Замкнутые системы выращивание осетров

ОСЁТР + КЛУБНИКА = ЗАМКНУТАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА или БИОСФЕРА

Весь материал, изложенный ниже, специально отредактирован для широкого круга читателей. Без заумных формул, чтобы любой человек мог понять, что хотел сказать автор. Возможно, в будущем будет создан специальный платный сайт для узкого круга читателей, где можно будет дискутировать и обсуждать новые опыты и методы расчетов биологически замкнутых систем.

Общий вид экспериментальной установки:

в белом пластиковом бассейне жила сотня сибирского осетра («Ленский» осетр), слева была расположена гидропонная установка (с колеблющимся уровнем воды) для выращивания салатов, клубники или томатов, справа — система фильтров и баллон с сжатым кислородом;

в песочном фильтре вместо песка использовались пластиковые гранулы, основная цель которых заключалась в возможности заселения их нитрифицирующими бактериями, а также для задержки взвешенных частиц, нерастворенных в воде, размером более чем 100 микрон. Такой модифицированный фильтр является одновременно и биофильтром, и механическим фильтром. Во избежание образования застойных зон (анаэробных) и закупорки биофильтра, часто проводилась обратная промывка фильтра;

производилось отстаивание промывочной воды и использование твердого осадка для компоста;

была установлена система аварийной сигнализации, которая звонила на сотовый телефон главного разработчика (система была собрана из охранной сигнализации и поэтому стоила недорого). Ко входным реле подключены три датчика: наличие электричества в офисе, концентрация кислорода в воде и уровень воды в бассейне с рыбой. Основная цель опыта — проверить точность математической модели, описывающей замкнутую экосистему по питательным элементам.

Разработал и собрал установку Краснобородько В.В. в 1993 году.

Перед началом эксперимента были выбраны параметры воды, которые необходимо было поддерживать в течение опыта:

Для осетра:
— максимальная концентрация аммиака, мг/л;
— максимальная концентрация общего аммония (была вычислена, зная pH и температуру воды), мг/л;
— максимальная концентрация нитрита, мг/л;
— максимальная концентрация нитрата, мг/л;
— максимальная концентрация нерастворенных взвешенных частиц, мг/л;
— максимальная концентрация углекислого газа, мг/л;
— минимальная концентрация кислорода, мг/л;
— температура воды, С;
— диапазон pH воды (с учетом потребности растений);
— диапазон щелочности воды (был вычислен с учетом зависимости от pH и от CO2), мг/л как CaCO3;
— диапазон жесткости воды, мг/л как CaCO3.

Для клубники:
— максимальная концентрация растворенных веществ, мг/л;
— оптимальные концентрации макро и микроэлементов: Ca, Mg, K, N (как NO3), P (как PO4), S (как SO4), Cl, Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo.

Для корректировки pH воды применялись: KOH, CaO, Ca(OH)2 (как известно, продукты жизнедеятельности рыб понижают pH, а растения, наоборот, повышают. Но в данном случае окислительные процессы доминировали).

В результате этого эксперимента был накоплен большой экспериментальный материал, включающий в себя: динамику основных питательных элементов (NO3, PO4, SO4, K, Ca и Mg), поступающих с кормом для рыб и аккумулировавшихся в рыбе, растениях и твердых отходах. Вода в результате этого эксперимента никуда не выливалась, а повторно использовалась. Потери воды состояли только из испарения. Корректировка pH осуществлялась два раза в день (особенно в конце опыта, когда биомасса осетра значительно возросла), корректировка же микроэлементов — раз в неделю. Макроэлементы не добавлялись, т.к. поступали с кормом для рыб, кроме калия и кальция, которые добавлялись в виде гидроксидов в зависимости от того, чего не хватало.

Математическая модель поведения такой биосистемы в конце опыта была доведена до совершенства. Удавалось даже без дорогостоящих тестов достаточно точно предсказывать текущие концентрации макроэлементов в воде, количество гидроксидов, необходимых для корректировки pH воды, а также некоторых микроэлементов.

Эксплуатация подобных замкнутых систем (с оборотным водоснабжением) требует обязательного присутствия обученного оператора в течение 24 часов. Это важно для быстрого устранения поломок в системе жизнеобеспечения рыб. Если плотность посадки рыб большая (автор доводил до 400 кг/м3), для достижения максимального урожая и уменьшения расходов на отопление помещения, то возрастает вероятность поломки узлов вашей установки. Например, при прекращении снабжения рыбы кислородом, вы рискуете через 20 минут лишиться всего поголовья рыбы!
Критичный интервал времени:

Счет идет на минуты Отсутствие электричества, падение уровня воды в бассейнах, прекращение аэрации воздухом или чистым кислородом Счет идет на часы Температура, CO2, pH Счет идет на дни Щелочность воды, Аммоний — Аммиак, Нитрит, Нитрат

Эксплуатация системы, в которой совместно выращиваются рыба и сельскохозяйственные растения — очень сложное дело, требующее знаний из трех совершенно разных, на первый взгляд, областей науки. Это аквакультура (рыбоводство), гидропоника (тепличное хозяйство) и микробиология (культивирование бактерий в биофильтре). Животные, растения и бактерии — вот эти три действующих «лица» в любой замкнутой биологической системе, которые живут в симбиозе друг с другом. Первое описание такого совместного сосуществования дал в прошлом веке В. И. Вернадский и назвал его «Учение о Биосфере»!

Однако не все так сложно, как кажется на первый взгляд. Организмы, живущие на Земле, довольно трудно уничтожить, по крайне мере, простые формы жизни. Если описать поведение таких трех китов как: животные, растения и бактерии или, назовем их по-другому, потребители, производители и деструкторы, то получиться дифференциальное уравнение 2-го порядка, которое не имеет прямого решения. Но мы то знаем, что жизненные формы живучи, более того, способны подстраиваться под изменяющиеся условия окружающей среды, поэтому незачем стараться учитывать все химические элементы, а достаточно сконцентрироваться на так называемых «маркерах». По остальным химическим элементам система сама себя приведет в равновесие. Поэтому уравнение упрощается и становится вполне решаемым. В этом и заключается основная идея математической модели Краснобородько Василия. Благодаря такому подходу, удалось довольно точно рассчитывать полностью замкнутые системы и разработать методику производства абсолютно запаянных живых аквариумов. Вы спросите, почему производятся только такие маленькие аквариумы с креветками, а не с рыбками? А очень просто, что бы создать полностью замкнутую систему для маленькой рыбки, то потребуется объем минимум 200 литров воды. Собирать придется в лабораторных условиях, а домой вы его не сможете взять, т.к. 200 литровый аквариум весит 200 кг!


Замкнутая система	Установка замкнутого водоснабжения	Сибирский осетр и кокосовая пальма — братья на веки!	Мальки осетра. Навеска 50-100 грамм


Каждый день сладкая клубника к чаю! По вкусу и не скажешь, что выращена на гидропонике	Вот такой у нас салат! Ни грамма минеральных удобрений. Как только взвесим, так сразу и съедим и никому не дадим	Сверху видна 400 Вт лампа подсветки

Рабочий эскиз аквариума для клубники


Один из многочисленных протоколов испытаний воды	Анализ воды как питательный раствор для растений. Сравнение с традиционными растворами используемыми для гидропоники	Использование воды от осетров для поливки растений в теплице

Первые опыты с интеграцией аквариума и клубники

Домашний аквариум с рыбками «гуппи» — полное отсутствие аквариумных фильтров Схема аквариума Вид с другой стороны. Рыбок не видно, т.к. в аквариуме мало света

Для чего надо было городить весь этот огород?

Источник

Аквакультура

Как выращивать осетра в УЗВ: оборудование, технологии, питание и реализация

Разведение осетров является делом, сулящим довольно большую прибыль. Заниматься им может каждый, независимо от того, в каком регионе проживает. Это возможно благодаря использованию установок замкнутого водоснабжения (УЗВ). При их создании только необходимо обеспечить оптимальные условия, а также требуемую площадь. В таком случае рыбное хозяйство формируется из зданий ангарного типа, в которых расположены бассейны и система очистки воды.

Вводная информация

Разведение осетров в УЗВ является подходом, построенным на системе, состоящей из нескольких бассейнов. Они снабжаются фильтрами и приспособлениями, способствующими постоянному обновлению воды. Такой подход позволяет разводить рыбу даже в суровых климатических условиях. Наличие замкнутой и настраиваемой системы позволяет легко достигать оптимальных параметров, необходимых для успешного выращивания рыбы (температурного режима, количества кислорода и так далее). Разведение осетров в УЗВ позволяет достигать необходимого веса для продажи уже через год жизни. Кроме этого, реализации подлежит и икра, которая является очень ценной и стоит недешево благодаря своим ценным пищевым качествам и относительно небольшому предложению.

Насколько это выгодно?

Разведение осетровых в УЗВ как бизнес зарекомендовало себя хорошо – если трудиться, не покладая рук и в соответствии с мнением разума. Так, себестоимость одного килограмма продукции составляет около 600 рублей, что позволяет получать прибыль до 400 рублей. Так, ферма, производящая примерно пять тонн рыбы за год, имеет оборот около пяти миллионов рублей. Из них до двух – это чистая прибыль. Иметь предприятие на уровне рентабельности в 30-60 % — дело вполне возможное. Для выхода на чистую прибыль и полной окупаемости проекта необходимо всего два-три года. Причем следует учитывать, что можно получать не только саму рыбу, но и икру. Иными словами, разведение осетровых в УЗВ как бизнес — дело вполне осуществимое. Но как это реализовать?

Что же для этого необходимо?

Представим, что перед нами стоит задача организации фермы по разведению рыбы, позволяющей получать около пяти тонн в год. Как этого добиться? Что за оборудование УЗВ для разведения осетра нужно? Если кратко, то такой результат позволяет получить:

Помещение площадью около 125 квадратных метров, обеспеченное водоснабжением, канализацией, отоплением и электроэнергией.
Кормовой коэффициент составляет 1,4. То есть питания в год необходимо 7 тонн.
Объем воды – 2100 кубических метров на двенадцать месяцев.
Потребление электроэнергии — около 5,5 кВт. За год нужно 48 тысяч кВт.
Минимум два работника на заработную плату 60 тысяч рублей в месяц.
Необходимое оборудование, которое обойдется примерно в три миллиона рублей.

Как же осуществляется разведение осетра в УЗВ? Полная схема, приведенная ниже, может использоваться как в качестве семейного бизнеса, так и для создания полноценного предприятия.

Бассейны

В первую очередь необходимо позаботиться об оборудовании, с помощью которого обеспечивается содержание рыбы. Безусловно, на первом месте здесь находятся бассейны. Зависимо от их стоимости, емкости и производителя этот пункт потянет как минимум на два миллиона рублей. Для использования подойдут следующие емкости:

Каркасные конструкции.
Полипропиленовые.
Из керамической плитки.
Металлические емкости, покрытые эмалью.
С капитальными бетонными стенами.

Чтобы выращивать рыбу до 300 грамм, необходимо позаботиться о бассейне прямоугольной или круглой формы. Достаточно, чтобы он был диаметром 1,6 м, а глубиной до 90 сантиметров. Для тех рыбок, чей размер колеблется от 0,3 кг до 2 кг, следует обеспечить бассейн с параметрами 2,2 м и 1,3 м. Следует учитывать, что 1 квадратный метр позволяет выращивать до 60 килограмм осетра. Необходимо позаботиться о том, чтобы осетр жил в благоприятных условиях. Для него необходимо поддерживать температуру на уровне 18-20 градусов Цельсия. Поэтому зимой необходим подогрев, а летом – охлаждение. Для этого в системе предусматривается возможность использования теплообменника.

Технология очистки воды

Поскольку бизнес-план по разведению осетровых в УЗВ не предусматривает их вольного выгула, а жить в одной и той же воде проблематично, то необходимо предусмотреть решение проблемы качества их среды проживания. Как же должна проводиться очистка воды?

На первом этапе она проходит механическую фильтрацию. Для этого используются микросетчатые барабаны, вращающиеся в корпусе. Периодически их необходимо чистить от различных твердых частиц, таких как несъеденный корм, фекалии рыб и так далее. Механическая фильтрация позволяет удалять из бассейна такие вредные вещества как нитраты и сульфаты.

Затем можно приступать ко второму этапу. На нем проводится биологическая очистка воды. Оборудование для этого выполняется в виде бетонной емкости, заглубленной в пол. Заполняется она специальными элементами – биозагрузками. Их стоимость составляет около 20 тысяч рублей за одну штуку. Бетонная емкость заполняется водой, после чего начинается аэрация. Этот процесс позволяет удалить углекислый газ из бассейна. Ведь необходимо помнить, что рыбы тоже могут дышать, и им это необходимо.

Третий этап включает в себя денитрификацию. Проводится она с помощью фильтра закрытого типа. Этот этап необходим для того, чтобы понижать количество нитратов, что неизбежно будет происходить после биоочистки. Для разложения этих соединений используется метанол. Этот фильтр обладает низкой пропускной способностью. Данный факт следует обязательно учитывать.

Насосы

Выращивание осетра требует наличие постоянной циркуляции воды. Для этого используется насос, который обойдется в 20 тысяч рублей. С его помощью осуществляется забор свежей воды, после чего она смешивается с основной жидкостью. Ее количество должно быть равно стоку, чтобы обеспечить бесперебойную циркуляцию воды в системе. Технология разведения осетровых в УЗВ уделяет этому моменту особое внимание, не нужно его игнорировать и полагать, что достаточно только очистки используемой жидкости.

Дополнительные моменты

Также для выращивания рыбы используется такое оборудование:

Ультрафиолетовые лампы. Они необходимы для проведения обеззараживания воды.
Оксигенератор. Позволяет насыщать воду требуемым количеством кислорода.
Озонатор. Необходим для обеспечения среды проживания озоном.
Инкубаторы. Требуются в случаях, когда рыба разводится для икры.
Кормушки. Позволяют обеспечивать дозированную подачу питания в требуемое время.

Что понадобится дальше для разведения осетров в УЗВ?

Приобретение рыбы

Для начала необходимо обзавестись живностью. Для разведения используются мальки. Их приобретение – это первый этап деятельности. В первую очередь следует завести как минимум десять тысяч мальков. Почему так много? Дело в том, что даже при наличии опытных специалистов их падеж достигает около 60 % от общего количества. Уменьшить это значение возможно, но дело это сложное и затратное. Благо, стоимость их составляет около 20 рублей за штуку, а вес – несколько грамм. Поэтому с их приобретением и транспортировкой проблем возникнуть не должно.

Кстати, на первых рыбках лучше не экономить. Конечно, даже если купить вяленьких мальков и обеспечить им хорошие условия, то со временем они поправятся. Но вот будет потеряно время, больше потребуется средств на их обслуживание, да и о падеже не следует забывать. Поэтому на качестве лучше не экономить.

Как же выращивать рыбу?

Многолетний опыт и экспериментирование позволили отобрать несколько оптимальных методик. Две из них описаны ниже:

Методика Киселева. Предполагает проведение зарыбления бассейнов два раза в год. Также предполагает и сбор урожая раз в полгода. Недостатком этой методики является то, что сложно набрать большой вес за такой значительный период.
Методика Краснобородько. Предусматривает такой подход к разведению рыбы, когда урожай собирается с небольшими промежутками, но в малом количестве. Эта система позволяет обеспечить бесперебойную работу благодаря многочисленным фильтрам очистки воды, приспособления ее обеззараживания, насосам и периодическому обновлению жидкости. Эта методика предполагает исключительно одноразовое зарыбление бассейнов. Она позволяет максимально уменьшать требуемую для разведения площадь в плане размещения оборудования, а также количества бассейнов.

Получение икры

Разведение осетров в УЗВ используется не только для получения рыбного мяса. Осетры позволяют получать еще и такой деликатес как икра. В таком случае необходимо сделать две независимые установки замкнутого водоснабжения. Первая используется для маточного стада, тогда как вторая – для производителей. Особенность вторых заключается в том, что они должны пребывать в холодной воде.

В первый год урожай особенно размерами не впечатляет – самки дают до восьми процентов от своего собственного веса. Не слишком много. Но вот на второй год этот показатель может достигать значения в 20 %! Вот что собой представляет разведение осетровых в УЗВ. Технологии и чертежи позволят создать представление о том, как все должно быть. А уж реализация позволит создавать устройства абсолютно на любой вкус.

Источник