И. В. Проскуренко
ЗАМКНУТЫЕ РЫБОВОДНЫЕ УСТАНОВКИ
Download 2.99 Mb. Pdf ko'rish
|
qafas manba
ЗАМКНУТЫЕ РЫБОВОДНЫЕ УСТАНОВКИ
Применение бассейнов для выращивания рыбы открыло перспективы совершенствования рыбоводной техники. Рыбоводство в бассейнах - это шаг в сторону индустриализации. Бассей- ны можно установить, не согласуясь с рельефом местности или внести в здание. Корм в бассей- ны попадает только по воле рыбовода, естественная кормовая база отсутствует. Подача и слив воды организуются и регулируются в соответствии с планом рыбовода. Селекция выращивае- мого материала, облов, лечение и прочие технологические операции в бассейнах доступнее, чем в пруду. Плата за пользование бассейнами выразилась в использовании более дорогих кор- мов, содержащих белок животного происхождения, и в технически более насыщенной системе водоподготовки. Чтобы получить более высокую отдачу от рыбоводства в бассейнах, плотность посадки ры- бы по сравнению с прудом увеличивается. В связи с высокой плотностью посадки рыбы возни- кают две основные проблемы: первая - снабжения рыбы кислородом для дыхания, вторая - уда- ления из бассейнов продуктов жизнедеятельности рыб. Обе эти проблемы решаются за счет смены воды в бассейне. В бассейн подается чистая, насыщенная кислородом вода, а выпускает- ся из бассейна вода, обедненная кислородом и загрязненная продуктами жизнедеятельности рыбы. Проблема создания источника кислорода для дыхания и способа понижения концентрации продуктов жизнедеятельности присуща любой форме аквакультуры и для прудов, и для садков, и для бассейнов. Но решается она различными способами. Проблема насыще воды в прудах и других открытых водоемах решается за счет поглощения кислорода из воздуха и за счет про- цессов жизнедеятельности водорослей. Для бассейнов эта проблема решается только за счет подачи насыщенной кислородом воды. Проблема снижения концентрации продуктов жизнедеятельности в открытых водоемах не стоит так остро, как в бассейнах. Эти продукты, растворяясь в большом объеме воды, утилизи- руются бактериями, превращаясь в нетоксичные вещества. В бассейнах за счет высокой плот- ности содержания рыбы, продукты жизнедеятельности могут накапливаться до опасных преде- лов, если они не выносятся с током воды. 19 Потребность в расходе воды через бассейн по двум лимитирующим факторам может быть рассчитана. Расход воды для обеспечения кислородом рассчитывается по уравнению баланса кислорода в бассейне Q k x C вх – Q k = q k x G p , /8/ здесь Q к – расход воды через бассейн, л/с; С вх , С вых - концентрации кислорода в воде на входе в бассейн и на его выходе, мг/л; q k – удельное потребление кислорода рыбой, мг О 2 /сек на кг рыбы; Gp – количество рыбы, содержащейся в бассейне, кг. Решение относительно расхода воды Q k x G p Qk = -------------, л/с. /9/ С вх - С вых Аналогичным образом подсчитывается потребность в протоке для снижения концентрации токсичных продуктов жизнедеятельности до приемлемого уровня Q m x G p Qm = -------------- , л/с. /10/ С м Здесь q m – удельное количество токсичного вещества, выделяемого единицей массы рыбы в единицу времени, мг/с на кг рыбы; С м – допустимая концентрация токсичного продукта, мг/л. На практике оказывается, что потребность в расходе воды для обеспечения кислородом все- гда больше потребности в расходе воды, необходимом для выноса токсичных продуктов Q k > Q m . /11/ Это обстоятельство позволило сделать первый шаг в экономии воды за счет насыщения ки- слородом воды в бассейне путем аэрации. Рыбоводные установки с аэрацией воды нашли ши- рокое практическое применение. Дополнительный источник поступления кислорода в воду бас- сейна позволяет на порядок снизить расход воды. Технически аэрация выполняется различны- ми способами, описанными в разделе "Инженерное обеспечение". Стремление к снижению расхода чистой воды определено рядом причин: дефицитом чистой воды, затратами энергии на получение чистой воды, затратами тепловой энергии на подогрев воды. 20 Рис.9. Выпуск воды из бассейнов: а) выпуск с регулированием уровня; б) с переливной тру- бой в центре бассейна; в) с трубопроводом внутри бассейна; г) с вертикальным выпуском. Обозначения: 1 - шандорный перелив; 2 - уровневая труба; 3 - защитная сетка; 4 - «фонарь» из газа; 5 - вентиль выпуска грязи; 6 - манжетка. 21 Один из вариантов решения проблемы насыщения воды кислородом схематически изобра- жен на рис.10. В соответствии со схемой на рис.10 насыщению кислородом подвергается часть воды, сливающейся из бассейна. Насыщенная вода, предварительно смешиваясь с чистой во- дой, вновь подается на вход в бассейн. Такие установки по праву стали называться замкнутыми. Особенно широкое применение установки такого вида нашли при выращивании форели на ар- тезианских водах. Дефицит артезианской воды, обладающей нужным для форели составом со- лей и температурой, компенсируется техническими средствами насыщения воды кислородом, как за счет аэрации, так и за счет использования технического кислорода. Рис.10. Схема простейшей замкнутой по воде рыбоводной установки. Эффект, получаемый от использования простейших систем замкнутого водоснабжения, по- будил к дальнейшему совершенствованию рыбоводных установок. Путь совершенствования - дальнейшее снижение потребления свежей воды с одновременным снижением расхода энергии на ее подогрев, большая изолированность от влияния климатических факторов на результаты рыбоводства. Так как снижению расхода свежей воды в замкнутой установке, изображенной на рис.10, препятствует второй лимитирующий фактор - возрастающая концентрация токсичных продуктов жизнедеятельности рыбы, то в цепь оборотной воды были включены устройства для очистки воды. Схема рыбоводной установки усложнилась и приняла вид, изображенный на рис.11. Установка включает в себя блок насыщения воды кислородом и очистное сооружение. Степень замыкания, то есть соотношение свежей и оборотной воды, изменяется в зависимости от эффективности очистного сооружения. Для замкнутых рыбоводных установок принято оце- нивать степень замыкания системы по процентному отношению количества свежей воды, до- бавляемой за сутки в установку, к объему воды в установке. При самой высокой степени замк- нутости это соотношение равно 3 - 5%. Это количество воды компенсирует ее расход при уда- лении из системы грязи, потери на испарение и протечки воды. Замкнутые установки используются на всех этапах рыбоводного процесса: содержание про- изводителей, инкубирование икры, подращивание личинок и молоди, выращивание товарной рыбы. Особенную значимость эти установки приобретают в промышленных районах с доста- точно суровым климатом. Во-первых, из-за дефицита чистой воды, во-вторых, из-за полной не- зависимости результатов рыбоводства от погодных условий. Так при культивировании карпа в замкнутых рыбоводных установках за период 280 суток получают из икринки товарную рыбу массой 0,5 кг. В прудовых хозяйствах карп достигает массы 0,5 кг после трех лет выращивания. Возможность регулирования температуры и насыщения ее кислородом в замкнутой рыбо- водной установке дает рыбоводам способ управления рыбоводным процессом по времени. На- 22 пример, получать ранние или поздние нереста, проводить несколько нерестов в год вне зависи- мости от времени года, ускорять или замедлять рост рыбы, культивировать несколько видов рыб одновременно. С точки зрения сохранения чистоты природных водоемов замкнутые установки выгодно от- личаются от всех других форм рыбоводства. При облове прудов, например, приходится сливать в реки и иные водоемы значительное количество воды, которая несет с собой продукты жизне- деятельности рыб, иногда донный ил и водоросли. При садковом выращивание рыбы всю био- логическую нагрузку принимают на себя водоемы, в которых размещены садки. При выращи- вании рыбы в бассейнах с разомкнутым циклом водообеспечения нагрузки принимает тот водоем, в который сливается отработанная вода. Рис.11. Схема замкнутой рыбоводной установки с очисткой воды. Если рыбоводное хозяйство работает на водоем с ограниченной проточностью (озеро, водохра- нилище), то через несколько лет эксплуатации наступает перегрузка водоема, что выражается в снижении показателей качества воды. В замкнутых по воде рыбоводных установках рыбовод- ный осадок накапливается и удаляется для последующей утилизации. Осадок представляет со- бой ценный биологический материал, пригодный для изготовления добавок к рыбным кормам, для использования в качестве удобрения и для получения отопительного метана. Применение замкнутых рыбоводных установок превратило рыбоводство в одну из отраслей индустрии. Действительно, благополучие и высокие скорости роста рыбы обеспечиваются в этих установках за счет технических средств. Применение технического кислорода дает воз- можность насыщать воду, подаваемую в бассейны, до 500 - 600% равновесного насыщения, что позволяет содержать рыбу с плотностью 100 кг/м 3 и более. Этим определяется низкая потреб- ность в земле и воде необходимых для создания хозяйства, оснащенного замкнутыми по воде рыбоводными установками, что позволяет размещать производство рыбы в непосредственной близости от больших городов и промышленных центров. По сравнению с прудовыми хозяйст- вами потребность в земле и воде уменьшается в тысячи раз. Использование замкнутых систем получило свое первоначальное развитие в США при ре- шении национальной программы восстановления численности естественных популяций форели в северо-западных штатах. Позднее этот опыт был освоен в США для культивирования широ- кого спектра видов рыб и других водных объектов. Американский опыт был изучен и применен в Западной Европе и СССР. Совершенствование замкнутых систем и методов рыбоводства в них продолжается. В Западной Европе эти установки используются для выращивания угря, осетровых, форели, сомов и тиляпии. В настоящее время производители рыбоводного оборудо- вания в Западной Европе и СНГ предлагают широкий спектр рыбоводных установок различной степени замкнутости. По степени замкнутости их условно можно разделить на две группы: ус- тановки с использование очистных сооружений и без них, Установки с очистными сооруже- 23 ниями в свою очередь можно разбить на две группы: работающие с использованием сжатого воздуха для насыщения воды кислородом и с использованием технического кислорода. Установки, работающие на сжатом воздухе "Метц", "Силокс" используют сжатый воздух для аэрации и перекачивания воды одновременно. Использование воздуха ограничивает предель- ную плотность посадки рыбы до 40 - 50 кг/м 3 в то время как в установках с использованием ки- слорода в чистом виде плотность достигает 100 - 200 кг/м 3 . Схема циркуляции воды в установ- ках с использованием сжатого воздуха представлена на рис.12 Рис.12. Схема циркулирования воды в рыбоводной установке фирмы «Метц»: 1 - бассейн; 2 - углубление; 3 - пластины субстрата биофильтра; 4 - трубы подачи воздуха; 5 - камера сбора ила; 6 - дорожка обслуживания; 7 - садок. Основной элемент рыбоводной установки фирмы "Метц" представляет собой прямоуголь- ный бассейн 1, в центральной части которого имеется углубление для размещения биофильтра 2. В корпусе биофильтра устанавливается пластинчатый субстрат 3 для оседания биологиче- ской пленки, без которой невозможна биологическая очистка воды, Непосредственно под био- фильтром размещаются трубы с отверстиями 4 для распыления сжатого воздуха. В самой ниж- ней части корпуса бассейна расположена камера для сбора ила 5. Над биофильтром устраивает- ся дорожка для обслуживания бассейнов 6. Для разделения разновозрастных партий рыб ис- пользуются садки 7. Непрерывная циркуляция воды в бассейне осуществляется за счет сжатого воздуха, распы- ленного в нижней части корпуса биофильтра. Вода, вспененная воздухом, проходит через тело биофильтра, очищается, насыщается кислородом воздуха и изливается в части бассейна, распо- ложенные по обе стороны от биофильтра. Проходя через биофильтр, вода отрывает со стенок пластин частицы биологической пленки (избыточный ил) и подает их в бассейн. Частицы ила, проходя через бассейн с рыбой, оседают в камере 5. В СССР такой принцип построения замкнутой системы не нашел последователей по двум причинам. Первая - поступление частиц биопленки в бассейн делает воду чрезвычайно мутной. Вторая - в СССР не производились достаточно мощные и экономичные воздушные компрессо- ры, пригодные для рыбоводных целей. 24 Обобщенная схема замкнутой рыбоводной установки с использованием технического кисло- рода приведена на рис.13. В замкнутую цепь циркуляции воды последовательно включены бас- сейн 1, механический фильтр 2, биологический фильтр 3, накопительный бак 4, насосная стан- ция 5 и устройство для насыщения воды техническим кислородом (оксигенатор) 6. Свежая вода подается в накопительный бак 4, стоящий перед оксигенатором и бассейном, избыток воды удаляется из системы с осадком, собирающимся в придонной части механического и биологи- ческого фильтров. Над совершенствованием рыбоводных установок, обобщенных схемой на рис.13, и отдель- ных элементов установок работали творческие коллективы научных и производ- ственных предприятий СССР: Калининградрыбпром, ЛИСИ г.С.-Петербург, Латрыбпром г.Рига, ВИЗ г.Верхне-Исетск, ЛНПО "Союз" г.Дзержинский и многие другие. Рис.13. Обобщенная схема замкнутой системы с использованием кислорода. Замкнутыми рыбоводными установками были оснащены десятки производственных предпри- ятий страны, выращивающие рыбу на своих подсобных предприятиях. Опыт эксплуатации замкнутых установок в условиях рыночного хозяйства вносит опреде- ленные коррективы. Установки переориентируются на выращивание более ценных видов рыб: осетровые, форель. Конструкторские разработки направлены на снижение материало- и энерго- емкости установок. Размер установки определяется по ее годовой производительности рыбы в т/год. В Западной Европе и СНГ оптимальной считается мощность единичной установки около 20 т рыбы в год. Установка с такой производительностью может обслуживаться одной семьей, а реализация ры- бы осуществляться через сеть ресторанов, магазинов и частную розничную торговлю. Увеличение производительности предприятия достигается за счет использования нескольких установок в виде модулей, каждый из которых имеет производительность около 20 т/год. Мо- дульный принцип построения дает рыбоводному предприятию ряд дополнительных преиму- ществ: возможность ввода в действие и вывода в ремонт оборудования по частям, санитарную изолированность групп рыбы, возможность параллельного культивирования различных видов рыб. Замкнутая рыбоводная установка производительностью 20 т рыбы в год имеет объем воды 200 - 250 м 3 и требует для своего размещения здание около 1500 м 3 . Годовое потребление кор- мов (при затратах на производство 1 кг рыбы 1,5 кг кормов) составит 30 т. Реализация рыбы в среднем на один рабочий день года составит 80 кг. 25 Для удовлетворения биологической потребности в живой рыбе семьи из пяти человек по официальным нормам СССР потребуется 100 кг рыбы в год. Замкнутая установка для произ- водства такого количества рыбы разместится в обычной жилой комнате (для размещения по- требуется 5 - 6 м 2 ). Содержание такой установки по обслуживанию и эстетическому воспри- ятию можно приравнять к содержанию аквариума емкостью 1000 - 1500 л. Замкнутые инкубационно-личиночные установки обеспечивают процессы инкубации икры, развития личинок, переход личинок на внешнее питание, подращивание молоди. На этих этапах развития рыбы закладывается основа будущего роста рыбы. Отклонения качества воды от оп- тимальных значений определят отход рыбы, появление уродств или отклонений от нормального развития сказывается на скорости роста рыбы в дальнейшем, на усвоении корма и сроках поло- вого созревания рыбы. В природных условиях гибель части икры, личинок или молоди компен- сируется избыточной плодовитостью видов. В искусственных условиях незапланированный от- ход материала приводит к срыву хозяйственных планов. Получение качественной молоди в ус- ловиях регулирования основных параметров воды в замкнутых инкубационно-личиночных ус- тановках компенсирует затраты на их создание и эксплуатацию. К обычным функциям замкнутой товарной установки (регулирование температуры, насы- щение воды кислородом и очистка воды) в инкубационно-личиночных установках предусмат- ривается дополнительно дегазация воды с целью избежания газопузырьковой болезни, а также вносятся дополнительные элементы, обеспечивающие переключение и регулирование водопо- дачи в инкубационные аппараты и бассейны. Инкубационные аппараты и личиночные бассей- ны подбираются в соответствии с требованиями культивируемого вида. Download 2.99 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling