De toepassing van circulaire tank-RAS in de aquacultuur
0. Inleiding
De aquacultuursector is een vitale sector voor de nationale economische groei. Terwijl de omvang ervan echter blijft groeien in het streven naar grotere economische voordelen, wordt het land geconfronteerd met tal van uitdagingen, waaronder milieuvervuiling, verspilling van waterbronnen en achterblijvende technologische updates. Daarom is de introductie van de technologie van het Circular Tank Recirculating Aquaculture System (RAS) bijzonder belangrijk. Deze technologie komt effectief tegemoet aan de behoefte aan recycling van waterbronnen en maakt gebruik van de milieuvoordelen ervan, waardoor de prominente problemen van traditionele landbouwmethoden worden opgelost en daardoor de duurzame ontwikkeling van de aquacultuursector wordt bevorderd.
1. Principes en voordelen van Circular Tank RAS
1.1 Technische principes
Circulaire tank RAS is een moderne, ecologische aquacultuurtechnologie die de structurele kenmerken van circulaire tanks combineert met een watercirculatie- en zuiveringssysteem. Het introduceert kweekwater in een gesloten-lussysteem, waardoor het in een constante stroomtoestand blijft. Dit water ondergaat meerdere behandelingsfasen, waardoor niet alleen wordt voldaan aan de behoeften op het gebied van waterrecycling, maar ook de aquacultuuromgeving wordt geoptimaliseerd.
Tijdens de werking van het systeem wordt het kweekwater eerst voor-behandeld met behulp van een filtersysteem, waarbij fysische of chemische methoden onzuiverheden zoals zwevende vaste stoffen en organisch materiaal verwijderen. Het vooraf gefilterde water komt vervolgens in een sedimentatietank terecht, waar grotere deeltjes of zwevende stoffen onder invloed van de zwaartekracht verder bezinken, waardoor het water wordt gezuiverd. Het water stroomt vervolgens in een oxidatievijver, die microbiële afbraak gebruikt om schadelijke stoffen af te breken, het gehalte aan opgeloste zuurstof (DO) verhoogt en een geschikte omgeving creëert voor de gekweekte soort.
Vergeleken met de traditionele aquacultuur pakt de toepassing van circulaire tank-RAS effectief de problemen van waterverspilling en milieuvervuiling aan, verbetert de controle over de landbouwomgeving, zorgt ervoor dat organismen kunnen gedijen in een gezonde omgeving en verbetert de efficiëntie en kwaliteit van de aquacultuur volledig.
1.2 Technische voordelen
(1) Efficiënt waterkwaliteitsbeheer: De waterstroom vormt een draaikolk langs de tankwanden, waardoor restvoer en ontlasting zich automatisch concentreren en via de centrale afvoer worden afgevoerd. Dit voorkomt de ophoping van verontreinigende stoffen op de bodem en vermindert het risico op waterverontreiniging. Gecombineerd met het recirculatiezuiveringssysteem verbetert het de waterstabiliteit en controleerbaarheid.
(2) Geschikt voor landbouw met hoge dichtheid: de circulerende waterstroom zorgt voor een gelijkmatige zuurstofdiffusie. In combinatie met bodembeluchting of jet-oxygenatieapparatuur kunnen de opgeloste zuurstofniveaus op een optimaal niveau worden gehouden. Dit systeem is gunstiger voor landbouw met een hoge-dichtheid dan traditionele vijvers, waardoor de opbrengst per volume-eenheid water toeneemt.
(3) Milieuvriendelijk gebruik van hulpbronnen: Circulaire tank RAS recycleert en hergebruikt water via zijn systeem, waardoor een waterbesparing van meer dan 80% wordt bereikt in vergelijking met traditionele methoden. Bovendien kunnen verontreinigende stoffen die tijdens de landbouw worden gegenereerd, worden opgevangen en omgezet in waardevolle organische mest, waardoor het risico van vervuiling van het waterlichaam als gevolg van directe lozing wordt vermeden.
2. Belangrijke technische aspecten van Circular Tank RAS
2.1 Technologie voor waterkwaliteitsbeheer
Efficiënt waterkwaliteitsbeheer is een belangrijk voordeel. Het watercirculatiesysteem is van cruciaal belang, waarbij gebruik wordt gemaakt van hoog-efficiënte pompen om binnen 24 uur meer dan drie volledige watercycli te realiseren, gecombineerd met mechanische filtratie om zwevende deeltjes te verwijderen. Bovendien helpt het toevoegen van nitrificerende bacteriën voor biofiltratie of het gebruik van actieve kool om gifstoffen te adsorberen belangrijke parameters zoals ammoniakstikstof, pH en DO binnen geschikte bereiken.
(1) Real- bewaking: installeer bewakingsapparatuur (pH-meters, DO-sensoren, temperatuursensoren) rond de tanks voor realtime- gegevensverzameling. Sensoren moeten regelmatig worden gekalibreerd en aangesloten op een centraal besturingssysteem. Het systeem moet waarschuwingen verzenden wanneer parameters vooraf ingestelde waarden overschrijden.
(2) Watercirculatie en filtratie: installeer hoog-efficiënte pompen volgens de ontwerpspecificaties. Gebruik mechanische filters met de juiste precisie en reinig/vervang ze regelmatig. Combineer met biofilters en voeg nitrificerende bacteriën toe om de afbraak van organisch materiaal te bevorderen.
(3) Controle van opgeloste zuurstof: Installeer zuurstofapparatuur (bijv. microporeuze diffusors, zuurstofgeneratoren) op de bodem van de tank en kalibreer hun bedrijfsparameters om een optimale gasstroom en DO-niveaus te behouden.
(4) Temperatuurregeling: Installeer verwarmingen of koelmachines om de watertemperatuur binnen een stabiel bereik te houden (bijv. 22–26 graden). Kalibreer regelmatig de temperatuursensoren en gebruik de temperatuurregelapparatuur om het water indien nodig aan te passen.
2.2 Voermanagementtechnologie
2.2.1 Voederformulering
Formuleer voer op basis van de voedingsbehoeften van de soort in verschillende groeifasen om een uitgebalanceerd dieet te garanderen. Voor volwassen zeebaars moet het ruweiwitgehalte bijvoorbeeld 40-45% en het vetgehalte 10-12% zijn. Gebruik ingrediënten van hoge-kwaliteit, zoals vismeel, sojameel, maïs, visolie en sojaolie. Gebruik gespecialiseerde software om wetenschappelijke formules te ontwerpen. Meng de ingrediënten en verwerk ze tot pellets die geschikt zijn voor de consumptie van de soort (bijvoorbeeld met een maximale diameter van niet meer dan 3 mm). Test het afgewerkte voer regelmatig om de kwaliteit te garanderen.
2.2.2 Voertechnieken
Baseer de dagelijkse voedingshoeveelheden op de kousgrootte en groeisnelheid. Installeer automatische voerbakken aan de rand van de tank voor een gelijkmatige verdeling en pas het voervolume en de frequentie wetenschappelijk aan op basis van biomassa en groeifase. Pas onmiddellijk aan als abnormaal gedrag of veranderingen in de voedingsreactie worden waargenomen.
Installeer camera's om het voerproces te monitoren en problemen zoals ongelijkmatige verdeling of verspilling te identificeren. Regelmatige observatie van het voedingsgedrag biedt een basis voor verfijning-.
2.3 Technologie voor groeimonitoring
Neem regelmatig monsters (bijvoorbeeld minimaal 30 vissen) om de lengte en het gewicht te meten. Registreer gegevens in een managementsysteem om automatisch groeicurven en gewichtsverdelingsgrafieken te genereren. Dit maakt een intuïtieve beoordeling van groeitrends en gezondheid mogelijk, waardoor een verfijnd beheer mogelijk wordt.
Pas voerformules en rantsoenen aan op basis van de groeigegevens. Als de groeicijfers onder de verwachtingen liggen, analyseer dan de oorzaken en neem effectieve maatregelen om de voedingsfrequentie, het volume en de formule onder controle te houden.
2.4 Technologie voor ziektepreventie en -bestrijding
Om massale sterfte te voorkomen, moet u ziektebestrijdingsstrategieën toepassen die zijn gebaseerd op de gezondheidsstatus van het bestand.
Voer dagelijkse quarantaine uit van het milieu, de gezondheid van vissen en de waterkwaliteit. Gebruik microscopen, testkits, enz. om ziekteverwekkers vroegtijdig te detecteren en tijdig in te grijpen.
Gebruik preventieve behandelingen (bijvoorbeeld antibiotica, anti-parasitaire medicijnen) volgens de instructies en de toestand van de vissen, waarbij u de dosering en frequentie strikt controleert.
In het geval van een uitbraak van de ziekte, isoleer de getroffen eenheden onmiddellijk, diagnosticeer de oorzaak door middel van gedetailleerd onderzoek en implementeer gerichte behandelingen (bijvoorbeeld het aanpassen van de watercirculatie, het gebruik van specifieke therapieën) om de verspreiding tegen te gaan.
3. Casestudy van toepassing
3.1 Projectoverzicht
Een regionaal project "Circular Tank RAS + Aquaponics" beschikt over ongeveer 160 m³ kweekwater, waarvan 110 m³ voor verticale hydrocultuurgroentegebieden, 65 m³ voor substraatbeplanting en 25 m³ voor gecentraliseerde waterbehandeling. Vergeleken met traditionele methoden heeft dit model voordelen zoals een kleinere voetafdruk, flexibele installatie en een sterk zelfreinigend vermogen, waardoor een superieure omgeving voor vissen wordt geboden en de risico's voor de waterkwaliteit worden verminderd.
3.2 Specifieke toepassing in het project
(1) Waterbeheer: Circulerend water verzamelt en bezinkt grote afvaldeeltjes. Een micro-zeeffilter verwijdert deze vaste stoffen. Het gefilterde water komt in een biofilter terecht waar nitrificerende bacteriën op het medium ammoniak en nitriet omzetten in nitraat, zodat de plant het kan opnemen. Gezuiverd water wordt teruggevoerd naar de vistanks, waarbij een deel wordt omgeleid naar de plantaardige hydrocultuur en een deel wordt gedesinfecteerd voordat het opnieuw-in de ronde tanks terechtkomt.
(2) Voerbeheer: Implementeer nauwkeurige voercontrole. Als vissen bijvoorbeeld ~3 cm groot zijn, bedraagt het dagelijkse voer 8–10% van het lichaamsgewicht; bij 5 à 6 cm daalt het tot 5 à 6%. Pas de frequentie aan per groeifase. Observeer de voedingsreactie na elke voeding; Als er meer dan 10% overblijft, verminder dan de volgende voeding met 10%.
(3) Groeimonitoring: focus op groeipercentages voor dichtheidscontrole. Bemonster en weeg elke 20 dagen. Als de groei langzaam is, controleer dan de waterkwaliteit of pas de voerformulering aan. Beheers de dichtheid door in eerste instantie de juiste aantallen in voorraad te hebben en de voorraden te splitsen wanneer aan de maatnormen wordt voldaan, om te voorkomen dat er sprake is van overbevolking.
(4) Ziektepreventie: Voer dagelijkse vijvercontroles en milieubeheer uit. Gebruik een monitoringplatform om de status van de vissen (bijv. abnormale kleur, oppervlakte) en het uiterlijk van het water (bijv. schuim, donkere kleur) te observeren. Gebruik deze informatie voor gerichte preventie en behandeling.
3.3 Applicatieresultaten
Het model ‘Circulaire Tank + Kas’ werd geoptimaliseerd. Viseffluent wordt vaste-vloeistof gescheiden via een micro-scherm; de afgescheiden vaste stoffen worden gefermenteerd tot organische meststof voor groenten. Het gefilterde water komt in kassen terecht waar ammoniak en nitriet door de planten worden opgenomen en gezuiverd, voordat het wordt gerecirculeerd.
Het project behaalde een aanzienlijke opbrengst: 250.000 kg/jaar niet-vervuilde selderij (7 oogsten) en 35.000 kg schone ecologische baars (2 oogsten). Vergeleken met de traditionele groenteteelt steeg de jaarlijkse winst met ongeveer 50.000 USD (een stijging van 30%). Het creëerde nieuwe werkgelegenheidskansen voor meer dan 100 lokale boeren, waardoor hun gemiddelde jaarinkomen met ongeveer 1.100 USD steeg. Het loste ook de problemen op het gebied van milieuvervuiling en waterverspilling op.
Er werd ook een integratie van op land-circulaire tanks met rijstteelt geïmplementeerd. Het afvalwater van de aquacultuur, dat rijk is aan ammoniak en nitriet, wordt als voedselrijke-irrigatie naar rijstvelden geleid, waardoor de rijstgroei wordt bevorderd. Groenten worden in de winter geteeld, waardoor het hele jaar door een efficiënt gebruik van voedingsstoffen uit het afvalwater wordt verzekerd-, wat de efficiëntie, hoge opbrengst en milieuvoordelen van de technologie benadrukt.
4. Conclusie
Samenvattend maakt de toepassing van Circular Tank RAS in de aquacultuur gebruik van de gecombineerde voordelen van de circulaire tankstructuur en het recirculerende zuiveringssysteem om de afzetting van verontreinigende stoffen te verminderen en de risico's voor de waterkwaliteit aan de bron te beheersen. Door de bezettingsdichtheid te beheren, een gunstig watermilieu te creëren en een efficiënt waterrecirculatiesysteem op te zetten volgens technische specificaties, kunnen de watervoorraden maximaal worden benut. Hiermee wordt het tweeledige doel bereikt: het vergroten van zowel de economische als de ecologische voordelen van de aquacultuursector.