CONSIDERATII PRIVIND TRATAREA APEI IN ACVACULTURSpecializarea Controlul si expertizarea calitatii mediuluiAn univ. 2013-2014Controlul si expertizarea poluantilor din Acvacultur i Industria alimentar

Consideraii generale privind tratarea apei in acvacultur AVANTAJE sisteme noi productiecerina redus pentru resursa de apa;controlul complet al condiiilor mediale;controlul riguros al calitii produsului realizat;disponibilitatea privind livrarea ritmic, pe tot parcursul anului, n stare proaspt, a produsului realizat.DEZAVANTAJE sisteme noi productie

costul ridicat al facilitilor tehnologice i echipamentelor pentru controlul calitii apei, pe msura complexitii acestora. management operaional continuu i complex i, deci, costisitor.

Potentialul acvaculturii in RomniaRomnia dispune de un potenial pescresc imens rezultat din exploatarea unui apreciabil patrimoniu piscicol reprezentat de o diversitate de bazine acvatice naturale i amenajate29 %Reeaua hidrografic a Romniei repartizat pe sub-bazine

Probleme specifice la tratarea apei in acvacultur *RAS Recirculating Aquaculture Systems (engl.)

Cerine de management la proiectarea componentelor sistemului PrimareUnitile de cretere (bazine, tancuri, raceway) Filtre mecaniceFiltre biologice (biofiltre)AeratoareSecundare PompeSchimbtoare de cldurLampi UVComponentele sistemului

1.Unitile de cretereCerinenon-toxicdurabileMaterialefibr de sticlbetonplasticsticlaltele

SursaReziduurile metaboliceHrana neconsumata2. Sisteme de filtrare mecanic controlul particulelor solide

Sedimentabile

Suspendate

Fine si dizolvate

- Sedimentare- Tubi inclinati- Hidrocicloane- Filtrele cu site Sitele cu discuri sau staionare Sitele rotative.- Filtrele cu ageni granulari expandabili- Filtre cu agenti porosi

- Procese fizico-chimicefiltrare cu carbon activ filtre cu schimbatori de ioni- Fractionarea cu spuma

Tipuri de solide

Circuitul azotului nitrificare denitrificare 1 - Bacterii heterotrofe; 2 Nitrosomonas; 3 Nitrobacter; 4 - Plante3. Sisteme de filtrare biologic Principiul de funcionare

Bilant al materiei in acvacultura Fig. 2.1. Bilan simplificat al materiei ntr-un sistem de cretere din acvacultur (dup Timmons i Losordo, 1994)

Aclimatizarea biofiltrului

Tipuri de filtre

Filtre submerse (submerged)Filtre tricklingFiltre cu tamburi (biodrums)Filtre cu discuri (rotating biological contactor)Filtre cu paturi fluidizate (fluidized beds)Filtre cu bile din plastic (bead filters)

Filtre submerse (submerged)

Filtre trickling

Filtre cu tamburi (biodrums)

Filtre cu discuri (rotating biological contactor)

Filtre cu paturi fluidizate (fluidized beds)

Filtre cu bile din plastic (bead filters)

4. Sisteme de aerare-oxigenare AgitatoareaereazadegazeazaCompresoarePresiune mica

Aerare

OxigenareaFara presiuneTubul n form de " U Contactorul cu curent descendent de bule

Sub presiuneTurn de presurizareColoana de presurizare

5.Controlul CO2 si pHSursa CO2: - respiratie (pesti) - nitrificare

Control : degazare (coloana de degazare)

Control pH: tamponare cu solutii alcaline

6. Managementul tehnologic Densitatea de populare

Una din principalele dificultati la care trebuie sa raspunda proiectarea sistemelor recirculante este reprezentata de stabilirea densitatii cu care se poate popula un bazin de crestere.

Atat numarul cat si biomasa pestilor cu care se face popularea sistemului determina nivelul intensitatii hranirii, un important criteriu in proiectarea inginereasca a componentelor sistemului.

Numarul de pesti ce poate fi stocat pe unitatea de volum (D - densitatea) va depinde atat de specia de cultura cat si de talia atinsa de aceasta pe parcursul ciclului de productie. M. Timmons (2002) a realizat un model matematic, bazat lungimea corpului (L), pentru a estima numarul total de pesti care pot fi stocati pe unitatea de volum:16 D = L/C (densitatea)Unde:D densitatea in Kg/m3C factor de corectie dependent de specia de cultura (0.24 pentru tilapia; 0.32 pentru pastrav, 0.40 pentru salau)

*Aceste valori au fost estimate pe baza experientelor cumulate ale cercetatorilor americani care au constatat o tendinta a acvacultorilor de a suprapopula sistemele recirculante cu pesti de talie mica (puiet). Numarul de pesti pe unitatea de volum exprimat ca functie de lungimea corpului

HranireaNivelul intensitii introducerii hranei ntr-un sistem recirculant rezult din optimizarea cerinelor privind realizarea unei producii ct mai mari de biomas, cu posibilitatea meninerii, n condiii economice, a parametrilor de calitate ai apei n domeniul optim. Dac nivelul intensitii hrnirii este excesiv, calitatea apei se deterioreaz iar atunci cnd rata furajrii este prea sczut, capacitatea de producie a sistemului devine ineficient.

Dimensiunea granulelor n sistemele intensive de acvacultur

protocolul de administrare a hranei trebuie s asigure o aprovizionare ritmic, cu granule de diverse dimensiuni corespunztoare taliei petelui.

granulele flotante permit un management mai eficient n ceea ce privete monitoringul i controlul gradului de valorificare a hranei de ctre peti.

se recomanda folosirea distribuitoarelor automate de granule.

Frecventa hraniriin sistemele recirculante:

frecvena, respectiv rata administrrii hranei influeneaz drastic funcionalitatea ntregului sistem de control al calitii. De asemenea, este cunoscut faptul c petii realizeaz o cretere mai eficient atunci cnd hrana este administrat continuu sau cu o frecven ridicat. Distribuirea hranei la intervale mari de timp nu este recomandat deoarece ritmurile de cretere realizate sunt mai mici. excreia zilnic de azot depinde in mod direct att de nivelul de hrnire ct i de frecventa hrnirii. excretia de azot este constant pentru fiecare zi dar excreia de amoniac crete postprandial atingnd valoarea maxima la 6-10 ore dup hrnire.

88Graficul excretiei postprandiale de uree si amoniac dupa o singura masa administrata si in perioada de infometare.

Intensitatea hranirii Managementul tehnologic impune ca pe durata creterii s se evalueze periodic ritmul de cretere al biomasei de cultur n vederea optimizrii intensitii hrnirii.

Calculele de optimizare se bazeaz pe coeficienii de conversie asumai i pe masa real a probelor de pete, n momentul prelevrii. Astfel, cantitatea de biomas introdus n sistem, la popularea acestuia, este cunoscut. Meninnd constant, o anumit perioad de timp, nivelul intensitii hrnirii i cunoscnd coeficientul de conversie al hranei se poate evalua la sfritul perioadei respective (de regul o sptmn) cantitatea de biomas din sistem i, n funcie de aceasta, se ajusteaz intensitatea hrnirii pentru urmtorul interval de timp.

Prin cntrirea periodic a unor probe de pete din fiecare bazin al sistemului se va determina ritmul real de cretere n funcie de care se va ajusta intensitatea hrnirii.

7. Mirosurile strine (Off-flavors)CauzMicroorganisme unicelulare de tipul Actinomyces dezvoltate pe suprafaa sistemului de cultur

Factori favorizanincrcarea organic ridicat a apei de cultur

CombatereSplarea periodic a reelei de conducte i a bazinelor de cretereMeninerea materialului biologic nainte de comercializare n ap filtrat i aerat, timp de cteva zile (n funcie de severitatea fenomenului)

8. Controlul mbolnvirilor i stresuluiConfigurarea sistemului trebuie s permit izolarea biofiltrului sau a modulelor de cretere;Excluderea oricrei posibiliti de ptrundere a agenilor patogeni;Obligativitatea aplicrii unor msurilor profilactice pentru a preveni stresarea petilor n timpul manipulrilor ( ex. salinitate 3-5 % previne pe termen scurt stresul la transport, iar pe termen lung mbolnvirile);Efectuarea de tratamente eficiente i energice la apariia bolilor, cu testarea prealabil a efectului substanelor medicamentoase asupra populaiilor de bacterii nitrificatoare;Respectarea msurilor de igien n toate fazele procesului tehnologic, n baza unui protocol prestabilit.

9. Sisteme de siguranSistem automat de monitoring i control pentru calitatea apei;Instalaia electric dimensionat corespunztor care permite operarea simultan a tuturor echipamentelor;Generator electric independent.

10. Cerine suplimentare de proiectare i management

Consumatorii principaliPompeleAeratoarele (contactorii)Schimbtoarele de cldur

Cerine tehnologiceMaximizarea gradului de recirculare a apeiAsigurarea unei izolri termice eficiente a ambientului tehnologicUtilizarea unor surse alternative neconvenionale de nclzire a apei

CondiiiGradul de recirculare a apei se menine la valori de peste 90 %Existena unui monitoring i control adecvat pentru meninerea concentraiilor de amoniac, oxigen dizolvat i a deeurilor solide la niveluri optime privind sigurana n exploatare, costurile i eficiena operrii;ncrcarea sistemului (intensitatea hrnirii) se menine la valori care s susin nivelurile proiectate ale capacitii de producie n condiiile funcionrii componentelor sistemului n regim stabil;Sistemul asigur, prin configuraie i management tehnologic, capabilitatea necesar producerii n flux continuu a petelui de talie comercializabil.Eficiena managementului operaional

Meninerea capacitii de ncrcareVariante de management tehnologic

Obtinerea productiei intr-o singura serieSistemul se populeaza cu o singura clasa de varsta (juvenili), crescuta pana la atingerea taliei comercializabile cand se recolteaza. Procesul se repeta prin introducerea unei noi clase de varsta. Dezavantaj - capacitatea portanta a sistemului nu este atinsa decat inainte de recoltare. Obtinerea productiei intr-o singura serie cu reducerea periodica a densitatiiSe bazeaz pe manipularea densitilor materialului piscicol, astfel nct s se menin aceeai ncrcare iniial n fiecare bazin; aceast variant presupune popularea iniial a bazinelor cu o cantitate mai mare de puiet, urmnd ca dup o anumit perioad de timp, cnd mrimea biomasei atinge capacitatea maxim a sistemului, o parte din populaia bazinului sa fie transferat ntr-o alt unitate de cretere.

Obtinerea productiei in serii multiple cu separarea claselor de varstaFiecare unitate de crestere este compartimentata pentru a mentine diferitele clase de varsta. Volumul compartimentelor poate fi adjustat (marit) pe masura ce pestii cresc. Dupa recoltarea clasei de talie comercializabila se populeaza cu o noua clasa de varsta (puiet).

Obtinerea productiei in serii multiple cu combinarea claselor de varsta.Diferite clase de varsta sunt mentinute simultan in cadrul aceluiasi sistem. Exemplarele care ating talia de comercializare sunt sortate si livrate. Dezavantaj - riscul interactiunii dintre diferitele clase de varsta la speciile teritoriale.

Condiii

Existena unei piee adecvate pentru produsul piscicol

ncrcarea continu a sistemului i popularea periodic a acestuia cu material biologic cu diferite clase de mrime

Stocarea petelui de talie comercializabil n bazine speciale-depozit pentru timp scurt nainte de livrareMeninerea produciei n flux continuu

Concluzii Principalele probleme tehnice avute n vedere la exploatarea RAS:

corelarea capacitii portante i a debitelor de ap necesare pentru asigurarea unor condiii mediale optime (DO i compui ai azotului);optimizarea managementului privind controlul particulelor solide, n corelaie cu intensivitatea produciei, respectiv cu cantitatea de hran administrat;realizarea unor sisteme adecvate de nitrificare biologic pentru meninerea concentraiei compuilor azotului n domeniul optim impus de cerina tehnologic; folosirea sistemelor de oxigenare (aerare) a apei n funcie de particularitile ecofiziologice i tehnologice ale speciei de cultur;

Concluziiexistenta sistemelor de monitoring i control al dioxidului de carbon i al alcalinitii apei n sistemul de cultur;controlul microsuspensiilor i substanei organice dizolvate;optimizarea managementului tehnologic, n sensul integrrii diferitelor secvene ale tehnologiei de cretere cu cele de condiionare a calitii apei.

n msura rezolvrii i optimizrii problemelor enunate anterior, sistemele recirculante permit realizarea unui nalt grad de intensivitate a produciei de biomas printr-un control avansat al parametrilor hidrochimici ai sistemului de cretere, n concordan cu cantitatea i structura biochimic a furajelor administrate i cu exigenele impuse de asigurarea unor optime condiii de igien piscicol.