FISH-AGRO | Оборудование для разведения рыб
Технологии, проекты и оборудование для разведения рыбы в УЗВ. Рыбоводство и рыба разведение в Установках Замкнутого Водоснабжения! Тилапиа, Клариевый Сом, Осетр, Форель.
Tel.: +7(9

Инновационные технологии рыборазведения в УЗВ/RAS

Инновационные технологии рыборазведения в УЗВ/RAS

Система оборотного водоснабжения (СОВ) для выращивания форели

Система оборотного водоснабжения (СОВ) для выращивания форели – среднетехнологичная рыбная ферма в которой применяется УЗВ с большой подменой свежей воды и которая расположена вне отапливаемого помещения, предназначенная для выращивания форели или других холодолюбивых видов.

Система оборотного водоснабжения (СОВ) для выращивания форели

Применение высокотехнологичного УЗВ для выращивания форели, аналогичного УЗВ для осетровых, оказывается невыгодным по следующим причинам:
- при более низких температурах, которые требуются для форели, снижается скорость биологической очистки, это означает, что требуется биофильтр большего размера, чем для осетровых при той же производительности
- форель может успешно, хотя и не так быстро как при оптимальных температурах, расти при температурах артезианской воды, которая имеется обычно в достаточном количестве. Для поддержания подобных температур не требуется высокотехнологичное УЗВ в отапливаемом помещении.

По этим причинам для выращивания форели целесообразно применять упрощённый вариант УЗВ – систему оборотного водоснабжения (СОВ). Наиболее рациональный вариант СОВ представляет собой бетонные сооружения, чаще всего прямоугольной формы, частично заглубленные в грунт, частично обвалованные грунтом. Сооружение делится внутренними перегородками на каналы для выращивания  рыбы, отделение механической, биологической очистки, подающие каналы. Циркуляция воды осуществляется безнасосным способом – при помощи воздушного эрлифта, который также и является основным источником обогащения воды растворённым кислородом.

Такая система постоянно подпитывается достаточно большим количеством свежей артезианской воды. Например, для СОВ на 100 т форели в год  требуется до 50 м3 воды в час. Артезианская вода не должна содержать общего железа более 0,5 мг/л, при большем содержании железа выращивание форели таким методом на артезианской воде невозможно. В некоторых случаях можно для подпитки системы использовать поверхностную (речную, озёрную) воду. Зимой артезианская вода служит для предотвращения замерзания системы, летом для предотвращения перегрева. В условиях умеренного климата чем выше исходная температура артезианской воды тем лучше.  В связи со значительно большей проточностью свежей воды через СОВ в сравнении с УЗВ, вода, вытекающая из СОВ, менее загрязнена и обычно может быть сброшена в открытые водоёмы.

Следует отметить, что часто такие системы строятся вообще без реальной биологической очистки, когда мощность биофильтра заведомо в несколько раз меньше необходимой и он работает больше как механических фильтр. В этом случае аммонийный азот, выделяемой рыбой просто «вымывается» из системы водой. Это несколько удешевляет систему и делает её ближе к простой прямоточной, но сильно замедляет рост рыбы (чем снижает производительность) особенно в летние месяцы, потому что не позволяет воде подогреваться под воздействием солнечного излучения.

В качестве механического фильтра может применяться керамзит или подобный материал с периодической регулярной промывкой, так и пластиковые тонкослойные отстойники. Очевидно, что последние эффективнее, но дороже. Дополнительно, сооружение СОВ может накрываться на зиму или на постоянно светостабилизированной полиэтиленовой плёнкой или листовым поликарбонатом, что позволяет зимой и в межсезонье сохранять более высокую температуру и тем ускорить рост рыбы и увеличить производительность. Укрывать имеет смысл только системы с полноценным биофильтром. В таких системах возможно и применение кислорода с механическими оксигенаторами, устанавливаемыми в общий подающий канал после эрлифта, работающие только в летние самые тёплые месяцы. В хорошо оснащённых, особенно укрытых системах, летом поддерживается температура 14-16 град. С, зимой не ниже 5 град. С, что обеспечивает значительное ускорения роста рыбы по сравнению с выращиванием в открытых водоёмах в садках.

Обычно в СОВ по выращиванию товарной форели сажается молодь штучной навеской начиная с 25 – 30 г. Такую молодь можно покупать и привозить с других ферм. Также для получения такой молоди иногда рядом строят дополнительную маленькую СОВ, но лучше использовать полноценный мальковый цех с УЗВ.

УЗВ для выращивания осетровых

УЗВ для выращивания осетровых – высокотехнологичная рыбная ферма с установкой замкнутого водоснабжения, предназначенная для выращивания товарной рыбы отряда осетрообразных и их гибридов или получения товарной чёрной икры.

УЗВ для выращивания осетровых

Несмотря на существование большого количества проектов и разновидностей УЗВ для выращивания осетровых, все они не очень сильно отличаются друг от друга. Основные отличия состоят в конструкции и числе рыбоводных бассейнов, тогда как система очистки воды во всех случаях сводится к схеме: рыбоводные бассейны – механическая очистка – биологическая очистка – регулирование температуры – насыщение растворенным кислородом – обеззараживание – рыбоводные бассейны. Иногда какие-то этапы могут отсутствовать, совмещаться или меняться местами. Размещаются такие установки для условий нашего климата в хорошо утеплённом отапливаемом здании. Плотность посадки осетровых может достигать 60 кг/м2 (при глубине 1 м 60 кг/м3). Производительность превышает 120 кг/м2.

Опыт создания подобных систем говорит о том, что главными являются следующие  факторы:
- обеспечение рыбы растворенным в воде кислородом с учётом того, что кислород не может быть весь использован рыбой, как правило, концентрация кислорода в бассейнах близка к его концентрации на выходе бассейнов;
- конструкция бассейнов должна обеспечивать вынос из них взвесей и осадков, кроме того бассейны должна просматриваться до дна, чтобы видеть поедаемость корма и погибших или очень ослабленных рыб;
- биофильтр должен быть нормально обслуживаемым и иметь несколько избыточную по отношению к расчётной площадь полезной поверхности, поток воды через него должен быть достаточно равномерен без застойных безкислородных участков.  Насадка не должна быть  слишком мелкопористой.
- должно быть обеспечено как можно более равномерное поступление молоди в
систему и как можно более равномерное извлечение (и, соответственно, сбыт) готовой   
продукции из системы.
- ключевое оборудование жизнеобеспечения рыбы должно быть продублировано. 

Осетроводная ферма с УЗВ может быть автоматизирована, что уменьшит как  количество ручного труда, так и уменьшит зависимость от добросовестности работников. Однако, опыт говорит о том, что живую рыбу в любом случае оставлять надолго без присмотра нельзя и заменить рыбовода компьютером невозможно.

Мы считаем, что осетровая ферма с УЗВ может быть рентабельна начиная с производительности 25 тонн в год, при условии, что обслуживать её будут 1-2 человека, живущие непосредственно рядом с ней до производительности 100 – 120 тонн в год при условии, что её будут обслуживать 5-6 наёмных работников (не считая сбытовиков). При производительности выше 60 т/год ферма должна состоять из двух независимых модулей УЗВ, в один из которых входит мальковый цех и подращивание молоди, а во втором уже осуществляется доращивание рыбы до товара. Каждый модуль имеет независимую систему водообеспечения, свои собственное вспомогательное оборудование и т.п. и позволяет держать температуру воды, отличную от температуры в соседнем модуле.

Для осетровой фермы с УЗВ используется, как правило, высокопроизводительное энергосберегающее импортное и отечественное оборудование и оборудование собственного производства, коррозионо-стойкие трубопроводы и т.п. Экономия на оборудовании часто в будущем приводит к большим потерям дорогой живорыбной продукции.

Также должен быть предусмотрен резервный источник электропитания.
Для подпитки свежей водой УЗВ-осетровника, например, на 100 т/год достаточно артезианской скважины производительностью до 10-12 м3 воды в час, меньшего, соответственно,  меньше. Источник воды желательно также резервировать, например, имея собственную скважину иметь ещё и доступ к местному водопроводу на случай выхода из строя глубинного насоса. Необходимо также предусматривать куда сбрасывать отработанную воду с осадками, как правило, она содержит биогенные элементы (азот и фосфор) в количествах, вызывающих «цветение» водоёмов и сбрасывать её в них нельзя, только если через биопруд достаточной площади.

 

Производство товарной чёрной икры, используя только УЗВ, вполне возможно, но является делом сомнительной рентабельности. Существуют фермы, которые помимо больших УЗВ и бассейнов имеют отдельные установки замкнутого водоснабжения с охладителями воды (чилерами), которые позволяют получать икру круглый год за счёт охлаждения-нагревания производителей. Чаще всего такие отдельные УЗВ с охлаждением небольшие и создание их не представляет особых трудностей. Однако, это выгодно, как правило, если речь идёт о получение небольших количеств икры с целью размножения, но не промышленном производстве товарной икры. Также выращивание производителей в УЗВ представляется затруднительным, поскольку рост производителей приходится, как правило, целенаправленно замедлять. В противном случае вырастают производители большой массы тела, но у них развивается ожирение, которое замедляет, а то и вовсе приостанавливает половое созревание. Представляется более выгодным выращивание в УЗВ  осетровых до какого-то веса, несколько большего чем обычный товарный, например, 3 кг для ленско-русского гибрида, далее с помощью УЗИ-сканирования из них отбирать лучших самок для содержания в дальнейшем вне УЗВ, например, на тёплых водах ГРЭС или на естественных температурах на юге в более тёплом климате.  

Подготовка Морской воды

Подготовка морской воды -  процесс приготовления раствора для заданных нужд.

Химический состав морской воды

Подготовка Морской воды

Морская вода -  химическое вещество в виде прозрачной жидкости, не имеющей цвета (в малом объёме) и запаха. Состав морской воды насчитывает более 75 элементов таблицы Менделеева. Основные элементы: кислород - 857000  Мг/л, водород – 108000 Мг/л, хлор  - 19000 Мг/л, натрий 10721 Мг/л, магний – 1350 Мг/л, сера – 901 Мг/л, кальций – 410 Мг/л, калий – 398 Мг/л, бром – 67.
Соленость мирового океана составляет 35‰, с колебаниями от 12-13‰ в Каспийском море,  17-18‰ на поверхности и 22-23‰  на дне Черного моря и 40‰ в водах Красного моря. Плотность морской воды колеблется в пределах от 1020 до 1030 кг/м?. Показатель кислотности pH лежит в пределах от 7,5 до 8,4. Скорость звука — около 1500 м/с.
Научное обоснование появлению солёной воды в море было положено работами Эдмунда Галлея в 1715 году.

Подготовка морской воды заключается в нескольких простых этапах: механическая очистка (очистка воды в зависимости от применяемой системы очистки от твердых  частиц   диаметром от 50-100 микрон). Наличие в воде твердых частиц подразумевает химическую реакцию элементов входящих в состав морской соли с этими частицами. Для этого используют разного рода фильтры, которые могут быть: песочными, сетчатыми, картриджными и другими.

Химическая очистка заключается в удалении из подготавливаемой воды химических элементов, например хлора, для этого воду пропускают через слой активированного угля, поскольку он является отличным абсорбентом. Ресурс таких картриджей существенно ограничен и требует регенерации активированного угля или его замены.

Обратноосмотическая фильтрация заключительный этап в подготовке при приготовлении соляного раствора морской воды. Суть методы очистки заключается в  прохождении воды через мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор в результате воздействия давления, превышающего разницу осмотических давлений обоих растворов. Диаметр ячеек мембраны  сопоставим по размерам с размерами молекулы воды, поэтому степень очистки таких фильтров очень высока. Качественные фильтрующие мембраны, способны освободить воду от 99% примесей. Диаметр пор составляет около 0,0001 микрона.

Рассмотренные методы очистки являются основными необходимыми при подготовке воды, хотя в некоторых случаях этого может оказаться недостаточно. Качество исходной воды существенно влияет на систему водоподготовки, в отдельных случаях могут потребоваться фильтры на основе ионообменных смол, УФ-стерилизации, озонирования и др.

При приготовлении морской воды руководствуются правилом 1  грамм морской соли на 1 литр пресной воды для достижения солености 1‰ промилле.  Важно учитывать способность морской воды к расслоению, поэтому для сохранности своих качеств морская вода всегда должна находиться в движении.

Теплообмен в УЗВ

  • Теплообмен – самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты в пространстве, обусловленный неоднородным полем температуры. В общем случае перенос теплоты может также вызываться неоднородностью полей других физически величин, например разностью концентраций (диффузионный термоэффект). Различают 3 вида теплообмена: теплопроводность, конвекция и лучистый теплообмен (на практике теплообмен обычно осуществляется всеми 3 видами сразу). Теплообмен определяет или сопровождает многие процессы в природе (например, ход эволюции звёзд и планет, метеорологические процессы на поверхности Земли и т. д.), в технике и в быту. Во многих случаях, например при исследовании процессов сушки, испарительного охлаждения, диффузии, теплообмен рассматривается совместно с массообменом. Теплообмен между двумя теплоносителями через разделяющую их твёрдую стенку или через поверхность раздела между ними называется теплопередачей.      
  • Теплопередача - самопроизвольный необратимый процесс переноса энергии от более нагретых тел или участков тела к менее нагретым.

 

Теплообмен в УЗВ

В системах УЗВ теплообмен играет  важную роль в биосистемах разного уровня. В небольших системах жизнеобеспечения, например в небольших аквариумах домашнего типа ключевой фактор производительность энергосберегающей установки не влияет особенно на карман потребителя если говорить о нагреве за счет нагревательных элементов, поставил обогреватель и никаких проблем. Современные обогреватели снабжены датчиком температуры, который можно установить на заданную величину, при этом на текущем уровне развития цивилизации такие обогреватели стоят буквально копейки. В отличии от средних и больших проектов УЗВ теплообмен по степени рентабельности играет чуть ли не ключевую роль. Нагреть «акулятник» на три тысячи литров задача более чем простая, даже при поддержании температурного режима плюс минус 0,5 градуса. Другое дело охладить три тысячи литров воды в техническом помещении скажем до 6 градусов Цельсия плюс минус один градус.

     Рассмотрим маленькие системы аквариумного типа, нагрев (или охлаждение в зависимости от температурной константы помещения)  воды происходит в основном от взаимодействия с воздухом, стекло является не плохим теплопередающим  материалом, если конечно стенки аквариума не двойные, работающий элемент насосов, помп, ламп освещения, да и непосредственный контакт воды с воздухом нагревают систему, даже если аквариум с холодноводными гидробионтами зачастую охладители намного производительнее чем потребности небольшого аквариума. В таких системах эстетическое восприятие биосистемы намного важнее, чем, если рассматривать УЗВ промышленного объема в которых каждый градус воды достигается за счет вложения в производственные средства не одну тысячу условных единиц.   

     В отличии от домашних аквариумов в промышленных системах теплообмен является важной составляющей в общей сметы рентабельности проекта направленного на конечную цель. В условиях промышленного содержания или воспроизведение гидробионтов борьба идет за каждый отмотанный киловатт на счетчике.

     Рассмотрим пример производственного цеха в котором среднегодовая температура 18 градусов Цельсия, емкости представляют из себя бетонную кладку  выложенную на фундаменте цеха, почти идеальные условия при которых вложения в производственные чиллеры будет минимальной. Теплопередачу в таких условиях считаем лишь только от поверхности воды контактирующем с воздухом, и системы трубопроводов плюс незначительный нагрев от перекачивающих помп и других элементов УЗВ в которых принцип действия основан на электрическом токе. В такой идеальной системе поддержание скажем 10 градусов Цельсия не представляется особой сложностью, достаточно средний охладитель за весьма не высокие вложения запросто справиться с поставленной задачей. Но не все так просто позвольте заметить, идеальность встречается крайне редко (при проектировании этот фактор нужно учитывать в составе ключевых)  а зачастую мы сталкиваемся с колебаниями температуры в помещении, в основном играет роль фактор сезонности, зимой холодно летом жарко, и это важный фактор в выборе расположения УЗВ. Теперь рассмотрим пример когда УЗВ расположена в помещении температура в котором колеблется от +16 до +25, емкости выполнены из пластмассы или стекла, в таких условиях затраты на производственный охладитель резко возрастают, увеличивается его мощность а как следствие среднесуточный расход электроэнергии и т.д. При проектировании цеха и выборе охладителя следует учитывать вышеизложенные параметры системы. Прием при котором можно существенно сэкономить затраты заключается в изоляции теплопередающих конструктивных элементов УЗВ. Теплоизоляция непосредственно емкостей, трубопроводов и других конструктивных элементов. Понижении суточной температуры воздуха непосредственно в помещении где расположена УЗВ. А также действиями направленными на сохранении тепла в производственном цехе за счет исключения поступления тепла или холода в цех (ограничение доступа персонала или расположение необходимых средств труда непосредственно в цехе УЗВ).  В небольших помещениях с резкими колебаниями среднесуточной температуры существенное сокращение затрат на охладитель можно достичь за счет установки  кондиционирования воздуха.

Гидрохимия - раздел геохимии

Гидрохимия - раздел геохимии, рассматривающий химический. состав естественных вод (морских, озёрных, речных, подземных и атмосферных), свойства этих вод при различном составе растворённых веществ, происхождение растворов, характер и режим происходящих в них реакций.

Важными показателями воды с точки зрения рыбоводства являются:
- солевой состав;
- растворённый кислород;
- рН;
- аммонийный азот в связи с рН;
- нитриты и нитраты;
- БПК и органические загрязнения;
- железо и тяжёлые металлы.

1. Солевой состав воды.

Солевой состав морской воды рассмотрен в соответствующем разделе по морской воде.  Однако, пресная вода также содержит соли, которые имеют значение для использования этой воды в рыбоводстве. Соли натрия и хлора, в пресной воде, значения не имеют, но соли кальция и магния важны. Прежде всего, следует отметить, что слабоминерализованная вода или вода, обессоленная обратным осмосом, не пригодна для питания УЗВ. Это связано с тем, что такая вода не обладает свойством т.н. буферности, т.е. свойством сохранять свой водородный показатель рН при добавление незначительных количеств кислоты. В УЗВ постоянно происходит процесс окисления аммонийного азота, выделяемого рыбой, в нитрат, что эквивалентно добавлению в воду небольших количеств азотной кислоты. Если вода содержит достаточное количество гидрокарбонатов и других подобных ионов, то они будут нейтрализовать эту кислоту и рН воды заметно не изменится. В случае слабоминерализованной воды рН быстро упадёт, вода станет кислой и непригодной для рыбоводства, кроме того скорость биологического окисления иона аммония в нитрат-ион начнёт замедляться.
С другой стороны, слишком жёсткая вода вредна для рыбы и создаёт повышенную нагрузку на её органы выведения (почки). Кроме того, применение слишком жесткой воды может вызвать засорение осадками солей кальция микроэкранов барабанных фильтров, вентилей и т.п. Подходящая жёсткость воды для питания УЗВ или СОВ находится в переделах 2 – 8 мг-экв./л, тогда как для питания систем, более близких к прямоточным, подходит вода и с меньшей жёсткостью. Вода с жёсткостью более 10 мг-экв./л потребует дополнительного умягчения.

2.  Растворённый кислород.

В артезианской воде, используемой для питания УЗВ или СОВ растворённого кислорода нет и он вводится в неё искусственно при помощи аэрации и/или оксигенации. Однако, внутри самой УЗВ или СОВ, также как и в любой системе, использующей природную прямоточную воду (сетчатые садки, пруды, бассейны и т.п.), растворённый кислород является важнейшим показателем, обуславливающим успех производства. Для успешного выращивания практически любой рыбы (кроме рыб, способных дышать кислородом воздуха, таких как клариевые сомы) концентрация кислорода должна находится в т.н. «зоне неограниченного роста», т.е. когда рыба не затрачивает никакой дополнительной энергии на обеспечение своего тела кислородом. Для большинства видов рыб нижний предел «зоны неограниченного роста» составляет 50 – 70% от насыщения (равновесия с атмосферным воздухом), причём если для карповых рыб ближе к 50%, то для лососевых 70%.  Если концентрация кислорода падает ниже, то рост рыбы замедляется, кормовой коэффициент (затраты корма на 1 кг прироста рыбы) увеличивается, и рыбоводство становится менее рентабельным. При повышении температуры выше оптимальных значений нижний предел сдвигается вверх, это связано как с уменьшением растворимости кислорода в воде, так и с увеличением его потребления при повышении температуры. Так, например, считается, что радужная форель может выдерживать до 230 С, тогда как выше, даже при близком к 100% насыщении воды растворённым кислородом, расход кислорода не компенсируется и начинается гибель. Применение оксигенации и насыщения выше 100% позволяет форели выдерживать эту и даже ещё немного более высокие температуры. С другой стороны, слишком высокие концентрации растворённого кислорода также нежелательны (см. Оксигенация)
Даже рыб, способных дышать атмосферным воздухом, например, клариевого сома, необходимо растить при минимальной концентрации растворённого кислорода, равной 2 мг/л. Это связано как с наличием т.н. «кожного дыхания», т.е. близкие к поверхности ткани снабжаются кислородом, поступающим снаружи, так и с тем, чтобы избежать каких-либо анаэробных процессов внутри рыбоводных емкостей и трубопроводов, при которых могут образовываться токсичные для рыб загрязнения воды.

3. Водородный показатель рН.

Водородный показатель – это обратный десятичный логарифм концентрации в воде водородных ионов. Полностью нейтральной воде соответствует рН = 7, если рН>7, то вода имеет щелочную среду, если рН<7, то кислую. Рыба может жить только в узком диапазоне рН в пределах 6 – 9.

Морская вода содержит много солей, в том числе и гидрокарбонаты и имеет рН 8,2 – 8,3. Благодаря высокому значению рН и большой буферности (см. выше) морская вода не подвержена «закислению» при работе в УЗВ. Но из-за её высокого рН морские гидробионты более чувствительны к иону аммония (см. ниже).

Если понятно, что высокие значения рН непригодны из-за выделения рыбой аммиака (см. ниже), то низкие значения делают воду непригодной из-за выделения рыбой свободной углекислоты СО2. В воде постоянно существует химическое равновесие

СО2+Н2СО3 o Н+ + НСО3- o 2Н+ + СО32-

Равновесие в щелочной среде смещается в правую сторону – связываются ионы водорода, а в кислой среде смещается в левую – концентрация ионов водорода повышается.
Зависимость соотношения свободной СО2 и связанной от рН отражена в таблице

значение рН

4

5

6

7

8

9

10

11

12

форма соединения

содержание соединения в % при 25*С

CO2 + H2CO3

100

95

70

20

2

-

-

-

-

HCO3\-

-

5

30

80

98

95

70

17

2

CO3\2-

-

-

-

-

-

5

30

83

98

 

Организм рыбы постоянно выделяет свободную углекислоту и при росте концентрации её в воде такое выделение осложняется. До какой-то концентрации свободной СО2 это может компенсироваться специальными механизмами организма рыбы, что потребует дополнительной энергии (и как следствие, увеличения кормового коэффициента), выше какой-то рыба начинает отравляться не выведенным из организма СО2.  В сооружениях очистки УЗВ значительная часть свободной СО2 удаляется  за счёт аэрации (уходит с прошедшим через воду воздухом в атмосферу). Тем не менее, часто в УЗВ, особенно высокотехнологичном, за счёт работы биофильтра рН падает. В этом случае приходится для его поддержания добавлять в воду вещества, имеющие щелочную природу (чаще всего соду NaHCO3  или известь Ca(OH)2)  или поддерживать воду в постоянном контакте с известняком для поддержания рН.

4. Аммонийный азот в связи с рН.

 Сам по себе ион аммония NH4+ не ядовит для рыб, как и случае с СО2, организм рыбы выделяет свободный аммиак NH3 через жабры. Выделение аммиака, как правило, прямо пропорционально количеству съеденного корма, обратно пропорционально  кормовому коэффициенту и зависит сильно от состава корма.
Аммиак и ион аммония находятся в химическом равновесии NH3 + H+ o NH4+, которое в  щелочной среде смещается влево – связывание ионов водорода, а в кислой вправо. Кроме рН сильно влияет температура. Зависимость соотношения свободного и связанного аммиака приведена в таблице. 

Температура

Содержание NH3 (в %) при значениях pH

°С

6,0

7,0

7,5

8,0

8,2

8,4

8,6

8,8

25

0,05

0,53

1,70

5,1

7,8

11,9

17,6

25,3

15

0,03

0,26

0,80

2,5

3,9

6,1

9,2

14,0

5

0,01

0,12

0,37

1,2

1,8

2,9

4,5

6,9

 

Концентрация свободного аммиака, с которой начинается угнетение большинства видов рыб составляет 0,05 мг/л. Исходя из этого, в типичном УЗВ-осетровнике при температуре 200 С и рН = 7,5 доля свободного аммиака от общего составит 1,2%, т.е. 0,012. Отсюда максимальная общая концентрация аммония может составлять 0,05/0,012 = 4 мг/л. Очевидно, что при большем рН или более высокой температуре меньше, да и держать постоянно вблизи критических значений нельзя, поэтому в УЗВ-осетровнике обычная концентрация общего аммония поддерживается в пределах 1 – 2 мг/л.

В морской воде при рН = 8,2 и той же температуре доля свободного аммиака составит примерно 5,8% или 0,058. В этих условиях максимальная концентрация аммония может составить  0,05/0,058 = 0,86 мг/л. Именно этот факт является причиной того, что биофильтры, созданные для работы на морской воде, всегда работают на пресной, тогда как биофильтры, созданные для работы на пресной воде, не обязательно смогут работать на морской. 

5. Нитраты и нитриты.

Считается, что нитраты NO3- для рыбы нетоксичны и она может выдерживать до1000 мг/л. Также считается, что нитраты не проникают в ткани рыбы и рыба, выращенная при высоких концентрациях нитратов не накапливает их в своих тканях. В типичных УЗВ такая концентрация нитрата обычно не достигается. В первую очередь за счёт их вымывания из системы, но в некоторых случаях значительное поглощение нитратов может происходить и на биофильтре (при определенной конструкции и режиме работы биофильтра) несмотря на высокое содержание кислорода там в воде. Тем не менее, в случае, если необходимо свети к минимум  (почти к нулю) водопотребление, необходимо предусматривать денитрификацию.

В отличие от нитратов, нитриты NO2- сильно токсичны для рыб. Часто нитриты называют «ядом крови», потому что они взаимодействуя с гемоглобином крови нарушают перенос кислорода к тканям. Признак длительного воздействия повышенных концентраций нитритов на рыб – изменения цвета жабр с ярко красных но почти коричневые. Предельно допустимой концентрацией нитритов считается 0,25 мг/л.

В УЗВ небольшие концентрации нитрита всегда присутствуют, это связано с двухступенчатым механизмом работы нитрифицирующей микрофлоры. При запуске биофильтров, как правило, на какой-то стадии случается «всплеск» нитритов. Это связано с тем что химическая реакция окисления  аммония в нитрит имеет значительно больший энергетический выход, чем химическая реакция окисления нитрита в нитрат, поэтому микрофлора, осуществляющая первую стадию нитрификации растёт намного быстрее.  В какой-то момент складывается ситуация, когда микрофлора, производящая нитриты уже выросла, а микрофлора, преобразующая нитрит в нитрат ещё нет. Бороться с первоначальным всплеском можно тем, чтобы нагрузка на биофильтр росла медленно, желательно, вместе с рыбой.

Нитриты легко окисляются в нитраты озоном, по этой причине озонирование является надёжным методом снижения концентрации нитритов.

5. БПК и органические загрязнения.

БПК – биологическое потребление кислорода. Обычно применяется показатель БПК5 – биологическое потребление кислорода за 5 суток. Этот показатель показывает, сколько кислорода нужно для биологического окисления органических загрязнений воды. Т.о. БПК показывает не просто сколько органических загрязнений содержится в воде, но и насколько они легко биохимически разрушаемы.  Само по себе БПК воды никак не влияет на рыбоводство, за исключением того что может потребоваться несколько больше кислорода, так как некоторая (незначительная) его часть может пойти на окисление загрязнений, а не только на  дыхание рыб.

Некоторые органические загрязнения могут быть токсичными для рыб. Это в основном те, которые образуются при анаэробном (в отсутствии кислорода) разложении органических веществ и осадков. Такие процессы могут происходить как в биофильтре так и в самих рыбоводных бассейнах, если их конструкция не обеспечивает вымывание осадков и/или если проток воды через них слишком низкая.

7. Железо и тяжёлые металлы.

Железо, содержащее в артезианской воде, иногда не позволяет использовать её для рыбоводных целей.  Для подпитки УЗВ с незначительной подменой воды достаточно чтобы концентрация общего железа не превышала 2-3 мг/л. Для выращивания форели требования более жёсткие: железа не должно быть более 0,5 мг/л. Для приготовления морской воды железа вообще не должно быть более 0,1 мг/л. Особенно вредно оказывается для рыбоводства закисное железо, которое при контакте с растворённым в воде кислородом быстро превращается в окисное, которое начинает медленно коагулировать и выпадать в осадок, забивая рыбе, особенно мальку, жабры и затрудняя газообменные процессы.  Помимо железа в природных водах иногда встречается марганец. В общем случае он ведёт себя подобно железу, т.е. также выпадает в осадок в нейтральной среде при контакте с растворённым в воде кислородом. Но к концентрации марганца требования жестче чем к железу, вода для рыбоводства не должна содержать его выше 0,3 мг/л. 

Наличие в воде других металлов, таких как медь, хром, никель и т.п.не допускается, потому что такие металлы могут накапливаться в тканях тела рыбы и делать её фактически несъедобной. Такие металлы редко встречаются в природных водах, если они присутствуют, то чаще всего они вызваны антропогенным загрязнением воды.

Нитрифицирующие бактерии в биофильтре

Нитрифицирующие бактерии

В 1870 году Шлезинг и Мюнц (Schloesing, Muntz) доказали, что нитрификация имеет биологическую природу. Для этого они добавляли к сточным водам хлороформ. В результате окисление аммиака прекращалось. Однако специфические микроорганизмы, вызывающие этот процесс, были выделены лишь Виноградским. Им же было показано, что хемоавтотрофные нитрификаторы могут быть подразделены на бактерий, осуществляющих первую фазу этого процесса, а именно окисление аммония до азотистой кислоты (NH4+ —> NO2-), и бактерий второй фазы нитрификации, переводящих азотистую кислоту в азотную (NO2- —> NO3-). И те и другие микроорганизмы являются грамотрицательными. Их относят к семейству Nitrobacteriaceae.

Бактерии первой фазы нитрификации представлены четырьмя родами: Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosolobus и Nitrosospira. Из них наиболее изучен вид Nitrosomonas euroраеа, хотя получение чистых культур этих микроорганизмов, как и других нитрифицирующих хемоавтотрофов, до сих пор остается достаточно сложным. Клетки  N.europaea обычно овальные (0,6-1,0 ? 0,9-2,0 мкм, размножаются бинарным делением. В процессе развития культур в жидкой среде наблюдаются подвижные формы, имеющие один или несколько жгутиков, и неподвижные зооглеи.

У Nitrosocystis oceanus клетки округлые, диаметром 1,8-2,2 мкм, но бывают и крупнее (до 10 мкм). Способны к движению благодаря наличию одного жгутика или пучка жгутиков. Образуют зооглеи и цисты.

Размеры Nitrosolobus multiformis составляют 1,0-1,5 ? 1,0-2,5 мкм. Форма этих бактерий не совсем правильная, так как клетки разделены на отсеки, дольки (-lobus, отсюда и название Nitrosolobus), которые образуются в результате разрастания внутрь цитоплазматической мембраны.

У Nitrosospira briensis клетки палочковидные и извитые (0,8-1,0 ? 1,5-2,5 мкм, имеют от одного до шести жгутиков.

Среди бактерий второй фазы нитрификации различают три рода: Nitrobacter, Nitrospina и Nitrococcus.

Большая часть исследований проведена с разными штаммами Nitrobacter, многие из которых могут быть отнесены к Nitrobacter winogradskyi, хотя описаны и другие виды. Бактерии имеют преимущественно грушевидную форму клеток. Как показано Г. А. Заварзиным, размножение Nitrobacter происходит путем почкования, причем дочерняя клетка бывает обычно подвижна, так как снабжена одним латерально расположенным жгутиком. Отмечают также сходство Nitrobacter с почкующимися бактериями рода Hyphomicrobium по составу жирных кислот, входящих в липиды.

Данные относительно таких нитрифицирующих бактерий, как Nitrospina gracilis и Nitrococcus mobilis, пока весьма ограниченны. По имеющимся описаниям, клетки N. gracilis палочковидные (0,3-0,4 ? 2,7-6,5 мкм, но обнаружены и сферические формы. Бактерии неподвижны. Напротив, N. mobilis обладает подвижностью. Клетки его округлые, диаметром около 1,5 мкм, с одним-двумя жгутиками.

По строению клеток исследованные нитрифицирующие бактерии похожи, на другие грамотрицательные микроорганизмы. У некоторых видов обнаружены развитые системы внутренних мембран, которые образуют стопку в центре клетки (Nitrosocystis oceanus), или располагаются по периферии параллельно цитоплазматической мембране (Nitrosomonas europaea), или образуют чашеподобную структуру из нескольких слоев (Nitrobacter winogradskyi). Видимо, с этими образованиями связаны ферменты, участвующие в окислении нитрификаторами специфических субстратов.

Нитрифицирующие бактерии растут на простых минеральных средах, содержащих окисляемый субстрат в виде аммония или нитритов и углекислоту. Источником азота в конструктивных процессах могут быть, кроме аммония, гидроксиламин и нитриты.

Показано также, что Nitrobacter и Nitrosomonas europaea восстанавливают нитриты с образованием аммония.

Такой микроорганизм, как Nitrosocystis oceanus, выделенный из Атлантического океана, относится к облигатным галофилам и растет на среде, содержащей морскую воду. Область значений рН, при которой наблюдается рост разных видов и штаммов нитрифицирующих бактерий, приходится на 6,0-8,6, а оптимальное значение рН чаще всего 7,0-7,5. Среди Nitrosomonas europaea известны штаммы, имеющие температурный оптимум при 26 или около 40° C, и штаммы, довольно быстро растущие при 4° C.

Все известные нитрифицирующие бактерии являются облигатными аэробами. Кислород необходим им как для окисления аммония в азотистую кислоту:

NH4+ + 3/2O2 —> NO2- + H2O + 2H+, ?F = -27,6?104 дж,

так и для окисления азотистой кислоты в азотную:

NO2- + 1/2O2 —> NO3-, ?F = -7,6?104 дж

Но весь процесс превращения аммония в нитраты происходит в несколько этапов с образованием соединений, где азот имеет разную степень окисленности.

Первым продуктом окисления аммония является гидроксиламин, который, возможно, образуется в результате непосредственного включения в NH+4 молекулярного кислорода:

NH4+ + 1/2O2 —> NH2OH + H+, ?F = +15,9?103 дж.

Однако окончательно механизм окисления аммония до гидроксиламина не выяснен. Превращение гидроксиламина в нитрит:

NH2OH + O2 —> NO2- + H2O + H+, ?F = -28,9?104 дж,

как предполагают, идет через образование гипонитрита NOH, а также окись азота (NO). Что касается закиси азота (N2O), обнаруживаемой при окислении Nitrosomonas europaea аммония и гидроксиламина, то большинство исследователей считает ее побочным продуктом, образующимся в основном в результате восстановления нитрита.

Пути окисления аммония и нитрита нитрифицирующими бактериями
Рис. 1. Пути окисления аммония и нитрита нитрифицирующими бактериями.

Исследование окисления Nitrobacter нитрита с использованием в опытах тяжелого изотопа кислорода (18O) показало, что образующиеся нитраты содержат значительно больше 18O, когда меченой является вода, а не молекулярный кислород. Поэтому предполагают, что сначала происходит образование комплекса NO2-H2O, который далее окисляется до NO3-. При этом происходит передача электронов через промежуточные акцепторы на кислород. Весь процесс нитрификации можно представить в виде следующей схемы (рис. 1), отдельные этапы которой требуют, однако, уточнения.

Кроме первой реакции, а именно образования из аммония гидроксиламина, последующие стадии обеспечивают организмы энергией в виде аденозинтрифосфата (АТФ). Синтез АТФ сопряжен с функционированием окислительно-восстановительных систем, передающих электроны на кислород, подобно тому как это имеет место у гетеротрофных аэробных организмов. Но поскольку окисляемые нитрификаторами субстраты имеют высокие окислительно-восстановительные потенциалы, они не могут взаимодействовать с никотинамидадениндинуклеотидами (НАД или НАДФ, Е01= -0,320 В), как это бывает при окислении большинства органических соединений. Так, передача электронов в дыхательную цепь от гидроксиламина, видимо, происходит на уровне флавина:

NH2OH —> флавопротеид —> цит. b (убихинон?) —> цит. c —> цит. a —> O2

Когда окисляется нитрит, то включение его электронов в цепь, вероятно, идет на уровне либо цитохрома типа с, либо цитохрома типа a. В связи с этой особенностью большое значение у нитрифицирующих бактерий имеет так называемый обратный, или обращенный, транспорт электронов, идущий с затратой энергии части АТФ или трансмембранного потенциала, образуемых при передаче электронов на кислород (рис. 2).

Цепь переноса электрона при окислении нитрита у Nitrobacter winogradskyi
Рис 2. Цепь переноса электрона при окислении нитрита у Nitrobacter winogradskyi.

Таким образом происходит обеспечение хемоавтотрофных нитрифицирующих бактерий не только АТФ, но и НАДН, необходимых для усвоения углекислоты и для других конструктивных процессов.

Согласно расчетам эффективность использования свободной энергии Nitrobacter может составлять 6,0-50,0%, a Nitrosomonas — и больше.

Ассимиляция углекислоты происходит в основном в результате функционирования пентозофосфатного восстановительного цикла углерода, иначе называемого циклом Кальвина. Итог его выражают следующим уравнением:

6CO2 + 18АТФ + 12НАДH + 12Н+ —> 6[CH2O] + 18АДФ + 18ФH + 12НАД + 6H2O,

где [CH2O] означает образующиеся органические вещества, имеющие уровень восстановленности углеродов. Однако в действительности в результате ассимиляции углекислоты через цикл Кальвина и другие реакции, прежде всего путем карбоксилирования фосфоенолпирувата, образуются не только углеводы, но и все другие компоненты клеток — белки, нуклеиновые кислоты, липиды и т. д. Показано также, что Nitrococcus mobilis и Nitrobacter winogradskyi могут образовывать в качестве запасных продуктов поли-?-оксибутират и гликогеноподобный полисахарид. Такое же соединение обнаружено в клетках Nitrosolobus multiformis. Кроме углеродсодержащих запасных веществ, нитрифицирующие бактерии способны накапливать полифосфаты, входящие в состав метахроматиновых гранул.

Еще в первых работах с нитрификатором Виноградский отметил, что для их роста неблагоприятно присутствие в среде органических веществ, таких, как пептон, глюкоза, мочевина, глицерин и др. Отрицательное действие органических веществ на хемоавтотрофные нитрифицирующие бактерии неоднократно отмечалось и в дальнейшем. Сложилось даже мнение, что эти микроорганизмы вообще не способны использовать экзогенные органические соединения. Поэтому их стали называть «облигатными автотрофами». Однако в последнее время показано, что использовать некоторые органические соединения эти бактерии способны, но возможности их ограничены. Так, отмечено стимулирующее действие на рост Nitrobacter в присутствии нитрита дрожжевого автолизата, пиридоксина, глутамата и серина, если они в низкой концентрации вносятся в среду. Показано также включение в белки и другие компоненты клеток Nitrobacter 14C из пирувата, ?-кетоглутарата, глутамата и аспартата. Известно, кроме того, что Nitrobacter медленно, но окисляет формиат. Включение 14C из ацетата, пирувата, сукцината и некоторых аминокислот, преимущественно в белковую фракцию, обнаружено при добавлении этих субстратов к суспензиям клеток Nitrosomonas europaea. Ограниченная ассимиляция глюкозы, пирувата, глутамата и аланина установлена для Nitrosocystis oceanus. Есть данные об использовании 14C-ацетата Nitrosolobus multiformis.

Недавно установлено также, что некоторые штаммы Nitrobacter растут на среде с ацетатом и дрожжевым автолизатом не только в присутствии, но и в отсутствие нитрита, хотя и медленно. При наличии нитрита окисление ацетата подавляется, но включение его углерода в разные аминокислоты, белок и другие компоненты клеток увеличивается. Имеются, наконец, данные, что возможен рост Nitrosomonas и Nitrobacter на среде с глюкозой в диализируемых условиях, которые обеспечивают удаление продуктов ее метаболизма, оказывающих ингибиторное действие на данные микроорганизмы. На основании этого делается вывод о способности нитрифицирующих бактерий переключаться на гетеротрофный образ жизни. Однако для окончательных выводов необходимо большее число экспериментов. Важно прежде всего выяснить, как долго нитрифицирующие бактерии могут расти в гетеротрофных условиях при отсутствии специфических окисляемых субстратов.

Хемоавтотрофные нитрифицирующие бактерии имеют широкое распространение в природе и встречаются как в почве, так и в разных водоемах. Осуществляемые ими процессы могут происходить весьма в крупных масштабах и имеют существенное значение в круговороте азота в природе. Раньше считали, что деятельность нитрификаторов всегда способствует плодородию почвы, поскольку они переводят аммоний в нитраты, которые легко усваиваются растениями, а также повышают растворимость некоторых минералов. Сейчас, однако, взгляды на значение нитрификации несколько изменились. Во-первых, показано, что растения усваивают аммонийный азот и ионы аммония лучше удерживаются в почве, чем нитраты. Во-вторых, образование нитратов иногда приводит к нежелательному подкислению среды. В-третьих, нитраты могут восстанавливаться в результате денитрификации до N2, что приводит к обеднению почвы азотом.

Следует также отметить, что наряду с нитрифицирующими хемоавтотрофными бактериями известны гетеротрофные микроорганизмы, способные вести близкие процессы. К гетеротрофным нитрификаторам относятся некоторые грибы из рода Fusarium и бактерии таких родов, как Alcaligenes, Corynebacterium, Achromobacter, Pseudomonas, Arthrobacter, Nocardia.

Показано, что Arthrobacter sp. окисляет в присутствии органических субстратов аммоний с образованием гидроксиламина и далее нитритов и нитратов. Кроме того, может образовываться гидроксамовая кислота. У ряда бактерий выявлена способность осуществлять нитрификацию органических азотсодержащих соединений: амидов, аминов, оксимов, гидроксаматов, нитросоединений и др. Пути их превращения представляют следующим образом:

R—NH2 —> R—NHOH —> R—[NO] —> R—NO2 —> NO3-, NO2-

Размеры гетеротрофной нитрификации в некоторых случаях бывают довольно большие. Кроме того, при этом образуются некоторые продукты, обладающие токсичным, канцерогенным, мутагенным действием и соединения с химиотерапевтическим эффектом. Поэтому исследованию данного процесса и выяснению его значения для гетеротрофных микроорганизмов сейчас уделяют значительное внимание.



*Жизнь растений в шести томах Жизнь растений. - М.: Просвещение, 1980 гл.редактор академик А.Л.Тахтаджян

Установки замкнутого водоснабжения для выращивания рыбы (УЗВ)

Установки замкнутого водоснабжения для выращивания рыбы (УЗВ)

   Выращивание гидробионтов в установках замкнутого водоснабжения (УЗВ) является технологией для выращивания рыб или других водных организмов с повторным использованием воды для нужд производства. Данная технология основывается на использовании биологических и механических фильтров и, в сущности, может использоваться для выращивания любых объектов аквакультуры: рыб, моллюсков, креветок, раков, лангустов и т.д
   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.
    
    Традиционные методы выращивания гидробионтов зависят от множества факторов, таких как: температура воды в реке или море, погодные условия, чистота воды, уровня кислорода и т.д. В УЗВ эти факторы исключаются полностью или частично в зависимости от конструкции и скорости рециркуляции воды. Рециркуляция позволяет полностью контролировать все необходимые нормы воды. Слежение за такими параметрами как: концентрация растворенного кислорода, прозрачность воды, температура воды и даже освещенность происходит с помощью автоматических датчиков что гарантирует меньший стресс для рыбы и лучшие темпы роста. Что дает возможность прогнозировать к какому моменту рыба достигнет товарной массы. Также к плюсам УЗВ стоит отнести изолированность от внешних возбудителей различных заболеваний и возможность постоянно проводить профилактические мероприятия.
 
 Принцип действия УЗВ. УЗВ — это установка замкнутого водоснабжения для выращивания рыбы. Аквакультура находятся в бассейнах с высокой плотностью посадки. Подпитка в сутки свежей водой составляет не менее 5% от объема воды в установке. Это достигается путем применения системы механических и биологических фильтров для очистки отработанной воды для ее дальнейшего использования. Вся установка делается компактной и поэтому ее можно разместить в отапливаемом помещении, что делает УЗВ независимой от внешних условий среды. Рециркуляция воды обеспечивает более высокое и стабильное производство продукции аквакультуры с меньшим риском возникновения болезней, а также лучшие возможности для контроля параметров, влияющих на рост, в инкубационных цехах. Технология рециркуляции воды также подразумевает, что более нет необходимости в размещении рыбоводных заводов в нетронутых районах возле рек. Теперь они могут строиться почти в любом месте, где имеется – намного меньший, чем прежде – источник чистой, не содержащей патогенов воды.
    Для того чтобы удалить отходы жизнедеятельности гидробионтов из воды, ее необходимо постоянно очищать. Для этого вода из бассейнов по каналу подается на механическую фильтрацию, где из нее изымаются органические взвеси. Следующим этапом вода поступает в биологический фильтр, где вредные для рыбы органические соединения преобразуются в нетоксичные продукты. Потом вода обеззараживается, обогащается кислородом и опять подается в бассейны. Это основной принцип работы УЗВ.
    Рециркуляция в системе УЗВ может происходить с разной интенсивностью. Для правильно сконструированной установки, находящейся в обособленном, отапливаемом помещении достаточно 200 литров свежей воды на килограмм выращенной рыбы. Для переоборудованных в узв традиционных хозяйств под открытым небом будет достаточно 3 м3 воды на килограмм. А обычные проточные системы используют порядка 30 м3 воды на килограмм произведенной рыбы. С экономической точки зрения меньшее количество потребляемой воды бесспорно выгодней. Также легче происходит процесс очистки отработанной воды, потому что ее объем в разы меньше. Узв можно считать самой экологической технологией среди остальных.
    Круглогодичное выращивание гидробионтов в закрытых аквакультурных фермах исключает режимы зимовки, тем самым интенсифицируется процесс роста. Чем качественней технология, тем тем лучше среда обитания и, как следствие, выше темпы роста рыбы. Кроме того, качественно очищенная воды позволяет повысить плотности посадки рыбы и более эффективно использовать производственные площади.

Преимущества технологии Установок Замкнутого Водоснабжения (УЗВ):

•    выращивание различных видов рыб вне зависимости от природных условий;
•   полная управляемость режимами выращивания рыбы: температурным, гидрохимическим (кислородным, pH), кормовым; ускоренные темпы роста рыб и повышение эффективности выращивания;
•   экономия в расходовании воды;
•  рациональное использование водных, земельных и людских ресурсов;
•  упрощение утилизации продуктов жизнедеятельности рыб;
•  проведение комплекса мероприятий по лечению и изоляции зараженных особей значительно легче, чем в открытых водоемах.

     С чего начать производство рыбы на собственной ферме?  Начинать, конечно, следует с анализа воды (в скважине, в водопроводе или в реке) в том месте, где будет расположена УЗВ. Следующим шагом необходимо определиться с желаемым количеством выращиваемой рыбы, от этого будет зависеть габариты устройства УЗВ и его возможности. Также от количества производимой в одной УЗВ рыбы зависит рентабельновсть Вашего бизнеса и его окупаемость.

Про водообмен в УЗВ

Водообмен - совокупность физических процессов, приводящих к смене воды в водном объекте , замещению одних водных масс, находящихся в нем, другими водными массами (с иными свойствами), поступающими в него из сопредельных объектов.

Водообменом в установках замкнутого цикла (далее УЗВ) принято считать скорость прохождения полного цикла воды в системе жизнеобеспечения обитателей системы, т.е. за какой промежуток времени насос (помпа) произведет полную откачку воды из области содержания гидробионтов через систему фильтрации. То есть если суммарное количество воды в системе составляет 2000 литров (включая трубопроводы, систему фильтрации и непосредственно емкость содержания) а производительность насоса составляет 4000 литров в час, то принято принимать скорость такого водообмена равную двукратному обмену воды в час.
Скорость водообмена в УЗВ при расчетах стараются обеспечить в диапазоне от 1 до 4, связано это с гидрохимией воды и экономическими показателями. При скорости водообмена менее единицы, вредные элементы (аммоний, нитраты, нитриты и др.) имеют высокую скорость накопления в системе, что вызывает гибель обитателей УЗВ, при высоких значения величины водообмена в системе замкнутого цикла вода циркулирует в системе вызывая только негативные явления: течение, повышенный удельный расход электроэнергии и перемешивание взвешенных частиц. Расход электроэнергии и перемешивание взвешенных частиц не выпадающих в осадок сказываются на себестоимости продукции. Поэтому при проектировании и эксплуатации УЗВ стоит придерживаться правила разумной экономии.
Рассмотрим негативные явления, связанные с высоким течением воды в емкостях с гидробионтами. Высокая скорость протекания жидкости негативно отражается как в аквариуме с рыбками так, например и с крабами или лангустами в промышленных УЗВ. Повышенный поток заставляет обитателей сопротивляться потоку жидкости, а как следствие биохимические реакции в тканях ускоряются, что приводит к повышенному расходу энергии. При недостатке белкового корма происходит истощение и как следствие гибель обитателей. В системах промышленной передержки в течении длительного времени происходит уменьшение веса, но наиболее негативный фактор связан с ослабленностью гидробионтов, что приводит к сокращению времени выживания в неестественной для них среде.
Высокая величина водообмена в системе фильтрации также оказывает негативное влияние на протекание процессов очистки:  в механическом фильтре высокая скорость протекания жидкости снижает эффективность за счет турбулентности потока, взвешенные частицы перемешиваются и требуется фильтр механической очистки с меньшим по диаметру проходным сечением. В химическом фильтре сокращается время контакта очищающего субстрата с нежелательными элементами, в биологическом фильтре скорость потока жидкости наиболее важная величина она составляет 4 литра в секунду на 1 квадратный метр поверхности субстрата очистки. Выведенная в 1966 году японским исследователем К. Хироямой для гравийных аквариумных фильтров в которой в левой части неравенства окислительная способность фильтра (ОСФ) определяется мг  О2/мин;  в правой части выражается нагрузка на фильтр со стороны водных организмов,  мг О2/мин.  

Формула (К.Хироямы)  расчета мощности биологического фильтра

      где:  
Wi- площадь поверхности фильтра, м3;
Vi - скорость тока воды через фильтр, см/мин;
Gi - коэффициент размера гравия;
Di - толщина слоя гравия, см;
р - количество фильтров, обслуживающих аквариум;
В i - масса отдельного животного, г;
Fi - средняя масса пищи, потребляемая ежедневно одним животным, г;
g - число животных в аквариуме.
Gi - коэффициент размера гравия - определяется по формуле:

Формула расчета коэффициента гравия

где:
Rk - средний размер каждой фракции гравия, мм;
Хk - процентное соотношение массы каждой фракции.

При высоких скоростях омывания поверхности субстрата поток воды не позволяет закрепиться колонии бактерий, как следствие скудная колония бактерий на достаточно большой площади поверхности.
Низкая скорость водообмена еще более негативно сказывается на протекании жизнеобеспечивающих процессов: отсутствие движения потока непосредственно в области обитания гидробионтов приводит к образованию застойных зон, в которых накапливаются вредные элементы, в таких участках отсутствует растворенный кислород и концентрация аммония нитратов и нитритов превышает допустимую концентрацию,  невысокая скорость омывания поверхности субстрата приводит отсутствию питания для аэробных бактерий и как следствие минимальная популяция, снижение растворенного в воде кислорода, одновременно при дыхании рыб в воде растет содержание диоксида углерода, изменяя при этом водородный показатель (рН) воды в сторону кислотности.
В промышленных установках замкнутого водоснабжения для разведения рыб показатель водообмена рассчитывается индивидуально на основании заданных условий. Основная цель водообмена поддержание концентрации веществ, влияющих на жизнедеятельность рыбы,  в заданном диапазоне значений. Во время расчета УЗВ определяют предельные допустимые концентрации кислорода, аммонийного азота, углекислого газа, нитратов и нитритов, а также взвешенных веществ и оценивают рабочие параметры системы подготовки воды. Затем для всех предельных допустимых концентраций отдельно рассчитывают значение водообмена, которое позволит поддерживать предельную концентрацию. В итоге расчета выбирают предельно допустимое значение, относительно которого будут рассчитываться остальные параметры. Водообмен рассчитывают для каждого отдельного вещества на основании уравнения баланса масс, смысл которого сводится к равенству покидающих  бассейны веществ и сумму поступивших, произведенных и потребленных веществ за единицу времени. Расчет по кислороду при заданной минимальной концентрации  и подготовке воды в оксигенаторе  при содержании рыбы c выбранным максимальным удельным потреблением (для каждого вида рыб выбирается по справочнику) с использованием уравнения баланса масс будет выглядеть в формульном представлении следующим образом:

 О2’ * V – N * NO2   = О2 * V

где:
О2 – минимальная концентрация кислорода в воде, мг/л;
О2’ – концентрация кислорода в блоке водоподготовки (оксигенаторе) мг/л;
N – масса рыбы в системе жизнеобеспечения кг;
NО2 – максимальное удельное потребление кислорода г/час;
V – скорость водообмена л/час;


Выбирая по справочнику предельные концентрации по аммонийному азоту, определяем выбранные значения. Исходя из расчетов поверхности биофильтра, принимаем  значение эффективности работы  блока биологической очистки. Подставим данные в уравнения баланса масс которое примет вид:

NNOx” * V + NNOx‘ * N = NNOx * V

где:
NNOx – предельно-допустимая концентрация аммонийного азота в воде, мг/л;
NNOx’ – предельное значение выделение аммонийного азота рыбой г/ч;
N – масса рыбы в системе жизнеобеспечения кг;
V – скорость водообмена л/час;


NNOx”= W” * NNOx

где:
W” – эффективность работы биологического фильтра;
NNOx – предельно-допустимая концентрация аммонийного азота в воде, мг/л;
NNOx” – значение концентрации аммония в системе после биологического фильтра  г/час;


Проведя расчет по всем основным показателям выбираем определяющий минимальный расход воды в системе оборотного водоснабжения и проводим пересчет других показателей приводя к полученному значению минимального расхода воды.

Тепловые насосы. Практический опыт внедрения и проблемы рынка

Исходя из опыта работы в условиях средней полосы, можно с уверенностью утверждать, что самым надёжным источником теплоснабжения являются грунтовые тепловые насосы.

Рыба может продлевать или укорачивать жизнь

Рыба может продлевать или укорачивать жизнь

рыба

Невероятно, но факт: такой продукт действительно существует. Международная группа исследователей из Китая и США пришла к заключению о том, что значительно уменьшить риск ранней смерти помогает употребление рыбы, об этом пишет Journal of Internal Medicine.

16 лет ученые отслеживали все изменения в состоянии здоровья 240 тысяч человек. Они установили: среди наиболее часто употреблявших рыбу людей риск ранней смерти был понижен: у мужчин - на 9 процентов, у женщин на 8 процентов.

Также исследователями было обнаружено, что регулярное присутствие рыбы в рационе имело дополнительные последствия для здоровья с «гендерными» нюансами. Например, мужчинам употребление рыбы обеспечивало эффективную защиту от респираторных заболеваний и хронических нарушений в печени. Женщин рыба особенно хорошо защищала от развития болезни Альцгеймера.

По версии ученых, защите от ранней смерти способствуют омега-3-полиненасыщенные жирные кислоты, которые содержатся в рыбе.

Отдельно специалисты отметили, что рыбу лучше употреблять не в жареном виде. Мужчинам жареная рыба не приносит никакой пользы, а среди женщин, предпочитавших именно такой способ приготовления рыбы, риск ранней кончины и вовсе возрастает, показала их работа.

Тазовский и обской муксун – генетически идентичны

По заказу правительства ЯНАО проведено масштабное исследование популяции муксуна

По итогам масштабной научно-исследовательской работы по определению генетических маркеров муксуна на всем ареале его обитания, проведенной по заказу правительства Ямала совместно с Российским центром освоения Арктики, специалисты Института экологии растений и животных УрО РАН пришли к выводу, что тазовский и обской муксун – генетически идентичны. Суть исследования заключалась в том, чтобы получить генетический материал от всех популяций муксуна, обитающих в крупнейших реках Западной и Восточной Сибири. На основании материала, полученного от 11 популяций, была составлена их генетическая карта. В том числе исследовалось маточное стадо муксуна, выращенное на Собском рыбоводном заводе.

4O7A2907.jpg
«Генетический анализ муксуна из искусственных популяций Собского рыбоводного завода показал, что он не отличается по генетическим маркерам от природных популяций, а наиболее близки к популяциям рек Западной Сибири, и могут быть использованы в качестве донорских в ходе проведения мероприятий по восстановлению численности популяций Оби и Таза. При этом выявлены видовые различия с популяциями муксуна, обитающего в реках других регионов Западной и Восточной Сибири, включая Енисей», - отмечает в заключении к работе руководитель исследований, член-корреспондент РАН Владимир Богданов.
Результаты научной работы лягут в основу выстраивания дальнейшей стратегии искусственного воспроизводства муксуна на территории округа. С 2016 года объемы выпусков муксуна в реки Обского бассейна увеличились в пять раз – с 2,5 млн особей в 2016 году до почти 13 млн штук в 2020 году. И теперь специалисты получили научное подтверждение того, что молодью муксуна, выращенной на Собском рыбоводном заводе, можно восстанавливать запасы тазовской популяции.
Работа является одним из элементов большой группы научных исследований, которые планируются и уже проводятся на территории Ямала. «Исследования связаны с изучением состояния рыбных запасов, с состоянием кормовой базы, пригодной в первую очередь для ценных видов рыб, с состоянием естественного воспроизводства популяций. Эти работы позволяют нам планировать восстановление запасов, в первую очередь, муксуна и поддержание запасов чира и принимать технологические решения, которые позволили бы сделать этот процесс наиболее эффективным», - прокомментировал первый заместитель директора департамента АПК ЯНАО Андрей Рубашин.
Кроме того, результаты научной работы могут использоваться и при осуществлении контроля за незаконной добычей и оборотом муксуна. Материалы, полученные учеными, позволят отличить особь, обитающую на территории Ямала, от выловленной в другом регионе, например, в Красноярском крае.
Муксун – эндемик сибирских водоемов, он населяет все крупные реки Сибири от Кары на западе до Колымы на востоке. Предпочитает холодный климат и, соответственно, холодную чистую воду. Именно поэтому в основном он селится в тех реках, которые впадают непосредственно в Северный Ледовитый океан.

Новые кислородные конусы 40м3/час

Цена= 30тыс руб. В комплекте с насосом и ротаметром =50тыс руб

Предлагается участок 29Га в Каширском районе МО под инвестиционный проект

Предлагается участок 29Га в Каширском районе МО. пос Кокино для приобретения или совместного использования под фермерство

Земля сельскохозяйственного назначения. СХ-3. Идеально подходит для рыборазведения в УЗВ. Электричество по границе, газ недалеко.

Овраг по границе участка

Отдадим в хорошие руки

Чёрный рынок чёрной икры. Откуда на самом деле в России деликатесы

Чёрный рынок чёрной икры. Откуда на самом деле в России деликатесы

Чёрная икра в Астрахани ещё 30 лет назад добывалась тоннами, стоила для потребителей копейки, а во всём мире была брендом. Но сейчас за 50 граммов чёрной икры нужно заплатить несколько тысяч рублей. Вкус, скорее всего, не восхитит. Да и за качество отвечают уже не российские предприниматели, хотя бренд нам продают как "отечественное производство высшего качества".

Почему икры так мало

Плюс 42 градуса в тени. Страшное пекло. Летом в Астрахани практически нет туристов, местные жители не вылезают из-под кондиционеров, которые здесь называются сплитками. Рыбаки приезжают в Астрахань весной и осенью, именно в эти периоды можно поймать хорошую рыбу. Тогда же здесь процветает торговля фирменными сувенирами: сушёная рыба и чёрная икра.

Но если рыба действительно поймана астраханцами, то происхождение чёрной икры — под большим вопросом.

В 80-е годы мы вылавливали по 37 тонн рыбы в день. Икры добывали около шести тонн ежедневно. Бывало такое, что не успевали обрабатывать на приёмке всё, что приходило от рыбаков, по две-три тонны списывали,—рассказал Лайфу опытный рыбак Юрий. Сейчас он работает на ферме по производству чёрной икры "А-Икра".

Фото © ТАСС / Кошкинцев Геннадий, Медведев Владимир


Промышленная добыча рыбы никак не восполнялась: осетра, севрюгу, белугу из Волги и Каспийского бассейна вылавливали, а мальков не запускали. В 90-е выросло число браконьеров. Правда, как признаются местные рыбаки, за незаконную ловлю рыбы и добычу икры в Астрахани сажали в тюрьму на семь-восемь лет. Была даже такая поговорка: все любители икорки отдыхают на семёрке. Семёркой называлась колония № 7.

Спустя ещё несколько лет начались экологические проблемы: сброс грязных вод, строительство дамб, бурение нефтяных скважин в Каспии. Осётр — донная рыба, он питается всем, что попадается на дне. Но вся грязь, которая стекает в Волгу и Каспий, оказывается в иле. Рыба начинает болеть.

После очередных выбросов из Волгограда осетры 400 километров вниз по Волге шли кверху брюхом. Страшно смотреть было, — рассказывает Юрий.

По словам заместителя руководителя Федерального агентства по рыболовству Василия Соколова, сейчас ежегодно в Волгу отправляют миллионы мальков осетровых. Причём Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО) и Росрыболовство знают "биографию" каждой рыбы. Если выловить осетра в Волге, то по ДНК специалисты скажут, из какого рыбоводного хозяйства эта особь, кто его "мама" и "папа".

Постепенно мы идём к улучшению ситуации, но работы предстоит очень много. Ведь для того, чтобы осётр занерестился, нужно от шести лет. Китайские производители умудряются добиться нереста минимум в два раза быстрее,—говорит Василий Соколов.

При чём здесь Китай?

Чёрная икра — продукт дорогой и в производстве (шесть лет содержать и кормить рыбу до первого нереста всё-таки не так просто), и для потребителей, поэтому его нельзя называть товаром первой необходимости. Но спрос есть. По разным оценкам, объём производства чёрной икры в России — около 50–60 тонн в год. На экспорт, как отмечают в Росрыболовстве, уходит около пяти-шести тонн. Но жители России съедают намного больше икры, чем её продают отечественные производители. Почему? Потому что более 50% рынка, как утверждают в Росрыболовстве, — чёрная икра, привезённая в нашу страну из Китая.

Около 140–150 китайских компаний аттестованы Россельхознадзором на импорт чёрной икры в нашу страну. А российских компаний, которые производят икру на рынок, — не больше 20. При этом китайские предприниматели не допускают наших ветеринаров и экспертов на свои производства, то есть мы не можем достоверно знать, что за икру они нам продают,— отметил президент Союза осетроводов России Александр Новиков.

Китайская икра производится в экологически неблагополучных регионах страны. Кроме того, по словам Новикова, для выращивания рыбы используются практически на 100% генно-модифицированные корма, чтобы и осетровые быстрее росли, и чтобы предприниматели могли сэкономить деньги. Вместо рыбной муки производители Китая покупают мясо-костную муку из скота или перьевую из птицы, добавляют антибиотики, вместо рыбьего жира — рапсовое масло, которое получают из генно-модифицированного рапса, либо использованное растительное масло из ресторанов и столовых, на котором уже жарили еду.

Контроль за импортом икры в России осуществляет Россельхознадзор. По данным ведомства, в настоящее время пять китайских предприятий имеют право на поставки в Российскую Федерацию икры осетровых. Поступающая на территорию Российской Федерации продукция контролируется согласно Плану по мониторингу качества и безопасности пищевой продукции.

В случае первичного выявления несоответствий в продукции импортного производства, поступающей из любой страны, в том числе из Китая, Россельхознадзором в соответствии с решением Совета Евразийской экономической комиссии от 9 октября 2014 г. № 94 "О положении о едином порядке проведения совместных проверок объектов и отбора проб товаров (продукции), подлежащих ветеринарному контролю (надзору)" применяются меры в виде усиленного лабораторного контроля за ввозом таких подконтрольных товаров. Если же нарушение повторное, принимается решение об ограничении на ввоз продукции с соответствующего предприятия, — сообщили Лайфу в пресс-службе Россельхознадзора.

В прошлом году запрещённых и вредных веществ в икре осетровых, ввозимой из КНР в РФ, выявлено не было. В этом году поставки чёрной икры из Китая в Россию не осуществлялись.

Фото © ТАСС / Сергей Виноградов


Но, по словам Александра Новикова, сегодня большая часть данного продукта на наших прилавках имеет китайское происхождение. Российские предприниматели покупают икру в Поднебесной, расфасовывают в фирменные баночки, на которых пишут "Сделано в Астрахани" или "Сделано в России", и продают втридорога. Для сравнения: закупочная цена килограмма чёрной икры из Китая — менее 200 долларов (менее 15 тысяч рублей), в России такой же объём продукта стоит 36–40 тысяч рублей. Предприниматели не хотят заниматься выращиванием, ждать нереста, солить икру. Зачем? Если можно купить уже готовое и разложить в красивые упаковки.

Бизнесмены утверждают, что никак не нарушают закон, ведь в Китае они закупают сырьё, а само производство такого продукта, как солёная чёрная икра, находится в России.

Это враньё. Если икру не просолить сразу, она испортится, пока едет из Китая в Россию. В нашу страну она приезжает уже в готовом виде, — объясняет Александр Новиков. — Отечественные предприниматели фальсифицируют сам продукт и документы на него, выдавая китайскую икру за российскую. Для отвода глаз у них есть небольшие фермы, в которых растут осетры. Но больший объём идёт из Китая.

Фото © ТАСС / Максим Коротченко


В Астрахани, по словам экспертов, из трёх банок чёрной икры в двух будет фальсификат, не имеющий отношения к астраханским производствам. Туристы, местные жители и потребители из других регионов в надежде купить настоящий деликатес, как правило, берут импортный товар неизвестного происхождения.

Василий Соколов отмечает: самое обидное — встретить "Китай" именно в Астрахани, где чёрная икра — бренд региона. При этом, по мнению замруководителя Росрыболовства, китайская икра имеет право на существование, но потребитель должен знать, что именно он покупает и ест. К сожалению, махинации работают — покупатель обманут. Это негативно влияет и на рынок, и на здоровье граждан, и на имидж русской чёрной икры.

Пыль в глаза — икра на продажу

Один из самых крупных производителей чёрной икры в Астрахани — бренд "Астраханские деликатесы" — отказался комментировать присутствие китайской икры на их рынке.

Представитель более молодого бренда — компании "А-Икра" — Ярослав Викторов, директор фирмы, рассказал, что два небольших садка с рыбой есть в Астраханской области, ещё одна ферма — в Иране. Ежегодно, по словам Викторова, компания производит пять-шесть тонн чёрной икры, оборот предприятия в 2019 году — 100 миллионов рублей.

Как тогда выбирать икру, чтобы не встретиться с фальшивкой?

Росрыболовство и "Роскачество" знают надёжных производителей чёрной икры в России. Но опубликовать реестр добросовестных бизнесменов они не могут — это является нарушением антимонопольного законодательства.

Поэтому, чтобы не нарваться на китайский товар, Василий Соколов рекомендует внимательно изучать этикетку.

По техническому регламенту на каждой банке должно быть указано: вид, где произведено, аквакультура. Если этого нет, значит, скорее всего, перед вами фальсификат. Если на банке написано просто "осетровая", это неправильно, это не соответствует правилам, — говорит Соколов.

Выбор чёрной икры Александр Новиков сравнивает с выбором дорогого вина. Ведь, прежде чем покупать, например, коллекционный напиток, вы, скорее всего, поищете о нём информацию, почитаете о производителе и производстве. Так же должно быть и с икрой. Деликатес стоит немало, поэтому покупать его бездумно не следует.


Назад Вперед
Наверх
+7(9   fish-agro@mail.ru
 

Уважаемые посетители!
Мы рады приветствовать Вас на сайте
Fish-Agro -Технологии и оборудование,.
Рыборазведение в УЗВ

Бизнес УЗВ

Рыборазведение в УЗВ

Барабанные фильтры

Рыборазведение в УЗВ

Бассейны

Рыборазведение в УЗВ

Озонаторы

Рыборазведение в УЗВ

Экструдеры, корма

Рыборазведение в УЗВ

Рецепты блюд

Рыборазведение в УЗВ