Mekaniska filter för RAS fiskodling

Ett praktiskt sätt att ta bort avfallet från fisktanken är möjligt genom mekanisk filtrering. Moderna recirkulerande system har ett utlopp med ett filter som kallas mikroskärm med maskstorlek 40 till 100 mikron. Närvaron av mikroskärmen har vissa fördelar som att den minskar belastningen på biofiltret, tar bort de organiska föroreningarna, förbättrar eller underlättar biofiltreringsprocessen. Den typ av mikroskärm som används kallas trumfilter och har följande funktioner:

• Filtrerar de element som finns i vattnet
• Elementen skjuts till backspolningsområdet genom att trumman roterar
• Det fasta avfallet avlägsnas i slambrickan genom att spruta vatten på filtret
• Slammet tas bort med vatten från tanken och skickas till extern avfallsbehandling

Biofilter för RAS fiskodling

Detta är den viktigaste komponenten i RAS eftersom det hjälper till att ta bort de fina föroreningarna från vattnet under avfallsbehandlingen. Mediet i filtret består av material som plastark, pärlor, lavasten, grus- eller sandkorn. Mediets egenskaper bör vara sådana att de bör ha en stor yta för bakterietillväxt, porer för rörelse av vatten, täpptålig och ska vara lätt att rengöra.

Ett enkelt biofilter kan vara ett hjul, fat eller låda fylld med media som nitrifierande bakterier växer på. Den kan vara gjord av plast, trä, glas, metall eller betong. Storleken på biofiltret definierar fiskens bärförmåga i hela systemet. Filtrets yta bör vara stor för att rymma bakterier med hög densitet för att bearbeta massor av avfall som finns i akvariet. Medan man designar biofilter ytan, ammoniakbelastning och hydraulisk belastning bör uppskattas korrekt. Dessa filter kan konfigureras på många sätt och två huvudkategorier av biofilter är:

• Nedsänkta bäddfilter – de behöver luftas före och efter att vattnet passerar genom dem
• Uppkomna bäddfilter – filtren har konstant syretillförsel för att stödja processen och är av två typer:
  • Trickande filter
  • Roterande biologiska entreprenörer

Biofiltrering kan endast utföras effektivt om vattnets temperatur och pH-nivå regleras korrekt. Vattnets lägsta temperatur bör vara mellan 10-35˚C och pH-intervallet bör vara runt 7 till 8. Högt och lågt pH kan resultera i ineffektivitet av filtret respektive högre toxisk effekt. Så en balans är mycket viktig och detta beror på två faktorer; filtrets biologiska aktivitet och mängden CO₂ som produceras i tanken och nitrifikationsprocessen.

Sump för avfallsinsamling i RAS fiskodling

Närvaron av avfall i tanken ökar behovet av syre och minskar mängden löst syre i vattnet, sänker därmed tätheten av fisk i tanken. En sump eller en klarningstank används för att samla upp överskottsavfallet i långsam takt. Huvudtanken med sumpen är att samla upp och sedimentera allt fast avfall som annars skulle kunna blockera biofiltret och förbruka syret. Detta är isolerat från ett akvarium och bör regelbundet rensas. Formen på sumpen ska vara "V", för att underlätta rengöringen.

Avgasning av RAS fiskodling

Ackumulerade gaser i akvariet bör rengöras genom att tillhandahålla ordentlig luftning och denna metod kallas strippning. Andning av fisk producerar koldioxid och bakterier i biofiltret producerar kväve, båda dessa är skadliga för fiskens tillväxt. Om det är en saltvattentank, då finns det en chans för vätesulfidproduktion, som är lika giftigt för fisken. Lufttillförsel till tankarna kan driva bort gaserna genom turbulens. Ett rinnande filtersystem används ofta för denna process. När vatten bringas att spola ner från toppen av filtret genom plastmediet staplade i en kolonn ökar turbulensen och kontakten vilket hjälper till att avlägsna gaserna.

Luftning eller syresättning i RAS fiskodling

Att ge syretillförsel till vattnet i tankarna kallas luftning. Varm- och kallvattenrecirkulationssystem behöver 6 respektive 8 ppm syre för att bakterier och fiskar ska överleva. RAS-tankar som har hög lastkapacitet bör kunna ersätta syre var 20:e eller 30:e minut. Det bör finnas en ordentlig och regelbunden tillförsel av syre, annars kan det leda till förlust av fisk och det bör också finnas ett reservarrangemang för stora recirkulerande system. Att blåsa luft genom en nedsänkt luftsten är den vanligaste metoden för att lufta tanken. För ett pund mat som tillförs fisken, mängden luft som krävs är ungefär 187 lpm/kg/dag. Diffusorslang och luftliftar är enheter som används för luftningsprocessen. När luftning tillhandahålls tillräckligt finns det inget behov av en distinkt koldioxidavdrivningsenhet.

Typer av avfall inom RAS fiskodling

Det fasta avfallet som finns i tanken kan kategoriseras i tre typer och deras borttagningsmetoder listas här:

Setterbart avfall

• Bort i en sump
• En del avfall kan avlägsnas från ytan beroende på flödet
• Kan även tas bort genom att hänga dem i en utvändig sedimenteringstank
• Det moderna sättet att ta bort är ECO-TRAPTM som använder en platta i botten av tanken för att separera avfallet

Suspenderat och löst avfall

• Behöver skärmfilter eller mediafilter för att ta bort avfall
• Roterande mikroskärmar, skumfraktionering, flytande bäddfilter, Biofiltrering, rörliga sängfilter, etc. är några tekniker för att ta bort avfall

Ammoniak och nitratgifter

• Förekommer i två former; ammonium (joniserat) och fri ammoniak
• Ibland även i form av ammoniaknitrat
• Nitritkoncentrationen bör vara under 0,5 mg/l
• Kan orsaka brunblodssjukdom hos fisken
• Kan förebyggas genom att tillsätta 1 pund salt till 120 liter vatten
• Ammoniakbelastningen beror på fiskens biomassa i tanken eller fodrets vikt
• Ungefär 25 mg ammoniak produceras för varje 100 g fisk i tanken
• Överskott av ammoniak kan elimineras genom att tillsätta färskvatten, minska foder och densitet av fisk i tanken

Nitrifikation av RAS-fiskodling

Processen att avgifta ammoniak kallas nitrifikation. Att omvandla ammoniakkväve till mindre giftig kvävedioxid och slutligen till ogiftigt nitrat genom bakteriell verkan är principen för nitrifikation. Bakterien måste odlas på en yta för att denna process ska ske och rent vatten med normal temperatur bör användas. Bakterierna som krävs för denna process är av två typer; en som omvandlar ammoniak till kvävedioxid kallas " nitrosomonas bakterier ' och den andra som omvandlar kvävedioxid till nitrat kallas ' nitrobakterier”. Hela processen med nitrifikation är aerob till sin natur att den kräver syre för att uppstå. Den minsta mängd syre som krävs för att omvandla 1 mg ammoniak är cirka 5 mg. Även för att bakterierna ska överleva krävs ytterligare 5 mg syre. Det är viktigt att notera att för att denna process ska ske i stora tankar med hög densitet av fisk och hög ammoniakhalt, Mängden syre som krävs är också extremt hög och bör tillföras före och efter biofiltreringsprocessen.

Denitrifikation

Slutprodukten av nitrifikationsprocessen är nitrat och är ogiftig till sin natur, men närvaron av nitrat över 100 mg/l har en negativ inverkan på fiskens tillväxt och foderomvandling. Att tillföra färskvatten regelbundet till tanken kan hålla nivåerna av nitrat låga, men huvudsyftet med recirkulerande system är att bibehålla eller sänka vattenförbrukningen (spara vattenresurs), därför används en process som kallas denitrifikation. Denna process krävs om tillförseln av vatten är mindre än 300 liter per kg foder. Bakterierna som används för denna process kallas de-nitrifierande bakterierna och kallas " Pseudomonas'. Hela denitrifikationsprocessen är anaerob till sin natur och innebär omvandling av nitrat till atmosfäriskt kväve. Kvävet från vatten släpps ut i atmosfären och en organisk källa som träsprit eller metanol bör tillsättas till denitrifikationskammaren. Den minsta mängd metanol som krävs för att denitrifiera 1 kg kväve är cirka 2,5 kg. Denitrifieringskammaren monteras på biofiltret med en uppehållstid på 2 till 4 timmar.

pH-balans i RAS fiskodling

För att fisken ska överleva i vattentankarna bör vattnets pH-värde hållas inom en tolerabel gräns och lämpligt pH-intervall är känt för att ligga mellan 6 och 9,5. Obalans i pH-nivåerna kan uppstå på grund av syror som produceras av nitrifikationsprocessen. Värdet på pH under 6 hämmar de nitrifierande bakterierna och de tar inte bort det giftiga innehållet. pH i de recirkulerande systemen kan upprätthållas genom att tillsätta buffertar som natriumbikarbonat och kalciumbikarbonat.

Ytterligare parametrar att beakta vid RAS-fiskodling

Förutom de ovan nämnda kraven, det kan finnas ytterligare funktioner hos de recirkulerande systemen som är viktiga för stora kommersiella metoder.

Mata till fisken

Foder bör ges till fisken för tillväxt och aktivitet. Fisk tar upp syre för proteinsyntes och producerar koldioxid och ammoniak som avfall. Fisk utsöndrar osmält foder i vattnet och detta resulterar i suspenderat avfall eller organiskt avfall. Så, samtidigt som ett återcirkulerande system bibehålls, det rekommenderas att torrfoder ges till fisken så att det blir mindre föroreningar och förekomst av sjukdomar i tanken. Det bör finnas ett högt foderutnyttjande så att det blir mindre avfallsinnehåll och en lägre belastning på vattenreningssystemen. Därför, innan konstruktion av recirkulationssystemet, foderomvandlingshastigheten bör noggrant uppskattas och endast lämpligt foder införas för att spara pengar och onödig belastning på filtren.

Typer av fisk lämpliga för RAS fiskodling

Återvunnet vatten är varmare än naturligt vatten och det anses att kallvattenraser som lax och öring inte är särskilt lämpliga för uppfödning i dessa system. Arter som kan odlas i RAS är afrikanska havskatt , barramundi, karpar, abborre, tilapia , pangasius, vit fisk, atlantisk torsk, blåfenad tonfisk , regnbågsforell, stör, havsabborre etc.

Hantering av fiskbeståndet i RAS fiskodling

Det är viktigt att hålla produktionen av fisk i linje med kapaciteten i recirkulationssystemet. För att undvika överbelastning av systemet med hög lagerdensitet, många tekniker används.

• Fingerlingar odlas inte för att marknadsföra fisk i samma tank.
• Fisk som odlats till en mellanstorlek graderas och flyttas till en annan tank
• Karantäntankar används för fingerlingar innan de förs in i tillväxtsystemtankar
• Karantänstanken och tillväxttanken är fysiskt isolerade
• 3 till 6 veckors tid krävs för att kontrollera och behandla fingerungarna för sjukdomar eller infektioner i dessa karantäntankar

Desinfektion med UV-ljus i RAS fiskodling

UV-ljuset kan användas vid vissa våglängder för att förstöra biologiska organismers DNA. Infektionsorsakande encelliga patogena bakterier är riktade med UV-ljus i recirkulerande system. Denna behandlingsmetod görs utanför akvariet och är inte en lämplig metod för traditionella fiskodlingar där bakterierna kan växa väldigt snabbt. Denna teknik fungerar bäst i kombination med mekaniska och biologiska filtreringsmetoder. Antalet UV-strålar kan uttryckas i mikrowatt-sekunder per kvadratcentimeter (µWs/cm²). UV-ljus som krävs för att desinficera vattnet i tanken uppskattas till cirka 2000-10000 µWs/cm² för bakterier, 10K-100K µWs/cm² för svampar och 50K-200K µWs/cm² för parasiter. Det är värt att notera att UV-ljus ska passera inuti vattnet och inte genom lampor monterade utanför tanken.

Ozon är ett alternativ till UV-behandlingsmetod men används sällan eftersom överdosering kan orsaka skada och död för fisk. Mikrobakterier och oönskade organismer riktas särskilt mot kläckerier och yngelproduktionsenheter eftersom dessa småfiskar är känsligare för sådana bakterier. Effektiv hantering av systemet är viktigt för att få positiva och säkra resultat.

Skumfraktionering av RAS fiskodling

Ytaktiva ämnen, dvs kemikalier med en molekylär ände, avlägsnas genom denna teknik. Dessa kemikalier är ett resultat av proteinnedbrytningsprocessen och orsakar skumningsproblem i tankarna. Skumfraktionering kan ibland ta bort fina fasta ämnen och löst organiskt avfall. Denna teknik är bättre lämpad för saltvattensystem med salthalt över 12 ppm, så att luftbubblor lätt kan bildas och skumproduktionen är pålitlig. Skumfraktionator består av ett PVC-rör och en luftsten. Kommersiella skumfraktioneringskonstruktioner har tillverkning gjort med akrylkolonner. Två viktiga saker som påverkas av utformningen av fraktionatorn är bubblans storlek och kontakttiden mellan luftbubblorna och lösta organiska ämnen.

Uppvärmning

Värme till de återcirkulerande systemen kan göras tillgänglig på två sätt; antingen genom att värma upp luftrummet eller genom att värma vatten. Området eller byggnaden bör ha ordentlig isolering och en ordentlig vattenångskondenserande struktur. Vattenånga när den kondenseras i byggnaden kan orsaka skador på byggnadens delar. Direkt uppvärmning undviks på grund av kalkproblem vid användning av hårt vatten. Så som en ersättning polypropen värmeslingor är anslutna till en panna och vatten värms upp. Pannans temperatur styrs automatiskt.

Centralvärmare används för att värma upp utrymmet ovanför tankarna. Alla beräkningar för luftfuktighet och koldioxidnivåer bör noggrant övervägas innan denna metod används.

Växthusteknik kan också vara en alternativ lösning för att sätta upp recirkulerande vattenbrukssystem.

Övervakning och kontroll av RAS fiskodling

Fiskodling kan endast utföras korrekt om det finns ett reglerat kontroll- och övervakningssystem inom RAS. Ett centralt system för att kontrollera och övervaka vissa funktioner som syrenivåer, pH-intervall, vattennivåer, och andra funktioner används för effektiv hantering av systemen. Automatiska sensorer eller larm installerade i dessa system kan indikera när ett problem uppstår. Även om systemen fungerar automatiskt, de måste övervakas regelbundet av kunnig personal så att det blir en försumbar förlust. Vid nödsituation, ren oxygen back up är ett måste att ha i produktionsområdet. En generator för att komplettera elförsörjningen krävs också för effektiv hantering av RAS.