Технология управляемого замкнутого водоснабжения | Рыба рыборазведение в УЗВ
Замкнутые рыбоводные установки зародились в США в середине 20 века. Их использование было обосновано американской национальной программой восстановления численности естественных популяций форели в северо-западных штатах США.
Сегодня Установки Замкнутого Водоснабжения (УЗВ) активно используется аквакультурными хозяйствами по всему миру.
Основной задачей УЗВ является искусственное создание среды обитания гидробионтов, обеспечивающей максимальный выход товарной продукции в сокращённые сроки при сохранении качества товара. Кроме того, к такого вида установкам предъявляются требования эффективного использования водных ресурсов — минимальная подпитка, использование оборотной воды.
Круглогодичное выращивание гидробионтов в закрытых аквакультурных фермах исключает режимы зимовки, тем самым интенсифицируется процесс роста. Чем качественней технология, тем лучше среда обитания и, как следствие, выше темпы роста рыбы. Кроме того, качественно очищенная вода позволяет повысить плотность посадки рыбы и более эффективно использовать производственные площади.
Бассейны
Средой обитания гидробионтов в технологической линии являются бассейны с подготовленной водой. Главная задача всего технологического процесса – очистка оборотной воды, поскольку от 95 до 85 % воды, слитой из рыбных бассейнов, возвращается в систему и требует удаления из неё продуктов жизнедеятельности рыб для дальнейшего возврата.
Механическая очистка
Очистка начинается с механической фильтрации. Наиболее эффективные устройства для этой операции – барабанные фильтры, представляющие собой вращающийся в корпусе микросетчатый барабан. Барабан требует периодической промывки отфильтрованной водой, тем самым решается две задачи – очистка барабана от твёрдых, нерастворённых частиц (фекалии рыб, не съеденный корм) и выведение из оборотной системы воды с накопленными вредными веществами (нитраты, сульфаты). Важным моментом при транспортировке воды к механическим фильтрам – создание самотёчной системы. Такая транспортировка не разбивает взвешенные частицы и не растворяет их в воде, тем самым повышая качество механической очистки. Кроме того повышается энергоэффективность линии, за счёт исключения дополнительных насосных групп.
Биологическая очистка
Следующим этапом очистки воды является процесс удаления из воды растворённого азота – биофильтрация. Продукты жизнедеятельности рыб, не съеденный корм вызывают аккумуляцию аммонийного азота в воде, который крайне токсичен для гидробионтов. Решением данной задачи является перевод аммонийного азота в нитраты, концентрация в воде которых может быть в сотни раз выше аммонийного азота без ущерба для живущих в воде рыб. Такая химическая реакция возможна благодаря биоорганизмам – бактериям, живущим на поверхностях биофильтра. Биофильтр представляет собой ёмкость (зачастую бетонную, заглублённую в пол), которая заполнена элементами – биозагрузкой, на поверхностях которой селятся колонии бактерий. Ёмкость биофильтра – биореактор наполняется водой и подвергается аэрации. Воздух создаёт барботажный эффект, что интесифицирует процеес, а также снабжает биофильтр необходимым кислородом. Кроме того, интенсивная аэрация в биофильтре способствует удалению углекислого газа из воды, накапливаемого от дыхания рыб.
Насосное оборудование
Дальнейшая очистка воды осуществляется в потоке, поэтому после биофильтра установлена насосная группа. К бассейну-сумматору, из которого осуществляется забор воды насосами, подведён источник чистой воды. Таким образом, в бассейне-сумматоре осуществляется подпитка чистой водой, в количестве равном удалённой со стоками воды. Обычно эта величина на уровне 5-15 %.
Денитрификация
После биофильтра для ряда видов рыб, в том числе для осетровых, решается вопрос денитрификация. Не смотря на высокие допустимые нормы концентрации нитратов в воде, их количество непрестанно растёт и требует удаление их из системы. Осуществляется это либо за счёт увеличения ежесуточной подпитки либо введением в технологию денитрификатора. Денитрификатор – это тот же биофильтр, только закрытого типа (без доступа кислорода). В денитрификаторе за счёт бактерий идет разложение нитратов на свободный азот. Процесс денитрификации протекает при постоянной подпитке источником углерода. В большинстве случаев это метанол. Все денитрификаторы имеют невысокую пропускную способность по воде, поэтому устанавливаются в систему байбасом, т.е. пропуская через себя только часть потока.
Регулировка рН
В процессе биофильтрации и денитрификации, снижается щелочной показатель воды, уровень pH. Его необходимо регулировать путём периодического внесения в бассейн сумматор щёлочи. Для таких целей применяется обчная пищевая сода.
Обеззараживание
Следующая стадия включает в себя дезинфекцию воды. Наиболее эффективна – двухэтапная дезинфекция. Первый этап – ультрафиолетовое облучение, путём пропускания воды через ультрафиолетовые лампы. Второй этап – это обработка воды озоном. Для этого устанавливается озонатор, который сам вырабатывает озон и растворяет его в воде.
Подогрев воды
В процессе очистки воды и после подпитки её из чистого источника, температура воды падает. Необходимо довести технологическую воду до температуры, соответствующей биотехническому нормативу. Для этого используется теплообменник, который как и денитрификатор устанавливается байпасом. К теплообменнику подводиться источник тепла – горячая вода, температурой 80-90 ºС.
Оксигенация
Подготовка воды перед подачей в бассейны завершается насыщением её кислородом. Вода пропускается через кислородный конус – оксигенатор, к которому подведён источник кислорода (кислородная станция или баллоны с кислородом), и в нём происходит насыщение воды до заданных параметров.
Подготовленная вода подаётся в бассейны таким образом, чтобы создать течение в бассейне.
Система мониторинга
Контроль работы линии осуществляется системой мониторинга, которая обычно включает в себя датчики кислорода, температуры и рН.
Кормление
Кормление рыб автоматизировано. В бункер кормушек засыпается комбикорм, устанавливается таймер и задаётся порция кормления, после чего кормушка сама выбрасывает корм в заданное время.
Современная технология замкнутого водоснабжения, применяемая компанией заключается в следующем:
Источник
Принцип устройства УЗВ (установок замкнутого водоснабжения)
Разведение рыбы в УЗВ — прибыльный бизнес, особенно в условиях необходимого импортозамещения. В статье мы рассмортим особенности использования данных установок.
Оборот воды в УЗВ
Под «установками замкнутого водоснабжения» понимают полную регенерацию и использование воды любое количество раз для водоснабжения бассейнов (рыбоводных емкостей).
Рисунок 1. Схема рыбоводческого хозяйства с установками замкнутого водоснабжения (УЗВ) для выращивания рыбы
При этом в УЗВ осуществляется:
- очистка воды от загрязнений в процессе выращивания рыбы (органика);
- поддержка надлежащего санитарного состояния воды на безопасном для выращиваемых рыб уровне;
- восстановление как химического, так и газового режима воды;
- обеспечивается температура для получения максимального эффекта от выращивания рыбы в УЗВ.
На фото осётр в УЗВ
В УЗВ потребность в свежей воде выявляется удаляемыми из УЗВ отходов — рыбоводного осадка, потерями воды на испарение в установке замкнутого водоснабжения, на протечки в оборудовании и на прочие цели, не связанные с качеством воды: заполнение емкостей для транспортировки рыбы и т.п.
| На заметку. Обычная потребность УЗВ на пополнение потерь воды — 2-5 процентов за сутки от всего объема воды в системе. |
Фото форель в установке замкнутого водоснабжения
Биологическая регенерация воды в УЗВ
При использовании УЗВ для разведения рыбы – осетров, клариевого сома, форели, судака, речного угря или теляпии — основным процессом биологической регенерации по химическому составу воды выступает освобождение воды, оборачиваемой в УЗВ, от основного компонента — соединений азота, который накапливается в системе замкнутого водоснабжения при жизнедеятельности разводимой рыбы в УЗВ.
При аэробной биологической очистке, осуществляется перевод азота органических соединений, содержащихся в УЗВ в не съеденных, растворенных кормах и в виде экскрементов в аммонийный азот, перевод аммонийного азота в неорганической форме, который появляется в процессе разложения загрязнений и выделяемого выращиваемой рыбой через почки, жабры и кожные покровы, в нитритную форму, а после в нитратную.
Этапы превращения азота производятся различными группами микробного населения биологической плёнки оборудования биологической очистки. Это финишный процесс аэробного превращения азотных соединений.
| На заметку. Для получения икры в УЗВ целесообразно и лучше всего выращивать бестера, который быстрее созревает для дачи черной икры. Первый раз самка бестера даёт икры не более семи процентов от своего веса, далее выход икры возрастает до 20%! Обычный осётр даёт в два раза меньше черной икры. |
Далее превращение нитратов в свободный азот (газ) осуществляется анаэробными бактериями при ограничении поступления кислорода. Этот процесс носит название денитрификация, и выполняется в денитрификаторах. При этом требуется поддержание энергетического питания бактерий подачей в систему этанола и мелассы. Газообразный азот выводится из УЗВ в окружающую атмосферу.
На фото кормление речного угря в УЗВ
Фото содержание маточного стада осетровых в УЗВ
Полносистемная установка замкнутого водоснабжения
Полносистемные УЗВ по выращиванию рыбы не получили распространения в промышленном производстве рыбы, т.к. при процессах денитрификации необходимо соблюдение условий для стабильного использования оборудования УЗВ.
Процессы денитрификации проходят по различным схемам, в подавляющем числе которых происходит образование имеющих резкий запах ядовитых конечных продуктов. Даже при небольшом отклонении от режима работы денитрификаторов в установках замкнутого водоснабжения, эти вещества обычно приводят к гибели всей разводимой рыбы.
Денитрификация сложна в управлении и не даёт полную гарантию по результату работы УЗВ.
Другие замкнутые системы по выращиванию рыбы, в которых отсутствует процесс конечной анаэробной денитрификации оборачиваемой воды, не могут называться УЗВ.
В них процесс переработки азотных соединений завершается на стадии нитратов. Уменьшение их содержания до уровня, безопасного для рыбы, осуществляется путём разбавления за счет поступления в УЗВ проточной воды.
При этом происходит удаление части оборотной воды, имеющей повышенное содержание нитратов.
На фото кормление тиляпии в установке замкнутого водоснабжения
Системы оборотного водоснабжения в УЗВ для выращивания рыбы
Тем не менее, системы оборотного водоснабжения с биологической очисткой воды, которые не имеют денитрификаторов, называют УЗВ.
Общепринято установками замкнутого водоснабжения называть системы, в которых пополнение свежей воды не превышает за сутки уровня в 30 процентов от объема оборотной воды. А связано это с тем, что термин способствует более легкому получению разрешительной документации вводимых проектов с органами власти.
Но нужно понимать принципиальную разницу – в УЗВ для разведения рыбы осуществляется регенерация всей оборотной воды по соединениям азота, а при подпитке устраняются только невозвратные механические потери. Подобные системы функционируютт в бессточном режиме.
В УЗВ по разведению рыбы только с аэробной биологической очисткой превращение азотных соединений заканчивается на стадии нитратов.
Нужно понимать, что в рекламных материалах по УЗВ показатели уровня замены воды на уровне в 5 – 10 процентов в сутки не совсем корректны. Уровень подпитки напрямую зависит от нагрузки установки по внесению кормов, и чем больше эта нагрузка (либо чем выше плотность содержания в УЗВ рыбы), тем нитраты быстрее накапливаются, и тем большая подпитка воды требуется.
Одна система УЗВ может работать как при 5, так и 20 процентов подпитки – всё зависит от нагрузки на неё.
Фото карпов кои, выращиваемых в УЗВ
Показатели продуктивности УЗВ
Продуктивность рыбы в УЗВ
При разведении в УЗВ сибирского (ленского) осётра, радужной форели от начальной массы в 3 грамма за 12 месяцев рыбы достигают массы в 1,5 кг. Для достижения подобного веса при прудовом разведении необходимо 2,5 – 3 года.
При выращивании клариевого (африканского) сома от его зарыбления в УЗВ (масса малька 3 гр) до достижения веса в 1,2 килограмма проходит 6 месяцев, в естественных условиях клариевый сом в нашей стране не растёт.
Речной (европейский) угорь, судак набирают вес в УЗВ от 1 грамма до 350 гр за 1 год.
Разводимая в установках замкнутого водоснабжения тиляпия за год набирает вес 700 грамм.
Виды рыб, которые с успехом выращивают в УЗВ
| На заметку. В УЗВ возможно и выращивание такой рыбы, как карп. Из икры за 9 месяцев получают товарного карпа весом в полкило (в пруду карп набирает данную навеску только к 3-м годам). |
В УЗВ возможно получать с квадратного метра используемой площади от одного центнера до 1,5 тонн рыбы в год.
Экономическую эффективность работы УЗВ, окупаемость вложений перед созданием рыбоводного предприятия целесообразно просчитать в бизнес-плане .
Типы бассейнов для УЗВ
Рисунок 2. Типы бассейнов для УЗВ: овальный, круглый и прямоугольный
Шкала оценок бассейнов УЗВ (по пятибальной шкале):
Источник