Модель УЗВ – руководство по проектированию и управлению

Рециркуляционная система это замкнутая система, где восполнение воды ведется только при её потери во время испарения и очистки. Эта технология вызывает интерес у рыбоводов из Соединенных Штатов и других стран. При достаточном количестве ресурсов нет сомнений в том, что любой вид рыбы, выращиваемый в пруду, садках и каналах, может культивироваться в коммерческой УЗВ. К сожалению, экономически, выращивание в УЗВ менее выгодно по сравнению с другими типами хозяйств. Эти системы дороги в строительстве и обслуживании; следовательно, возрастает стоимость производимой рыбы. Так почему же они продолжают интересовать рыбоводов?

По материалам: James Ebeling, Gary Jensen, Thomas Losordo, Michael Masser, Joe McMullen, Larry Pfeiffer, James Rakocy, and Martha Sette. Model Aquaculture Recirculation System (МARS). Aquaculture Education Project NATIONAL COUNCIL FOR AGRICULTURAL EDUCATION. Образовательный проект аквакультуры. Национальный совет по сельскохозяйственному образованию. Университет штата Айова. Управление сельскохозяйственного образования и исследований. 1995

У рециркуляционных систем имеется 5 основных преимуществ: низкое потребление воды, компактность, возможность контролировать температуру и качество воды независимо от погодных условий. Кроме того, они имеют огромное значение, выступая в качестве лабораторий. Рыбовод может измерять и контролировать большинство переменных, которые формируют среду в системе. Это делает УЗВ прекрасным инструментом обучения в области сельскохозяйственных наук, биологии и смежных областей.

Низкое потребление воды

Правильно спроектированная и работающая рециркуляционная система ежедневно потребляет менее 5-10% от общего объема воды. Это позволяет строить аквакультурные мощности в областях, где доступ к воде лимитирован, либо строить в городах и использовать дехлорированную муниципальную воду. Производство можно организовывать близко к месту сбыта. Традиционное прудовое рыбоводство использует огромное количество воды. Для наполнения пруда необходимо примерно 940 литров воды на один квадратный метр водоема, и эквивалентный объем требуется для ежегодного восполнения испарения и утечки через грунт. При средней продуктивности пруда 5000 фунтов на акр в год требуют примерно 3400 литров воды для производства 1 килограмма рыбы. С другой стороны, с учетом фильтрации и вторичного использования, УЗВ потребляет менее 10% воды, необходимой для пруда.

Компактность

В рециркуляционной системе рыба должна выращиваться в бассейнах или каналах в условиях очень высокой плотности посадки. Это делает производство экономически целесообразным. С другой стороны, плотность посадки традиционного пруда составляет 5000-7000 фунтов на акр или 0.6-0.8 граммов рыбы на 1 литр воды! Таким образом, УЗВ можно организовать где угодно.

Контроль температуры воды

Управление температурой открывает возможности для максимизации производства и быстрого оборота продукции. Это позволяет выращивать виды, не специфичные географическому расположению фермы (например, креветки в Чикаго или форель на Гавайах).

Контроль качества воды

УЗВ позволяет непосредственно контролировать качество воды. Параметры качества, например, концентрация растворенного кислорода, должны поддерживаться на оптимальном уровне. Это улучшает скорость роста, снижает стресс и вероятность заболеваний у гидробионтов. Кроме того, рыба изолирована от потенциальных источников загрязнений окружающей среды, поэтому гарантируется качество продукта.

Независимость от погодных условий

Выращивая рыбу в УЗВ, находящейся в помещении, рыбовод более не зависит от погоды. Внезапные холода могут уничтожить годовое производство, вследствие гибели личинок или нарушения нормального нереста маточного стада. Поздней осенью или зимой прудовая культура может потерять всю рыбу из-за недостатка кислорода или паводка. Размещение мощностей под крышей также позволяет собирать прудовую рыбу, когда плохая погода препятствует ведению культуры.

Любое производство аквакультуры должно обеспечивать адекватные условия среды для роста водных организмов. Важными параметрами являются концентрация растворенного кислорода, неионизированного аммония, нитрита и углекислого газа в воде. Затем следуют концентрация нитрата, pH, щелочность. Эффективная система должна поддерживать оптимальные значения параметров воды на этапе быстрого роста рыбы. Рост, в свою очередь, обеспечивает высокобелковая диета, из расчета 1.5% — 15% от массы тела в день (15% — малявочник, 1.5% — нагул). Количество вносимого корма, его состав, метаболическая активность рыб характеризуют степень порчи воды. Вносимый корм поедают рыбы, либо он остается гнить в системе. Побочные продукты метаболизма рыб, включают углекислый газ, аммоний, фекалии. Оставшиеся в системе не съеденный корм и продукты метаболизма продуцируют дополнительное количество углекислого газа и аммония, снижают содержание кислорода в воде и непосредственно вредят здоровью рыб.

В пруду благоприятные условия среды сохраняются за счет баланса поступления корма и естественного процесса ассимиляции. Водоросли, высшие растения, зоопланктон и бактерии работают в качестве биологического фильтра. Интенсификация культуры в пруду требует дополнительной аэрации воды и водообмен. В этих условиях вместимость пруда составит 5000-7000 фунтов на акр или 0.6-0.8 граммов рыбы на 1 литр воды.

В условиях замкнутой системы рентабельность хозяйства обусловлена очень высокой интенсивностью производства. Как результат, естественные возможности биологической фильтрации исчерпываются, и производитель вынужден пропускать воду через емкости для очистки потока от продуктов метаболизма и остатков корма. Дополнительно, путем аэрации или введения чистого кислорода необходимо поддерживать его концентрацию в воде.

Скорость водообмена, необходимого для сохранения качества воды в бассейне, лучше всего описать следующим примером. Допустим, что бассейн объемом 19000 литров вмещает 60 граммов рыбы на 1 литр. Если рыбу, биомасса которой 1140 кг, кормить рационом с 32% белка, в расчете 1.5% от массы тела, ежедневно, то полученные 17 кг корма дадут 0.5 кг аммония (примерно 3% корма становятся аммонием). При заданной максимально допустимой концентрации аммония 1.0 мг/л, расчет баланса масс по аммонию покажет необходимую скорость водообмена примерно 21280 л/час. Даже при таком высоком водообмене требуется оксигенация воды. Система, в которой объем воды используется однократно, называется проточной.

УЗВ в образовательных целях

Система с рециркуляцией воды прекрасно подходит для лабораторных исследований. Студенты могут изучать управление системой под нужды различных видов рыб, растений и других животных. В процессе обучения они изучат некоторые аспекты из областей биологии, сельского хозяйства, физики, химии, математики.

Проект системы

Рециркуляционные системы применяются там, где воды недостаточно для «вымывания» загрязнений из бассейнов с рыбой. Благодаря узлу очистки, в УЗВ достигается «удаление» аммония и других загрязнений, также как и в проточной системе.

Ключом успешного производства в рециркуляционной системе является использование экономически эффективных узлов обработки воды. Она вовлекает процессы удаления твердых загрязнений, окисления аммония и нитрита, аэрации и оксигенации воды (Рисунок 1). Далее следует описание отдельных процессов обработки воды, на которые необходимо обратить внимание при использовании УЗВ в аквакультуре.

Твердые частицы

Основными компонентами аквакультурных кормов являются белки, углеводы, жиры, зола и вода. Часть корма, не усвоенная рыбами, выделяется в виде органических загрязнений (частицы фекалий). Эти частицы, в совокупности с несъеденным кормом, расщепляются бактериями, снижают концентрацию кислорода и приводят к выделению аммония. С целью минимизации их влияния на качество воды, необходимо удалять их настолько быстро, насколько это возможно. Загрязнения можно разделить на четыре категории: осаждаемые, взвешенные, плавучие и растворенные. В рециркуляционной системе первые два типа вызывают особые опасения, тогда как другие два становятся проблемой только при очень слабом водообмене.

Осаждаемые частицы

Обычно контролировать концентрацию осаждаемых частиц проще других категорий, и их нужно выводить как можно скорее. К этому типу загрязнений относятся частицы, которые в спокойных условиях оседают в течение одного часа. Их можно удалить путем осаждения в цилиндрическом бассейне (где они накапливаются на дне в центре), либо их переводят во взвешенное состояние путем постоянного перемешивания и затем удаляют с помощью фильтра или емкости отстойника. Процесс осаждения можно улучшить добавлением блока изогнутых наклоненных труб (трубчатый отстойник) внутрь отстойника для снижения турбуленции потока и его равномерного распределения.

Взвешенные частицы

С точки зрения рыбоводов, различие между осаждаемыми и взвешенными частицами только одно. Последние, в спокойных условиях, не оседают в толще воды через час, и не могут быть удалены в процессе осаждения. Не всегда этот тип загрязнений фильтруется правильно. Если оставить взвесь в воде, то она существенно снизит количество рыбы, которое можно вырастить. Взвешенные частицы разрушают жабры рыб. Самый популярный метод удаления этих загрязнений заключается в механической фильтрации. Распространены два типа фильтров: сетчатый и с гранулированным наполнителем (песочный или гранулы).

Всплывающие и растворенные частицы

Тонкодисперсные взвешенные частицы (диаметром менее 30 мкм) являются основной частью взвеси в УЗВ. Они повышают потребление кислорода и разрушают жабры рыб. Кроме того, растворенные органические частицы (белки) могут внести большой вклад в потребление кислорода.

Тонкодисперсные и растворенные частицы нельзя удалить осаждением и механической фильтрацией. Для этой цели применяется пенное фракционирование (протеиновый скиммер). Процесс фракционирования заключается в введении пузырьков воздуха на дно узкого столба воды. Поднимаясь, на границе воды/воздуха они создают пену. Затем пена удаляется из колонки фракционирования в емкость сбора загрязнений. Концентрация частиц в этой емкости может быть в 5 раз выше, чем в культуральном бассейне. Эффективность пенного фракционирования зависит от свойств воды (концентрации соли, температуры, pH и т.д..), но сам процесс существенно снижает мутность и кислородное потребление системы.

Азот

Общий аммонийный азот (TAN) состоит из двух фракций, неионизированного аммония (NH3) и ионизированного аммония (NH4+) и продуктов белкового метаболизма. TAN выделяется через жабры рыб и продуцируется бактериями, которые разлагают органические частицы в воде. Неионизированная форма чрезвычайно токсична для рыб. Доля TAN в неионизированной форме зависит от pH и температуры воды. При pH 7.0 большинство TAN находится в ионизированной форме, тогда как при pH 8.0 – преобладающей становится неионизированная форма. Хотя летальная концентрация аммонийного азота для многих видов не установлена, его эффекты в сублетальной концентрации известны. Важнейшим из них является замедление роста. Как правило, концентрация неионизированного аммония не должна превышать 0.05 мг/л.

Температура (°C)
pH681012141618202224262830
7.0.0013.0016.0018.0022.0025.0029.0034.0039.0046.0052.0060.0069.0080
7.2.0021.0025.0029.0034.0040.0046.0054.0062.0072.0083.0096.0110.0126
7.4.0034.0040.0046.0054.0063.0073.0085.0098.0114.0131.0150.0173.0198
7.6.0053.0063.0073.0086.0100.0116.0134.0155.0179.0206.0236.0271.0310
7.8.0084.0099.0116.0135.0157.0182.0211.0244.0281.0322.0370.0423.0482
8.0.0133.0156.0182.0212.0247.0286.0330.0381.0438.0502.0574.0654.0743
8.2.0210.0245.0286.0332.0385.0445.0514.0590.0676.0772.0880.0998.1129
8.4.0328.0383.0445.0517.0597.0688.0790.0904.1031.1171.1326.1495.1678
8.6.0510.0593.0688.0795.0914.1048.1197.1361.1541.1737.1950.2178.2422
8.8.0785.0909.1048.1204.1376.1566.1773.1998.2241.2500.2774.3062.3362
9.0.1190.1368.1565.1782.2018.2273.2546.2836.3140.3456.3783.4116.4453
9.2.1763.2008.2273.2558.2861.3180.3512.3855.4204.4557.4909.5258.5599
9.4.2533.2847.3180.3526.3884.4249.4618.4985.5348.5702.6045.6373.6685
9.6.3496.3868.4249.4633.5016.5394.5762.6117.6456.6777.7078.7358.7617
9.8.4600.5000.5394.5778.6147.6499.6831.7140.7428.7692.7933.8153.8351
10.0.5745.6131.6498.6844.7166.7463.7735.7983.8207.8408.8588.8749.8892
10.2.6815.7152.7463.7746.8003.8234.8441.8625.8788.8933.9060.9173.9271

Доля токсичной (неионизированной) формы NH3 в растворе при различных значениях кислотности и температуры среды

Нитрит (NO2) является продуктом окисления аммония. Нитрифицирующие бактерии (Nitrosomonas) используют аммоний в качестве источника энергии для роста. Как побочный продукт их активности образуется нитрит. Эти бактерии лежат в основе биологической фильтрации. Они растут на поверхности наполнителя фильтра и, в некоторой степени, на других компонентах рециркуляционной системы, включая трубы, клапаны, бассейн, стенки и т.д.. Хотя нитрит не так токсичен для рыб, как неионизированный аммоний, он все равно опасен и должен выводиться из системы. Его концентрация не должна превышать 0.5 мг/л в течение длительного времени. К счастью, бактерии рода Nitrobacter, также находящиеся в биологическом фильтре, используют нитрит как источник энергии, и переводят его в нитрат.

Нитраты мало волнуют рыбоводов. Исследования показали, что гидробионты устойчивы к чрезвычайно высоким концентрациям нитратов (более 100 мг/л) в воде. Обычно в системе такие значения не достигаются. Нитрат вымывается в ходе обслуживания (сливание осадка или обратная промывка фильтра), либо утилизируется в процессе денитрификации, которая протекает на компонентах системы, например, в отстойнике. Денитрификация, преимущественно, обусловлена метаболизмом анаэробных бактерий, которые продуцируют газообразный азот из нитрата. В ходе аэрации азот выходит в атмосферу.

Контроль азотсодержащих соединений

Контроль концентрации неионизированного азота (NH3) в бассейне является приоритетной задачей в цикле обработки воды. Для сохранения безопасной концентрации, аммоний должен быть «удален» в количестве, эквивалентном образовавшемуся. В ходе биологической фильтрации субстрат с большой площадью поверхности обеспечивает место для прикрепления и роста бактерий. Обычно в качестве субстрата (биозагрузки) используются гравий, песок, пластиковые шарики, пластиковые кольца и пластины. Структура субстрата и характер его взаимодействия с грязной водой определяют эффективность фильтра.

Технология рециркуляции применяется часто тогда, когда недостаточно воды для вымывания загрязнений из культуральной емкости. В большинстве случаев, проточная система имеет водообмен 380 литров в минуту для поддержания культуры в одной емкости. С помощью рециркуляции воды через узел очистки, который «удаляет» аммоний, удается достичь производительности, аналогичной протоке.

Прототип небольшой системы

Проект рециркуляционной системы, используемой в образовательных целях, должен принимать во внимание ряд требований. Первостепенным является учет того, что управлять ей будет низкоквалифицированный персонал. В связи с этим, система должна прощать некоторые ошибки оператора. Для её реализации каждый компонент рассчитан на сверхнормированную производительность или емкость. Это не означает, что система будет сложной и автоматизированной. Напротив, студенты вовлекаются в учебный процесс для получения навыков работы с аквакультурой, поэтому желательна ручная работа и забота о системе.

Во многих случаях, она должна работать «в одиночку», с минимальным вовлечением посторонних физических мощностей. Кроме того, для её установки, комнату или лабораторию не нужно модифицировать и ломать. Установка должна работать тихо.

Общий макет

Модель системы с рециркуляцией воды рассчитана на кормление до 90 килограммов рыбы, независимо от числа особей или конфигурации бассейнов. Узел очистки воды и другие компоненты принимают во внимание все описанные выше аспекты (Рисунок 1). Она состоит из 4 основных компонентов, бассейна для удаления твердых частиц, бассейна для нитрификации и двух бассейнов с рыбой (Рисунок 2). Кроме того, система имеет воздушный компрессор низкого давления, погружаемый насос 1/5 hp (л.с.), линию доставки и дренажную линию, сигнализацию. В общем, модель занимает более 12 м2 и обходится в 2800$.

Бассейн для удаления твердых частиц

Грязная вода со дна культурального бассейна, под действием силы тяжести, поступает по 1-1/2 дюймовой трубе в один конец бассейна для грубой очистки. Он имеет ширину 90 см, длину — 120 см, высоту — 108 см и скошенное дно (примерно 24 градуса) от задней к передней стенки (Рисунок 3). Как только вода поступает в бассейн, она сталкивается с «верхней» перегородкой и вынуждена двигаться вверх через, поддерживаемую трубой, зону осаждения, состоящую из двух блоков (3см х 3см х 7см) с коммерческим наполнителем (Part #LS42A, Aquatic Ecosystems, lnc.). Как только вода проходит через зону осаждения, тяжелые частицы (несъеденный корм и фекалии) оседают на дно или наполнитель фильтра. Скошенное дно позволяет осадку скапливаться у передней стенки, откуда его можно откачать. Очищенная вода проходит через два выхода, выполненные в виде двух срезанных по верхней стороне труб диаметром 1.5 дюйма. Она просачивается сквозь две вертикальные стенки: из грубого полиэстерового волоконного фильтра, перпендикулярного потоку (Part #PF-2, Aquatic Ecosystems, lnc.), и тонкого полиэстерового волоконного фильтра (Part #PF-1, Aquatic Ecosystems, lnc.), где задерживаются мелкие частицы. Жесткость материала обеспечивают прослаиванием его через две пластины из пластиковой сетки (Part #N1170, Aquatic Ecosystems, lnc.). В вертикальном положении фильтры удерживали направляющие, расположенные по бокам емкости. Они изготовлены из деревянных (1 х 1 дюйм) или U-образных стекловолоконных реек. Вода покидала бассейн фильтр через фитинг на его конце и под действием силы тяжести устремлялась в бассейн для нитрификации.

Бассейн для нитрификации

Бассейн для нитрификации принимает очищенную воду, которая по-прежнему содержит высокую концентрацию аммония. Он служит для снижения аммония и нитрита, перед возвращением воды в культуральный бассейн. Размеры и особенности строения емкости идентичны бассейну для фильтрации твердых частиц, за исключением отсутствия перегородки. Хотя скошенное дно необязательно, оно помогает концентрировать биологические частицы, которые ускользнули от биологической фильтрации. В качестве аппарата для системы был выбран плавучий ротационный биофильтр. Предпочтение отдано ему потому, что он имеет простое строение и обслуживание. Вращение барабана осуществляется потоками воды или воздуха. В данном проекте предусмотрено вращение слабым (8 л/мин) потоком воды от погружаемого насоса. Ротационный биофильтр приобретался в полной комплектации (Part #FFRBC, Aquatic Ecosystems lnc.), однако его конструкционные детали описаны в приложении A. С помощью погружаемого насоса (1/5 л.с.) (Model #2300, Simer Pump Со.) через 1.5 дюймовые ПВХ трубы обработанная вода нагнеталась из бассейна для нитрификации (65-80 л/мин) в бассейн с рыбой.

Линия подачи воды и гидравлическая нагрузка

Поток воды из бассейнов с рыбой под действием силы тяжести направляется в узел очистки. Когда насос в бассейне для нитрификации выключен, вода во всех емкостях достигает «статического уровня». Важно, чтобы верхняя часть бассейнов для обработки воды была эквивалента или больше максимального «статического» уровня воды в системе. Внутренний диаметр дренажа для грязной воды может быть от 1.5 до 2 дюймов. Использование труб большого диаметра приводит к оседанию в них загрязнений. С другой стороны, трубы слишком маленький диаметр снижает поток воды в очистные бассейны, вызывают падение уровня воды ниже операционного минимума (ротационный биофильтр падает на дно). Уровень «динамической воды» (уровень воды при рабочем насосе) в бассейне с рыбой должен быть на 4-6 дюймов выше, чем в очистных бассейнах.

Важно отметить конструктивные детали дренажной линии в мини УЗВ. Все углы при повороте труб имеют тройник фитинг с затычкой на открытом конце. Это позволяет очищать дренажную линию. Трубы необходимо прочищать в случае, когда разница динамических уровней воды (потеря давления) в бассейнах с рыбой и очистных бассейнах станет больше 8-9 дюймов. Обслуживание линии описано в соответствующей главе.

Бассейны с рыбой

В зависимости от задач, конфигурация и количество культуральных бассейнов могут быть разными. Для обеспечения достаточного количества растворенного кислорода плотность рыб в каждой емкости не должна превышать 30 граммов на литр воды. В настоящей работе устанавливали два полиэтиленовых бассейна (объем — 1670 литров, диаметр — 1.5 метра, высота – 92 см) (Part #ТР440, Aquatic Ecosystems, lnc.). Их ставили на один слой цементных блоков и оставляли на фанере (1/2 дюйма). Верхняя часть культуральных бассейнов находится на одном уровне с очистными бассейнами. Дренаж в центре дна емкостей с рыбой имеет прямой проходной (Bulkhead) фитинг диаметром 1.5 дюйма. Необходимость в вертикальном стояке отсутствует, однако центральный дренаж нужно закрывать решеткой для предотвращения его загрязнения рыбой и другими крупными объектами.

Линия поступления воды в бассейны выполнена из ПВХ труб диаметром 1.5 дюйма, следующих из емкости для нитрификации. Водный поток в каждом культуральном бассейне регулируется с помощью шарового крана диаметром 1 дюйм.

Контроль температуры

Выбор температуры зависит от предпочтений культивируемого вида. Для большинства тепловодных видов идеально подходит диапазон 24-27°C. Примите к сведению, что в водных биологических системах более высокая температура ускоряет наступление катастрофы в случае ошибок. Если температура воздуха соответствует данному диапазону, то дополнительный обогрев не требуется. Тем не менее, если комнатная температура ниже, достаточно аквариумного нагревателя.

Представленная модель мини УЗВ имеет аквариумный нагреватель мощностью 300 Вт в бассейне механической очистки. Каждый нагреватель (Model #VТ300, aquatic Ecosystem, lnc.) в системе имеет регулируемый термостат. Термостат выставлен на минимальную температуру. Если комнатная температура ниже 24°C, потребуется больше нагревателей.

Культивирование холодноводных видов требует температуры ниже 24°C. Хотя температуру в квартире можно поддерживать на уровне 18°C или ниже, не исключена потребность в охлаждении воды. Аппараты для охлаждения воды стоят дорого и существенно удорожают систему (1000-1600$).

Аэрация

Подача воздуха в каждом бассейне проводится с помощью распылителей длиной 3 дюйма (Part #AS-3, Aquatic Ecosystems). Распылители погружаются на глубину 24 дюйма от поверхности воды. Воздух подается из поршневого компрессора (Part #L29, Aquatic Ecosystems, Inc.), установленного выше уровня воды, во избежание попадания воды при его выключении. Выбор компрессора, а не регенератора кислородной смеси, обусловлен его хорошими техническими характеристиками. Тем не менее, в более крупной, чем лабораторной, системе с рециркуляцией, подачу воздуха и воды можно организовать с помощью регенератора кислородной смеси и поверхностного насоса, соответственно. Линия подачи воздуха включает ПВХ трубы диаметром 1 дюйм и фитинги с гибкими прозрачными шлангами диаметром 0.25 дюйма (Part #TV-40, Aquatic Ecosystems, Inc.), которые соединяли ПВХ трубы с распылителями (через трубчатый адаптер, Part #62014, Aquatic Ecosystems, lnc.).

Удаление тонкодисперсных частиц

Тонкодисперсные частицы удаляются с помощью простейшего скиммера аэрлифтного типа (Part #FMS-4, Aquatic Ecosystems, lnc.). Он располагается в одном из бассейнов и аккумулирует обогащенную загрязнениями пену во внешнем контейнере. Так как вода в обоих бассейнах с рыбой смешивается в узле очистки, один скиммер обеспечивает контроль содержания тонкодисперсных частиц во всей системе.

Кормление

Для минимизации пиковых значений аммония или возникновения недостатка кислорода корм должен вноситься в бассейн равномерно в течение всего времени. К счастью, этот процесс легко организовать с помощью автоматического кормораздатчика (ленточного кормораздатчика), который разработан для кормления сеголеток. Каждый бассейн имеет приводимый в действие пружиной 12-часовой ленточный кормораздатчик (Part #912555, Zeigler Bros., lnc.), подвешенный на 12-18 дюймов на поверхностью воды. Дневной рацион (см. часть о работе с рыбой) равномерно распределялся на ленте.

Сигнализация

Вследствие интенсивного ведения культуры и промежутков, когда система остается без присмотра, рекомендуется использовать сигнализацию. В настоящей работе установлена простая сигнализация, связанная с системой автодозвона (Part #А-1, Aquatic Ecosystems, lnc.). Система отслеживает давление на линии подачи воздуха (Part #В601, Aquatic Ecosystems, lnc.), уровень воды в культуральных бассейнах (Part #2Р313, W.W. Grainger, lnc.), температуру воды во всей системе (Part #А-3, Aquatic Ecosystems, lnc.) и скорость водного потока на линии подачи (Part #6940-015, Ryan Herco, lnc.). В случае низкого давления воздуха, уровня воды, температуры, отсутствия циркуляции воды система автодозвона отсылает сообщение тревоги на четыре номера. Реципиент должен подтвердить прием сообщения в течение 30 секунд, либо система отправит сообщение на следующий номер.

Хотя сигнализация необязательна, спокойствие на 24 часа в сутки и 7 дней в неделю обойдется в 400 долларов.

Конструкционные детали

Основная работа затрагивала производство бассейнов для очистки. Материалами выступали фанера и стекловолокно. Работы станет меньше, если раздобыть готовые бассейны схожих размеров. Скошенное дно необязательно, однако бассейны-фильтры с плоским дном сложнее обслуживать. Помните, что материал для изготовления фильтров не должен быть токсичным; никаких гальванических стальных или медных труб!

Детали конструкции бассейнов

Схема бассейнов для фильтрации показана на рисунках 4 и 5. Они изготовлены из фанеры толщиной ¾ дюйма хорошего качества. Фанера резалась на листы, согласно рисунку 5. Затем, их окрашивали водостойким клеем и соединяли вместе. Скошенное дно каждого бассейна поддерживается четырьмя продольными балками 2 х 2 дюйма. Каждый внутренний шов и угол отшлифован и промазан силиконовым герметиком. Стекловолоконную ленту использовали для придания швам прочности и делала их водостойкими. Внутренняя поверхность бассейнов покрывали эпоксидной грунтовкой (Part #РТ-17, Aquatic Ecosystems lnc.), а затем второе покрытие — эпоксидной краской (Part #РТ-7, Aquatic Ecosystems lnc.). Внешняя поверхность бассейнов окрашена цветной краской по дереву. Для снижения изгиба стенок бассейнов, вследствие давления воды, из четырех кусочков дерева 2 х 4 дюйма и четырех болтов сделаны пояски, которые прикрепили к средней части стенок (Рисунок 4). Отверстия в конце каждого бассейна сверлились для вставки проходного фитинга диаметром 1.5 дюйма. Они должны находиться в центре, на расстоянии 20 дюймов от дна.

Бассейн для удаления твердых частиц дополнительно снабжается двумя перегородками. Короткая верхняя перегородка и полная перегородка устанавливаются как показано на рисунках 3 и 4, и приклеиваются силиконовым герметиком. Для крепления вертикальных полиэстеровых фильтров используются два набора направляющих из деревянных (1 х1 дюйм) или стекловолоконных U-образных реек (1.25 х 1.25 дюйма, Hulls Unlimited-East, lnc.).

Опоры для бассейнов и дренаж

Модельная система включала культуральные бассейны высотой 36 дюймов. Для подъема их уровня относительно бассейнов для фильтрации, и для облегчения монтажа дренажа, бассейны устанавливали на фанеру толщиной 0.5 дюйма, вместе с цементными шлакоблоками. Установка блоков и компонентов дренажа показана на рисунке 6.

Бюджет системы

Бюджет на строительство мини УЗВ представлен в таблице 1. В него не включены трудозатраты. Некоторые материалы были высокого качества, хотя более низкое качество не повредило бы системе. Например, в качестве материала для бассейнов выбирали фанеру A/B класса (37$ за лист), но можно обойтись A/C классом или CDX (15-20$ за лист).

КоличествоЕдиницаОписаниеСтоимость ед-цы, $Стоимость
2шт.Бассейны для рыб, диаметр 6 футов255.00510.00
2шт.Бассейны фильтры441.00
24шт.Шлакоблоки0.8019.20
4лист1/2-дюйм фанера A/C11.5046.00
2ярдТонкий полиэстеровый фильтр10.5021.00
2ярдГрубый полиэстеровый фильтр14.0028.00
6футТрубчатый материал отстойника10.2061.20
1шт.Погружаемый насос59.0059.00
1шт.Ротационный биологический контактор399.00399.00
1шт.Линейная воздуходувка266.00266.00
20шт.Распылители2.4048.00
1шт.Автоматический телефонный дозвон287.00287.00
1шт.Ртутный поплавковый выключатель20.2620.26
1шт.Пневматический выключатель28.0028.00
1шт.Поплавковый выключатель39.0039.00
1шт.Пеноотделительная колонка32.8032.80
2шт.Автокормушка171.00342.00
1100-футовая катушкаВиниловый шланг14.5014.50
3шт.Электрические нагреватели, 300Вт19.8559.55
РазноеПВХ трубы, фитинги и т.д.157.35
Итого:10735.05

 

Рисунок 1. Компоненты и процессы в УЗВ
Рисунок 1. Компоненты и процессы в УЗВ

 

Рисунок 2. Общий вид системы
Рисунок 2. Общий вид системы

 

Рисунок 3. Фильтр для удаления твердых частиц
Рисунок 3. Фильтр для удаления твердых частиц

 

Рисунок 4. Фильтр для удаления твердых частиц. Конструкция
Рисунок 4. Фильтр для удаления твердых частиц. Конструкция

 

Рисунок 5. Фильтр для удаления твердых частиц. Листы фанеры
Рисунок 5. Фильтр для удаления твердых частиц. Листы фанеры
Рисунок 6. Опоры для бассейнов и дренажная линия
Рисунок 6. Опоры для бассейнов и дренажная линия

Запуск

По завершении строительства студенты будут с нетерпением ожидать наполнение системы водой и запуска рыбы. Однако хорошая практика требует удержания свежей воды в системе в течение 4-7 дней и её последующего слива. Таким образом улетучатся токсины из эпоксидной краски, новых полиэтиленовых бассейнов и ПВХ-труб.

Вновь наполненную городской водой систему необходимо усиленно аэрировать в течение 24 часов для удаления хлора. Благополучному запуску биофильтра и здоровью рыб способствует повышенный уровень щелочности и хлоридов. Щелочность нужна биофильтру, а хлориды снижают стресс у рыб. В лаборатории следует держать тесты для определения обоих параметров. Для подъема щелочности потребуется пищевая сода, а для повышения содержания хлоридов – поваренная или морская соль. Авторы рекомендуют поддерживать щелочность на уровне 150-200 мг/л (в эквиваленте CaCO3) и уровень хлоридов 200-300 мг/л. Эти значения соответствуют концентрации 0,15-0,20 г/л соды и 0,33-0,49 г/л NaCl.

Температура воды зависит от вида рыб. Для большинства тепловодных видов подходит диапазон 24-27°C. Если комнатная температура ниже этих значений, необходимы термостаты с аквариумными нагревателями. Разница температур при пересаживании рыб не должна превышать 2 градусов.

При запуске новой системы ротационный биофильтр не может сразу утилизировать весь аммоний и нитрит. В течение одного месяца, с ростом популяции бактерий, появляется эта способность. Модельная система создана для переработки загрязнений от 1,36 кг корма в день. Первыми в бассейн сажают несколько взрослых особей. Общая биомасса рыбы в системе не должна превышать 9 кг. Дневной рацион не должен превышать 0,06-0,11 кг корма в день.

Концентрацию аммония отслеживают, и при превышении содержания неионизированного аммония более 0.2 мг/л, нормы кормления снижают. В течение 2-3 недель уровень аммония снизится, а уровень нитрита возрастет. Концентрация нитрита не должна превышать 15 мг/л. Хлорид в воде работает как противоядие от токсического влияния нитрита. Необходимо поддерживать концентрацию хлорида, по крайней мере, на уровне 6 мг/л на каждый 1 мг/л нитрита (т.е. 15 мг/л нитрита = 90 мг/л хлорида). В течение примерно 6 недель со времени запуска концентрация нитрита упадет, а концентрация нитрата возрастет. Нитрат не токсичен для рыб в концентрации ниже 150 мг/л. Содержание нитрата контролируют водными подменами. Как только содержание аммония и нитрита установилось в границах нормы, можно запускать рыбу для культивирования. Следует иметь в виду, что система плохо реагирует на резкие изменения норм кормления и температуры. Не меняйте количество ежедневно вносимого корма более чем на 10%.

Рисунок 7. Типичный ответ нитрифицирующих бактерий в новой системе пр 2% обновлении воды
Рисунок 7. Типичный ответ нитрифицирующих бактерий в новой системе пр 2% обновлении воды

Регулярное обслуживание

Бассейны с рыбой требуют минимальное обслуживание. Цилиндрические емкости с гладким дном обеспечивают самоочистку. Большинство несъеденных частиц и фекалий вымываются через центральный дренаж. Один раз в день сетки дренажа нужно очищать.

Через каждые два или три дня бассейн отстойник требует очистки. Насос отключают от сети, вынимают трубчатый отстойник. Накопленные частицы отсасывают со дна бассейна. Грязь можно вылить, либо использовать в качестве удобрения. Трубчатый отстойник ополаскивают шлангом и ставят на место. Грубый и тонкий полиэстеровые экраны удаляют и очищают, ополаскивая водой под высоким давлением. Как только вставлены вертикальные фильтры, можно включать насос. Свежая воды вносится в один из бассейнов с рыбой вместо той, которая ушла во время отсасывания грязи (20 — 40 литров). Потери воды также происходят при сбросе загрязнений из пеноотделительной колонки.

Один раз в неделю, либо по необходимости, дренажную линию нужно очищать. Для этого отключают насос, вставляют стояк в каждый бассейн (трубу в дренаж для предотвращения утечки воды; длина каждого 1 метр) и переподключают фитинги поступления воды от культуральных бассейнов к фильтру твердых частиц. Из дренажной линии сливают воду, и снимают концевую заглушку. Крупным бутылочным ершиком (диаметр 1.5 дюйма), прикрепленным к жесткой проволоке (4 метра), проталкивают грязь через прямую часть дренажа. Эта процедура позволит удалить пленку на трубах и снизит потери на трении. О плохой прочистке дренажной линии свидетельствует пониженный уровень воды в бассейнах фильтрах.

Все другие компоненты системы обслуживаются согласно предписаниям производителя.

Управление системой

Управление системой может одновременно вызывать удовольствие, смятение и депрессию. Не расстраивайтесь, если испытываете все озвученные выше чувства. Когда система работает по плану, вы чувствуете удовольствие. Когда происходят внеплановые события, вы почувствуете гамму ощущений, от депрессии до изоляции, но поверьте, что любой человек, получающий опыт работы с УЗВ, испытывает то же самое, и ничто не спасет от этого. Поэтому расслабьтесь, будьте внимательны, с холодным рассудком.

Мониторинг качества воды

Мониторинг качества воды начинается с наблюдения за рыбами, потому что их поведение укажет на многие проблемы. Неопытному сотруднику сложно выполнить эту процедуру. Как определить адекватное поведение рыб в конкретной системе? Ответ может быть дан по результатам ежедневного наблюдения за рыбами, вместе с данными параметров качества воды. Таким образом, систематическая регистрация этих параметров и отслеживание поведения рыб позднее принесет большую пользу. Важно отметить, что мониторинг показателей воды является неотъемлемой частью наблюдений.

Оборудование для тестирования воды выбирают, исходя из предпочтений и бюджета. Важны тесты определения концентрации кислорода, нитрита, углекислого газа. Щелочности, аммония и хлоридов. Большинство тестов определения содержания кислорода основано на методе Винклера, однако он очень долгий. Так как концентрацию этого газа в воде нужно измерять несколько раз в день, лучше воспользоваться оксиметром. Содержание твердых частиц удобно определять конусом Имхоффа.

Эффекты отдельных параметров воды на животных зависят от других аспектов среды. Например, аммоний может быть смертелен при pH 8.0 и опасен при pH 7.2. Тестируя воду, примите к сведению, что вы имеете дело с двумя живыми системами, культуральным видом и бактериями биофильтра. Не стоит слишком волноваться, если один из параметров слишком высокий или низкий. Корректировать значения следует постепенно, потому что их быстрое восстановление может быть даже более опасно. Решающую роль играет постепенное выравнивание параметра так, чтобы биофильтр и рыба могли приспособиться к новым условиям. Исключением из этого правила является слишком низкое содержание растворенного кислорода, которое следует поднимать немедленно.

Температура

Температура влияет на скорость метаболизма рыб, концентрацию растворенного кислорода, процессы в биофильтре. Этот параметр соответствует запросам культивируемого вида и не должен превышать оптимальное значение более, чем на несколько градусов. Падение температуры на 10 градусов приводит к снижению активности биофильтра на 25-50%. Обычно его микробиота адаптируется к новым условиям, но на это требуется время. Для проверки температуры достаточно хорошего термометра.

Растворенный кислород

Растворенный кислород (DO) является лимитирующим фактором количества корма, которое могут усвоить культивируемые особи, плотности посадки и активности биофильтра. Авторы работы старались держать концентрацию DO на уровне 5 мг/л. Иногда значение опускалось ниже, но это не создавало проблем, и другие параметры держались в норме. Как правило, концентрация кислорода снижалась через час после кормления. При этом более высокое количество вносимого корма вызывало более выраженное снижение параметра. Вариативность содержания DO можно снизить, равномерно распределив внесение корма (например: 1.3 кг корма распределить на 6 кормлений по 220 грамм каждое). Автоматические кормораздатчики помогут реализовать эту задумку. Если читатель кормит рыб вручную, то концентрацию DO необходимо измерять перед кормлением и через 30-45 минут после него. Потребности биофильтра в кислороде не велики, не более 2 мг/л. Кроме того, в используемом ротационном биофильтре бактерии имеют доступ к атмосферному воздуху. Стоит отметить, что растворенный кислород расходуется на многие процессы. Помимо бактерий биофильтра и рыб, он потребляется гетеротрофными бактериями, водорослями в условиях слабой освещенности и химических реакциях. Т.е. не весь кислород доступен рыбам.

Аммоний

Аммоний образуется в системе в ходе метаболизма рыб и распада фекалий и несъеденного корма. Поэтому твердые загрязнения следует удалять как можно скорее. Аммоний не такая большая проблема, потому что область биофильтра, утилизирующая аммоний, после запуска формируется первой. Во-вторых, аммоний имеет две формы – NH3 (токсичную) и NH4+ (нетоксичную), и тестовые наборы не различают их. Хорошей новостью является различная токсичность аммония в зависимости от pH среды. При pH 7.0-7.5 и TAN (общий аммонийный азот) 6 мг/л не вызывает серьезных проблем, особенно, если в воде много кислорода. Нередко случается видеть системы, в которых при концентрации TAN 20 мг/л рыба не проявляет каких-либо симптомов отравления. Рыбоводы не рекомендуют такой уровень аммония, и в большинстве систем его концентрация стабильно держится в диапазоне 1.5-2.0 мг/л. Аммония становится больше во время кормления, либо, когда используют корм с более высоким содержанием белка. По мере роста рыб, возрастает нагрузка на биофильтр, и он должен справляться с возросшей концентрацией аммония.

Нитрит

Нитрит является продуктом окисления аммония. Трансформация нитрита в нитрат наименее устойчивый процесс нитрификации. Он легко нарушается резкими изменениями среды, компетентные бактерии легко вытесняются из субстрата, поэтому распространено смещение в сторону нитрита. Это соединение ядовито, так как ингибирует связывание кислорода с гемоглобином крови. Даже, когда тесты показывают достаточное количество растворенного кислорода, в условиях высокого содержания нитрита, рыба будет испытывать кислородное голодание, её рост и здоровье ухудшатся. К счастью, токсичность нитрита можно снизить, добавив хлориды (NaCl) в концентрации 6 мг/л на 1 мг/л нитрита. Рекомендуется поддерживать концентрацию хлоридов в системе на уровне 100-150 мг/л. Хлориды не только препятствуют отравлению нитритом, но снижают стресс, вероятность грибковых заболеваний, облегчают активный транспорт веществ через мембраны. Если для определения хлоридов вы используете реагенты Hach, то они быстро закончатся при измерении концентраций 150 мг/л. Набор для титрования имеют измерительную пробирку объемом 6 мл, поэтому, в целях экономии, наливайте в неё 0.5 мл воды из системы и 5.5 мл дистиллированной воды. Затем, чтобы узнать реальную концентрацию хлоридов, полученные результаты умножьте на 12. Вариации этого методы также применяются для измерения аммония и нитритов.

Щелочность

Щелочность взаимосвязана с pH, концентрацией CO2 и процессом нитрификации. Для роста бактериальной массы бактерии биофильтра утилизируют карбонаты. Энергию на этот процесс они получают в ходе нитрификации. Поэтому с возрастанием усвоения аммония, щелочность снижается. Недостаток щелочей проявляется скачками pH воды, вследствие недостатка буферных свойств. При этом бактерии прекращают функционировать. Авторы работы поддерживали щелочность на уровне 75-120 мг/л, путем ежедневного добавления гидрокарбоната натрия. О необходимом количестве щелочей скажут тесты воды. Эквивалентное внесение корма каждый день обуславливает эквивалентные ежедневные потребности в щелочах. На 1 грамм аммония биофильтру требуется 7 граммов щелочей. В зависимости от режима кормления, рыбовод может прогнозировать потребности в щелочах.

pH

pH уже упоминался в вопросе его влияния на токсичность аммония и связи с концентрацией углекислого газа. В проведенной работе авторы пытались поддерживать pH в диапазоне 7-7.5 единиц. Вносился бикарбонат натрия и проводилась аэрация для удаления углекислого газа. Если не предпринимать шагов по стабилизации pH, он постепенно сместится в кислую сторону. Ежедневно pH не должен колебаться более чем на 0.5 единиц. Используя бикарбонат натрия и рассчитывая его концентрацию, примите к сведению, что он не 100% чистый.

Углекислый газ

Концентрация углекислого газа контролируется, по большей части, аэрацией и, в некоторых случаях, активностью водорослей. Его содержание выше 2 мг/л делает воду более кислой. Установка множества распылителей воздуха поможет решить проблему высокой концентрации углекислого газа.
Нитрат

Конечным продуктом биофильтрации является нитрат. Обычно он не создает проблем для рыб и удаляется из системы в ходе ежедневных водных подмен (восполнение после очистки фильтров и испарения). При ежедневных заменах 5-10% всего объема уровень нитрата стабилен.

Нитрат можно удалить с помощью денитрификации. Для этого некоторую часть воды помещают в изолированную емкость и оставляют её на несколько дней без аэрации. В анаэробных условиях нитрат восстанавливается до атмосферного азота. Спустя несколько дней, осадок сливают, а оставшуюся воду возвращают в систему.

Пена

Пена в культуральном бассейне имеет вид светло-серых, коричневатых пузырьков на поверхности воды. Они могут быть незаметны, но предоставляют великолепную возможность удалить некоторую часть белков и очень тонкодисперсные частицы, которые, не смотря на все усилия организовать фильтрацию, иначе останутся в воде. Пена образуется в результате налипания мелких частиц и белков в внешней поверхности пузырьков. Пенообразование происходит, когда воздух распыляется и проходит в толще воды. Пена образуется и исчезает в некоторой степени. Разрушение пузырьков пены зависит от состава жиров и масел в загрязнениях, которые нарушают поверхностное натяжение. Очень часто, когда рыбу не кормили несколько часов, например, ночью, по утру оператор сталкивается с 2-3 сантиметровой пеной в бассейне. Пену легко удалить вакуумным отсосом. Эффективным оказывается пеноотделительная колонка, которая работает непрерывно.

Солнечный свет

Солнечный свет не относится в параметрам качества воды, но он влияет на качество. Если система находится около окна или в оранжерее, необходимо затемнить бассейны. В противном случае, разовьются водоросли, которые вызовут сильные колебания pH, DO и CO2, повысят токсичность аммония и нитрата, погубят биофильтр. Большинство литературных источников указывают на то, что свет губителен для биофильтра, и для него лучше полная темнота. Кроме того, водоросли портят запах рыбы.

Обслуживание биофильтра

Обслуживание биофильтра влияет на все показатели качества воды. Многие проводимые химические тесты призваны обеспечить оценку его работоспособности. Часто своей основной заслугой рыбовод считает надлежащее состояние биофильтра и, если перед ним стоит выбор между гибелью всей рыбы и биофильтра, он выберет гибель рыбы. Нарушение работы биофильтра, в любом случае, повлечет мор рыбы в течение нескольких дней, и потребуются недели для восстановления условий и запуска фильтра. С другой стороны, смерть рыб повлечет лишь покупку новой рыбы. В задачи проведенной работы входило создание эффективного и стабильно работающего биофильтра, хотя практика работы с рыбой, возрастание количества вносимого корма, сбор рыбы и внесение веществ в воду, снижают его эффективность и влияют на стабильность. Если это звучит контрпродуктивно, то можно перефразировать следующим образом – любые изменения необходимо проводить постепенно. Внезапный вылов большого количества рыбы и, соответственно, снижение загрязнений, одинаково опасно для биофильтра, как и резкое возрастание количества вносимого корма. Благополучный биологический фильтр имеет на субстрате очень тонкий оранжево-коричневый слой бактерий. Толстые, коричневые, скользкие комки, вероятно, включают не нитрифицирующих, а гетеротрофных бактерий. Последние загрязняют фильтр и трубы, задерживают загрязнения внутри системы. Тесты качества воды должны отвечать на два вопроса: как среда влияет на моих рыб? Как среда влияет на мой биофильтр?

Биофильтр не является новым, магическим устройством. Аналогичные бактерии миллионы лет утилизируют органику в наших озерах, реках и океанах. Если читатель взволнован плохой работой своего фильтра, его подкрепит мысль о том, что, не смотря на современные технологии, человечество плохо управляет естественной биофильтрацией. Вносимые в воду органические вещества, сами по себе, не являются загрязнениями. Однако, будучи вносимыми быстро, в количествах, превышающих возможности биофильтрации, они становятся загрязнениями.

Обобщение

В обзоре параметров качества воды подчеркивается, что изменения должны проводиться постепенно, за исключением растворенного кислорода, концентрация которого должна подниматься быстро, насколько возможно. Когда рыба проявляет признаки стресса, и многие параметры перешли безопасный уровень, необходимо выиграть время, заменив большое количество воды на свежую. Фактически, в качестве предохранительной сети читатель может располагать источником воды, температура и pH которой соответствует значениям воды в системе. Необходимо помнить, что многие факторы взаимосвязаны, поэтому изменение одного или нескольких из них вызовет эффект домино. Помните, что рыба иногда просто умирает, и гибель одной или нескольких особей не говорит ни о чем, кроме как о плохом обращении или случайной смерти. Однако динамику смертей следует изучать. Полезно иметь в числе своих контактов более опытных коллег, которые с удовольствием делятся информацией и помогают где возможно.

Работа с рыбой

Виды для культивирования

В рециркуляционной системе выращивают многие виды рыб, но тиляпия отличается высокой устойчивостью и выживают, когда другие рыбы уже погибли. Поэтому на этапе обучения лучше выбрать тиляпию. Для этих целей также подойдут гибрид или нотивный полосатый окунь, натренированный к искусственному корму большеротый окунь, пескари, Центрарховые и декоративные кои, золотые рыбки, гуппи. Вопреки распространенному мнению, сом плохо подходит к выращиванию в УЗВ. Это связано со сложностью получить посадочный материал из свободных от инфекций источников. Радужная форель прекрасно подходит для выращивания в УЗВ, если поддерживать температуру слегка ниже 21°C. Стоит учесть, что при более низкой температуре потребуется более крупный биофильтр, вследствие замедления активности нитрифицирующих бактерий.

ВидСовместимостьТребованияПлотность посадки, кг/лКормление
Канальный сом (Ictalurus punctatus)умереннаятепловодный, пресноводный, хорошее качество воды0.0336% белка, 3-5% массы тела
Радужная форель (Salmo gairdneri)умереннаяхолодноводный, пресноводный, чистая, проточная, отличного качества вода0.0345% белка, 3-5% массы тела
Гибрид полосатого окуня (Morone crysops х
Morone saxtilis)
хорошаятепловодный, солоно- и пресноводный, хорошее качество воды, высокая жесткость и щелочность0.03-0.0638% белка, 3-5% массы тела
Тиляпиявеликолепнаяочень теплая вода, солоно- и пресноводный, умеренное качество воды0.03-0.0632% белка
Большеротый окунь (Micropterus salmoides)умереннаятепловодный, пресноводный, хорошее качество воды0.0338% белка, 3-5% массы тела
Пескарьхорошаятепловодный, пресноводный, умеренное качество воды0.0632% белка, 3-5% массы тела
Синежаберный солнечник (Lepomis macrochirus)хорошая
Золотая рыбка и кои (Ciprinids)хорошая
Красный горбыль (Sciaenops ocellatus)умеренная
Лосось (Salmo или Oncorhynchus)умеренная
Раки (Penaeus)плохая
Луизианский рак (Procambarus clarkii)хорошая/умеренная
Макробрахиум Розенберга (Macrobrachium rosenbergii)плохая
Артемия (Artemia salina)великолепная
Устрица гигантская (Crassostrea)хорошая
Венериды (Mercenaria)хорошая
Морские водоросли (различные роды)хорошая

Транспортировка рыбы

Как только вы нашли желаемую рыбу, её необходимо доставить до фермы. Для транспортировки 45-55 кг рыбы используйте простейший 12 вольтовый компрессор аэратор и 200 литровую бочку. Для перевозки важен источник воды. Если рыба из проточной системы, то используйте чистую воду из протоки. Если рыба из УЗВ, то она может испытать стресс от абсолютно чистой воды, вследствие разницы условий. Для неё лучше смешать 50/50 чистую воду и воду из УЗВ. В обоих случаях для снижения стресса внесите 450 граммов соли в воду. За несколько дней перед транспортировкой рыбу не кормят.

Зарыбление системы

После прибытия на место проверьте pH и температуру в системе и бочке для транспортировки. Если имеется разница в несколько градусов и менее 0.5 единиц pH, достаточно добавить несколько ковшей воды из системы в бочку (из бочки выливают соответствующее количество воды). Если разница более нескольких градусов, ждут 30 минут и постепенно вливают воду на каждые 2 градуса выравнивания температуры. pH обычно выравнивается. Перед посадкой необходимо определить точное количество и массу рыб. Это нужно для планирования режима кормления и обслуживания.

Хранение корма

Корм обычно хранится при комнатной температуре (или ниже) в бумажных мешках, в сухом, свободным от вредителей месте. Обращение с кормом приводит к его стиранию и образованию мелких частиц, которые нужно удалять перед кормлением. Не храните корма больше, чем на 60 дней. Некоторые компоненты корма, даже при правильном хранении, распадаются со временем. Так как модельная система предназначена для школьных занятий, нужно рассмотреть другие способы хранения. Вероятно, в пластиковых или металлических контейнерах, контейнерах для мусора, чтобы снизить запах корма в помещении и не привлекать вредителей. Как только корм покрылся плесенью, выкиньте его. Не используйте испорченный корм.

Кормление рыб

Кормление это контролируемый процесс, если биофильтр работает хорошо, и существует расчет перевода корма. Первый этап кормления заключается в выборе подходящего размера и типа корма. Размер частиц зависит от размера рыбы. Производители дают рекомендации по этому поводу. Слишком крупные частицы ведут к накоплению несъеденных остатков и ухудшают пищеварение рыб. Слишком мелкие частицы снова ведут к накоплению несъеденных остатков, растворению их в воде, развитию гетеротрофных бактерий. У крупных рыб мелкие частицы корма вызывают проблемы с жабрами. Частицы адекватного размера способствуют быстрому росту рыбы, сохраняют здоровье рыб и качество воды. Корм, созданный для открытых прудов или каналов, имеет много жиров. Но он не вызывает проблем у рыб или УЗВ. В условиях рециркуляции высокое содержание жиров в рационе делает пенное фракционирование неэффективным, потому что жиры снижают поверхностное натяжение воды и дают образовываться пене. Рекомендуется кормить рыбу кормом для форели с 8% жира.

После выбора размера частиц, рассчитывают ежедневное количество корма. Необходимо знать точную массу всех рыб в системе и процент вносимого корма на единицу массы тела рыб. Маленькие, молодые рыбы требуют бо’льший процент корма на единицу массы тела.

Например:

Рыба массой 20 граммов – 6%
Рыба массой 50 граммов – 5%
Рыба массой 100 граммов – 4%
Рыба массой 200 граммов – 3%
Рыба массой 300 граммов – 2%
Рыба массой 400 граммов – 1.5%
Рыба массой 500 граммов – 1%

Если у вас 500 особей массой 200 граммов каждая, общая масса рыбы составит 100000 граммов. При норме кормления 3%, потребуется 3000 граммов корма ежедневно. Каждые две недели следует проверять рост рыбы. Для этого вылавливают 3-5% особей и измеряют их массу. После расчета средней массы отдельных рыб определяют общую массу и, исходя из процента, вычисляют количество корма. Конечно, для точности следует вести журнал смертности и других потерь. Для отслеживания этого типа информации используются формы. Кормовой коэффициент перевода рассчитывается делением массы использованного корма на прирост массы рыб за определенный период. Как было определено ежедневное потребление 3000 граммов корма, также можно рассчитать любые масштабы. Перед взвешиванием лучше просеить корм и удалить мелкую фракцию. Это понизит содержание несъеденных частиц в системе.

Внесение корма должно дробиться на как можно большее число раз. Вначале дают немного корма, чтобы удостовериться, что рыба принимает его. Если это не так, в системе присутствуют проблемы. Не стоит вносить однократно большие количества корма, это вызовет серьезные проблемы. Плавающий на поверхности корм имеет преимущества, потому что видно его и активность рыб. К его недостаткам относится высокое содержание жиров, которые снижают эффективность пеноотделительной колонки.

Заболевания и стресс

Если вы поддерживаете хорошее качество воды, не перекармливаете, не травмируете рыб, то не получите заболеваний, связанных со стрессом. Как правило, болезнь является причиной стресса, и сведение возможности её возникновения не большая проблема. Если болезнь вознкла, то ни в коем случае не обрабатывайте рыб в системе, чтобы «не убить» биофильтр. Может быть стоит избавиться от рыб и начать заново, без перезапуска биофильтра. Медикаменты в системе погубят бактерии фильтра, и рыба, в конечном счете, также погибнет. Таким образом, решением является вылов больных особей или избавление от всех рыб. Большинство рыбоводов редко встречаются с инфекциями, которые губят всех особей в благоприятных условиях.

СимптомыПричиныОбработка
ВялостьХлорсильная аэрация и добавление дехлорирующих агентов (тиосульфат натрия)
Низкий DOаэрация, удаление органических загрязнений, прекращение кормления, проверка воздушной линии
Быстрые движения жабрамНизкий DOаэрация, удаление органических загрязнений, прекращение кормления, проверка воздушной линии
Высокий нитритаэрация, добавление хлорида натрия
Жаберный паразитснижение плотности посадки, аэрация
Высокий аммонийаэрация и подмена воды, проверка pH
Белые точкиИхтиофтириозкарантин зараженных рыб
Язвы волдыриБактериальная инфекциякарантин зараженных рыб
Красноватые плавники или животБактериальная или вирусная инфекциякарантин зараженных рыб
Трение бокомПаразитыкарантин зараженных рыб
ВращениеВирусная инфекциякарантин зараженных рыб
Специфичесое плаваниеВирусная инфекция или паразитыкарантин зараженных рыб и проверка качества воды
Разрушение плавниковБактериальная инфекциякарантин зараженных рыб
Низкий pHдобавление бикарбоната натрия
Мутная водаМного твердых частиц (растворенных или взвеси)подмена воды, удаление загрязнений, снижение кормления
ВодорослиМного светаподмена воды, затемнение бассейна, проверка pH

Очистка рыбы

Очистка призвана устранить неприятный запах от рыбы, и она должна практиковаться в условиях рециркуляционной системы. Рыба попадает на кухню не прямиком из УЗВ. В течение 3-5 дней рыбу держат в чистой воде и не кормят. Бассейн для очистки может иметь небольшую протоку, либо рыбу можно держать в емкости с воздушным компрессором, воду из которой затем используют в УЗВ, а в саму емкость заливают свежую воду. Второй способ имеет преимущества, потому что вода используется дважды. В бассейн для очистки вносится соль в концентрации 100 мг/л. Некоторые рыбы имеют прекрасный вкус, когда их вылавливают непосредственно из системы, другие – нет. Поэтому очистка выступает безопасным методом получения готовой к употреблению рыбы. Испорченный привкус, иногда называемый грязным, определенно снижает интерес к продукции. Некоторые рыбоводы называют неприятный привкус – подвальным.

Что делать и чего не делать?

Здесь находится скрытый текст. Для его просмотра необходимо зарегистрироваться.

——
James Ebeling, Gary Jensen, Thomas Losordo, Michael Masser, Joe McMullen, Larry Pfeiffer, James Rakocy, and Martha Sette. Model Aquaculture Recirculation System (МARS). Aquaculture Education Project NATIONAL COUNCIL FOR AGRICULTURAL EDUCATION. Образовательный проект аквакультуры. Национальный совет по сельскохозяйственному образованию. Университет штата Айова. Управление сельскохозяйственного образования и исследований. 1995

Здесь находится скрытый текст. Для его просмотра необходимо зарегистрироваться.

Реакция постоянных читателей:

Заметил ошибку, тык*:

 Orphus

Комментарии Вконтакте:

Модель УЗВ – руководство по проектированию и управлению: 2 комментария

  1. Еще одна «сильная» статья. От себя добавлю фотографию, своего мини пруда, поскольку использую материалы вашего сайта.

    OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *