Эксперт

Сергей

Задать вопрос

Мы готовы помочь Вам.

Цель: изучить строение установки замкнутого водоснабжения (УЗВ) и её основных элементов.

Выполнение:

1. Ознакомиться с теоретическим материалом.
2. Нарисовать в рабочей тетради схему УЗВ.
3. Ознакомиться с компонентами УЗВ и сделать конспект в рабочей тетради.
4. Выписать параметры, которые необходимы для выращивания животных в УЗВ.

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.

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 в рыбном хозяйстве должны получать корм по нескольку раз в день. Корм съедается и переваривается ими и используется в процессах обмена 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) являются отходами жизнедеятельности. 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.

Рис. 1.1. Принцип УЗВ. Основная схема очистки воды состоит из механической фильтрации, биологической очистки и аэрации/дегазации. Для обогащения кислородом и дегазации необходимы дополнительные агрегаты.

Рис. 1.2. Результатом потребления кормов и кислорода является рост выделения отходов.

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, 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 смеси: 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 корма съедаются, что сводит количество несъеденного корма к минимуму. Кормовой коэффициент (КК), показывающий, сколько килограммов кормов используется на каждый килограмм произведенной 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 их направлен на максимизацию усвоения протеинов и, соответственно, сведения к минимуму выделения аммиака в воду.

• Компоненты 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, формы, глубины, способности воды 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 (тюрбо, морской язык или другие камбалообразные), тогда как для пелагических видов, например, лососевых, больший объем воды является более благоприятным, и эффективность их выращивания бывает выше при большей скорости течения воды. В круглом бассейне или квадратном бассейне со срезанными углами, 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 оказывает положительного влияния 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.

По сравнению с прямоугольными, круглые бассейны занимают много места, что повышает стоимость строительства здания. Срезав углы квадратного бассейна, мы получим восьмиугольную форму, лучше использующую пространство, чем круглые бассейны, но одновременно обеспечивающую те же положительные гидравлические эффекты. Важно отметить, что при постройке крупных бассейнов предпочтение всегда отдается круглой форме, поскольку она является наиболее прочной конструкцией, а также наиболее дешевым способом сооружения емкостей для рыбы. Тип бассейнов, занимающий промежуточное место между круглыми и прямоугольными, так называемый овальный бассейн, также совмещает способность к самоочищению круглых бассейнов и эффективное использование пространства, типичное для прямоугольных.

Однако на практике данный тип бассейнов используется редко, предположительно потому, что его установка требует дополнительной работы и новых методов управления.

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. С другой стороны, в прямоугольных бассейнах содержание кислорода всегда выше у водозабора и ниже у водостока, что обеспечивает различные условия, в зависимости от того, где плавают рыбы. Оксиметр для измерения содержания кислорода в воде всегда должен размещаться в зоне с наиболее низким содержанием кислорода, которая в прямоугольных бассейнах находится вблизи водостока. Этот градиент кислорода вниз по течению затрудняет регуляцию кислорода, поскольку время между повышением или понижением уровня кислорода у водозабора и его регистрацией у водостока может составлять до одного часа. Данная ситуация может привести к постоянному повышению и понижению концентрации кислорода, вместо небольших колебаний вокруг заданного уровня.

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.

Рис. 1.3. Преимущества бассейнов различных конструкции.

Рис. 1.4. Пример восьмиугольной конструкции бассейнов УЗВ.

• 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.

Рис. 1.5. Барабанный фильтр

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 из рыбного хозяйства для внешней очистки сточной воды.

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.

• 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, осуществляющимся бактериями 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:

• Температура воды в системе.
• Уровень 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 значения 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 регулирования pH. Рекомендуемая точка находится между pH 7,0 и pH 7,5. Значение pH в водоочистной системе определяется следующими основными факторами:
• углекислый газ (CO₂), выделенный рыбами и за счет биологической активности в биофильтре,
• кислота, выделенная в ходе процесса нитрификации.

CO₂ удаляется с помощью аэрации воды, причем 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 рисунку 6, показывающему равновесие между аммиаком (NH₃) и аммонием (NH₄⁺). Как правило, аммиак токсичен для рыб в концентрациях выше 0,02 мг/л. Рисунок 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 на промежуточном этапе процесса нитрификации и токсичен для рыб в концентрациях выше 2 мг/л.

Рис. 1.6. Равновесие между аммиаком (NH₃) и аммонием (NH₄⁺) при температуре 20°С. При знаниях ниже 7 токсичный аммиак отсутствует, но, по мере увеличения рН, его уровень быстро растет.

Если рыбы, содержащиеся в УЗВ, хватают воздух, не смотря 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 вводу соль, даже при такой 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 предотвращения 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 она 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 используется меньше чем 300 литров воды на килограмм внесенного корма, стоит рассмотреть возможность использования денитрификации. Наиболее распространенные денитрифицирующие бактерии – 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 1мг/л. Если содержание кислорода полностью истощается, начинает производиться в больших количествах сероводород (H₂S), являющийся исключительно токсичным для рыб, а также дурнопахнущим (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. 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 выделяться сероводород, особенно в системах с морской водой. Этот газ исключительно токсичен для рыб, даже в малых концентрациях, поэтому, если в системе образуется сероводород, рыба гибнет. Аэрация может осуществляться путем нагнетания воздуха в воду. При этом турбулентное соприкосновение воздушных пузырьков и воды удаляет газы. Эта система подводной аэрации также позволяет одновременно двигать воду, например, при использовании системы с аэрационным колодцем. Однако, система с аэрационным колодцем менее эффективна в удалении газов, чем система с капельным фильтром. В системе с капельным фильтром газы зачищаются посредством физического контакта между водой и пластмассовым заполнителем, уложенным в колонну. Вода подается на верхнюю поверхность фильтра через распределитель с отверстиями и смывается через пластмассовый заполнитель, обеспечивая максимальную турбулентность и контакт – так называемый процесс зачистки. Капельный фильтр часто упоминается как «колонна для CO₂-зачистки».

• 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 %. 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 жидкой форме, но также может производиться в хозяйстве с помощью генератора кислорода.

Есть несколько способов получения перенасыщенной воды с содержанием кислорода превышающим 200 – 300 %. Обычно используются кислородные конусы или оксигенаторы шахтного типа. Принцип одинаков. 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 расположенного выше водяного столба, в данном случае, 0,6 бар, обеспечивает переход кислорода в воду. Преимуществом шахтных оксигенаторов являются низкие расходы на перекачивание воды, но их установка является сложной и более дорогостоящей.

• Ультрафиолетовое излучение

УФ-дезинфекция основана на применении света с такой длиной волны, которая оказывает разрушающее действие на ДНК биологических организмов. В аквакультуре она направлена против патогенных бактерий и одноклеточных организмов. Данный метод обработки используется в медицинских целях в течение десятилетий и не оказывает негативного влияния на рыб, поскольку УФ-обработка воды происходит вне рыбоводной зоны. Важно понимать, что бактерии так быстро растут на органическом веществе, что контроль их численности в традиционных рыбных хозяйствах имеет ограниченные эффекты. Наилучший контроль достигается, когда эффективная механическая фильтрация комбинируется с тщательной биологической фильтрацией, эффективно удаляющей органику из отработанной воды и позволяющей УФ-излучению работать более эффективно. Доза УФ может быть выражена в различных единицах. Одной из наиболее широко используемых является измерение в микроватт-секундах на см² (мкВт∙с/см²). Эффективность зависит от размеров и видов организмов, которые нужно уничтожить, а также от мутности воды. Для контроля содержания бактерий и вирусов вода должна быть обработана приблизительно 2000 – 10000 мкВт∙с/см², чтобы убить 90 % организмов; для грибов потребуется 10000 – 100000, a для микроскопических паразитов – 50000 – 200000 мкВт∙с/см². Для максимальной эффективности УФ-освещение, используемое в аквакультуре, должно работать под водой; лампы, укрепленные над водой, из-за отражения с поверхности воды будут иметь незначительный эффект или вообще не иметь его.

• Озонирование

Сегодня озон (O₃) редко используется в самом рыбоводстве, поскольку эффекты передозировки могут нанести рыбам серьезный вред. В рыбных хозяйствах, расположенных внутри зданий, озон также может причинить вред людям, работающим в данной зоне, так как они могут вдыхать слишком много озона. Тем не менее, обработка озоном является эффективным методом уничтожения нежелательных организмов, что достигается посредством интенсивного окисления органического вещества и биологических организмов. Обработке озоном может отдаваться предпочтение, когда необходимо дезинфицировать воду, поступающую в УЗВ. Однако во многих случаях УФ-обработка является хорошей и безопасной альтернативой.

• Регуляция уровня pH

В процессе нитрификации в биофильтре образуется кислота, и значение pH понижается. 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, поскольку они могут вызвать тяжелые ожоги глаз и кожи. При обращении с химическими веществами необходимо соблюдать меры предосторожности, 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 при метаболизме 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 приямок 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. 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 двух 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. В некоторых системах вода движется за счет нагнетания воздуха в аэрационные колодцы. В этих системах дегазация и перемещение воды осуществляются в одном процессе, за счет чего становится возможной малая высота подачи. Однако эффективность дегазации и перемещения воды не обязательно выше, чем эффективность подачи воды насосом на дегазатор, поскольку, с точки зрения использования энергии и эффективности дегазации, КПД аэрационных колодцев меньше, чем при использовании всасывающих насосов для зачистки воды в капельном фильтре.

• Мониторинг, контроль и сигнализация

Для постоянного поддержания оптимальных для рыб условий интенсивное рыбоводство требует тщательного мониторинга и контроля производственных процессов. Технические неисправности легко могут привести к значительным потерям, поэтому сигнализация является жизненно важным оборудованием для обеспечения безопасности функционирования. На многих современных хозяйствах существует центральная система контроля, способная обеспечить мониторинг и контроль уровней кислорода, температуры, pH, уровня воды и функционирования моторов. Если любой параметр выходит за пределы заранее заданных значений гистерезиса, процесс пуска/остановки попытается решить проблему. Если проблема не решается автоматически, включается сигнализация. Автоматическое кормление также может быть интегрировано в центральную систему контроля. Это позволяет точно согласовать время кормления с более высокой дозировкой кислорода, поскольку во время кормления потребление кислорода повышается. В менее сложных системах мониторинг и контроль не автоматизированы полностью, и персонал должен устанавливать различные параметры вручную. Как бы то ни было, ни одна система не работает без надзора сотрудников хозяйства. Поэтому система контроля должна быть снабжена системой сигнализации, вызывающей персонал в случае серьезных неполадок. Рекомендуется соблюдать время реагирования менее 20 минут, даже в ситуациях, когда имеются автоматически включающиеся резервные системы.

• Аварийные системы

Использование чистого кислорода в качестве резерва является важнейшей мерой предосторожности. Данную систему просто установить, она состоит из бака для хранения чистого кислорода и системы распределения с распылителями, установленными в каждом бассейне. В случае прекращения электроснабжения открывается электромагнитный клапан, и сжатый кислород поступает во все бассейны, сохраняя жизнь рыбам. В качестве резерва электроснабжения требуется генератор. Во многих случаях, если вода не циркулирует, в системе накапливается токсичный аммиак. Эта проблема является второй по важности, которую следует решить после решения проблемы кислородного снабжения с помощью резервной системы снабжения кислородом. Поэтому важно восстановить течение воды приблизительно в течение часа.