نظام الاستزراع المائي المتكامل (RAS للاختصار) هو نموذج استزراع مائي صناعي يتيح إعادة تدوير مياه الاستزراع المائي داخل النظام من خلال سلسلة من تقنيات معالجة المياه، بما في ذلك الترشيح الفيزيائي والترشيح البيولوجي والأكسجين والتطهير. مبدأه الأساسي هو محاكاة عملية تدوير المواد في النظام البيئي الطبيعي. في بيئة مغلقة نسبيًا، تتحول النفايات العضوية مثل الأعلاف والبراز غير المأكولة المتولدة أثناء عملية الاستزراع المائي إلى مواد غير ضارة، بينما يتم الحفاظ على جودة المياه مستقرة، مما يوفر بيئة نمو مناسبة للمنتجات المائية.

وحدة الترشيح الفيزيائي:هذا هو خط الدفاع الأول في نظام RAS، والذي يستخدم لإزالة الجسيمات الصلبة في الماء، مثل الأعلاف غير المأكولة والبراز وما إلى ذلك. عادة ما يتم اعتماد معدات الترشيح الميكانيكية، مثل مرشح الأسطوانة، والمرشحات الدقيقة، والمرشحات الرملية، وما إلى ذلك. يمكن لمرشح الأسطوانة تصفية الشوائب الجسيمية الأكبر، بدقة ترشيح تبلغ عمومًا حوالي عشرات الميكرومترات، والتي يمكن أن تمنع هذه الشوائب بشكل فعال من إتلاف المعدات اللاحقة وتلويث جودة المياه.

وحدة الترشيح البيولوجي:هذا جزء حاسم من النظام. وهي تستخدم بشكل أساسي الكائنات الدقيقة لتحليل المواد الضارة في الماء، مثل الأمونيا والنتريت. المرشح البيولوجي هو جهاز ترشيح بيولوجي شائع، ويمتلئ داخله بوسائط ترشيح بيولوجية، مثل الحلقات الخزفية والكرات الكيميائية الحيوية وما إلى ذلك. توفر وسائط الترشيح هذه مواقع ربط ونمو للكائنات الدقيقة المفيدة مثل البكتيريا النيتروجينية.

وحدة الأكسجين:لضمان إمداد الأكسجين الكافي للمنتجات المائية، تم تجهيز نظام RAS بأجهزة الأكسجين. تشمل تلك المستخدمة بشكل شائع أجهزة التهوية الدقيقة وأجهزة التهوية بالأكسجين النقي. يمكن لأجهزة التهوية الدقيقة أن تنشر الهواء بالتساوي في الماء، مما يزيد من محتوى الأكسجين المذاب في الماء؛ يمكن لأجهزة التهوية بالأكسجين النقي أن ترفع مستوى الأكسجين المذاب في الماء بكفاءة أكبر.

وحدة التطهير:يستخدم لقتل مسببات الأمراض مثل البكتيريا الضارة والفيروسات والطفيليات في الماء، مما يضمن بيئة استزراع مائي صحية. تستخدم أجهزة التطهير بالأشعة فوق البنفسجية ومولدات الأوزون بشكل شائع كمعدات تطهير.

• استخدام فعال للمياه:يعيد نظام RAS تدوير المياه، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك المياه. عادة ما يوفر أكثر من 90% من المياه مقارنة بالاستزراع المائي التقليدي.
• صديق للبيئة:نظرًا للمعالجة الصارمة وإعادة تدوير المياه، يمكن لنظام RAS أن يقلل بشكل فعال من تصريف مياه الصرف الصحي.
• الزراعة عالية الكثافة:يمكن لنظام RAS تحقيق زراعة عالية الكثافة في مساحة محدودة، مما يزيد بشكل ملحوظ من الغلة لكل وحدة مساحة.
• بيئة نمو يمكن التحكم فيها:يمكن لنظام RAS التحكم بدقة في معايير جودة المياه الرئيسية مثل درجة حرارة الماء والأكسجين المذاب وقيمة الأس الهيدروجيني.
• تقليل خطر انتقال الأمراض:نظرًا لأن المياه يتم ترشيحها وتطهيرها بدقة، يمكن لنظام RAS أن يقلل بشكل فعال من خطر انتقال مسببات الأمراض.
• توفير المساحة:عادة ما يستخدم نظام RAS مرافق داخلية ويشغل مساحة صغيرة، وهو مناسب بشكل خاص للمناطق ذات الموارد الأرضية المحدودة.
• الفوائد الاقتصادية:يمكن لنظام RAS أن يحسن بشكل كبير كفاءة الاستزراع المائي وجودة المنتج، وبالتالي تحقيق عوائد اقتصادية أعلى.

الاستزراع المائي الحضري:في البيئات الحضرية، تكون الموارد الأرضية شحيحة ومكلفة. تبرز ميزة نظام الاستزراع المائي المتكامل (RAS) في الاستخدام الفعال للمساحة. يمكنه إنشاء مرافق استزراع مائي عالية الكثافة في مساحات داخلية صغيرة نسبيًا.

زراعة المنتجات المائية عالية القيمة:بالنسبة للمنتجات المائية ذات القيمة السوقية العالية مثل الهامور وسمك السلمون المرقط والروبيان، يمكن لنظام RAS توفير تحكم بيئي دقيق، وتلبية متطلباتها الصارمة لجودة المياه ودرجة الحرارة والضوء وظروف النمو الأخرى.

تربية الشتلات:تتطلب تربية الشتلات استقرارًا بيئيًا عاليًا للغاية. يمكن لنظام RAS التحكم بدقة في العوامل الرئيسية مثل جودة المياه ودرجة الحرارة، مما يوفر بيئة نمو جيدة للشتلات.

البحث والتدريس في العلوم المائية:في مجالات البحث العلمي والتدريس، يوفر نظام RAS بيئة تجريبية وتعليمية يمكن التحكم فيها. يمكن للباحثين بسهولة تحديد ظروف استزراع مائي مختلفة لمراقبة النمو والتغيرات الفسيولوجية للمنتجات المائية.