COMO INICIAR O FILTRO BIOLÓGICO (BIOFILTRO) DE MÍDIAS MÓVEIS
O filtro biológico aloja as bactérias nitrificantes e é o local primário onde ocorre a nitrificação biológica, e a nitrificação é o processo de degradação dos produtos nitrogenados dissolvidos excretados pelos organismos aquáticos cultivados. Todos os organismos cultivados, vertebrados ou invertebrados, peixes ou crustáceos, produzem resíduos como resultado da nutrição que recebem. Os peixes com gelrras excretam amõnia (NH3), na sua maioria pelas suas guelras, este produto residual é tóxico para os peixes e é um fator de estresse ambiental que provoca a redução do apetite, uma taxa de crescimento reduzida, e morte em concentrações elevadas.
Felizmente, as bactérias que ocorrem naturalmente no tanque oxidam a amônia para crescer, e convertem em nitrito (NO2-). Este é um processo aeróbico que necessita de oxigênio para ocorrer, as bactérias que convertem o amônia em nitrito são conhecidas colectivamente pelo seu género Nitrosomonas. O nitrito produzido pela bactéria Nitrosomonas é tóxico aos organismos aquáticos e devem ser oxidados ainda mais a uma menor forma tóxica de nitrogénio. Isto é conseguido por outra forma de nitrogênio naturalmente gerada pelas bactérias do gênero Nitrobacter. Estas bactérias metabolizam e oxidam os nitritos (NO2-) produzido pela Nitrosomonas e convertem em nitrato (NO3). Nitrato é o produto final da conversão de amônia e nitrito e é atóxico aos níveis normalmente encontrados num RAS (>200 mg/L).
O que é iniciar um biofiltro de mídias móveis?
“Iniciar um biofiltro” significa gerir e controlar a semeadura de células bacterianas nitrificantes num filtro biológico. Um filtro biológico consiste em material não corrosivo, tal como
plástico, fibra de vidro, cerâmica ou rocha que tem grandes quantidades de células bacterianas nitrificantes na superfície do biofime e podem ser colonizadas. Para fazer biofiltros mais compactos, o material tem que ter uma grande superfície de área por unidade de volume.
Esta unidade de medida é normalmente referida como a área de superfície específica (SSA) dos meios biofiltrantes, em termos simples, quanto maior for a superfície disponível, quanto mais células bacterianas puderem ser cultivadas e quanto maior a capacidade de nitrificação, o que significa que mais taxas podem ser alcançadas. Um biofiltro com um SSA mais elevado será mais compacto do que um com um SSA mais baixo.
Alguns meios biofiltrantes com um SSA alto podem ficar entupido de bactérias. Assim, deve haver um equilíbrio entre um SSA elevado e um biofiltro operacionalmente viável. As células bacterianas nitrificantes crescem em todas as superfícies do meios filtrantes biológicos e, de fato, em todas as superfícies húmidas do interior de tubos, paredes de tanques, etc. Bactérias
possuem um ciclo contínuo de crescimento e multiplicação, amadurecimento e por fim morrem. Elas devem desbastar as mídias existentes, e ser substituídas por novas células.
As bactérias nitrificantes podem ser introduzidas com água ou pedaços de biofiltro de um sistema já em funcionamento, com sedimentos do tanque, ou com pequenos números de peixes para o “de arranque”. Estes peixes terão de sobreviver aos rigores inicais da amônia muito elevada e altas concentrações de nitritos enquanto as células bacterianas se reproduzem (NH3 tóxico) e (NO2 tóxico) e NO3 (não tóxico).Método de arranque a frio
Qualquer que seja o método utilizado para adicionar bactérias a um novo sistema existe o perigo de introduzir bactérias patogenicas também. A escolha de um método deve ser avaliada como parte da gestão global das instalações e da bio-segurança. Uma estratégia para iniciar um biofiltro, por vezes chamado de método de arranque a frio, envolve a estocagem das espécies cultivadas sem ter um biofiltro ativado. Os operadores devem estar preparado para lidar com o rápido aumento de concentrações; de amônia e nitritos.
As taxas de alimentação devem ser reduzida ou a alimentação deve ser suspensa até à ativação do biofiltro com as bactárias nitrificantes ocorrer, este método de arranque a frio tem a vantagem de utilizar o bactérias que entram no sistema com os primeiros animais introduzidos, bactérias que devem ter sido bem adaptadas as condições das quais esses animais vieram.
Esta forma passiva a activação do biofiltro pode ser lenta e estressante para os animais e para o operador do sistema.
Método de arranque por semeaduras
Um método mais desejável é desenvolver a nitrificação das bactérias dentro do biofiltro antes de povoar a espécie de cultivo. As vantagens da “sementeira” de bactérias nitrificantes
são:
1) reduzir o estresse sobre o estoque de peixes recentemente introduzido;
2) encurtar o ciclo de crescimento com taxas de alimentação mais elevadas a partir do primeiro dia de armazenagem (que é importante para a economia de um RAS); e
3) criar uma melhor qualidade da água, que melhora a saúde, as taxas de crescimento e a sobrevivência dos peixes.
Passos para o arranque de um biofiltro
Para iniciar um biofiltro é necessário ter uma fonte de nitrificação de bactérias e condições que irão encorajar o seu crescimento, proudutos comerciais de inoculantes são empregados. O procedimento seguinte pressupõe que os animais ainda não estão no sistema. Adição de bactérias nitrificantes para iniciar o crescimento de bactérias podem criar concentrações de amônia e nitrito que são letais as espécies cultivadas.
1. Prepare a química da água do sistema antes introdução de bactérias nitrificantes ou peixes do cultivo.
O sistema deve iniciar o funcionamento passando a água através do biofiltro por varias vezes, se o tanque de cultivo ainda não estiver pronto a ser utilizado, é possível recircular a água
apenas através da unidade de biofiltro, esta situação pode surgir no inicio da instalação recém-construída. A água deve estar livre de cloro residual utilizados para desinfecção ou controle de agentes patogénicos. A água do sistema deve ter a temperatura a que o sistema será operado, pH, salinidade, alcalinidade e dureza devem corresponder aos requisitos do novo cultivo.
2. Fornecer alcalinidade, uma fonte de carbono.
Dióxido de carbono (CO2), dissolvido no sistema, a água é uma fonte de carbono para as células bacterianas em desenvolvimento, mas carbonato (CO3-2) e bicarbonato (HCO3-) os iões são também fontes de carbono e são mais facilmente adicionados e controlados. Acrescentar bicarbonato de sódio (NaHCO3), para aumentar a alcalinidade. O bicarbonato de sódio é barato e seguro de utilizar. Aumentar a alcalinidade do sistema para cerca de 150 mg/L inicialmente. A alcalinidade a este nível irá acelerar o crescimento das bactérias Nitrosomonas, mas para as Bactérias Nitrobacter a alcalinidade deve ser mais elevada de cerca de 200 a 250 mg/L.
Quando a Nitrobacter se torna estabelecida, a alcalinidade pode diminuir para níveis operacionais. A alcalinidade da origem de água de abastecimento deve ser medida pois pode afetar a quantidade de bicarbonato de sódio necessária para elevar a alcalinidade do sistema a níveis adequados. Como uma regra, para aumentar a alcalinidade em 10 mg/L, adicionar 53 gramas de bicarbonato de sódio para cada 4000 litros do sistema na suacapacidade de água.
3. Ajustar o pH, se necessário.
Com alcalinidade ao nível sugerido acima, o pH não é normalmente um problema. Um intervalo de 6,8 a 7,2 é o melhor. O limite saudável mais baixo de pH para as bactérias nitrificantes, cerca de 6,8, não são normalmente produtivas a menos que uma alta concentração de dióxido de carbono (CO2) esteja presente. Durante o arranque de um novo sistema, este é improvável, a menos que a água da fonte seja rica em carbono , dióxido de carbono. Circulação e arejamento ou desgasificação da água no sistema irá reduzir a concentração de CO2.
4. Fornecer amônia e nitrito.
Adicionar amoníaco doméstico não perfumado, utilizado para limpeza, que é uma solução aquosa de amoníaco. O cloreto de amônio e o nitrito de amônio são também comummente utilizado. Adicionar hidróxido de amônio suficiente para aumentar o nível total de amônia para entre 3 e 5 mg/L. Isto deverá permitir uma boa detecção pela maioria das bacterias. Em geral, usa-se 10% de amoníaco aquoso para aumentar a concentração de amoníaco de 4000 litros de água do sistema em cerca de 1,6 mg/L.
Os ajustes serão necessários comecando por uma quantidade mínima, dar tempo suficiente para mistura através da análise do sistema, e depois testar a concentração de amônia. Se for necessário aumentar a concentração no sistema, adicione até atingir entre 3 e 5mg/L.
5. Introduzir bactérias nitrificantes.
Introduzir bactérias utilizando preparações de bactérias (produto comercial), seguindo as normas do fabricante e as recomendações durante a adição das bactérias. Aplicar conforme as sugestões, observando as às taxas e horários dirigidos pelo fabricante. As instruções podem sugerir que as bactérias sejam adicionadas em várias porções. A forma mais eficaz de introduzir bactérias é mover as mídias de um sistema ja existente e aclimatado semelhante as condições de cultivo.
6. Monitore os parâmetros de qualidade da água.
Os parâmetros de qualidade devem ser monitorados durante o arranque do biofiltro, amônia, nitrito, pH, temperatura e alcalinidade são os principais parâmetros de qualidade da água a aferir. É preciso estabelecer métodos repetitiveis para medir a amônia e nitrito. Os testes podem ser feitos com kits de comparativos de cor, colorímetros, ou espectrofotómetros.
Os operadores devem ser capazes de comparar alterações na qualidade da água de um dia para o outro com confiança. As amostras de água devem ser recolhidas do tanque de cultivo. As amostras devem ser recolhidas no mesmo local no tanque e analisados prontamente.
Devem ser feitas as amostras à mesma hora todos os dias, e as pessoas que conduzem Oo testes devem seguir os mesmos procedimentos, utilizando o mesmo equipamento de medição preciso. A rotina, e atenção aos detalhes asseguram que terá informações precisas para fazer decisões operacionais. É útil fazer gráficos tanto de amônia como de nitrito, adicionando as leituras de cada dia ao longo do tempo. Isto dá-lhe um conceito visual de desenvolvimento de biofiltros. Embora os números possam variar entre diferentes ciclos, sistemas e biofiltros,
a forma e a relação das curvas devem ser mais ou menos o mesmo.
Inicialmente, a concentração de amônia aumenta até um ponto alto e depois diminui. Depois de um período de atraso, a concentração de nitritos começa a aumentar até um certo ponto e depois declina. É também importante notar que este exemplo de arranque ocorrem durante um curto período de período de tempo, devido à temperatura.
Observações
1. A temperatura pode ser ligeiramente aumentada para aumentar a taxa de reação de processos biológicos e bioquímicos, assim acelerando o desenvolvimento de uma população de bactérias nitrificantes.
2. Aumentar a temperatura não mais do que 2 a 3 °C acima da temperatura de cultivo prevista para evitar um grande extermínio de bactérias quando a temperatura
é reduzido a níveis operacionais.
3. O volume total de um sistema pode ser reduzido através da operação dos tanques de cultivo com um nível de água mais baixo durante o arranque do biofiltro.
4. Com um menor volume de água, a temperatura pode ser alterada mais rapidamente e a quantidade de nutrientes necessários para a dosagem do biofiltro serão reduzidos,
o que torna o processo mais rentável.
5. Pode ser difícil iniciar um biofiltro contendo a mídias novas porque os meios podem ter uma superfície escorregadia e brilhante, à qual é mais difícil para as bactérias anexarem.
6. Uma vez que o primeiro crescimento de bactérias sejam estabelecidos os ciclos subsequentes começam normalmente mais rapidamente.
7. Com a mudança de cama ou biofiltros de cama mistos, as bactérias podem ser lento a colonizar devido a excessiva agitação ou aeração da cama dos media. Este é essencialmente um problema mecânico causado pela abrasão da superfície dos elementos do biofiltro, raspagem contínua de células bacterianas que estão a tentar para aderir.
8. Reduzir a agitação física do leito dos meios das mídias reduzindo a aeração e/ou o fluxo de água através do leito pode ajudar. À medida que mais células bacterianas se vão estabelecendo na superfícies dos meios das mídias, como evidenciado pelas diminuições diárias de amônia e concentração de nitritos, aeração e agitação podem ser gradualmente aumentada.
9. Adote o método que funciona melhor para a sua operação e os seus sistemas, manter registos e notas das suas experiências para que possa determinar o que funciona ou não funciona na sua situação.
Fonte: Dennis P. DeLong and Thomas M. Losordo1; Universidade Estadual da Carolina do Norte EUA
