogênio de amônio ionizado), NH3-N (nitrogênio de amônio não ionizado), NO2-N (nitrogênio nitrito) e NO3 -N (nitrato de nitrogênio). Isso facilita um cálculo do nitrogênio amoniacal total (NHx = NH4 + -N + NH3-N) e uma conversão mais fácil entre as diferentes etapas do processo de nitrificação.
Alimentação dos peixes e Aumento de Amônia:
Como produto final de seu metabolismo proteico, os peixes excretam pelas guelras principalmente amônia tóxica (NH3), que está presente na água como amônio dissolvido (NH4). Além disso, uma pequena parte do nitrogênio, principalmente a ureia, é excretada na água pelos rins.
Em sistemas de fluxo contínuo, a água do tanque de peixes é bastante diluída por conta da alta troca de água doce. Devido a isso, a concentração de NH3 / NH4 é mantida em um nível tolerável para os peixes. No entanto, isso não é possível em sistemas de aquicultura de recirculação (parcialmente) fechados devido à baixa quantidade de água doce adicionada ao sistema.
Aqui, o amônio da água recirculada é oxidado através de uma etapa de tratamento especial: o biofiltro. A aplicação de um biofiltro para a oxidação do amônio, em combinação com a devolução dessa água para a entrada do tanque de peixes, é o atributo principal desses sistemas.
O nível de concentração de NH3 na água é determinado pelo equilíbrio de dissociação entre NH4 e NH3. Com o aumento do valor do pH e temperatura, a porcentagem de amônia tóxica para peixes NH3 aumentará. Os valores-limite de NH3-N da faixa ideal em um período de trabalho mais longo são 0,008 mg NH3-N por litro (0,01 mg / l NH3) para Truta e Zander (Sander Lucioperca), e 0,016 – 0,05 mg NH3-N por litro (0,02 – 0,06 mg / l NH3) para carpa, enguia, Catfish e Tilápia.
Em sistemas RAS, as concentrações do elemento intermediário e final da remoção de amônio – nitrito e nitrato – são significativas. No âmbito dos processos químicos da água que os acompanham, também o valor do pH e a alcalinidade (capacidade de ligação de ácido) desempenham um papel essencial.
Para uma variedade de espécies de peixes mais sensíveis, como Truta, Stur-geon e Zander (Sander Lucioperca), descobriu-se que é necessário manter a concentração de NO3-N abaixo de aprox. 20 – 50 mg / l (aprox. 90 – 220 mg / l NO3). Diferentes espécies também podem tolerar concentrações mais altas de nitrato em algumas circunstâncias (aproximadamente ≥ 300 mg / l NO3). A alcalinidade deve ser de pelo menos 1 mmol / 1e o valor de pH da água entre 6,5 – 7,5.
Após o tratamento mecânico e subsequente oxidação de amônio (tratamento biológico) da água, ela é devolvida ao tanque. Então é possível fazer uma inserção de água doce (troca parcial). Esta é mais baixa do que nos de sistemas de fluxo contínuo.
Além do necessário para a criação dos peixes, outros componentes do projeto e da unidade de desgaseificação de dióxido de carbono, um sistema de recirculação fechado inclui também um tratamento mecânico e um biofiltro para a oxidação do NH4-N.
Como processo de remoção do amônio, quase todos os sistemas de recirculação comercial estão utilizando o processo de nitrificação bacteriana. Aqui, a oxidação do amônio sobre o nitrito da etapa intermediária (NO2) para o nitrato menos tóxico para peixes (NO3) é realizada por espécies de bactérias especializadas (Nitrosomonas e Nitrobacter).
Mixlife BioChip 30 como carreador de alto desempenho para aplicações RAS
Algo essencial para o desempenho do sistema RAS é a escolha da mídia carreadora em que os organismos para o tratamento biológico devem se desenvolver no tanque MBBR (biofiltro). Durante os últimos anos, a MixLife BioChip 30 com sua área de superfície vasta e porosa tem sido capaz de prevalecer na aquicultura em todo o mundo. Vários renomados projetos da indústria de piscicultura estão usando os benefícios do MixLife BioChip 30 em seus sistemas.
Além da alta confiabilidade do processo, outro benefício é a capacidade de remoção exponencialmente maior do que com outros carreadores, e os reatores (biofiltros) tem um volume significativamente menor. Além disso, a necessidade energética na mistura é menor; este último reduzido principalmente por conta da dimensão do filtro.
As fotografias mostram um sistema MBBR em uma criação de trutas. Além do sistema de retenção e aeração do biofiltro durante a fase de inicial com a mídia carreadora MixLife BioChip 30.
Os microrganismos podem se desenvolver de forma excelente por conta da superfície grande e porosa do meio carreador MixLife BioChip 30 . As fotos abaixo mostram um biofilme de bactérias nitrificantes e oxidantes de NH4 e NO2 em imagens microscópicas na superfície da MixLife BioChip 30.
No setor de aquicultura, as combinações de processos biológicos padronizados de tratamento de água compreendem tanques MBBR aeróbios para a remoção de nitrogênio amoniacal (NH4-N) e DQO (demanda química de oxigênio), além de tanques de desnitrificação MBBR para a eliminação de maior alcance de nitrato (NO3).
Os principais benefícios da MixLife BioChip 30 em aplicações RAS são:
- Solução eficaz para atualização da capacidade de projetos e sistemas existentes.
- Melhor qualidade da água.
- Desempenho ideal para sistemas de recirculação cada vez mais fechados.
- Economia de energia no processo de preparação da água de alimentação (ajuste de temperatura).
- Maior e constante confiabilidade do processo em caso de variações de parâmetros do processo.
- Novas construções menores (economia no volume do filtro) ou aumento da capacidade de reserva para futuros aumentos na produção.
- Menor valor de frete da mídia se comparado a área de superfície.
- Vida útil longa graças ao material flexível e resistente à abrasão.
- Baixa exigência de energia de mistura no biofiltro (MBBR).
- Ideal para os organismos com substrato e oxigênio graças a biofilmes finos.
- Suporte do fornecedor em design ou engenharia de telas de aeração e retenção.
- Benefícios econômicos por m² de área de superfície ativa na comparação de preços.