QUALIDADE DA ÁGUA EM SISTEMAS RAS
A qualidade da água em sistemas de recirculação de aquicultura (RAS) é geralmente uma função do tamanho do tanque elevado, biomassa dos peixes, entradas de alimentação nos tanques e da eficiência do tratamento de resíduos.
A biofiltração adequada pode controlar o acúmulo de amônia e nitrito em nitrato nos sistemas. O balanço de massa pode ser utilizado para estimar o volume de água necessário para criação e a partir do tanque ou tanques de cultivo o tamanho do biofiltro. A concentração máxima aceita de amônia e nitrito exigida pode ser fundamental para reduzir o uso de energia para bombear água.
Mesmo se a instalação tem um biofiltro de tamanho adequado ou até mesmo de grandes dimensões, com o tratamento de ozônio, e o fluxo entre o biofiltro e tanque de cultivo for muito lento, a capacidade de biofiltragem nunca será totalmente utilizada, e a amônia pode acumular-se no sistema.
A produção de espécies de aquicultura em sistemas utilizando tanques elevados de ferrocimento no sistema de recirculação com tecnologia de RAS está se expandindo no Brasil. Esta tendência ocorre pela necessidade de produção intensificada, utilizando menos água, combinada com a necessidade de reduzir o volume e a quantidade do efluente do sistema.
ESTIMATIVA DA TAXA DE FLUXO DO SISTEMA
Para estimar os requisitos de taxa de fluxo para a recirculação de água dos tanques de cultivo, usamos a análise de balanço de massa, uma estimativa dos requisitos de fluxo podem ser feitas, a fim de controlar a acumulação de amônia em nitrito no sistema. A qualidade da água de um sistema de recirculação é geralmente uma função do tamanho do tanque, da biomassa de peixes, da taxa de entrada de alimentação, e a forma de remoção e da eficiência do tratamento de resíduos do sistema.
Os primeiros parâmetros operacionais que precisam ser determinadas são:
1.o volume de tanque
2.a máxima densidade de peixe estipulada, esta densidade de estocagem é determinada pela espécie a ser cultivada e suas fases de criação.
Como exemplo, suponha que os peixes estão em fase de engorda e atingirá o tamanho do mercado, com uma média de peso de 680g, em um tanque elevado de 50 m³.
Para as espécie em questão, a densidade de estocagem será de no máximo 80 kg de peixes / m³ de volume do tanque.
Assim, a biomassa cultivada máxima neste tanque será de 80 kg / m3 x 50 m3 = 4.000 kg ou 4 toneladas.
A taxa de alimentação diária neste densidade máxima é de 1,5% do peso vivo do peixe.
A taxa de alimentação máxima diária vai chegar perto do final do ciclo de produção e no pico a 4000 kg de peixe X 1,5% de biomassa / dia = 60 kg de ração.
Neste exemplo o teor de proteína da ração é de 40%.
PRODUÇÃO DE AMÔNIA
A produção de amônia, acontece com a conversão de amônia que é excretado das brânquias dos peixes e como eles assimilam alimentos para animais e também é o que é produzido quando as bactérias decompõem os resíduos sólidos orgânicos dentro dos tanques, após excreção e sobra de ração e dos outros componentes do RAS.
A quantidade de amónia produzida numa RAS está directamente relacionado com a taxa de adição de alimentação ao sistema, do teor de proteína da ração e de uma estimativa do nitrogenio a ser desperdiçados, que está relacionada com a espécie com a forma de concepção do sistema.
Estima-se que 50% do nitrogenio adicionado ao sistema é através da alimentação que não é utilizada pelo o peixe e é uma fonte de amónia total (soma de amônia e amônio).
Dados definem que 16% da proteína é nitrogenio e existem 1,2 g de amonia total / g de nitrogenio,.
A produção de nitrogenio total no exemplo do sistema de produção pode ser estimada como: nitorgenio total produzido (kg / dia) = 60 kg de ração / dia x 40% proteína X 50% de nitrogênio desperdiçado x 0,16 g de nitrogenio da ração / g de proteína x 1,2 g nitrogenio total/ g nitrogenio total produzido = 2,3 kg TAN / dia.
Esta fórmula prevê que cerca de 4% da alimentação se torna nitrogenio total dentro do RAS.
De um modo geral, com um teor de proteína de alimentação variando de 28% a 55%, esta equação estima as taxas de produção nitrogenio total como 3 a 5% do peso da alimentação, uma estimativa razoável que é frequentemente citado.
ESTIMATIVA DA QUANTIDADE DE NITROGENIO TOTAL PERDIDO NO SISTEMA PELO EFLUENTE
O próximo passo é para estimar a quantidade de nitrogenio total perdido do sistema no efluente do sistema.
Estimar o volume de efluentes por dia a partir do sistema em litros e a concentração desejada nitrogenio total (TAN) no tanque de cultivo.
Neste exemplo, suponha que o TAN no efluente é a mesma que no tanque, o que nem sempre é o caso.
A quantidade de TAN perdido no efluente pode ser estimada como:
TAN descarregado no efluente (g / dia) = [Concentração tanque TAN (mg / L) x volume de efluentes (L / dia)] / 1000 (mg / g)
Neste exemplo, a concentração TAN desejado é de 1,5 mg / L, e a quantidade de efluentes é de 10% do volume do sistema por dia ou 5.000 L.
Este cálculo não é realmente necessário em um RAS típico devido aos volumes e descarga mínimas baixa concentração TAN. Apenas 7,5 g de TAN seria descarregado no efluente para este exemplo.
No entanto, existe um processo em curso secundário nos chamados RAS nitrificação passiva.
Isto é devido às bactérias nitrificantes dentro do sistema de crescimento em todas as superfícies do sistema.
Estas bactérias, podem converter em 30% do nitrato de nitrogenio amonical não tóxico.
Neste exemplo, assume 20% de nitrificação passiva.
Como tal, o biofiltro precisaria nitrificar 80% do TAN produzida dentro do sistema ou 1,84 kg de TAN.
ESTIMANDO A VAZÃO DO BIOFILTRO
O balanço de massa pode ser utilizado para estimar o fluxo requerido para o cultivo no tanque ou tanques para o biofiltro para manter a concentração desejada do TAN. A eficiência de um biofiltro depende da concentração TAN de água que entra no biofiltro, tipo de biofiltro e a taxa de fluxo através do filtro biológico.
Para a maioria dos biofiltros utilizados hoje em dia, aproximadamente 50% do TAN é removido por passagem através do tambor rotativo e bactérias no biofiltro. Usando esta estimativa e os números acima produz uma estimativa do fluxo diária necessária para ir para o biofiltro como:
fluxo de reciclagem para biofiltro (L / dia) = tang disponível para biofiltro (kg / dia) / eficiência biofiltro (%) x [Pretendido concentração tanque TAN (mg / L) / 1000000 (mg / kg)]
Para o exemplo, o TAN disponível para o biofiltro após a contabilização de nitrificação passivo é de 1,84 kg / dia.
A concentração TAN tanque desejado é de 1,5 mg / L, e a eficiência de remoção biofiltro é estimado em 50%.
Usando os números dados para este exemplo na equação, a taxa de fluxo a partir do tanque ou tanques para o filtro biológico pode ser estimada a 2,453 m3 / dia, o que é 102 m3 por hora.
Para o tanque de 50 m3, esta equação estima-se o volume total do tanque terá de escoar através do biofiltro mais do que duas vezes a cada hora.
Nota-se que, se a concentração no tanque é permitida a ser maior, por exemplo até 3 mg / L, a taxa de fluxo para o filtro seria cortada ao meio para cerca de uma troca cada hora.
Observação: Assim, quanto menor for a concentração requerida TAN, quanto maior será o fluxo de biofiltro requerido.
A concentração TAN máxima requerida no tanque pode ser fundamental na redução do consumo de energia do bombeamento de água para o filtro rizosférico e seu retorno para o tanque de cultivo.
Fonte: Thomas M. Losordo, Ph.D. Cientista Principal e engenheiro-chefe
Pentair aquático Eco-Systems, Inc.
