filtración escalable y rentable

Las perlas de poliestireno altamente flotantes son una solución fácil

Los filtros de microperlas suelen utilizar medios de 1,5 a 2,0 mm de diámetro.

La conservación de peces en sistemas de reutilización de agua depende de filtros biológicos eficientes (bacterias nitrificantes) que oxidan el amoníaco tóxico del pescado a nitrato, que generalmente no es tóxico. Se utiliza una amplia variedad de filtros biológicos, incluidos contactores biológicos rotativos, filtros de flujo y gránulos de lecho fluidizado.

La producción de pescado de producción comercial sobre una base económicamente competitiva obliga al uso de ciertos tipos de filtros de pellets de bajo costo debido a su gran superficie por volumen medio. Los filtros de microperlas combinan las propiedades positivas de los filtros biológicos de piel y granulares en un diseño que permite una filtración rentable en la piscicultura.

Filtros de microperlas

Los filtros de microperlas son claramente diferentes de los filtros de microesferas flotantes más utilizados. Los filtros de perlas flotantes funcionan en recipientes presurizados y utilizan solo un entorno ligeramente flotante. El peso requerido de las perlas, aproximadamente 700 kilogramos de volumen por metro cúbico, hace que el soporte sea un componente relativamente caro de los filtros de perlas flotantes, en contraste con un entorno de arena o microperlas, que es mucho más barato en volumen.

Los filtros de microperlas se consideran una alternativa al diseño de bajo costo porque pueden adaptarse a grandes sistemas de producción. La principal ventaja de los filtros de microperlas es que cuestan alrededor del 50 por ciento del costo de los lechos de arena convencionales, ya que pueden usar bombas voluminosas y de cabezal pequeño.

El diseño asume que los filtros de microperlas nitrifican aproximadamente 1.2 kg de nitrógeno amoniacal total (TAN) por metro cúbico por día en sistemas de agua caliente con entradas de amoníaco y nitrógeno de 2-3 miligramos por metro cúbico. Para aplicaciones de agua fría, las tasas deben ser del 50 por ciento de los valores de agua caliente. Estas tasas son similares a las utilizadas para lechos de arena soldados.

Una combinación de filtros granulares ondulantes

Filtro de microperlas en la Universidad de Cornell.

Los filtros de microperlas representan una combinación de filtros biológicos de tipo exprimido y granular. En la Figura 1 se muestra una configuración típica de filtro de microperlas de pequeño volumen. Los filtros de microperlas operan en una configuración aguas abajo donde el agua entrante se distribuye a la parte superior del lecho medio, fluye a través del medio y fluye por gravedad fuera del reactor.

El medio consiste en perlas de poliestireno de alta resistencia con una densidad aparente de 16 kilogramos por metro cúbico y una superficie específica de 3936 metros cuadrados por metro cúbico para perlas de 1 mm. La porosidad del medio está entre el 36 y el 40 por ciento, las perlas más nuevas están más cerca del 40 por ciento y las perlas aclimatadas tienen un valor más bajo.

Las perlas se denominan de tipo A, B, C o T, con un diámetro medio de 3, 2, 1,5 y 1 mm respectivamente. Inicialmente, los filtros de microperlas usaban perlas de tipo T, mientras que los usuarios más nuevos prefieren las de tipo B o C.

Las perlas se crean mediante un tratamiento térmico con vapor a partir del mismo polímero de cristal crudo que se utiliza para los vasos desechables para beber. Las cuentas cuestan alrededor de $ 4 el kilogramo.

Aplicación de agua caliente

Se han implementado amplias aplicaciones de filtros de microperlas con vasijas de reactor único en granjas de tilapia con una producción anual de más de 400 toneladas (TM). Los sistemas de filtros de microperlas individuales se han utilizado con éxito durante años para absorber la carga de nitrógeno de una alimentación diaria de aproximadamente 270 kg de alimento con 42% de proteína distribuida durante un período de 24 horas.

Para aplicaciones que utilizan perlas de tipo B con un diámetro de 1,85 mm, la profundidad de las perlas de los filtros de microperlas fue de 21 cm y el volumen de las perlas fue de 6 metros cúbicos. La carga hidráulica fue de 1108 metros cúbicos por metro cuadrado por día. Los valores de rendimiento medidos fueron 1,1 kg de TAN por metro cúbico por día, entrada media de TAN 1,9 miligramos por litro, nitrito-N medio del sistema 0,6 miligramos por litro, temperatura del agua 26 grados-C.

Aplicación con agua fría

Figura 1: Las principales funciones de diseño de los filtros de microperlas son la distribución de agua en la parte superior del lecho flotante flotante y una profundidad de agua suficiente debajo de las perlas en el recipiente de retención.

Se aplicaron filtros de microperlas a la operación de smolt de salmón del Atlántico en otoño de 2004, utilizando una carga hidráulica promedio de 984 metros cúbicos por metro cuadrado por día. Durante un período de 30 días, la tasa de alimentación promedio para los dos biofiltros fue de 56 kg de alimento con 45% de proteína con un volumen medio de 0,93 metros cúbicos por biofiltro. Se añadió diariamente bicarbonato de sodio a una velocidad de 135 kg y el agua adicional promedió 567 lpm.

La tasa de eliminación diaria promedio fue de 1,25 kg de TAN por metro cúbico y la eficiencia de eliminación por pasada de filtro fue del 29 por ciento. Los parámetros de calidad del agua de las peceras fueron TAN 1,2 miligramos por litro, nitrito 1,4 miligramos por litro, temperatura del agua 13,6 grados-C, dureza 72 miligramos por litro, pH 7,3, turbidez 11,7 mililitros por litro, dióxido de carbono 10 miligramos por litro, y la concentración de cloruro es de 400 miligramos por litro.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de febrero de 2005 de Global Aquaculture Lawyer).

Deja un comentario