Flujos de procesos y equipos centrales en RAS específicos de cada especie

Introducción

Los Sistemas de Recirculación Acuícola (RAS) requieren diseños de procesos a medida y configuraciones de equipos especializados para satisfacer las necesidades biológicas y ambientales específicas de las diferentes especies cultivadas. Las variaciones en la producción de desechos, la demanda de oxígeno, la sensibilidad a la calidad del agua y los rasgos de comportamiento requieren adaptaciones específicas para cada especie en la ingeniería de los RAS. Este artículo examina estas diferencias cruciales mediante el análisis de los flujos de proceso y los equipos principales de cuatro taxones clave para la acuicultura: peces (p. ej., salmón y trucha), crustáceos (p. ej., camarones), pepinos de mar y abulones. Cada grupo requiere soluciones únicas de filtración, aireación y arquitectura de sistemas para optimizar la productividad y mantener los estándares de calidad del agua.

RAS paraPeces de aleta

(1) Proceso de tratamiento de agua Fluir

Circuito principal de recirculación:

Tanque de peces → Cerrado Automático Filtro de tambor → Bomba de circulación → Skimmer de proteínas (con inyección de ozono) → Biofiltro elevado → Esterilizador UV tipo canal → Intercambiador de calor → Oxigenador en línea → Pecera.

 

Proceso de tratamiento del agua de reposición:

Agua de mar en marea alta → Estanque de sedimentación primaria de tierra (revestido) → Filtro de barrera de arena → Estanque de sedimentación secundaria (revestido) → Bomba elevadora → Filtro de arena → Desnatador de proteínas → Biofiltro elevado.

 

(2) Componentes clave del sistema

Instalaciones principales:

• Biofiltro elevado de cuatro etapas con diseño de flujo continuo
• Tanque de esterilización UV tipo canal

 

Equipo básico:

• Skimmer de proteínas
• Filtro de tambor automático cerrado
• Oxigenador en línea
• Bombas de circulación
• Intercambiador de calor de placas
• Soplador de raíces
• Filtro de arena (para agua de mar de reposición)
• Tanque de oxígeno líquido (externo a la instalación)
• Sistema de monitoreo/visualización de la calidad del agua

 

Espacios auxiliares:

• Sala de control
• Almacenamiento de equipos
• Laboratorio
• Sala de Monitoreo de la Calidad del Agua

 

(3) Parámetros técnicos clave

Normas de calidad del agua:

• SS:
• OD: >8 mg/L
• DQO:
• Coliformes totales:

 

Rendimiento del sistema:

• Tasa de intercambio de agua: 1 ciclo completo cada 2 a 4 horas
• Capacidad de producción: >30 kg/m³ para peces planos (por ejemplo, rodaballo/platija)

RAS para camarones

(1) Flujo del proceso de tratamiento de agua

Las principales especies de camarón cultivadas en China incluyen Fenneropenaeus chinensis (camarón chino), Penaeus monodon (camarón tigre negro), Marsupenaeus japonicus (camarón kuruma), Litopenaeus vannamei (camarón patiblanco del Pacífico), Penaeus penicillatus (camarón cola roja), Fenneropenaeus merguiensis (camarón banana), Metapenaeus ensis (camarón lomo grasiento) y Exopalaemon carinicauda (camarón blanco estriado). Debido a graves problemas de enfermedades en los sistemas tradicionales de estanques abiertos, el cultivo saludable del camarón ha evolucionado en dos direcciones:

 

① Agricultura ecológica integrada en zonas supralitorales/intermareales

② RAS de alta densidad basado en tierra

Camarón chino, camarón japonés, camarón moteado, etc. debido a sus hábitos de vida, hace menos uso del cultivo en agua de recirculación en fábrica, la especie más adecuada para el cultivo en fábrica de alta densidad es el camarón blanco sudamericano.

El proceso RAS optimizado para camarones:

Tanque de cultivo de camarones →Tanque de sedimentación →Filtro de arena →Estanque de cultivo ecológico integrado →Bomba de elevación →Biofiltro elevado →Tanque de cultivo de camarones

 

El agua de reposición se suministra desde un depósito al biofiltro. Se pueden implementar múltiples sistemas de tratamiento de agua independientes según el tamaño de la explotación para adaptarla a diferentes especies y simplificar la gestión.

 

• Las instalaciones clave incluyen:
• Tanques de cultivo de camarones
• Depósito de almacenamiento de agua
• Biofiltro
• Tanque de sedimentación
• Filtro de arena
• Estanque de cultivo ecológico integrado

 

(2) Componentes principales del sistema

 

① Tanques de cultivo de camarones

• Forma: Rectangular (relación largo-ancho 2-3:1) para eficiencia de espacio
• Área:500-2.000 m²
• Profundidad:1,8-2,0 metros
• Pendientes:
  • Paredes laterales: 1:1,5 a 1:2
  • Abajo: gradiente de 1:1.000 a 1:2.000
• Características:
  • Compuertas de entrada/salida en lados más cortos
  • Revestimiento impermeable (arcilla o geomembrana) para suelos porosos

 

2 Depósito de almacenamiento de agua

• Función:Proporciona agua de reposición al biofiltro mediante bombeo.
• Diseño:
  • Se prefiere la construcción influenciada por las mareas
  • Relación de superficie con los tanques de cultivo: 1:1,5 a 1:2
  • Capacidad suficiente para ≥1 ciclo de producción (la operación de circuito cerrado evita la introducción de patógenos)
• Alternativas a pequeña escala:
  • Pozos filtrados
  • Yacimientos permeables

Beneficios ecológicos:

• Desinfección solar: Exposición diaria a los rayos UV
• Aireación natural:Las olas superficiales impulsadas por el viento mantienen un alto nivel de oxígeno disuelto
• Microbiano/algaldesarrollo:El sustrato forma comunidades bioactivas para la purificación del agua.
• Los datos de campo muestran que los embalses costeros mantienen una calidad del agua estable cuando están aislados de la contaminación externa.

RAS para Pepino de mar

El RAS de pepino de mar requiere atención especial. eficiencia energéticay reducción de costos, especialmente durante el invierno, cuando la demanda de energía térmica es alta. Además de diseñar instalaciones energéticamente eficientes, el reciclaje de agua reduce significativamente los costos de calefacción al reutilizar los efluentes acondicionados térmicamente. El diseño del sistema se centra en tratamiento eficaz del aguay regulación de temperatura para ahorro de energía.

 

(1) Flujo del proceso de tratamiento de agua

El proceso optimizado para el cultivo de pepino de mar:

Efluente del tanque de cultivo →Sedimentación/Filtración por micropantallas →Skimmer de proteínas (con desinfección con ozono) →Biofiltro/Biofiltro integrado →Esterilización UV →Regulación de la temperatura →Aireación →Tanque de cultivo

(2) Análisis de los componentes del tratamiento del agua

① Opciones de eliminación de sólidos

• Tanque de sedimentación:
  • Ventajas: Costo operativo cero
  • Contras: Menor eficiencia de eliminación en comparación con las microcribas
• Filtración por micropantalla:
  • Opciones: Filtros de pantalla curva, filtros en línea, filtros de tambor
  • Compensaciones:
    • Pantallas curvas: menor eliminación de partículas pero mínimo consumo de energía
    • Filtros de tambor automatizados: alta eficiencia pero requieren aporte de energía

 

2 Skimmer de proteínas con ozono

• Elimina partículas
• Beneficios del ozono:
  • Inactivación de patógenos
  • Oxidación de materia orgánica disuelta (MOD)
  • Eliminación de CO₂
  • Mejora de DO

③ Sistema de biofiltración

• Biofiltro convencional:
  • Los medios recubiertos de microbios degradan los compuestos orgánicos disueltos y el amoníaco.
• Biofiltro integrado (recomendado):
  • Diseño de doble capa:
    • Capa inferior: Portadores de biopelícula tipo cepillo
    • Capa superior: Macroalgas (por ejemplo, Ulva) para la absorción de nutrientes y la producción de O₂
  • Características:
    • Estructura de invernadero transmisora ​​de luz (fotosíntesis diurna)
    • Cortinas térmicas retráctiles (aislamiento nocturno)
    • Drenajes inferiores de tolva múltiple
    • Aireación de burbujas finas en la base del tanque

 

④ Esterilización UV

• Unidades UV de tipo canal: una solución sencilla y de bajo mantenimiento para el RAS de pepinos de mar

 

5 Regulación de la temperatura

• Invierno: Calefacción por caldera
• Verano:Sistemas de refrigeración o agua de mar profunda enfriada

 

⑥ Aireación

• Los difusores de burbujas finas en biofiltros mejoran:
  • Niveles de DO
  • Actividad de la biopelícula

 

Disposición de las instalaciones

• Granjas pequeñas y medianas: Ubicar las unidades de tratamiento y cultivo en un mismo edificio
• Grandes explotaciones: Planta de tratamiento de agua dedicada con suministro distribuido

RAS para Abulón

En hábitats naturales, el abulón habita predominantemente grietas, cuevas y cornisas de rocasdentro de zonas ricas en algas caracterizadas por Calidad de agua prístina y fuertes corrientesDebido a sus altos requisitos de calidad del agua, los RAS de abulón deben mantener:

• Sólidos suspendidos mínimos
• Alta transparencia
• Bajos niveles de contaminantes orgánicos disueltos
• Oxígeno disuelto elevado (OD >6 mg/L)

① Estructuras de toma de agua

Para evitar el uso directo de aguas de marea potencialmente contaminadas, las estructuras de captación costeras son esenciales:

• Embalses de marea
• Pozos de lecho filtrante
• estanques de almacenamiento permeables

Estos proporcionan un tratamiento primario antes de que el agua ingrese al tren de tratamiento RAS.

 

2 Proceso de tratamiento de agua

Flujo de proceso optimizado:

Tanque de cultivo de abulón → Filtración por micropantalla → Desnatador de proteínas (con ozono) → Biofiltro/Biofiltro integrado → Esterilizador UV → Regulación de temperatura → Oxigenación → Tanque de cultivo

 

Componentes clave:

• Skimmer de proteínas mejorado con ozono:
  • Crítico para el control de patógenos y la eliminación de materia orgánica.
  • Funciona de forma intermitente con UV para una desinfección sinérgica.
• Diseño de biofiltro integrado:
  • Zona superior:Macroalgas suspendidas (Gracilaria o Ulva) para la absorción de nutrientes
  • Zona inferior: Portadores de biopelículas tipo cepillo para la nitrificación microbiana
  • Base: Difusores de burbuja fina con recogida de lodos en múltiples tolvas
• Protocolo de doble desinfección:
  • Ozono (0,1–0,3 mg/L residual) para el control viral/bacteriano
  • UV (40 mJ/cm²) como barrera secundaria

 

③ Regulación de la temperatura

Estrategias estacionales:

Estación	Método	Temperatura objetivo
Verano	Pozos de agua de mar profunda	16-18℃
	Enfriadores
Invierno	pozos geotérmicos	10-12℃
	Calderas de carbón

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