Меню Рубрики

Установки замкнутого водоснабжения или

Замкнутое водоснабжение

Замкнутый цикл водопользования — это система промышленного водоснабжения и водоотведения, в которой многократное использование воды в одном и том же производственном процессе, осуществляется без сброса сточных и других вод в природные водоемы.

Создание замкнутых систем водоснабжения промышленных предприятий и узлов, а также ТПК необходимо обосновывать экономическими или экологическими расчетами и сравнивать с существующими системами.

Где стоит применить замкнутое водоснабжение

Предназначено замкнутое водоснабжение для того, чтобы значительно уменьшить объем, который подается из источника. Это дает большинство достоинств, потому что вода менее загрязненная. Ведь каждый из нас представляет, какой чистоты наши реки и озера. Все это связано, с тем, что предприятия не хотят очищать воды.
Наибольшую популярность такая система получила именно на промышленных предприятиях, и это связано с двумя факторами – это экологическая ситуация и то, что это экономически выгодно. Один раз, подав воду в систему, вы полностью забывает о следующей подаче, дополнительная подача воды необходима лишь для того, чтобы воды ни когда не заканчивалась и не ликвидировалась из системы.
Казалось бы, зачем замкнутое водоснабжение нужно в дополнительной жидкости, один раз подал и она кружиться сама по себе, однако не все так просто, вода имеет свойство испаряться и это не один фактор исчезновения. Второй вид тоже иметься, а это капельный унос. За счет того, что капли выходят из процесса, через некоторое время образуется дефицит, который нужно решать быстро и четко, чтобы деятельность предприятия не останавливалось.

Чтобы это все воплотилось не просто в идею, но и в ее реализацию, нужно провести анализ и понять оправдано ли закрытое водоснабжение именно в этом месте или на данном предприятии.

Для этого проводятся специальные тестирования, тесты и испытания после которых составляется заключение. По итогам данных документов и производиться выбор между тем, располагать или не располагать в данном месте очистные сооружения.
Уже говорилось, что наиболее применяемое замкнутое водоснабжение используется на предприятиях, так вот, если посмотреть на отрасли, то наибольшую популярность получили химические предприятия и предприятия водного хозяйства. Эти отрасли довольно распространены, поэтому все более на слух попадает данное определение.
Если говорить о задачах, тут можно прийти к выводу, что оно нужно каждому предприятию, и в этом есть смысл. Во-первых, не нужно платить за воду, которую продают коммунальные хозяйства, и гнут свою цену вверх. Вторым очевидным плюсом, как денежным и, так и трудоемким является не обязательный сброс воды в канализацию.

В связи с этим нет необходимости тратить деньги на рытье траншей, прокладку трубопроводов канализации и обратную засыпку. Не нужно также и строить локальные очистные сооружения, а ведь, если вдуматься они стоят очень больших денег, которые некоторые предприятия просто не могут выделить, из-за очень маленького бюджета или из-за того, что они только пришли на рынок химии, например. Им нужен начальный капитал, и они не могут тратиться на очистку, приоритетом для них стоит покупка нового и современного оборудования.
Вы спросите какой имеет принцип замкнутое водоснабжение и мы ответим вам, это обратный осмос при помощи которого экономятся достаточно большие денежные средства, которые затем можно израсходовать по другому назначению.

Если разбирать систему, то нужно потратить большое количество времени, это связано с тем, что в ее состав входят многие трубопроводы, различных диаметров и много других систем, таких как магистральных и охлаждающих.

Если говорить о замене и ремонте, то это тоже с экономической точки зрения очень выгодно, потому что не требуется вызывать дополнительные службы. Это происходит в большинстве случаев, однако и бывает такое, что проблема очень серьезная, и никто не может разобраться, в чем же проблема, в этом случае все-таки приходиться прибегать к помощи какой либо организации. Стоимость работ можно узнать только после тщательного анализа, для этого требуется составление сметы. В смете должны быть указаны все работы, которые будут произведены, чтобы замкнутое водоснабжение снова начало полноценно работать.

Схема замкнутой системы

Из основной ёмкости, которая служит либо рабочим, либо питающим резервуаром, вода поступает в комплекс очистки. Там из него удаляются не только взвеси и осаждающиеся фракции, но и растворённые вещества. Кроме того, здесь улавливается углекислота, аммоний преобразуется в нитрат, происходит обогащение кислородом и общая дезинфицирующая манипуляция. Так замкнутая система водоснабжения осуществляет полную регенерацию бывшей в эксплуатации воды. Все действия осуществляются и корректируются с помощью пульта ЦСУ. Стоит отметить, что в каждом производственном или потребительском направлении есть свои основы и нормативные представления, какую воду можно считать пригодной для повторного употребления.

В оборотных контурах отдельные восстанавливающие действия обычно связаны и с потерей объема жидкости. До 1/12 изначального содержимого покидает очистной комплекс через дренаж вместе с осажденными фракциями. Также, от некоторых форм включений замкнутая система водоснабжения избавляется на предварительном этапе отстаивания. Прочая взвесь в дальнейшем вылавливается микроскопическими ситами.

При необходимости на поздних этапах устанавливают «отгонные» колонны, которые удаляют из воды скопившуюся двуокись углерода и обогащают его кислородом. В особых случаях делают УФ стерилизацию и озонацию.

При сложности и высокой стоимости узлов замкнутая система водоснабжения обретает растущую актуальность из-за общей тенденции ужесточения наказаний за разрушение экологического баланса. Но окончательно целесообразность её привлечения к работе конкретного контура может дать лишь глубокий технико-экономический анализ.

Советы по эксплуатации системы

Сама система должна устанавливаться в хорошо проветриваемом помещении, температурные показатели воздуха не должны превышать +5°С. Связано это с тем, что замкнутое водоснабжение предусматривает использование очистных сооружений, которые работают по принципу химической, биологической и механической очистки. Для очистки сточных вод применяются различные реагенты (коагулянты, пеногасители, флокулянты и пр.). Во время флотации происходит химическая обработка сточных вод. При этом необходимо следить за тем, чтобы содержание солей в воде не превышало показатели, которые содержат гигиенические требования к водоснабжению.

Также при устройстве системы замкнутого водоснабжения надо следить за тем, чтобы вся металлическая арматура была заземлена. Для этих целей подойдут привинчивающиеся скобы.

Установки замкнутого водоснабжения

Чтобы удалять отходы, выделяемые рыбами, и добавлять кислород для поддержания жизни и здоровья рыб, воду в УЗВ необходимо постоянно очищать. УЗВ, по сути, является довольно простой системой. От водостока рыбоводных бассейноввода поступает в механический фильтр, оттуда в биологический фильтр, затем она аэрируется, из нее удаляется углекислый газ, после чего она снова подается в рыбоводные бассейны. Это основной принцип рециркуляции. Иллюстрация 2.1 Изображение принципа УЗВ. Основная система очистки воды состоит из механической фильтрации, биологической очистки и аэрации/дегазации. В зависимости от потребностей можно также добавить другие установки, например, для обогащения кислородом или УФ-дезинфекции.

Корм съедается и переваривается ими и используется в обмене веществ, обеспечивая энергию и питательные вещества для роста и других физиологических процессов. Кислород (O2) поступает через жабры и необходим для производства энергии и расщепления белков, тогда как углекислый газ (CO2) и аммиак (NH3) производятся как отходы.

Непереваренный корм выделяется в воду в форме экскрементов, называемых также взвешенными веществами (ВВ) и органическим веществом. Углекислый газ и аммиак выделяются в воду через жабры. Итак, рыбы потребляют кислород и корма, в результате чего вода в системе загрязняется экскрементами, углекислым газом и аммиаком.

В УЗВ рекомендуется использовать только сухие корма. Необходимо избегать применения сорной рыбы в любой форме, поскольку она сильно загрязняет систему и значительно повышает вероятность заражения различными заболеваниями. Использование сухих кормов является безопасным, и их преимущество также заключается в том, что их состав точно соответствует биологическим потребностям рыб. Сухие корма вносятся в форме гранул различного размера, подходящих для любого этапа развития рыб, а ингредиенты сухих кормов могут комбинироваться различным образом, что позволяет разрабатывать специализированные корма: стартовые, продукционные, для ремонтно-маточного стада и т.д.

В УЗВ благоприятным является высокий коэффициент использования кормов, поскольку он сводит к минимуму количество выделяемых отходов, что, в свою очередь, снижает нагрузку на водоочистные системы. В профессионально управляемой системе все выдаваемые Иллюстрация 2.2

Результатом потребления кормов и кислорода является рост рыб и выделение отходов. корма съедаются, что сводит количество несъеденного корма к минимуму. Кормовой коэффициент (КК), показывающий, сколько килограммов кормов Вы используете на каждый килограмм
произведенной Вами рыбы, улучшается, и рыбовод полу чает больший выход продукции и меньшее воздействие на систему фильтрации. Несъеденный корм означает лишнюю трату денег и приводит к излишней нагрузке на систему фильтрации. Следует отметить, что существуют корма, особенно подходящие для использования в УЗВ. Состав подобных кормов направлен на максимизацию усвоения протеинов и, соответственно, сведения к минимуму выделения аммиака в воду.

источник

Принцип устройства УЗВ (установок замкнутого водоснабжения)

Разведение рыбы в УЗВ — прибыльный бизнес, особенно в условиях необходимого импортозамещения. В статье мы рассмортим особенности использования данных установок.

Оборот воды в УЗВ

Под «установками замкнутого водоснабжения» понимают полную регенерацию и использование воды любое количество раз для водоснабжения бассейнов (рыбоводных емкостей).

Рисунок 1. Схема рыбоводческого хозяйства с установками замкнутого водоснабжения (УЗВ) для выращивания рыбы

При этом в УЗВ осуществляется:

  • очистка воды от загрязнений в процессе выращивания рыбы (органика);
  • поддержка надлежащего санитарного состояния воды на безопасном для выращиваемых рыб уровне;
  • восстановление как химического, так и газового режима воды;
  • обеспечивается температура для получения максимального эффекта от выращивания рыбы в УЗВ.

В УЗВ потребность в свежей воде выявляется удаляемыми из УЗВ отходов — рыбоводного осадка, потерями воды на испарение в установке замкнутого водоснабжения, на протечки в оборудовании и на прочие цели, не связанные с качеством воды: заполнение емкостей для транспортировки рыбы и т.п.

На заметку. Обычная потребность УЗВ на пополнение потерь воды — 2-5 процентов за сутки от всего объема воды в системе.

Фото форель в установке замкнутого водоснабжения

Биологическая регенерация воды в УЗВ

При использовании УЗВ для разведения рыбы – осетров, клариевого сома, форели, судака, речного угря или теляпии — основным процессом биологической регенерации по химическому составу воды выступает освобождение воды, оборачиваемой в УЗВ, от основного компонента — соединений азота, который накапливается в системе замкнутого водоснабжения при жизнедеятельности разводимой рыбы в УЗВ.

При аэробной биологической очистке, осуществляется перевод азота органических соединений, содержащихся в УЗВ в не съеденных, растворенных кормах и в виде экскрементов в аммонийный азот, перевод аммонийного азота в неорганической форме, который появляется в процессе разложения загрязнений и выделяемого выращиваемой рыбой через почки, жабры и кожные покровы, в нитритную форму, а после в нитратную.

Читайте также:  Установка fresh bans на чистый сервер

Этапы превращения азота производятся различными группами микробного населения биологической плёнки оборудования биологической очистки. Это финишный процесс аэробного превращения азотных соединений.

На заметку. Для получения икры в УЗВ целесообразно и лучше всего выращивать бестера, который быстрее созревает для дачи черной икры. Первый раз самка бестера даёт икры не более семи процентов от своего веса, далее выход икры возрастает до 20%! Обычный осётр даёт в два раза меньше черной икры.

Далее превращение нитратов в свободный азот (газ) осуществляется анаэробными бактериями при ограничении поступления кислорода. Этот процесс носит название денитрификация, и выполняется в денитрификаторах. При этом требуется поддержание энергетического питания бактерий подачей в систему этанола и мелассы. Газообразный азот выводится из УЗВ в окружающую атмосферу.

На фото кормление речного угря в УЗВ

Фото содержание маточного стада осетровых в УЗВ

Полносистемная установка замкнутого водоснабжения

Полносистемные УЗВ по выращиванию рыбы не получили распространения в промышленном производстве рыбы, т.к. при процессах денитрификации необходимо соблюдение условий для стабильного использования оборудования УЗВ.

Процессы денитрификации проходят по различным схемам, в подавляющем числе которых происходит образование имеющих резкий запах ядовитых конечных продуктов. Даже при небольшом отклонении от режима работы денитрификаторов в установках замкнутого водоснабжения, эти вещества обычно приводят к гибели всей разводимой рыбы.

Денитрификация сложна в управлении и не даёт полную гарантию по результату работы УЗВ.

Другие замкнутые системы по выращиванию рыбы, в которых отсутствует процесс конечной анаэробной денитрификации оборачиваемой воды, не могут называться УЗВ.

В них процесс переработки азотных соединений завершается на стадии нитратов. Уменьшение их содержания до уровня, безопасного для рыбы, осуществляется путём разбавления за счет поступления в УЗВ проточной воды.

При этом происходит удаление части оборотной воды, имеющей повышенное содержание нитратов.

На фото кормление тиляпии в установке замкнутого водоснабжения

Системы оборотного водоснабжения в УЗВ для выращивания рыбы

Тем не менее, системы оборотного водоснабжения с биологической очисткой воды, которые не имеют денитрификаторов, называют УЗВ.

Общепринято установками замкнутого водоснабжения называть системы, в которых пополнение свежей воды не превышает за сутки уровня в 30 процентов от объема оборотной воды. А связано это с тем, что термин способствует более легкому получению разрешительной документации вводимых проектов с органами власти.

Но нужно понимать принципиальную разницу – в УЗВ для разведения рыбы осуществляется регенерация всей оборотной воды по соединениям азота, а при подпитке устраняются только невозвратные механические потери. Подобные системы функционируютт в бессточном режиме.

В УЗВ по разведению рыбы только с аэробной биологической очисткой превращение азотных соединений заканчивается на стадии нитратов.

Нужно понимать, что в рекламных материалах по УЗВ показатели уровня замены воды на уровне в 5 – 10 процентов в сутки не совсем корректны. Уровень подпитки напрямую зависит от нагрузки установки по внесению кормов, и чем больше эта нагрузка (либо чем выше плотность содержания в УЗВ рыбы), тем нитраты быстрее накапливаются, и тем большая подпитка воды требуется.

Одна система УЗВ может работать как при 5, так и 20 процентов подпитки – всё зависит от нагрузки на неё.

Фото карпов кои, выращиваемых в УЗВ

Показатели продуктивности УЗВ

Продуктивность рыбы в УЗВ

При разведении в УЗВ сибирского (ленского) осётра, радужной форели от начальной массы в 3 грамма за 12 месяцев рыбы достигают массы в 1,5 кг. Для достижения подобного веса при прудовом разведении необходимо 2,5 – 3 года.

При выращивании клариевого (африканского) сома от его зарыбления в УЗВ (масса малька 3 гр) до достижения веса в 1,2 килограмма проходит 6 месяцев, в естественных условиях клариевый сом в нашей стране не растёт.

Речной (европейский) угорь, судак набирают вес в УЗВ от 1 грамма до 350 гр за 1 год.

Разводимая в установках замкнутого водоснабжения тиляпия за год набирает вес 700 грамм.

Виды рыб, которые с успехом выращивают в УЗВ

На заметку. В УЗВ возможно и выращивание такой рыбы, как карп. Из икры за 9 месяцев получают товарного карпа весом в полкило (в пруду карп набирает данную навеску только к 3-м годам).

В УЗВ возможно получать с квадратного метра используемой площади от одного центнера до 1,5 тонн рыбы в год.

Экономическую эффективность работы УЗВ, окупаемость вложений перед созданием рыбоводного предприятия целесообразно просчитать в бизнес-плане .

Типы бассейнов для УЗВ

Рисунок 2. Типы бассейнов для УЗВ: овальный, круглый и прямоугольный

Шкала оценок бассейнов УЗВ (по пятибальной шкале):

источник

Установки замкнутого водоснабжения или

Строгие экологические ограничения, направленные на минимизацию загрязнений от рыбоводных заводов и аквакультурных хозяйств в странах Северной Европы послужили стимулом к быстрому технологическому развитию установок замкнутого водоснабжения (УЗВ). Кроме того, 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. Развитие данных технологий находится в полном соответствии с принципами Кодекса ведения ответственного рыболовства ФАО и должно приветствоваться. Настоящее руководство по аквакультуре в УЗВ является дополнением усилий Субрегионального бюро ФАО по Центральной и Восточной Европе, направленных на развитие экологически устойчивой аквакультуры.

Ввиду необходимости обеспечения мирового населения качественной и здоровой рыбной продукцией, аквакультура, которая уже сейчас является одним из наиболее быстроразвивающихся сельскохозяйственно-продовольственных секторов, имеет большой потенциал к будущему развитию. Мировые промысловые уловы достигли своего пика в 2006 г. на уровне около 90 миллионов тонн, тогда как производство аквакультурной продукции по-прежнему растет со скоростью около шести процентов в год, при мировом объеме производства почти 52 миллиона тонн.

Повышенное внимание к устойчивости, потребительскому спросу, продовольственной безопасности и экономической эффективности в аквакультурном производстве требует постоянного развития новых производственных технологий. Как правило, аквакультура влияет на окружающую среду, но современные методы рециркуляции значительно снижают данное экологическое воздействие по сравнению с традиционными способами рыбоводства. Таким образом, установки замкнутого водоснабжения имеют два непосредственных преимущества: экономическую эффективность и меньшее влияние на окружающую среду.

В данном проекте находятся способы преобразования традиционных методов рыбоводства в аквакультуру с использованием УЗВ. Оно также содержит советы рыбоводам, как избежать опасностей на этом пути.

Оглавление

Введение. Биотехнология рыборазведения в установке замкнутого водоснабжения.
Установка замкнутого водоснабжения « шаг за шагом».
Комплектация УЗВ:

  • Рыбоводные бассейны
  • Механическая фильтрация
  • Биологическая очистка
  • Дегазация, аэрация и зачистка
  • Оксигенация
  • Регуляция уровня pH
  • Теплообмен
  • Насосы
  • Поступающая вода

Введение. Биотехнология рыборазведения в установке замкнутого водоснабжения

Аквакультура в установках замкнутого водоснабжения (УЗВ), по сути, является технологией для выращивания рыб или других водных организмов с повторным использованием воды для целей производства. Данная технология основана на применении механических и биологических фильтров.

УЗВ используются в широком спектре производственных единиц: от огромных промышленных предприятий, производящих много тонн рыбы в год, до небольших специализированных систем, используемых для пополнения запасов или для спасения исчезающих видов.

Иллюстрация 1. Фотография крытой УЗВ.

С экологической точки зрения, меньшее количество используемой в УЗВ воды, бесспорно, является благоприятным, поскольку во многих регионах вода превратилась в ограниченный ресурс. Благодаря меньшему потреблению воды, удаление продуктов жизнедеятельности рыб также становится более легким и дешевым, так как объем сбрасываемой воды намного меньше такового, сбрасываемого традиционными рыбными хозяйствами. Поэтому аквакультура в УЗВ может считаться наиболее экологическим методом производства рыбы на коммерчески жизнеспособном уровне.

Иллюстрация 2. Фотография УЗВ под открытым небом.

Наиболее интересным, однако, является то, что ограниченное использование воды также дает большие преимущества с точки зрения продукции рыбного хозяйства.

Традиционное рыбоводство полностью зависит от внешних условий, таких как температура воды в реке, чистота воды, уровня кислорода, растений и листьев, плывущих вниз по воде и забивающих решётки водозаборов, и т .д.

В УЗВ эти внешние факторы исключаются либо полностью, либо частично в зависимости от степени рециркуляции и конструкции установки.

Рециркуляция позволяет рыбоводам полностью контролировать все производственные параметры и навыки рыбовода в управлении УЗВ становятся не менее важными, чем его способность к уходу за рыбой.

Контроль таких параметров, как температура воды, уровня кислорода или даже дневной свет, обеспечивают стабильные и оптимальные условия для рыб, что в свою очередь приводит к меньшему стрессу и лучшему росту. Результатом подобных стабильных условий становится постоянный и предсказуемый рост, позволяющий рыбоводу точно прогнозировать, когда рыба достигнет определённого этапа развития или размера.

Иллюстрация 3. Некоторые параметры, влияющие на рост и здоровье рыб.

Важнейшим преимуществом этого является возможность составления точного производственного плана и прогнозирование точного времени, когда рыба будет готова к реализации. Это оказывает благоприятное влияние на общее управление хозяйством и улучшает способность рыбоводов к конкурентоспособной реализации рыбы.

Использование рециркуляционных технологий в рыбоводстве имеет еще много других преимуществ, которые будут рассмотрены в последующих главах. Однако одним из важнейших из таких преимуществ, о котором следует упомянуть уже сейчас, является аспект заболеваний. В УЗВ воздействие патогенов значительно снижено, поскольку попадание в установку инвазионных заболеваний из окружающей среды сведено к минимуму вследствие ограниченного использования воды.

В обычных условиях вода для рыбоводства берется из реки, озера или моря, что, естественно, повышает риск внесения заболеваний. В УЗВ, благодаря ограниченному потреблению воды, вода обычно берется из скважины, дренажной системы или ключа, где риск заболеваний минимален. Фактически, во многих УЗВ совсем нет проблем с заболеваниями, поэтому использование лекарственных средств значительно снижено, что благотворно влияет как на производство, так и на окружающую среду.

Аквакультура – занятие не для всех. Она требует знаний, правильного использования ресурсов, упорства и, иногда, стальных нервов. Переход с традиционного рыбоводства на УЗВ облегчает многие процессы, однако, в то же время, требует новых и бoльших навыков. Для достижения успехов в этой в передовой отрасли аквакультуры необходимы образование и практика. Настоящее руководство было написано с этой целью.

Установка замкнутого водоснабжения «шаг за шагом».

Чтобы удалять отходы, выделяемые рыбами, и добавлять кислород для поддержания жизни и здоровья рыб, воду в УЗВ необходимо постоянно очищать. УЗВ, по сути, является довольно простой системой. От водостока рыбоводных бассейнов вода поступает в механический фильтр, оттуда в биологический фильтр, затем она аэрируется, из нее удаляется углекислый газ, после чего она снова подается в рыбоводные бассейны. Это основной принцип рециркуляции.

Читайте также:  Установка кондиционера на автобус маз

Иллюстрация 4. Изображение принципа УЗВ. Основная система очистки воды состоит из механической фильтрации, биологической очистки и аэрации/дегазации. В зависимости от потребностей можно также добавить другие установки, например, для обогащения кислородом или УФ-дезинфекции.

К данной системе можно добавить ряд других элементов, например, оксигенацию с использованием чистого кислорода, дезинфекцию с помощью ультрафиолетового излучения или озона, автоматическую регуляцию уровня pH, теплообмен, систему денитрификации и т.д., в зависимости от конкретных потребностей.

Рыбы на рыбном хозяйстве должны получать корм по нескольку раз в день. Корм съедается и переваривается ими и используется в обмене веществ, обеспечивая энергию и питательные вещества для роста и других физиологических процессов.

Иллюстрация 5. Результатом потребления кормов и кислорода является рост рыб и выделение отходов.

Кислород (O2) поступает через жабры и необходим для производства энергии и расщепления белков, тогда как углекислый газ (CO2) и аммиак (NH3) производятся как отходы. Непереваренный корм выделяется в воду в форме экскрементов, называемых также взвешенными веществами (ВВ) и органическим веществом. Углекислый газ и аммиак выделяются в воду через жабры. Итак, рыбы потребляют кислород и корма, в результате чего вода в системе загрязняется экскрементами, углекислым газом и аммиаком.

В УЗВ рекомендуется использовать только сухие корма. Необходимо избегать применения сорной рыбы в любой форме, поскольку она сильно загрязняет систему и значительно повышает вероятность заражения различными заболеваниями. Использование сухих кормов является безопасным и их преимущество также заключается в том, что их состав точно соответствует биологическим потребностям рыб.

Сухие корма вносятся в форме гранул различного размера, подходящих для любого этапа развития рыб, а ингредиенты сухих кормов могут комбинироваться различным образом, что позволяет разрабатывать специализированные корма: стартовые, продукционные, для ремонтно-маточного стада и т.д. 10

В УЗВ благоприятным является высокий коэффициент использования кормов, поскольку он сводит к минимуму количество выделяемых отходов, что, в свою очередь, снижает нагрузку на водоочистные системы. В профессионально управляемой системе все выдаваемые корма съедаются, что сводит количество несъеденного корма к минимуму.

Иллюстрация 6.

Кормовой коэффициент (КК), показывающий, сколько килограммов кормов Вы используете на каждый килограмм произведенной Вами рыбы, улучшается, и рыбовод получает больший выход продукции и меньшее воздействие на систему фильтрации. Несъеденный корм означает лишнюю трату денег и приводит к излишней нагрузке на систему фильтрации. Следует отметить, что существуют корма, особенно подходящие для использования в УЗВ. Состав подобных кормов направлен на максимизацию усвоения протеинов и, соответственно, сведения к минимуму выделения аммиака в воду. 11

Комплектация УЗВ

Рыбоводные бассейны

Условия в рыбоводных бассейнах, как качество воды, так и конструкция бассейнов, должны соответствовать потребностям рыб. Правильный выбор конструкции бассейнов, то есть размера и формы, глубины воды, способности к самоочищению и т.д., может иметь значительное влияние на эффективность выращивания объектов рыбоводства. Если рыбы ведут донный образ жизни, наиболее важной является площадь поверхности, а глубина воды и скорость течения могут быть снижены.

Иллюстрация 7. Различные конструкции бассейнов имеют различные свойства и преимущества. Шкала оценок по пятибалльной шкале, где 5 – лучше всего.

В круглом бассейне или квадратном вследствие гидравлических закономерностей и гравитационных сил, время пребывания органических частиц является относительно коротким, порядка нескольких минут, и зависит от размера бассейна. Весь водяной столб в бассейне вращается вокруг центра. Вертикальный водозабор с установкой для горизонтального регулирования является эффективным средством для контроля течения в подобных бассейнах. В прямоугольном бассейне не могут быть созданы гравитационные силы для обеспечения течения, а гидравлика не имеет положительного эффекта на удаление частиц.

С другой стороны, если рыбоводный бассейн эффективно зарыблен, способность бассейна данного типа к самоочищению зависит в большей мере от активности рыб, чем от конструкции бассейна. Во всех типах бассейнов уклон дна не влияет на способность к самоочищению, но при спуске бассейна он помогает полностью спустить воду.

Контроль и регуляция уровней кислорода в круглых бассейнах или других подобных конструкциях осуществляются относительно просто, поскольку водяной столб постоянно перемешивается, вследствие чего содержание кислорода является практически одинаковым во всем бассейне. Это означает, что очень легко, в зависимости от ситуации, повысить или понизить уровень кислорода в бассейне, поскольку воздействия добавленного кислорода почти сразу будут зарегистрированы оксиметром в бассейне.

Иллюстрация 8. Круглый тип бассейна.

Водостоки бассейнов должны быть сконструированы так, чтобы они обеспечивали оптимальное удаление частиц отходов, и должны снабжаться решетками с подходящим размером отверстий. Удаление погибших рыб во время ежедневного обслуживания также должно быть простым.

Бассейны могут быть снабжены сигнализацией понижения уровня воды, оксиметрами для контроля уровня кислорода и сигнализацией его понижения, а также аварийной оксигенацией.

Механическая фильтрация

Как показывает опыт, механическая фильтрация воды, вытекающей из рыбоводных бассейнов, является единственным практичным методом удаления органических отходов. Сегодня почти все хозяйства, использующие УЗВ, фильтруют воду, вытекающую из бассейнов, с помощью так называемого «микросита», снабженного фильтровальной тканью с размером пор 40–100 микрон. Барабанный фильтр, несомненно, является наиболее широко используемым типом микросит. Его конструкция обеспечивает мягкое удаление частиц.

Функционирование барабанного фильтра:

1. Фильтруемая вода поступает в барабан.
2. Вода профильтровывается через фильтровальные элементы барабана. Движущей силой фильтрации является разница уровней воды внутри и вне барабана.
3. Твердые частицы задерживаются на фильтровальных элементах и поднимаются к зоне обратной промывки вследствие вращения фильтра.
4. Вода распыляется из промывочных форсунок, расположенных с внешней стороны фильтровальных элементов. Удаленное органическое вещество вымывается из фильтровальных элементов на шламовый поддон.
5. Шлам вытекает самотеком вместе с водой из фильтра и удаляется с рыбного хозяйства для внешней очистки сточной воды.

Иллюстрация 9. Барабанный фильтр.

Фильтрация с использованием микросит имеет следующие преимущества:
• Снижение органической нагрузки биофильтра.
• Повышение прозрачности воды вследствие удаления из нее
органических частиц.
• Улучшение условий нитрификации, поскольку биофильтр не забивается.
• Стабилизирующее воздействие на процессы биофильтрации. 15

Биологическая очистка

Механический фильтр не удаляет все органические вещества, самые мелкие частицы проходят сквозь него так же, как и растворенные вещества, такие как фосфат или азот. Фосфат является инертным веществом без токсичных эффектов, но азот в форме свободного аммиака (NH3) токсичен и должен быть преобразован в биофильтре в безвредный нитрат.

Разложение органического вещества и аммиака является биологическим процессом, при помощи бактерий в биофильтре. Гетеротрофные бактерии окисляют органическое вещество, потребляя кислород и производя углекислый газ, аммиак и шлам. Нитрифицирующие бактерии преобразуют аммиак в нитрит, а затем в нитрат.

Эффективность биофильтрации зависит, главным образом, от следующих факторов:
• Температуры воды в системе.
• Уровня pH в системе.

Для достижения приемлемой скорости нитрификации температура воды должна быть в пределах 10–35°C (оптимально около 30°C), a уровень pH – между 7 и 8. Температура воды чаще всего зависит от выращиваемого вида и, соответственно, устанавливается не так, чтобы обеспечить наиболее
оптимальную скорость нитрификации, а для обеспечения оптимальных уровней роста рыбы. Тем не менее, важно регулировать pH согласно эффективности биофильтра, поскольку малые уровни pH снижают эффективность биофильтрации. Таким образом, для достижения высокой скорости бактериальной нитрификации, pH должен удерживаться выше 7.

С другой стороны, более высокий pH приводит к постоянно растущему количеству свободного аммиака (NH3), что увеличивает токсичный эффект. Итак, необходимо найти равновесие между этими двумя противоположными целями.

Иллюстрация 10: Равновесие между аммиаком (NH3) и аммонием (NH4+) при температуре 20°C. При значениях pH ниже 7 токсичный аммиак отсутствует, но, по мере увеличения pH, его уровень быстро растет.

Рекомендуемая точка находится между pH 7,0 и pH 7,5.

Значение pH в водоочистной системе определяется следующими основными факторами:
• Углекислый газ (CO2), произведённый рыбами и за счет биологической активности в активности в биофильтре.
• Кислота, произведенная в ходе процесса нитрификации. CO2 удаляется с помощью аэрации воды, причём на данном этапе также происходит дегазация. Этот процесс может осуществляться различными способами, как описано далее в настоящей главе.

В процессе нитрификации образуется кислота (H+), понижающая уровень pH. Стабилизация pH требует добавления какого-либо основания. С этой целью к воде добавляется известь, гидроксид натрия или другое основание. Рыбы выделяют смесь аммиака и аммония (общий аммонийный азот (TAN) = аммоний (NH4+) + аммиак (NH3)); основную часть этих выделений составляет аммиак. Однако количество аммиака в воде зависит от значения pH, как видно по иллюстрации, показывающей равновесие между аммиаком (NH3) и аммонием (NH4+).

Иллюстрация 11. Соотношение между измеренным pH и количеством TAN, которое может быть разложено в биофильтре, исходя из концентрации токсичного аммиака 0,02 мг/л.

Как правило, аммиак токсичен для рыб при уровнях выше 0,02 мг/л. Иллюстрация показывает максимальные допустимые концентрации TAN, при которых уровень аммиака остается ниже 0,02 мг/л. Хотя более низкие значения pH сводят к минимуму опасность превышения токсичного уровня аммиака 0,02 мг/л, для большей эффективности работы биофильтра рыбоводам рекомендуется достичь, как минимум, уровня pH = 7.

Как видно по иллюстрации, в таком случае общая допустимая концентрация TAN значительно снижается. Нитрит (NO2-) образуется в промежуточном этапе процесса нитрификации и токсичен для рыб при уровнях выше 2 мг/л. Если рыбы, содержащиеся в УЗВ, хватают воздух, несмотря на подходящую концентрацию кислорода, причиной может быть высокая концентрация нитрита.

При высоких концентрациях нитрит попадает через жабры в кровь рыб, где препятствует поглощению кислорода. Если добавить в воду соль, даже при настолько низкой концентрации, как 0,3‰, поглощение нитрита блокируется. Нитрат является конечным продуктом процесса нитрификации и, хотя и считается безвредным, кажется, что его высокие уровни (выше чем 100 мг/л) отрицательно сказываются на росте и эффективности кормления. Если подпитка свежей водой в системе минимальна, нитрат накапливается и может достичь непозволительно высоких уровней. Одним из методов избежания его аккумуляции является увеличение обмена свежей воды, посредством которого высокая концентрация разбавляется до более низкого и безвредного уровня.

С другой стороны, основной идеей в рециркуляции является экономия воды. В некоторых случаях экономия воды является важнейшей целью. В таких условиях концентрация нитрата может быть снижена путем денитрификации. В нормальных условиях потребление воды, превышающее 300 литров на килограмм использованного корма, является достаточным, чтобы разбавить нитрат. Если Вы используете меньше чем 300 литров воды на килограмм внесенного корма, Вам стоит рассмотреть возможность использования денитрификации.

Читайте также:  Установка eset в домене

Наиболее распространенные денитрифицирующие бактерии называются Pseudomonas. Денитрификация – это анаэробный (протекающий без кислорода) процесс, восстанавливающий нитрат до атмосферного азота. По сути, этот процесс удаляет азот из воды в атмосферу, тем самым снижая нагрузку азота на окружающую среду. Для процесса необходим источник органики (углерода), например, древесный спирт (метанол), который может быть добавлен в денитрификационную камеру. На практике денитрификация каждого килограмма нитрата (NO3-N) требует 2,5 кг метанола.

Денитрификационная камера чаще всего бывает снабжена заполнителем для биофильтрации с проектным временем пребывания 2–4 часа.

Расход воды должен контролироваться так, чтобы концентрация кислорода у водостока составляла около 1 мг/л. Если содержание кислорода полностью истощается, начинает производиться в больших количествах сероводород (H2S), являющийся исключительно токсичным для рыб, а также дурно пахнущим (запах тухлых яиц).

В итоге производятся большие объемы шлама, ввиду чего необходима обратная промывка блока, которая производится, как правило, раз в неделю.

В биофильтрах обычно используется пластмассовый заполнитель с большой площадью поверхности на единицу объема биофильтра. Бактерии растут на заполнителе, образуя тонкую пленку и, таким образом, занимая очень большую площадь. В хорошо спроектированном биофильтре площадь поверхности на единицу объема должна быть как можно больше, однако биофильтр не должен быть наполнен слишком плотно, чтобы не забиться органическим веществом в процессе эксплуатации.

Поэтому важно иметь высокий процент свободного пространства, через которое может протекать вода, а также хорошее течение через биофильтр и подходящую процедуру обратной промывки.

Иллюстрация 12. Биофильтры с плавающей и неподвижной загрузкой.

Подобные процедуры обратной промывки должны применяться через подходящие промежутки времени, раз в неделю или месяц, в зависимости от нагрузки на фильтр. Сжатый воздух используется для создания в фильтре турбуленции, отрывающей органический материал от наполнителя. Во время промывки вода отключается от биофильтра. Грязная вода сливается из биофильтра и удаляется перед его повторным подключением к системе.

Биофильтры УЗВ могут быть спроектированы как фильтры с плавающей или неподвижной загрузкой. Все биофильтры, используемые сегодня в рециркуляции, при эксплуатации полностью погружены в воду. В фильтрах с неподвижной загрузкой пластмассовый заполнитель закреплен и не движется. Вода протекает через него ламинарным потоком и соприкасается с бактериальной пленкой.

В фильтрах с плавающей загрузкой пластмассовый заполнитель движется в воде, находящейся внутри биофильтра, за счет течения, созданного нагнетаемым внутрь воздухом. Из-за постоянного движения заполнителя фильтры с плавающей загрузкой могут быть наполнены плотнее, чем фильтры с неподвижной загрузкой, благодаря чему достигается более высокая скорость оборота воды на единицу объема биофильтра. Однако в скорости оборота воды на единицу площади фильтра нет существенных различий, так как эффективность бактериальной пленки в двух типах фильтра более или менее одинакова.

С другой стороны, фильтры с неподвижной загрузкой удаляют также мелкие органические частицы, поскольку те пристают к бактериальной пленке. Поэтому фильтры с неподвижной загрузкой также функционируют как блоки для тонкой механической фильтрации, удаляющие органический материал микроскопического размера и очищающие воду очень эффективно.

В фильтрах с плавающей загрузкой невозможно достичь подобного эффекта, поскольку постоянная турбуленция воды не позволяет частицам задерживаться на поверхности.

В любой системе могут использоваться обе системы фильтрации. Они также могут комбинироваться, используя плавающую загрузку для экономии места, а неподвижную – для использования эффекта задерживания частиц на поверхности. Существуют различные решения конечной конструкции систем биофильтрации, в зависимости от размера хозяйства, объектов рыбоводства, размера рыб и т.д.

Дегазация, аэрация и зачистка

Перед возвращением воды в рыбоводные бассейны необходимо удалить из нее скопившиеся газы. Этот процесс дегазации осуществляется либо путем аэрации воды, либо методом, который часто называют зачисткой. В воде в наибольшей концентрации содержится углекислый газ от дыхания рыб и бактерий из биофильтра, а также присутствует свободный азот (N2). Накопление углекислого газа и азота отрицательно влияет на здоровье и рост рыб. В анаэробных условиях может производиться сероводород, особенно в системах с морской водой. Этот газ исключительно токсичен для рыб, даже в малых концентрациях, поэтому, если в системе производится сероводород, рыба гибнет.

Иллюстрация 13. Фотография капельного фильтра, обернутого синей пластмассовой пленкой для избежания брызг на полу.

Такой процесс аэрации/зачистки также называют процессом CO2-зачистки. Как правило, заполнитель в капельном фильтре обычно бывает того же самого типа, который используется в биофильтрах с неподвижным заполнителем.

Оксигенация

Процесс аэрации добавляет в воду некоторое количество кислорода посредством простого обмена газов в воде и воздухе, зависящего от насыщенности воды кислородом. В состоянии равновесия насыщенность воды кислородом составляет 100%. Когда вода проходит через рыбоводные бассейны, содержание кислорода понижается, обычно до 70%, а в биофильтре оно становится еще ниже. Как правило, аэрация этой воды повышает насыщенность приблизительно до 90%; в некоторых системах можно достичь 100%.

Иллюстрация 14. Кислородный конус и оксигенатор шахтного типа (Waterflow: Течение воды; In: Приток; Out: Отток; 6 m: 6 м).

Однако, в поступающей воде часто предпочтительнее иметь насыщенность кислородом, превышающую 100%, чтобы количество доступного кислорода было достаточным для высокого и стабильного темпа роста рыбы. Для достижения более высоких уровней насыщенности требуется система оксигенации, использующая чистый кислород.

Чистый кислород часто подается в бассейны в форме жидкого кислорода, но также может производиться в хозяйстве с помощью генератора кислорода. Есть несколько методов получения перенасыщенной воды с содержанием кислорода, превышающим 200-300 %. Обычно используются кислородные конусы или оксигенаторы шахтного типа. Принцип является одинаковым. Вода и чистый кислород смешиваются под давлением, которое обеспечивает переход кислорода в воду. В кислородном конусе давление обеспечивается насосом, обычно создающим в конусе давление около 1,4 бар. Подача воды в конус под напором потребляет много кислорода. В оксигенаторах шахтного типа напор достигается путем углубления в землю трубы в форме петли, например, на глубину 6 метров, и подачи кислорода в нижней точке этой петли. Давление вышерасположенного водяного столба, в данном случае, 0,6 бар, обеспечивает переход кислорода в воду.

Регуляция уровня pH

В процессе нитрификации в биофильтре образуется кислота,
и значения pH понижаются. Для удержания pH на стабильном уровне к воде следует добавить основание.
Некоторые системы содержат установки для известкования, добавляющие в систему по каплям известковую воду и, таким образом, стабилизирующие pH. Другой возможностью является система автоматической дозировки, регулируемая pH-метром с импульсом обратной связи к насосу-дозатору. В этой системе желательно использовать гидроксид натрия (NaOH), поскольку он более прост в обращении, что облегчает эксплуатацию системы. Обращение с кислотами или основаниями требует осторожности от всех, поскольку они могут причинить тяжелые ожоги глаз и кожи.

При обращении с химическими веществами необходимо принимать меры предосторожности и надевать очки и перчатки.

Теплообмен

Поддержание оптимальной температуры воды в системе выращивания является важнейшей задачей, поскольку скорость роста рыб напрямую связана с температурой воды. Использование поступающей в систему воды является относительно простым методом ежедневной регуляции температуры. В крытой УЗВ, расположенной внутри теплоизолированного здания, в воде постепенно накапливается тепло, поскольку из метаболизма рыб и бактериальной активности в биофильтре освобождается энергия в форме тепла. Также происходит накопление тепла от трения в насосах и использования других установок. Поэтому высокие температуры в системе являются частой проблемой интенсивных УЗВ. Температура легко может регулироваться путем изменения количества прохладной свежей воды, поступающей в систему.

В холодных климатических условиях зимой чаще всего бывает достаточным простое отопление с использованием масляного котла, соединенного с теплообменником для подогрева рециркулируемой воды. Потребление энергии для данного типа отопления, главным образом, зависит от количества используемой прохладной воды, поступающей в систему, и ее температуры, хотя здание также теряет некоторое количество тепла. В некоторых случаях также может быть установлен тепловой рекуператор, содержащий пластинчатый теплообменник из титана.

Отработанная вода УЗВ, проходя через пластинчатый теплообменник, используется для нагревания (или охлаждения) поступающей в систему воды. Система регулируется посредством датчика температуры воды,
соединенного с блоком контроля температуры, который управляет работой титанового пластинчатого теплообменника.

Насосы

Для циркуляции производственной воды используются различные типы насосов. Перекачивание воды требует электричества, и для сведения эксплуатационных расходов к минимуму важно, чтобы высота подачи воды была малой, а насосы – эффективными и правильно установленными.

По возможности, подъем воды должен происходить только один раз за рециркуляционный цикл, после чего вода течет самотеком через всю систему обратно в приёмник насоса. Насосы чаще всего размещаются перед системами биофильтрации и дегазации, так как процесс водоподготовки начинается здесь. В любом случае, они должны располагаться после механического фильтра, чтобы не разбивать твердые частицы, сбрасываемые из рыбоводных бассейнов.

Иллюстрация 15. Пример, показывающий использование различных типов насосов. Насосы высокого давления (центробежные насосы) используются для подачи меньших объемов воды на большую высоту, а насосы низкого давления (осевые насосы) – для подачи больших объемов воды на меньшую высоту. (Flow [m3/hour]: Расход [м3/час]; Lifting height [m]: Высота подачи [м]; Centrifugal: Центробежный; Axial – small propeller: Осевой с малым пропеллером; Axial – large propeller: Осевой с большим пропеллером).

Общая высота подачи насоса рассчитывается как сумма фактической высоты подачи и потерь напора в прямых участках и изгибах труб, а также в других частях системы. Это также называется скоростным напором. Если, перед проходом через дегазатор, вода перекачивается через погружной биофильтр, следует также учитывать противодавление от биофильтра. Сегодня в большинстве систем общая высота подачи воды составляет менее 2 метров, из-за чего наиболее эффективным является использование насосов низкого давления. Однако для процесса растворения чистого кислорода в производственной воде требуются центробежные насосы, поскольку они способны создать необходимое высокое давление в конусах.

Поступающая вода

Вода, используемая для рециркуляции, должна, по мере возможности, происходить из источника, свободного от болезнетворных агентов, либо должна стерилизоваться перед поступлением в систему. В большинстве случаев лучше использовать воду из скважины, колодца или другого похожего источника вместо воды, поступающей непосредственно из реки, озера или моря. Если необходимо установить систему очистки поступающей воды, она обычно состоит из песочного фильтра для микрофильтрации и УФ-или озоновой системы дезинфекции.

Москва — Стокгольм
Технолог: Пётр Шувалов
Оскар Йоханссон

источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *