Systèmes d'aquaculture en recirculation (RAS) et méthodes agricoles
L’aquaculture, en tant qu’activité économique importante, a suscité une attention et un développement généralisés à l’échelle mondiale. Avec l’expansion continue de l’échelle agricole et les progrès technologiques, les problèmes de pollution découlant du processus agricole sont devenus de plus en plus importants. Les systèmes d'aquaculture en recirculation (RAS), en tant que méthode agricole efficace, respectueuse de l'environnement et durable, sont devenus une technologie clé dans le domaine de l'aquaculture. Par conséquent, il est nécessaire d’analyser et d’étudier les RAS et leurs méthodes d’élevage pour promouvoir le développement sain et stable de l’industrie de la pêche.
1. Principes de base et processus de construction du RAS
1.1 Principes de base
Un système d'aquaculture en recirculation (RAS) fait référence à un système qui réutilise l'eau dans le processus agricole. Le principe fondamental consiste à traiter les eaux usées pour en faire une eau pouvant être réutilisée par des processus physiques, biologiques et chimiques. Cette approche réduit la dépendance aux ressources naturelles en eau tout en minimisant les rejets d’eaux usées pendant l’aquaculture.
1.2 Construction du RAS
1.2.1 Conception du système
La conception d'un RAS nécessite la prise en compte de plusieurs facteurs. Tout d'abord, déterminez l'échelle de l'exploitation et les espèces à cultiver, ce qui constituera la base de la conception de la capacité et de la capacité de traitement du système. Deuxièmement, comprenez la source d’eau et son état de qualité, en effectuant un traitement de l’eau approprié ainsi qu’une surveillance et une analyse régulières pour ajuster et optimiser le RAS. Déterminez les composants et la disposition du système en fonction de l'échelle de la ferme et des espèces, y compris les réservoirs, les réservoirs filtrants, les biofiltres, les pompes à eau, les équipements d'oxygénation et les systèmes de contrôle automatique. Lors de la conception du réservoir, tenez compte de facteurs tels que la forme, la taille et la profondeur, et utilisez des conceptions internes lisses pour améliorer le débit d'eau et réduire le risque de pollution de l'eau. Les réservoirs de filtration doivent sélectionner un média filtrant approprié, tandis que les biofiltres nécessitent de prendre en compte la taille, le matériau et le remplissage du bio-média. Enfin, sélectionnez des pompes à eau et des équipements d'oxygénation adaptés pour assurer le fonctionnement normal du RAS. L'ensemble du processus de conception nécessite une prise en compte approfondie de facteurs tels que l'efficacité, la fiabilité, les économies d'énergie et la conservation de l'eau.
1.2.2 Construction des installations
Concernant la construction des installations, suivez le plan de conception pour l'exécution. Tout d’abord, creusez et construisez les réservoirs, en vous assurant qu’ils ont une profondeur, une largeur et une longueur appropriées et qu’ils sont conformes aux exigences de conception. Simultanément, appliquez un traitement anti-infiltration sur les réservoirs pour éviter que la qualité de l'eau ne soit affectée par les fuites. Deuxièmement, installez et construisez les réservoirs de filtration et les biofiltres. Ceux-ci sont généralement construits en béton ou en matériaux plastiques pour garantir une résistance et une durabilité suffisantes. La construction doit respecter les exigences de conception, telles que la sélection des médias filtrants pour le réservoir du filtre et le choix et la disposition des médias de remplissage dans le biofiltre. Pour l'installation de pompes à eau et d'équipements d'oxygénation, sélectionnez les appareils appropriés, installez-les et mettez-les en service conformément aux spécifications de conception. L'emplacement de la pompe doit tenir compte de la direction du débit d'eau et de la puissance de la pompe pour garantir un débit d'eau adéquat pour le système. L'équipement d'oxygénation injecte généralement de l'air dans l'eau via des souffleurs d'air pour augmenter les niveaux d'oxygène dissous (OD). De plus, durant la construction, mettre en œuvre des mesures de protection et d’entretien des installations. Par exemple, installez des garde-corps et des panneaux d'avertissement appropriés autour des réservoirs pour garantir la sécurité du personnel et des installations. Pendant l'utilisation et l'entretien des installations, effectuez des inspections et un entretien réguliers, tels que le nettoyage périodique des réservoirs de filtre et le remplacement des médias filtrants, pour garantir un fonctionnement stable du système et la qualité de l'eau.
1.2.3 Installation des pipelines
Dans la construction de RAS, l'installation de conduites d'approvisionnement en eau et de drainage est cruciale. Le pipeline d’approvisionnement en eau doit être filtré et traité pour garantir que la qualité de l’eau répond aux besoins de l’aquaculture. En règle générale, la conduite d'alimentation est installée à une altitude plus élevée pour permettre l'admission d'eau par gravité dans le RAS, tout en tenant également compte de son débit et de sa pression d'eau pour réguler et contrôler l'approvisionnement en eau. La canalisation de drainage évacue les eaux traitées de la ferme et doit rejeter les effluents vers un endroit approprié pour éviter la pollution de l'environnement. En règle générale, les tuyaux de drainage sont installés à des altitudes inférieures pour une évacuation par gravité. La conception et la construction des systèmes de drainage doivent également prendre en compte le traitement des eaux usées afin de minimiser l'impact environnemental. Lors de l'installation du pipeline, sélectionnez les matériaux et les diamètres de tuyaux appropriés et assurez-vous que les connexions sont sécurisées et fiables pour éviter les fuites et les dommages. Tenez également compte de la disposition des canalisations et de l'accès pour garantir un débit sans entrave et une maintenance aisée. Après l'installation, testez et inspectez les pipelines pour garantir la qualité et la sécurité.
1.2.4 Tests du système
Une fois terminé, le système nécessite des tests et une mise en service pour garantir un fonctionnement normal. Les tests comprennent la détection de la qualité de l'eau, les tests de débit, etc. Pour le RAS, la qualité de l'eau affecte directement la croissance et la santé des poissons. Pendant les tests, effectuez régulièrement une surveillance et une analyse de la qualité de l’eau pour vous assurer qu’elle répond aux exigences. Les paramètres courants de qualité de l’eau comprennent la température, le pH, l’oxygène dissous (OD), l’azote ammoniacal, les nitrites et les nitrates. Des tests de débit sont nécessaires pour vérifier que le système répond aux demandes de l'aquaculture, en déterminant le débit réel pour un ajustement et une optimisation ultérieurs. Le débogage du système est également nécessaire pour optimiser l’efficacité opérationnelle. Le débogage implique l’ajustement de divers composants tels que les réservoirs, les réservoirs filtrants et les biofiltres pour garantir la stabilité et la fiabilité du système.
2. Méthodes agricoles RAS
2.1 Méthode de filtre vivant/biofiltre (utilisant des plantes et des organismes)
La méthode Living Filter est une technique respectueuse de l'environnement qui utilise des plantes et des organismes vivants pour purifier les eaux usées. Il utilise les cycles biologiques naturels et les processus de décomposition. Les eaux usées passent à travers un réservoir filtrant où les matières organiques, l'azote ammoniacal, etc., sont décomposées, transformées et absorbées, purifiant ainsi l'eau. Par rapport à la purification chimique traditionnelle, cette méthode est plus respectueuse de l’environnement et plus saine, peut améliorer l’efficacité agricole et permet d’économiser de l’énergie et des coûts d’exploitation. Dans cette méthode, les plantes et les organismes vivants présents dans le réservoir du filtre jouent un rôle crucial. Les plantes absorbent les substances nocives via la photosynthèse tout en libérant de l'oxygène, fournissant ainsi l'oxygène nécessaire aux organismes présents dans le filtre. Les organismes vivants utilisent des substances comme l'azote ammoniacal pour le métabolisme et la croissance, décomposant et convertissant la matière organique présente dans les eaux usées, tout en produisant du dioxyde de carbone et d'autres déchets qui peuvent être absorbés et utilisés par les plantes, formant ainsi un cycle. Remarque : La méthode Living Filter nécessite de sélectionner des plantes et des organismes appropriés en fonction des conditions réelles. Différentes plantes et organismes ont des effets variables sur le traitement de l’eau ; les espèces appropriées doivent être choisies en fonction des caractéristiques des eaux usées et des exigences de traitement. Simultanément, les organismes présents dans le filtre nécessitent une alimentation et une gestion appropriées pour assurer une croissance saine, améliorant ainsi l'efficacité de la purification.
2.2 Méthode de biofiltration (microbienne)
La méthode Biofiltre est une approche courante de traitement des eaux usées dans RAS. Il établit un biofiltre abritant de grandes quantités de micro-organismes comme les bactéries nitrifiantes (Nitrosomonas, Nitrobacter), qui convertissent l'azote ammoniacal et le nitrite nocifs en nitrate non toxique -. Dans le filtre, l'eau passe à travers une série de médias filtrants (par exemple, sable, gravier, biobilles en plastique-), qui fournissent une vaste surface et des nutriments, facilitant la colonisation et la croissance microbienne. Après une période d'exploitation et d'activité biologique, les populations microbiennes augmentent et la qualité de l'eau s'améliore progressivement. Par rapport à la méthode Living Filter, la méthode Biofilter offre une plus grande stabilité et résistance aux perturbations. Étant donné que les micro-organismes peuvent se multiplier rapidement dans le filtre, ils peuvent traiter plus rapidement les substances nocives présentes dans l'eau. De plus, cette méthode ne nécessite pas de grandes quantités de plantes et d'animaux pour le traitement de l'eau, réduisant ainsi l'impact environnemental. Cependant, les micro-organismes présents dans le biofiltre nécessitent un entretien et une gestion réguliers pour assurer un fonctionnement normal et un traitement efficace des déchets présents dans l'eau.
2.3 Méthode d'écoulement-/de recirculation de l'eau
La méthode Flow-through Recirculation est une approche d'aquaculture durable qui préserve les ressources en eau et réduit les rejets de déchets. Dans le RAS, l'eau est pompée des réservoirs vers des tuyaux de circulation, tandis qu'une quantité adéquate d'oxygène est ajoutée, permettant une décomposition et un traitement suffisants de la matière organique présente dans l'eau. Cette méthode réduit efficacement le gaspillage d’eau et les rejets d’effluents tout en améliorant l’efficacité agricole et la qualité des produits aquatiques. La méthode Flow-through Recirculation est applicable non seulement à la culture en réservoir, mais également à diverses fermes comme les étangs à poissons et les étangs à crevettes. Pendant le fonctionnement, un entretien et un nettoyage réguliers des tuyaux et équipements de circulation sont nécessaires pour garantir le bon fonctionnement du système.
2.4 Méthode de recirculation à débit statique/faible-
La méthode de recirculation statique est une approche de traitement de l’eau simple mais efficace. Dans cette méthode, le réservoir de culture est divisé en couches supérieure, moyenne et inférieure. L'eau circule entre ces couches grâce à un écoulement vertical, améliorant ainsi la qualité de l'eau. Pour assurer une dissolution suffisante de l’oxygène, un équipement d’oxygénation est utilisé pour fournir de l’oxygène. Lorsque l'eau s'écoule des couches supérieures vers les couches inférieures, l'oxygène est absorbé par les couches d'eau inférieures. Cela aide à maintenir les niveaux d’oxygène dans le réservoir, contribuant ainsi à l’équilibre écologique aquatique.
Les systèmes d’aquaculture en recirculation représentent une approche agricole durable. En recyclant et en réutilisant l'eau, ils réduisent le gaspillage et la pollution des ressources en eau, améliorant ainsi l'efficacité agricole et le respect de l'environnement. À l'avenir, avec des mises à niveau et des perfectionnements technologiques continus, un champ d'application élargi, une diminution des coûts de construction et d'exploitation et le développement de nouveaux matériaux et équipements, le RAS connaîtra une application et une promotion plus larges. Cela contribuera de manière significative à garantir le développement durable de la pêche et la protection des ressources en eau.