Las bolsas de geotextil mejoran la gestión de aguas residuales en un sistema de demo-acuicultura

Las bolsas pueden desperdiciar más del 10 por ciento de su materia seca en menos de una semana.

La construcción simple de los sistemas de bolsas de geotextil los hace rentables, basados ​​en el sitio y móviles.

Los sistemas de recirculación intensiva de acuicultura (RAS) enfrentan una serie de desafíos que limitan la productividad. Estos desafíos incluyen el diseño de tanques, la eficiencia de la circulación, la recolección de sólidos, la eliminación rentable de amoníaco-nitrógeno tóxico, la eliminación de dióxido de carbono, el mantenimiento de suficiente oxígeno disuelto y la demanda cada vez mayor de agua de mayor calidad para las especies de agua.

Además, la mayor capacidad de carga de la acuicultura comercial durante los últimos 20 años ha creado un nuevo problema: la gestión de aguas residuales. En los últimos años, las normas sobre la liberación de la acuicultura han hecho que la gestión y eliminación de desechos ambientalmente racionales sea cada vez más importante, especialmente para la acuicultura marina. La gestión de los desechos sólidos de los sistemas de acuicultura plantea problemas únicos de almacenamiento y eliminación debido a su contenido de humedad.

Los filtros mecánicos, como las micropantallas, los filtros de arena y los filtros de perlas flotantes, generan efluentes sólidos que requieren una concentración adicional para reducir las emisiones y mejorar la calidad. En el caso de los RAS marinos, también es fundamental que un porcentaje significativo de la circulación del efluente se devuelva al sistema de producción para preservar la sal y reducir y / o eliminar el impacto ambiental de las descargas de sal.

El desarrollo de mejores sistemas de eliminación y recuperación de desechos de la acuicultura es una prioridad máxima, ya que la mejora de los sistemas de gestión de desechos mejorará la viabilidad económica y la sostenibilidad de los sistemas de acuicultura marina.

Tecnologías actuales

La instalación de tecnologías actuales para el almacenamiento y desagüe de residuos sólidos de la acuicultura marina es costosa, requiere un alto mantenimiento o tiene poca eficiencia de limpieza debido a su ubicación geográfica o mala gestión.

Los dos métodos más comunes utilizados para reciclar los desechos sólidos de las instalaciones de acuicultura son el compostaje y el tratamiento de superficies. Ambos métodos pueden mejorarse si los desechos se deshidratan antes de su uso.

Bolsas de geotextil

Una nueva tecnología prometedora para la deshidratación de desechos sólidos de la acuicultura es el uso de bolsas de geotextil. Las bolsas de geotextil son contenedores tubulares cerrados y porosos hechos de material de polietileno tejido de alta resistencia que han demostrado la capacidad de deterioro de los desechos de animales terrestres, sedimentos de desechos municipales y dragado.

Las bolsas de geotextil pueden desperdiciar más del 10 por ciento de sólidos por volumen y alcanzar el 30 por ciento de contenido final de sólidos en menos de una semana. Las bolsas de geotextil son rentables, específicas para el sitio y móviles. Requieren poco mantenimiento y se pueden personalizar en tamaño.

Con la excepción de pruebas de muestra limitadas, existe poca información técnica sobre el uso de bolsas de geotextil en el tratamiento de corrientes de desechos de acuicultura marina, en contraste con el tratamiento de otros lodos industriales.

Una de las principales dificultades en el diseño de sistemas de acuicultura es la gran variabilidad en la concentración, composición, salinidad, pH, temperatura y cantidad de desechos, gran parte de la cual depende de las especies que se cultivan. Incluso con un sistema de agua salina, la salinidad real puede variar entre 2 y 38 ppt, dependiendo de la especie y la fase de crecimiento.

Tratamiento primario

En el otoño de 2010, los autores instalaron un sistema de muestreo para tratar los desechos de truchas marinas manchadas. Cynoscion nebulosus, Centro de Crecimiento del Laboratorio de Investigación de la Costa del Golfo de la Universidad de Mississippi.

El volumen de recirculación diaria de los seis filtros de perlas lavados por hélice utilizados para recolectar sólidos se evaluó utilizando el personal de la instalación. Con base en esta evaluación, se diseñó un tanque séptico para contener la bolsa de geotextil en lotes de lodos producidos una vez al día.

El tanque de recolección de lodos proporcionó un flujo continuo hacia la bolsa de geotextil, lo que permitió que la bomba dosificadora agregara una concentración predeterminada de coagulación y coadyuvante de floculación. La bolsa de geotextil se llenó desde el tanque del pozo de sedimentos hasta el 85 por ciento de su volumen y se dejó escurrir y consolidar durante tres a cuatro horas. Este ciclo se repite hasta que la bolsa de geotextil alcanza un volumen final de sólidos consolidados del 85%.

La presión máxima para múltiples bolsas se limitó a 1-2 psi usando un elevador / desbordamiento para dirigir el flujo de una bolsa llena a la siguiente bolsa. El coadyuvante de coagulación y floculación se mezcló con la corriente de desechos cuando ingresó a la bolsa de geotextil desde la cámara de lodos.

Las bolsas de geotextil se apoyaron en el fondo de grava con revestimiento y tuberías de drenaje para dirigir la corriente de efluentes a una pequeña cámara de recolección. Las aguas residuales de la caja de recuperación se bombearon a la bolsa de geotextil a la colección de sobrenadante para tratamiento secundario y reutilización en el sistema de cultivo.

El tratamiento primario consistió en un tanque de sedimentos, una bomba dosificadora con agitador para coagulación / floculación y un colector de distribución / compensación de presión para dos bolsas de geotextil.

Tratamiento secundario

El sistema de tratamiento secundario incluye tres aspectos del enfoque técnico de la regeneración de salmuera: biovidriado (mecánico / biofiltración), desinfección / esterilización y desnitrificación. Se utilizó un filtro de perlas lavadas por hélice para el biovidriado, un esterilizador ultravioleta para la desinfección y un filtro de carbón activado para el pulido final y la eliminación de materia orgánica orgánica, metales y otros contaminantes potenciales. La capacidad del sistema de desnitrificación pasiva desarrollado por Aquaculture Systems Technology, LLC fue modificada para asegurar la remoción de nitrato-nitrógeno.

Este conjunto de equipos de tratamiento secundario forma su propio circuito de recirculación para garantizar la máxima eliminación de sólidos y nutrientes no deseados antes de la reintroducción en el sistema de cultivo.

Actuación

El sistema de tratamiento secundario incluyó un tanque de reserva de sobrenadante, un filtro de pulido, un filtro de carbón activado, tratamiento ultravioleta y aireación del tanque.

El sistema ha estado en funcionamiento durante varios meses y la primera cohorte de truchas multiespecíficas ha crecido para el programa de aumento de stock. El sistema se monitoreó cada dos semanas y se tomaron muestras de la calidad del agua del tanque de sedimentos, el sobrenadante de geocach y el reservorio de sobrenadante tratado. No se utilizó ningún coagulante o floculante como control en este estudio. Los resultados preliminares mostraron que el pH aumentó ligeramente de 8,22 a 8,93 a lo largo del tren de tratamiento.

Más importante aún, el nitrógeno amoniacal disminuyó de un valor inicial de 6,61 mg / la 0,99 mg / ly el nitrógeno nitrito disminuyó de 4,84 mg a 0,68 mg / l. Además, el ortofosfato disuelto disminuyó de una concentración inicial de 31,0 mg / la 13,1 mg / l de fosfato. Además, la concentración total de sólidos en suspensión disminuyó desde el valor del sedimento de aproximadamente 1600 mg / la menos de 2 mg / l, la tasa de eliminación fue del 99,9 por ciento.

Actualmente, las tecnologías de sistemas de acuicultura y el Laboratorio de Investigación de la Costa del Golfo, bajo los auspicios del apoyo de investigación de acuicultura Sea Grant de NOAA, utilizan los resultados de todo el estudio para diseñar, instalar y operar un gran sistema para tratar toda el agua de retorno de toda la instalación de acuicultura. Programa.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de noviembre / diciembre de 2011 de ).

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