Tecnologia de Processo do Sistema de Aquicultura de Recirculação Terrestre (RAS)

Visão geral

O RAS industrializado terrestremodelo é caracterizado por:

• Descarga ambiental mínima– Pouca ou nenhuma liberação de poluentes ricos em nutrientes
• Reutilização de água– Reciclagem e tratamento repetidos da água, minimizando a contaminação externa

Tecnologia principal: purificação de água

Estágios de tratamento

• Fonte Tratamento de Água
• Tratamento de água no sistema
• Tratamento de efluentes necessário

Principais tecnologias de tratamento de água

1. Filtração mecânica
2. Fracionamento de espuma (desnatamento de proteínas)
3. Purificação biológica
4. Oxigenação
5. Esterilização UV

Processo de Tratamento de Água Fluxo

1. Efluentes de tanques de peixesprimeiro passa por um Filtro de tambor (tela mecânica)para remover sólidos suspensos (principalmente alimentos não consumidos, fezes e biofilme destacado).
2. Skimmer de proteína elimina matéria orgânica dissolvida (por exemplo, proteínas) e partículas coloidais.
3. Biofiltroemprega nitrificação microbiana para remover toxinas amônia e nitrito.
4. Esterilização UVdesinfeta a água.
5. Oxigenação(via oxigênio puro ou injeção de ar) garante níveis ideais de oxigênio dissolvido.
6. A água tratada recircula de volta para os tanques de peixes, formando um sistema de malha fechada(resumido como: "Elevação única, filtragem dupla, desinfecção parcial, purificação completa").

Tecnologia de tratamento de água

A purificação da água é a pedra angular da operação RAS em circuito fechado, integrando princípios e tecnologias de tratamento de água, biologia e microbiologiaO objetivo principal do tratamento de água RAS é remover poluentes nocivosmantendo parâmetros ótimos de qualidade da água, como temperatura, oxigênio dissolvido (OD) e pH.

Métodos de tratamento de água RAS por mecanismo

Os processos de tratamento RAS são amplamente categorizados em três abordagens principais:

1. Métodos Biológicos

• Processo de lodo ativado
• Sistemas de biofilme (por exemplo, reatores de biofilme de leito móvel - MBBR)
• Leitos fluidizados biológicos

2. Métodos Físicos

• Adsorção de carvão ativado
• Fracionamento de espuma (desnatamento de proteínas)

3. Métodos Químicos

• Ozonização
• Oxidação fotocatalítica
• Oxidação eletroquímica

Estudo de caso: RAS de salmão do Atlântico no Oceano Oriental

No projeto de criação de salmão do Atlântico em ciclo fechado, o sistema RAS combina diversas tecnologias avançadas de tratamento adaptadas para:

• Requisitos de nutrientes e perfis de resíduos metabólicos
• Características do efluente e taxas de carga
• Demandas de qualidade da água de espécies cultivadas
• Critérios de desempenho do biofiltro

Tecnologias de Tratamento Integrado Aplicadas:

1. Separação sólido-líquido(filtragem mecânica)
2. Fracionamento de espuma(remoção de proteínas)
3. Filtração biológica (nitrificação/desnitrificação)
4. Tratamento com ozônio(desinfecção e oxidação)
5. Esterilização UV(controle de patógenos)
6. Sistemas de oxigenação(Gestão de DO)

As seções a seguir detalham cada uma dessas tecnologias de tratamento de água.

1. Técnica de Separação Sólido-Líquido

A tecnologia de separação sólido-líquido visa principalmente a remoção de partículas sólidas em suspensão de águas residuais da aquicultura. Com base nas características das partículas (densidade, tamanho) e nos métodos de separação, ela pode ser categorizada em:

• Filtração mecânica:

Exemplo: filtros de tela curva interceptam partículas >30μm com eficiência de remoção >95%.

• Separação por gravidade:

Tanques de decantação ou hidrociclones para partículas mais densas.

2. Fracionamento de espuma

Uma técnica baseada em flutuação amplamente utilizada em Marinha RASdevido à alta tensão superficial da água do mar, que facilita a geração de espuma por aeração. Em sistemas de água doce, é aplicado apenas quando as cargas orgânicas são altas.

• Operação aprimorada por ozônio:

O ozônio é freqüentemente injetado no suprimento de ar para desinfecçãoe remoção de cor.

3. Tecnologia de Biofiltração

O essencialdo tratamento de água RAS, a biofiltração emprega biorreatores baseados em biofilme (por exemplo, MBBR) devido a:

• Alta eficiência de tratamento
• Tamanho compacto
• Baixos custos de construção/operação
• Forte resistência a cargas de choque

Mecanismos:

• Oxidação e floculação microbiana
• Adsorção por meio filtrante
• Predação da cadeia alimentar em ecossistemas microbianos

Vantagens sobre o lodo ativado:

• Melhores suportes bactérias nitrificantescrescimento para aquicultura.
• Amplamente estudado em otimização da remoção de nitrogênio, com parâmetros preliminares de projeto quantitativo de pesquisas da UE/EUA

4. Tecnologia de Ozonização

O ozônio oxida e decompõe eficazmente a matéria orgânica e os metabólitos tóxicos. A água pós-tratamento atinge supersaturação de oxigêniooferecendo ação rápida, poluição secundária zero e excelente descoloração. Amplamente adotado em aquicultura marinhae tratamento de efluentes, o ozônio é normalmente injetado em fracionadores de espumaem sistemas RAS.

5. Tecnologia de desinfecção UV

A radiação ultravioleta (UV) é amplamente utilizada em ambos aquicultura de água doce e marinhapara eliminar patógenos, oferecendo baixos custos operacionaise sem resíduos tóxicos. Um sistema UV devidamente mantido atinge uma taxa de inativação >99% para Vibrio spp.

6. Técnica de adição de oxigênio

A injeção de oxigênio puro eleva oxigênio dissolvido (OD)nos pontos de entrada para 110% de saturação, enquanto os tanques de produção mantêm 80–90% de saturação. Considerações críticas:

• Equilibrar o fornecimento de oxigênio com as necessidades das espécies
• Evitar narcose por oxigênio(efeito de "embriaguez" da hiperóxia)