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.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: