1.Ħarsa ġenerali tas-Sistemi tal-Akkwakultura Riċirkolanti (RAS)
(1) Karatteristiċi tas-Sistemi tal-Akkwakultura Riċirkolanti
Is-sistemi tal-akkwakultura riċiklanti (RAS) huma mudell ġdid tal-akkwakultura żviluppat fuq il-bażi tal-akkwakultura intensiva, ikkaratterizzata mir-riċiklaġġ u l-użu mill-ġdid tal-ilma tal-kultura. Minbarra l-vantaġġi tal-akkwakultura intensiva konvenzjonali, RAS joffru benefiċċji sinifikanti fit-trattament tal-ilma mormi, tnaqqis fil-konsum tal-ilma, u minimizzazzjoni tal-iskariku tal-effluwent. Permezz ta 'disinn ottimizzat tas-sistema tal-provvista tal-ilma u tħaddim koordinat ta' faċilitajiet u apparati multipli, RAS jippermettu r-riċiklaġġ ripetut tal-volum kollu tal-ilma tal-kultura. Meta mqabbla mal-akkwakultura intensiva tradizzjonali, huma superjuri f'termini ta 'effiċjenza enerġetika għall-kontroll tat-temperatura, mitigazzjoni tat-tniġġis ambjentali, u prevenzjoni u kontroll tal-mard.
RAS jeħtieġu l-użu integrat ta 'sett komprensiv ta' faċilitajiet ta 'purifikazzjoni u trattament tal-ilma. Id-disinn tal-proċess tagħhom jinvolvi l-applikazzjoni ta 'diversi dixxiplini u teknoloġiji industrijali, inklużi l-mekkanika tal-fluwidu, il-bijoloġija, l-inġinerija mekkanika, l-elettronika, il-kimika u t-teknoloġija tal-informazzjoni tal-awtomazzjoni. RAS -iddisinjat tajjeb jista 'jikseb kontroll sħiħ tal-parametri tal-kwalità tal-ilma bħat-temperatura, l-ossiġnu maħlul, u n-nutrijenti, u taħt kwalunkwe ċirkostanza, aktar minn 90% tal-ilma tas-sistema jista' jerġa 'jintuża permezz ta' ċirkolazzjoni mill-ġdid.
(2)Essenza u Vantaġġi tar-RAS
L-essenza tas-sistemi tal-akkwakultura riċirkolanti (RAS) tinsab fl-appoġġ u l-ottimizzazzjoni tal-produzzjoni tal-akkwakultura permezz ta' approċċi industrijalizzati u modernizzati. Billi jippermetti r-regolazzjoni tal-proċess sħiħ-tal-ambjent akkwatiku, RAS jista' jegħleb parzjalment restrizzjonijiet esterni bħat-temperatura, id-disponibbiltà tal-ilma, u l-ispazju, u b'hekk tikseb produzzjoni kontinwa ta' lottijiet ta' sena-tunda, multi-. Dan jippermetti biedja barra-l-istaġun u dħul fis-suq imqassam, li jipprovdi lill-produtturi b'vantaġġ kompetittiv u qligħ ekonomiku ogħla.
(3)Effiċjenza tal-Produzzjoni u Użu tar-Riżorsi
Il-prestazzjoni eċċellenti ta' produzzjoni ta' RAS hija marbuta mill-qrib mal-karatteristiċi tagħha li huma kontrollabbli ħafna u effiċjenti fir-riżorsi-. Fuq bażi ta' kull-unità-ilma, ir-rendiment tal-prodotti akkwatiċi f'RAS huwa 3-5 darbiet ogħla minn dak tal-fluss tradizzjonali-permezz tal-akkwakultura intensiva u 8-10 darbiet ogħla minn dak tal-akkwakultura tal-għadajjar, filwaqt li r-rati ta' sopravivenza jiżdiedu b'aktar minn 10%. Barra minn hekk, l-użu ta 'mediċini veterinarji u aġenti kimiċi jitnaqqas bi kważi 60%. Dan it-titjib komprensiv fl-indikaturi tal-prestazzjoni jiżgura kemm il-benefiċċji ekonomiċi kif ukoll ekoloġiċi tar-RAS.
(4) Trattament tal-Ilma u Integrazzjoni tas-Sistema
F'RAS, l-ilma tal-kultura jgħaddi minn serje ta 'trattamenti, inklużi filtrazzjoni fiżika, purifikazzjoni bijoloġika, sterilizzazzjoni u diżinfezzjoni, degassing, u ossiġenazzjoni, li jippermettu użu mill-ġdid sħiħ jew parzjali tal-ilma. Fl-istess ħin, l-ottimizzazzjoni tal-ambjent tal-kultura tista 'tiġi integrata ma' tagħmir awtomatizzat bħal feeders awtomatiċi, li jippermetti grad ta 'awtomazzjoni u ġestjoni intelliġenti.
(5)Fondazzjonijiet Teknoloġiċi u Karatteristiċi Ewlenin
RAS jintegra teknoloġiji avvanzati mill-inġinerija tas-sajd, tagħmir mekkaniku, materjali eko-ġodda li ma jagħmlux ħsara lill-ambjent, regolamentazzjoni mikroekoloġika, u ġestjoni diġitali. Minħabba l-ambjent tal-produzzjoni kkontrollat b'mod sħiħ, li huwa minimament affettwat minn kundizzjonijiet esterni, RAS juru vantaġġi sinifikanti inklużi l-konservazzjoni tal-ilma u l-art, domanda mnaqqsa għall-enerġija għar-regolazzjoni tat-temperatura, kundizzjonijiet stabbli ta' trobbija, rati ta' tkabbir aċċellerati, densitajiet għoljin ta' ħażna, u l-produzzjoni ta' prodotti eko-favur u ħielsa mit-tniġġis-. Bħala tali, RAS huma meqjusa bħala "l-aktar mudell promettenti tal-akkwakultura u d-direzzjoni tal-investiment tas-seklu 21."
(6) Żvilupp u Applikazzjoni fiċ-Ċina
Sal-lum, ġew iddisinjati u mibnija aktar minn 900-RAS fuq skala kbira fiċ-Ċina, li jkopru provinċji kostali ewlenin kif ukoll reġjuni interni, u jestendu anke sa Xinjiang. Dawn is-sistemi, li jinkludu kemm applikazzjonijiet tal-baħar kif ukoll tal-ilma ħelu, ġew ikkummerċjalizzati b'suċċess, laħqu l-miri ta' produzzjoni mistennija u wrew prestazzjoni operazzjonali eċċellenti. Il-prattiki tal-produzzjoni jikkonfermaw li RAS mhux biss jagħti produttività superjuri u vantaġġi ambjentali, iżda wkoll jikseb spejjeż ta 'produzzjoni sinifikament aktar baxxi għal kull produzzjoni ta' unità meta mqabbla ma 'mudelli oħra tal-akkwakultura.
2.Proċessi u Teknoloġiji Ewlenin ta’ Sistemi ta’ Akwakultura Riċirkolanti (RAS)
Is-sistemi ta' l-akkwakultura ta' riċirkolazzjoni (RAS) jagħmlu użu estensiv ta' tagħmir u teknoloġiji ta' inġinerija industrijali. Tipikament, jikkonsistu f'unitajiet ta 'proċess u faċilitajiet għat-tneħħija ta' partiċelli solidi; tneħħija ta' partiċelli sospiżi u materja organika solubbli; eliminazzjoni ta 'melħ inorganiku solubbli tossiċi u ta' ħsara bħall-ammonja u n-nitrit; kontroll tal-patoġenu; tneħħija tad-dijossidu tal-karbonju mill-metaboliżmu ta' organiżmi kkultivati u mikro-organiżmi; Supplimentazzjoni ta' ossiġnu; u r-regolazzjoni tat-temperatura. Il-proċessi tekniċi involuti jinkludu insulazzjoni termali u kontroll tat-temperatura, tneħħija ta 'partiċelli solidi, tneħħija ta' nitroġenu u fosfru inorganiku solubbli, diżinfezzjoni u sterilizzazzjoni, kif ukoll ossiġenazzjoni.
(1) Karatteristiċi ta 'Produzzjoni Industrijalizzata u Intensiva
RAS ikompli jsaħħaħ il-karatteristiċi intensivi tal-akkwakultura industrijali, billi joffri effiċjenza għolja fil-produzzjoni u okkupazzjoni żgħira tal-art, filwaqt li jegħleb ir-restrizzjonijiet tar-riżorsi tal-art u tal-ilma. Bħala mudell ta' biedja ta'-input,-għoli, ta'-densità għolja, u ta'-effiċjenza għolja, RAS jallinja mal-għanijiet ġenerali taċ-Ċina għaċ-ċiviltà ekoloġika u l-istrateġiji ta' żvilupp sostenibbli.
(2)Sinifikat Ekoloġiku u Strateġiku
Bil-karatteristiċi intensivi, effiċjenti, ta'-iffrankar tal-enerġija, ta' tnaqqis-l-emissjonijiet, u favur l-ambjent, RAS saret direzzjoni importanti għat-trasformazzjoni u t-titjib tal-akkwakultura fiċ-Ċina lejn żvilupp baxx-tal-karbonju u ekoloġiku. Għal bosta snin konsekuttivi, RAS ġiet elenkata mill-Ministeru tal-Agrikoltura u l-Affarijiet Rurali taċ-Ċina bħala teknoloġija ewlenija tal-akkwakultura rakkomandata.
(3) Żvilupp kurrenti u Xejriet
Fil-preżent, dan il-mudell kiseb rikonoxximent mifrux kemm mill-akkademja kif ukoll mill-industrija fiċ-Ċina. L-iskala tal-kostruzzjoni tas-sistema l-ġdida u l-kapaċità ġenerali tal-biedja kienu qed jiżdiedu b'mod kostanti f'dawn l-aħħar snin, u jagħmlu RAS waħda mix-xejriet ewlenin ta 'żvilupp futur tal-industrija tal-akkwakultura taċ-Ċina.
3.Ħarsa ġenerali tar-Riċerka u l-Industrijalizzazzjoni tas-Sistemi tal-Akkwakultura Riċirkolanti (RAS)
(1) Riċerka u Industrijalizzazzjoni Internazzjonali
Riċerka u Żvilupp Bikrija
L-aktar sistema bikrija tal-akkwakultura li tirriċirkola (RAS) ħarġet fil-Ġappun matul is-snin ħamsin. Sussegwentement, ħafna pajjiżi bdew riċerka dwar it-trattament tal-ilma u t-teknoloġiji tal-akkwakultura għal RAS. Inizjalment, dawn l-istudji kienu bbażati fuq proċessi ta' trattament ta' ilma mormi muniċipali u sistemi ta' stil ta' akkwarju-(b'densitajiet ta' kultura ta' 0.16–0.48 kg/m³ biss). Madankollu, approċċi bħal dawn ma kinux jagħtu kont għar-rekwiżiti uniċi tal-akkwakultura kummerċjali-partikolarment f'termini ta' spejjeż tas-sistema, użu tar-riżorsi, il-proporzjon bejn il-volumi tal-ilma tal-kultura u ta' purifikazzjoni, u l-kapaċità tal-ġarr tas-sistema (tipikament 50–300 kg/m³). Bħala riżultat, l-isforzi tar-riċerka ltaqgħu ma 'ħafna intoppi, ikkunsmaw ammonti kbar ta' riżorsi, u mexxew bil-mod.
Rikonoxximent tal-Karatteristiċi Dinatiċi
Studji bikrija injoraw ukoll karatteristika importanti tar-RAS: in-natura dinamika tagħha. Ir-rati ta' produzzjoni u degradazzjoni tal-iskart metaboliku tal-ħut għandhom jilħqu ekwilibriju dinamiku biex is-sistema tibqa' stabbli u b'saħħitha. Sa nofs -1980s, b'fehim dejjem jikber tal-parametri tal-kwalità tal-ilma-bħal pH, ossiġnu maħlul (DO), nitroġenu totali (TN), nitrat (NO₃⁻), domanda ta 'ossiġnu bijokimiku (BOD), u domanda ta' ossiġnu kimiku (COD) - u l-mudelli tal-varjazzjoni tagħhom fl-ilma tal-akkwakultura ġew integrati gradwalment bidla dinamiċi fid-disinn tas-sistema. Pereżempju, in-nuqqas ta 'ossiġnu jista' jiġi kkoreġut malajr bl-arjazzjoni, iżda r-rispons tal-batterji nitrifikanti għal konċentrazzjonijiet ta 'ammonja li qed jogħlew ħafna drabi jibqa' lura b'mod sinifikanti. Għalhekk, għarfien aktar profond tal-fatturi li jillimitaw l-interazzjoni sar dejjem aktar importanti għal disinn u tħaddim effettiv tas-sistema.
Sfidi fil-Prattiċi Bikrija
Ħafna prattikanti tal-akkwakultura kellhom esperjenza bi fluss-permezz ta' sistemi intensivi iżda ma kellhomx għarfien dwar l-operat tal-RAS. Bħala riżultat, ħafna drabi naqsu milli jikkontrollaw sew id-densità tal-istokkjar, l-ammonti tal-għalf, il-frekwenza tal-għalf u l-ġestjoni tal-kwalità tal-ilma, li wasslu għal żbilanċi fil-fluss tal-ilma tas-sistema u ċ-ċikli tal-materjal u fl-aħħar mill-aħħar jikkawżaw fallimenti operattivi. Dan in-nuqqas ta' fehim xjentifiku u esperjenza ta' ġestjoni kien rifless fil-livelli ta' densità tal-kultura: RAS fuq skala-laboratorju normalment kiseb biss 10–42 kg/m³, filwaqt li RAS fuq skala-bikrija kummerċjali żammet sa 6.7–7.9 kg/m³. Wara aktar minn nofs seklu ta' avvanz teknoloġiku-inkluż l-ottimizzazzjoni tal-proċess, l-arjazzjoni u l-ossiġenazzjoni (eż. użu ta' ossiġnu likwidu), għalf awtomatizzat, u għażla ta' speċi xierqa-RAS moderni għelbu ħafna fatturi limitanti u issa jistgħu jappoġġjaw densitajiet ta' kultura għolja ta' 50–300 kg/m³.
Tkabbir Industrijali u Innovazzjonijiet Teknoloġiċi
Hekk kif l-akkwakultura tradizzjonali tal-għadajjar iffaċċjat staġnar minħabba l-kompetizzjoni tal-art u l-pressjonijiet ambjentali, RAS fl-Ewropa u l-Amerika ta’ Fuq esperjenzat tkabbir mgħaġġel bejn it-tmeninijiet u d-disgħinijiet. Din l-espansjoni industrijali kienet akkumpanjata minn titjib teknoloġiku, inkluż l-użu ta’ filtri taħt pressjoni u mhux-pressurizzati għal solidi sospiżi kbar, ozonizzazzjoni għad-diżinfezzjoni u degradazzjoni tal-materja organika, u l-iżvilupp ta’ filtri bijoloġiċi multipli bħal filtri mgħaddsa, filtri li jqattgħu, filtri reċiprokanti, kuntatturi bijoloġiċi li jduru, kuntatturi bijoloġiċi li jduru, reatturi bijofiltriċi ta’ fluwidu kif ukoll reatturi ta’ bijofiltri, defluwidi kif ukoll reatturi unitajiet. B'dawn l-avvanzi, RAS gradwalment immaturat u daħlet fl-applikazzjoni kummerċjali.
Il-Każ tal-Istati Uniti
L-Istati Uniti żammew pożizzjoni ewlenija fir-riċerka RAS kemm fundamentali kif ukoll applikata, li tkopri oqsma bħan-nutrizzjoni u l-fiżjoloġija ta 'speċi mrobbija b'mod intensiv, il-prevenzjoni tal-mard, u t-teknoloġiji tat-trattament tal-ilma. Karatteristika ewlenija tal-US RAS hija l-grad għoli tagħhom ta 'awtomazzjoni u mekkanizzazzjoni fil-kontroll tal-kwalità tal-ilma. Is-sistemi assistiti mill-kompjuter-awtomatikament jirregolaw l-ossiġnu maħlul, il-pH, il-konduttività, it-turbidità, u l-livelli tal-ammonja, kif ukoll il-kundizzjonijiet ambjentali bħat-temperatura, l-umdità, u l-intensità tad-dawl. Billi ssaħħaħ il-bażi industrijali avvanzata tagħha, l-Istati Uniti adottaw b'mod wiesa' tagħmir ta'-teknoloġija għolja għall-ossiġenazzjoni, purifikazzjoni bijoloġika, tneħħija tas-solidi, gradazzjoni u ħsad. Pereżempju, l-RAS sperimentali żviluppat miċ-Ċentru tal-Bijoteknoloġija tal-Baħar fl-Università ta' Maryland jinkorpora proċessi ta' trattament anerobiku, li jixbħu ħafna sistemi ddisinjati minn Aquatec-Solutions fid-Danimarka.
4.Sfidi u Kontromiżuri għall-Iżvilupp ta' Sistemi Industrijalizzati ta' Akwakultura Riċirkolanti (RAS)
(1) Integrazzjoni Insuffiċjenti ta' Faċilitajiet u Tagħmir
Għalkemm it-trattament tal-ilma taċ-Ċina, it-tmigħ awtomatiku, id-diżinfezzjoni, u t-tagħmir tal-arjazzjoni gradwalment resqu lejn il-livell avvanzat internazzjonali, l-integrazzjoni ġenerali tas-sistema għadha inadegwata. In-nuqqas ta'-intrapriżi fuq skala kbira li kapaċi jipproduċu settijiet kompluti ta' tagħmir RAS żied l-ispejjeż tal-kostruzzjoni u l-kumplessità, u b'hekk ixekkel l-avvanz rapidu tat-tagħmir domestiku.
(2) Ħtieġa għall-Ottimizzazzjoni tal-Għalf Kompost Speċjalizzat
Fil-preżent, il-formuli aquafeed fiċ-Ċina huma omoġenji ħafna u m'għandhomx għalf speċjalizzat iddisinjat għal RAS u speċi kkultivati speċifiċi. Dan iżid il-piż operattiv tas-sistemi tat-trattament tal-ilma u jaffettwa l-prestazzjoni tal-biedja. Huwa meħtieġ li jiġu żviluppati għalf RAS speċifiċi għall-ispeċi-b'nutrizzjoni-ibilanċjata tajjeb, rati baxxi ta' lissija, u proporzjonijiet favorevoli ta' konverżjoni tal-għalf.
(3) Il-Prevenzjoni u l-Kontroll tal-Mard Jeħtieġu Preċiżjoni Akbar
Il-biedja ta'-densità għolja u-effiċjenza għolja żżid ir-riskju ta' tifqigħa ta' mard ladarba jseħħu żbilanċi fis-sistema, u l-patoġeni diffiċli biex jiġu eliminati f'sistemi magħluqa. L-ottimizzazzjoni tas-sistema għandha tittejjeb biex ittejjeb il-kapaċità ta' buffering, filwaqt li r-riċerka għandha tiffoka fuq il-fiżjoloġija tal-ħut, ir-reazzjonijiet għall-istress, l-indikaturi bikrija tal-mard, u l-mekkaniżmi effettivi ta' twissija tal-mard-.
(4) Pressjoni Sinifikanti tal-Konsum tal-Enerġija u Tnaqqis tal-Ispejjeż
L-investiment inizjali għoli fil-kostruzzjoni u l-konsum tal-enerġija huma sfidi inevitabbli tar-RAS. Miżuri ta'-iffrankar tal-enerġija għandhom jiġu implimentati kemm fil-livelli tat-tagħmir kif ukoll tas-sistema, inkluż l-iżvilupp ta' filtri ta'-enerġija baxxa, apparati għat-tneħħija tas-CO₂, teknoloġiji tat-trattament tal-ilma ta' wara, u applikazzjonijiet ta' enerġija rinnovabbli bħal pompi tas-sħana solari, mir-riħ u mis-sors tal-ilma-.
(5) Nuqqas ta' Standardizzazzjoni fl-Operazzjoni u l-Ġestjoni
Bħalissa, m'hemm l-ebda standards jew normi tekniċi unifikati għal RAS fiċ-Ċina. Bħala riżultat, id-disinn tas-sistema, il-prattiki tal-ġestjoni, u l-prestazzjoni tal-biedja jvarjaw ħafna, u l-fallimenti operattivi huma komuni. Huwa essenzjali li jiġi stabbilit qafas tekniku standardizzat għal akkwakultura b'saħħitha, jittejbu l-istandards tal-proċess u l-ġestjoni, u jiġu promossi proġetti ta 'dimostrazzjoni għal produzzjoni standardizzata.
(6) Ħtieġa għal Riċerka Bażika Msaħħa
Il-fehim xjentifiku ta' bosta aspetti jibqa' insuffiċjenti, inkluż l-istat tas-saħħa ta' speċi kkultivati taħt-densità għolja u kundizzjonijiet speċifiċi tal-kwalità tal-ilma, bidliet strutturali tal-bijofilm waqt it-tħaddim tas-sistema, mekkaniżmi taċ-ċikli tan-nutrijenti, u metodi ottimali għat-tneħħija u t-trattament li ma jagħmilx ħsara ta' partiċelli solidi. Dawn in-nuqqasijiet ifixklu l-iżvilupp ulterjuri tat-teknoloġiji u t-tagħmir rilevanti.
(7) Xejriet u Opportunitajiet ta' Żvilupp Futur
Minkejja dawn l-isfidi, RAS joffri vantaġġi sinifikanti fl-effiċjenza tal-produzzjoni, is-sostenibbiltà ambjentali, u l-benessri tal-annimali. Bħala mudell ta' biedja ekoloġiku, ekoloġiku, ċirkolari u effiċjenti, jallinja mat-tendenzi globali lejn żvilupp ta'-karbonju baxx. Bil-modernizzazzjoni tas-sajd taċ-Ċina, l-avvanz taċ-ċiviltà ekoloġika, u l-aċċelerazzjoni tal-għanijiet tan-newtralità tal-karbonju, RAS huwa mistenni li jidħol f'fażi ġdida ta 'żvilupp rapidu.