Source material

Руководство по рециркуляционной аквакультуре

1. Введение в рециркуляцию аквакультуры

   Original publication 2015 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Рециркуляция аквакультуры по существу является технологией выращивания рыбы или других водных организмов путем повторного использования воды в производстве. Технология основана на использовании механических и биологических фильтров, и метод в принципе может быть использован для любых видов, выращиваемых в аквакультуре, таких как рыба, креветки, моллюски и т.д. Технология рециркуляции используется в основном в рыбоводстве, и это руководство предназначено для людей, работающих в этой области аквакультура.

   Во многих районах рыбоводства быстро растет рециркуляция, и системы применяются в производственных единицах, которые варьируются от крупных заводов, производящих много тонн рыбы в год для потребления, до небольших сложных систем, используемых для пополнения запасов или сохранения исчезающих видов.

   Рециркуляция может осуществляться с различной интенсивностью в зависимости от того, сколько воды рециркулируется или повторно используется. Некоторые фермы представляют собой сверхинтенсивные сельскохозяйственные системы, устанавливаемые внутри закрытого изолированного здания с использованием всего 300 литров новой воды, а иногда даже меньше, на килограмм рыбы, производимой в год. Другими системами являются традиционные открытые фермы, которые были перестроены в рециркуляционные системы с использованием около 3 м3 новых вод на килограмм рыбы, производимой в год. Традиционная система протока для форели обычно использует около 30 м3 на килограмм рыбы, производимой в год. Например, на рыбоводческой ферме, производящей 500 тонн рыбы в год, использование новой воды в приведенных примерах будет составлять 17 м3/час (ч), 171 м3/ч и 1 712 м3/ч соответственно, что является огромной разницей.

   

   Рисунок 1.1 Внутренняя система рециркуляции. _

   Другим способом расчета степени рециркуляции является использование формулы:

   —

   

   —

   Формула используется на рисунке 1.2 для расчета степени рециркуляции при различной интенсивности системы, а также для сравнения с другими способами измерения скорости рециркуляции.

   | Тип системы | Потребление новой воды на кг рыбы, произведенной в год | Потребление новой воды на кубический метр в час | Потребление новой воды в день общего объема воды системы | Степень рециркуляции в системе vol. переработанной раз в час | |: —: |: —: |: —: |: —: |: —: | | Проточный | 30 м3 | 1 712 м3 /ч | 1 028% | 0% | | Низкий уровень РАН |3 м 3 | 171 м3 /ч | 103% | 95.9% | | РАН интенсивная | 1 м3 | 57 м3 /ч | 34% | 98.6% | | РАН сверхинтенсивный |0.3 м 3 | 17 м3 /ч | 6% | 99.6% |

   Рисунок 1.2 Сравнение степени рециркуляции при различной интенсивности по сравнению с другими способами измерения скорости рециркуляции. Расчеты основаны на теоретическом примере системы 500 т/год с общим объемом воды 4 000 м3, где 3 000 м3 - объем аквариума. _

   С экологической точки зрения ограниченное количество воды, используемой для рециркуляции, безусловно, выгодно, поскольку во многих регионах вода стала ограниченным ресурсом. Кроме того, ограниченное использование воды значительно облегчает и дешевле удаление питательных веществ, выведенных из рыбы, поскольку объем выбрасываемой воды намного ниже, чем объем выбрасываемой с традиционной рыбной фермы. Таким образом, рециркуляция аквакультуры может рассматриваться в качестве наиболее экологически безопасного способа производства рыбы на коммерчески приемлемом уровне. Питательные вещества из выращенной рыбы могут использоваться в качестве удобрения на сельскохозяйственных землях или в качестве основы для производства биогаза.

   

   Рисунок 1.3 Наружная ферма рециркуляции. _

   Термин «нулевой сброс» иногда используется в связи с рыбоводством, и хотя можно избежать всех сбросов с фермы всех шламов и воды, очистка сточных вод самых последних концентраций чаще всего является главой 1: Введение в рециркуляцию аквакультуры дорогостоящим делом для очистки полностью выключить. Таким образом, заявка на сброс питательных веществ и воды должна всегда быть частью заявки на разрешение на планирование.

   Наиболее интересным, однако, является тот факт, что ограниченное использование воды дает огромную пользу для производства внутри рыбной фермы. Традиционное рыбоводство полностью зависит от внешних условий, таких как температура воды в реке, чистота воды, уровень кислорода, сорняк и листья, дрейфующие вниз по течению и блокирующие входные экраны и т.д. В рециркулирующей системе эти внешние факторы устраняются либо полностью, либо частично, в зависимости от степени рециркуляции и конструкции завода.

   Рециркуляция позволяет фермеру полностью контролировать все параметры производства, а умение фермера управлять самой системой рециркуляции становится столь же важным, как и его способность заботиться о рыбе.

   Контроль таких параметров, как температура воды, уровень кислорода или дневной свет, дает рыбе стабильные и оптимальные условия, что опять же дает меньше стресса и лучший рост. Эти стабильные условия приводят к устойчивому и предсказуемому росту, что позволяет фермеру точно предсказать, когда рыба достигнет определенного этапа или размера. Основное преимущество этой функции заключается в том, что можно составить точный план производства и что можно предсказать точное время, когда рыба будет готова к продаже. Это способствует общему управлению хозяйством и укрепляет способность продавать рыбу на конкурентной основе.

   Схема недоступна в этой перенесённой копии; обратитесь к исходному изданию.

   Рисунок 1.4 Некоторые параметры, влияющие на рост и благополучие рыбы. _

   Существует еще много преимуществ использования технологии рециркуляции в рыбоводстве, и эти аспекты будут рассмотрены в следующих главах. Однако один важный аспект, который следует упомянуть сразу же, — это болезни. Воздействие патогенов значительно снижается в системе рециркуляции, так как инвазивные заболевания извне окружающей среды сведены к минимуму за счет ограниченного использования воды. Вода для традиционного рыбоводства берется из реки, озера или моря, что, естественно, повышает риск затягивания заболеваний. Из-за ограниченного использования воды в рециркуляции вода в основном берется из скважины, дренажной системы или источника, где риск заболевания минимален. На самом деле, многие системы рециркуляции не имеют никаких проблем с заболеваниями, и поэтому применение лекарств значительно сокращается в интересах производства и окружающей среды. Чтобы достичь этого уровня сельскохозяйственной практики, это, конечно, чрезвычайно важно, чтобы рыбофермер очень осторожен в отношении яиц или жарки, которые он приносит на свою ферму. Многие заболевания переносятся в системы, принимая зараженные яйца или рыбу на чулок. Лучший способ избежать заболеваний, входящих в этот путь, не приносить рыбу извне, а только приносить яйца, так как они могут быть полностью дезинфицированы от болезней.

   Аквакультура требует знаний, хорошего земледелия, стойкости, а иногда и нервов стали. Переход от традиционного рыбоводства к рециркуляции делает многое проще, однако в то же время он требует новых и более высоких навыков. Чтобы быть успешным в этом довольно продвинутом типе аквакультуры, требуется обучение и образование, для чего это руководство было написано.

   • Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2015 год, Джейкоб Брегнбалле, Руководство по рециркуляции аквакультуры, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *

2. Система рециркуляции, шаг за шагом

   Original publication 2015 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   В системе рециркуляции необходимо постоянно обрабатывать воду для удаления отходов, выведенных рыбой, и добавлять кислород, чтобы поддерживать рыбу живыми и здоровыми. Система рециркуляции на самом деле довольно проста. Из выхода емкостей для рыбы вода поступает в механический фильтр и далее на биологический фильтр, прежде чем она аэрируется и очищается от углекислого газа и возвращается в резервуары для рыбы. Это основной принцип рециркуляции.

   В зависимости от конкретных требований могут быть добавлены несколько других объектов, таких как оксигенация чистым кислородом, ультрафиолетовый свет или дезинфекция озона, автоматическая регуляция рН, теплообмен, денитрификация и т. д.

   

   Рисунок 2.1 Принципиальный чертеж системы рециркуляции. Основная система очистки воды состоит из механической фильтрации, биологической очистки и аэрации/зачистки. Дополнительные установки, такие как обогащение кислородом или УФ-дезинфекция, могут быть добавлены в зависимости от требований. _

   Рыба на рыбной ферме требует кормления несколько раз в день. Корм съедается и переваривается рыбой и используется в метаболизме рыб, обеспечивая энергию и питание для роста и других физиологических процессов. Кислород (O2) поступает через жабры и необходим для производства энергии и разрушения белка, в результате чего углекислый газ (CO2) и аммиак (NH3) производятся в виде отходов. Непереваренный корм выводится в воду в виде фекалий, называемых взвешенными твердыми веществами (SS) и органическим веществом. Углекислый газ и аммиак выводятся из жабр в воду. Таким образом, рыба потребляет кислород и корма, в результате чего вода в системе загрязняется фекалиями, углекислым газом и аммиаком.

   

   Рис. 2.2 Питание кормов и использование кислорода приводит к росту рыбы и выведению отходов, таких как углекислый газ, аммиак и фекалий. _

   Только сухой корм может быть рекомендован для использования в системе рециркуляции. Следует избегать использования мусорной рыбы в любой форме, поскольку она сильно загрязнит систему и весьма вероятно заражение болезнями. Использование сухих кормов является безопасным, а также имеет преимущество в том, что они предназначены для удовлетворения точных биологических потребностей рыб. Сухой корм поставляется в различных размерах гранул, подходящих для любой стадии рыб, а ингредиенты в сухом корме могут быть объединены для разработки специальных кормов для жарки, выводки, роста и т.д.

   В системе рециркуляции высокий коэффициент использования корма является полезным, так как это сводит к минимуму количество продуктов выведения, тем самым снижая воздействие на систему очистки воды. В профессионально управляемой системе все добавленные корма будут съедены с минимальным количеством несъеденного корма. Скорость преобразования кормов (FCR), описывающая, сколько килограммов корма вы используете для каждого килограмма рыбы, которую вы производите, улучшается, и фермер получает более высокую урожайность и меньшее влияние на систему фильтрации. Несъеденный корм — это пустая трата денег и приводит к ненужной нагрузке на систему фильтров. Следует отметить, что имеются корма, особенно подходящие для использования в системах рециркуляции. Состав таких кормов направлен на максимальное поглощение белка в рыбу, тем самым минимизируя выведение аммиака в воду.

   | Размер поддонов | Размер рыбы, грамм | Белки | Жиры | | — | — | — | — | | 3 мм | 40 - 125 | 43% | 27% | | 4.5 мм | 100 - 500 | 42% | 28% | | 6,5 мм | 400 - 1200 | 41% | 29% |

   | Состав,% | 3.0 мм | 4.5 мм | 6.5 мм | | — | — | — | — | | Рыбная мука | 22 | 21 | 20 | | Рыбий жир | 9 | 10 | 10 | | Масло семян рапса | 15 | 15 | 16 | | Гемоглобин блюдо | 11 | 11 | 11 | | Горох | 5 | 5 | 5 | | Соя | 10 | 11 | 11 | | Пшеница | 12 | 11 | 11 | | Пшеничная клейковина | 5 | 5 | 5 | | Другие белковые концентраты | 10 | 10 | 10 | 10 | | Витамины, минералы и т.д. | 1 | 1 | 1 |

   Рис. 2.3 Ингредиенты и содержание корма для форели, пригодного для использования в системе рециркуляции. Источник: БиоМар. _

   Компоненты в системе рециркуляции

   Рыбные танки

   | Свойства бака | Циркулярный бак | Дорожка качения с D | Тип дорожки качения | | — | — | — | — | | Самоочищающийся эффект | 5 | 4 | 3 | | Низкое время пребывания частиц | 5 | 4 | 3 | | Контроль и регулирование кислорода | 5 | 5 | 4 | | Использование пространства | 2 | 4 | 5 |

   Рисунок 2.4 Различные конструкции резервуаров дают различные свойства и преимущества. Рейтинг 1-5, где 5 является лучшим. _

   Окружающая среда в резервуаре для выращивания рыбы должна удовлетворять потребности рыбы как в отношении качества воды, так и в отношении конструкции резервуара. Выбор правильной конструкции резервуара, такой как размер и форма, глубина воды, способность к самоочистке и т.д., может оказать значительное влияние на производительность выращенных видов.

   Если рыба является донным жилищем, то потребность в площади поверхности резервуара является наиболее важной, и глубина воды и скорость течения воды могут быть снижены (турбо, подошва или другие плоские рыбы), тогда как пелагические живые виды, такие как лососевые, будут извлекать выгоду из больших объемов воды и демонстрировать более высокую производительность при более высокие скорости воды.

   В круговом резервуаре или в квадратном резервуаре с вырезанными углами вода движется по круговому рисунку, в результате чего вся водяная толща резервуара перемещается по центру. Органические частицы имеют относительно короткое время пребывания в течение нескольких минут, в зависимости от размера резервуара, благодаря этой гидравлической схеме, которая дает эффект самоочистки. Вертикальное впускное отверстие с горизонтальной регулировкой является эффективным способом контроля тока в таких резервуарах.

   На дорожке качения гидравлика не оказывает положительного влияния на удаление частиц. С другой стороны, если аквариум эффективно заполняется рыбой, эффект самоочистки конструкции резервуара будет зависеть в большей степени от активности рыбы, чем от конструкции резервуара. Наклон нижней части резервуара практически не влияет на самоочищающийся эффект, но при опорожнении резервуара он облегчит полное сливание.

   

   Рис. 2.5 Пример восьмиугольной конструкции резервуара в системе рециркуляции, экономя пространство при этом обеспечивая хорошие гидравлические эффекты циркулярного бака. Источник: Группа АКВА. _

   Циркулярные резервуары занимают больше места по сравнению с дорожками качения, что увеличивает стоимость строительства здания. Благодаря отсечению углов квадратного резервуара появляется восьмиугольная конструкция резервуара, которая обеспечит лучшее использование пространства, чем круглые резервуары, и в то же время достигается положительное гидравлическое воздействие циркулярного бака (см. рис. 2.5). Важно отметить, что конструкция больших резервуаров всегда будет благоприятствовать циркулярному баку, так как это самая прочная конструкция и самый дешевый способ изготовления бака.

   Гибридный тип цистерны между круговой цистерной и дорожкой качения, называемый «дорожкой качения с D», также сочетает в себе самоочищающийся эффект циркулярной цистерны с эффективным использованием пространства дорожки качения. Однако на практике этот тип цистерн используется редко, предположительно потому, что установка резервуара требует дополнительных работ и новых процедур в управлении.

   Достаточный уровень кислорода для благополучия рыб имеет важное значение в рыбоводстве и обычно поддерживается на высоком уровне за счет повышения уровня кислорода во входной воде в резервуар.

   Можно также использовать прямое впрыскивание чистого кислорода в резервуар с помощью диффузоров, но эффективность ниже и дороже.

   Контроль и регулирование уровня кислорода в круглых резервуарах или аналогичных емкостях относительно легко, так как водяная толща постоянно перемешивается, что делает содержание кислорода практически одинаковым в любом месте резервуара. Это означает, что достаточно легко поддерживать нужный уровень кислорода в баке. Кислородный зонд, расположенный рядом с выпускным отверстием резервуара, даст хорошее представление о доступном кислороде. Время, необходимое зонду для регистрации эффекта добавления кислорода в циркуляционный резервуар, будет относительно коротким. Зонд не должен располагаться вблизи места, где вводится чистый кислород или где подается насыщенная кислородом вода.

   

   Рисунок 2.6 Циркулярный бак, дорожка качения с D и тип дорожки качения. _

   Однако на дорожке качения содержание кислорода всегда будет выше на входе и ниже на выходе, что также дает различную среду в зависимости от того, где плавает каждая рыба. Кислородный зонд для измерения содержания кислорода в воде должен всегда размещаться в зоне с наименьшим содержанием кислорода, которая находится вблизи выхода. Этот градиент кислорода ниже по течению затруднит регулирование кислорода, так как промежуток времени от регулировки кислорода вверх или вниз на входе до момента измерения на выходе может составлять до часа. Эта ситуация может привести к тому, что кислород постоянно поднимается и падает, вместо того, чтобы колебаться вокруг выбранного уровня. Однако установка современных систем контроля кислорода с использованием алгоритмов и временных констант позволит предотвратить эти нежелательные колебания.

   Выходы резервуаров должны быть сконструированы для оптимального удаления частиц отходов и оснащены экранами с подходящими размерами сетки. Кроме того, он должен быть легко собирать мертвую рыбу во время повседневной работы.

   Резервуары часто оснащены датчиками уровня воды, содержания кислорода и температуры для обеспечения полного контроля над фермой. Следует также рассмотреть возможность установки диффузоров для подачи кислорода непосредственно в каждый резервуар в случае чрезвычайной ситуации.

   

   Рисунок 2.7 Drumfilter. Источник: CM Aqua. _

   Механическая фильтрация

   Механическая фильтрация выходной воды из емкостей для рыбы оказалась единственным практичным решением для удаления органических отходов. Сегодня почти все рециркулированные рыбные хозяйства фильтруют выходную воду из резервуаров в так называемом микроэкране, оснащенном фильтрующей тканью размером от 40 до 100 микрон. Драмфильтр является наиболее часто используемым типом микроэкрана, и конструкция обеспечивает бережное удаление частиц.

   Функция барабанного фильтра:

   1. Вода, подлежащая фильтрации, поступает в барабан.

   2. Вода фильтруется через фильтрующие элементы барабана. Разница в уровне воды внутри и снаружи барабана является движущей силой фильтрации.

   3. Твердые частицы улавливаются на фильтрующих элементах и поднимаются в зону обратной промывки путем вращения барабана.

   4. Вода из ополаскивающих форсунок распыляется снаружи фильтрующих элементов. Отбракованный органический материал вымывается из фильтрующих элементов в илоток.

   5. Шлам течет вместе с водой по гравитации из фильтра, выходящего из рыбной фермы для очистки внешних сточных вод (см. главу 6).

   Микроскринная фильтрация имеет следующие преимущества:

   • Снижение органической нагрузки биофильтра.

   • Делает воду яснее, поскольку органические частицы удаляются из воды.

   • Улучшение условий нитрификации, так как биофильтр не засоряет.

   • Стабилизирующее воздействие на процессы биофильтрации.

   Биологическая обработка

   Не все органические вещества удаляются в механическом фильтре, лучшие частицы будут проходить вместе с растворенными соединениями, такими как фосфат и азот. Фосфат является инертным веществом, не оказывающим токсичного воздействия, но азот в виде свободного аммиака (NH3) токсичен и должен быть преобразован в биофильтр в безвредную нитрат. Разлом органического вещества и аммиака является биологическим процессом, осуществляемым бактериями в биофильтре. Гетеротрофные бактерии окисляют органическое вещество, потребляя кислород и производя углекислый газ, аммиак и ил. Нитрифицирующие бактерии превращают аммиак в нитрит и, наконец, в нитрат.

   Эффективность биофильтрации зависит в первую очередь от:

   • Температура воды в системе.

   • Уровень pH в системе.

   Для достижения приемлемой скорости нитрификации температура воды должна поддерживаться в пределах от 10 до 35 °C (оптимально около 30 °C), а уровень рН от 7 до 8. Температура воды чаще всего зависит от выращенных видов, и поэтому она не корректируется для достижения наиболее оптимальной скорости нитрификации, а для обеспечения оптимальных уровней роста рыбы. Однако регулирование рН по отношению к эффективности биофильтра имеет важное значение, поскольку более низкий уровень рН снижает эффективность биофильтра. Поэтому рН следует поддерживать выше 7, чтобы достичь высокой скорости бактериального нитрифицирования. С другой стороны, увеличение рН приведет к увеличению количества свободного аммиака (NH3), что усилит токсический эффект. Таким образом, цель состоит в том, чтобы найти баланс между этими двумя противоположными целями корректировки pH. Рекомендуемая точка регулировки находится в диапазоне от pH 7,0 до pH 7,5.

   На рН в системе рециркуляции воды влияют два основных фактора:

   • Производство СО 2 из рыбы и биологической активности биофильтра.

   • Кислота, полученного в процессе нитрификации.

   Результат нитрификации:

   NH4 (аммоний) + 1,5 O2 → NO2 (нитрит) + H2O + 2H^+^+ 2e

   NO 2 (нитрит) + 0,5 O2 → NO3 (нитрат) + e

   \ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _\ _

   NH4 + 2 O2 ↔ НЕ3 + H2O + 2H^+^

   CO2 удаляется путем аэрации воды, в результате чего происходит дегазация. Этот процесс может быть осуществлен несколькими способами, как описано ниже в этой главе.

   В процессе нитрификации вырабатывается кислота (H+), а уровень рН падает. Для стабилизации рН необходимо добавить основание. Для этого в воду необходимо добавить извести или гидроксид натрия (NaOH) или другую базу.

   Рыба выделяет смесь аммиака и аммония (общий аммиак нитрат (TAN) = аммоний (NH4+) + аммиак (NH3)), где аммиак является основной частью экскреции. Однако количество аммиака в воде зависит от уровня pH, как показано на рис. 2.8, на котором показано равновесие между аммиаком (NH3) и аммонием (NH4+).

   Схема недоступна в этой перенесённой копии; обратитесь к исходному изданию.

   2.8 Равновесие между аммиаком (NH3) и аммонием (NH4+) при 20°C. Токсичный аммиак отсутствует при рН ниже 7, но быстро растет по мере увеличения рН. _

   

   Рисунок 2.9 Соотношение между измеренным рН и количеством ТАН, доступного для разбивки в биофильтре, на основе концентрации токсичного аммиака 0,02 мг/L._

   В целом аммиак токсичен для рыб при уровнях выше 0,02 мг/л. На рис. 2.9 показана максимальная концентрация ТАН, допускаемая при различных уровнях рН, если необходимо обеспечить уровень аммиака ниже 0,02 мг/л. Более низкие уровни рН сводят к минимуму риск превышения этого предельного значения токсичного аммиака в 0,02 мг/л, однако рыбоводству рекомендуется достичь минимального уровня рН 7, чтобы достичь более высокой эффективности биофильтра, как описано выше. К сожалению, общая концентрация ТАН, которая должна быть разрешена, значительно снижена, как это видно на рис. 2.9. Таким образом, существуют два противоположных рабочих вектора рН, которые рыбофермер должен учитывать при настройке своего биофильтра.

   Нитрит (NO2-) образуется на промежуточном этапе процесса нитрификации и токсичен для рыб при уровнях выше 2,0 мг/л. Если рыба в системе рециркуляции задыхается воздух, хотя концентрация кислорода тонкая, причиной может быть высокая концентрация нитрита. При высоких концентрациях нитрит переносится через жабры в рыбную кровь, где он препятствует поглощению кислорода. Добавляя соль в воду, достигающую всего 0,3 ‰, поглощение нитрита сдерживается.

   Нитрат (NO3-) является конечным продуктом процесса нитрификации, и, хотя он считается безвредным, высокие уровни (свыше 100 мг/л), как представляется, оказывают негативное воздействие на рост и конверсию кормов. Если обмен новой воды в системе будет поддерживаться на очень низком уровне, будет накапливаться нитрат, и будут достигнуты неприемлемые уровни. Одним из способов избежать накопления является увеличение обмена новой воды, благодаря чему высокая концентрация разбавляется до более низкого и безотказного уровня.

   С другой стороны, вся идея рециркуляции заключается в экономии воды, а в некоторых случаях экономия воды является главной целью. В таких условиях концентрация нитратов может быть снижена путем денитрификации. В нормальных условиях для разбавления концентрации нитратов достаточно, чтобы расход воды превышал 300 литров на кг используемого корма. Использование денитрификации требует использования воды менее 300 литров на кг корма.

   Наиболее преобладающими денитрифицирующими бактериями называется Pseudomonas. Это анаэробный (без кислорода) процесс, приводящий нитрат к атмосферному азоту. Фактически, этот процесс удаляет азот из воды в атмосферу, благодаря чему уменьшается нагрузка азота в окружающую среду. Для этого процесса необходим органический источник (углерод), например древесный спирт (метанол), который может быть добавлен в денитрификационную камеру. На практике для каждого килограмма нитрата (NO3-N) требуется 2,5 кг метанола.

   Чаще всего денитрификационная камера снабжена биофильтрами, рассчитанными на время пребывания 2-4 часа. Поток должен контролироваться, чтобы держать концентрацию кислорода на выходе на уровне около 1 мг/л. Если кислород полностью истощен, произойдет обширное производство сероводорода (H2S), который чрезвычайно токсичен для рыбы, а также плохо запахнет (гнилое яйцо). Полученная добыча осадка достаточно высока, и агрегат приходится промывать, как правило, раз в неделю.

   

   Рисунок 2.10 Перемещение носителя кровати на левой и фиксированной кровати справа. _

   Биофильтры обычно изготавливаются с использованием пластиковой среды, дающей высокую площадь поверхности на м^3 ^ биофильтра. Бактерии будут расти как тонкая пленка на носителях, тем самым занимая чрезвычайно большую площадь поверхности. Цель хорошо спроектированного биофильтра заключается в том, чтобы достичь как можно более высокой площади поверхности на m^3^ без упаковки биофильтра настолько плотно, что он будет забиваться органическим веществом в процессе эксплуатации. Поэтому важно иметь высокий процент свободного пространства для прохождения воды и обеспечить хороший общий поток через биофильтр вместе с достаточной процедурой обратного промывания. Такие процедуры обратной промывки должны проводиться через достаточно промежутки времени один раз в неделю или месяц в зависимости от нагрузки на фильтр. Сжатый воздух используется для создания турбулентности в фильтре, в результате чего органическое вещество разрывается. Биофильтр шунтируется во время процедуры промывки, а грязная вода в фильтре сливается и выбрасывается перед повторным подключением биофильтра к системе.

   Биофильтры, используемые в системах рециркуляции, могут быть спроектированы как фильтры с фиксированным слоем или фильтры с подвижным слоем Все биофильтры, используемые в рециркуляции сегодня, работают как подводные установки под водой. В фильтре фиксированной кровати пластиковая среда фиксируется и не перемещается. Вода проходит через среду в виде ламинарного потока для контакта с бактериальной пленкой. В фильтре подвижного слоя пластиковая среда перемещается в воде внутри биофильтра током, созданным накачкой в воздухе. Из-за постоянного движения среды фильтры с подвижным слоем могут быть упакованы более жесткими, чем фильтры с фиксированным слоем, таким образом, достигая более высокой скорости оборота на м3 биофильтра. Однако нет существенной разницы в скорости оборота, рассчитанной нам2 (площадь поверхности фильтра), поскольку эффективность бактериальной пленки в любом из двух типов фильтров более или менее одинакова. Однако в фильтре с фиксированным слоем также удаляются мелкие органические частицы, поскольку эти вещества прилипают к бактериальной пленке. Таким образом, фильтр с фиксированным слоем будет действовать также в качестве тонкой механической фильтрующей установки, удаляющей микроскопический органический материал и оставляющей воду очень чистой. Фильтр подвижного слоя не будет иметь такого же эффекта, как постоянная турбулентность воды сделает любую адгезию невозможным.

   

   

   Рисунок 2.11 Передвижная кровать (сверху) и биофильтры с фиксированной кроватью (снизу) . _

   Обе системы фильтрации могут быть использованы в одной системе, или они могут быть объединены; использование подвижной кровати для экономии места и фиксированной кровати, чтобы извлечь выгоду из эффекта прилипания. Существует несколько решений для окончательного проектирования систем биофильтра в зависимости от размера фермы, видов, подлежащих культивированию, размеров рыбы и т.д.

   Дегазация, аэрация и зачистка

   Перед тем, как вода возвращается в резервуары для рыбы, необходимо удалить накопленные газы, которые вредны для рыбы. Этот процесс дегазации осуществляется путем аэрации воды, а метод часто называют зачисткой. Вода содержит углекислый газ (CO2) из дыхания рыбы и бактерий в биофильтре в самых высоких концентрациях, но также присутствует свободный азот (N2). Накопление углекислого газа и уровней азотного газа будет иметь пагубные последствия для благосостояния и роста рыб. В анаэробных условиях может производиться сероводород (H2S), особенно в системах с морской водой. Этот газ чрезвычайно токсичен для рыб, даже в низких концентрациях, и рыба будет убита, если в системе образуется сероводород.

   Аэрация может быть выполнена путем закачки воздуха в воду, благодаря чему

   турбулентный контакт между пузырьками воздуха и водой выводит газы. Эта подводная аэрация позволяет одновременно перемещать воду, например, если используется система аэрационной скважины (см. рис. 2.12).

   

   Рисунок 2.12 Система аэрационной скважины. _

   

   Рисунок 2.13 Фото и чертеж фильтра просачивания, завернутого в синий пластиковый вкладыш для устранения брызг на полу (Billund Akvakulturservice, Дания). Процесс аэрации/зачистки также называется CO2-зачистки. Средство в фильтре просачивания обычно состоит из того же типа, что и в биофильтрах с фиксированным слоем (см. рис. 2.10). _

   Однако система аэрационной скважины не столь эффективна для удаления газов, как система фильтрации просачивания, также называемая дегазатором. В системе просачивания газы удаляются путем физического контакта между водой и пластиковыми средами, уложенными в колонну. Вода подается в верхнюю часть фильтра через распределительную пластину с отверстиями и смывается через пластиковую среду, чтобы максимизировать турбулентность и контакт, так называемый процесс зачистки.

   Окисление

   Процесс аэрации воды, который является тем же физическим процессом, что и дегазация или очистка, приведет к добавлению кислорода в воду через простой обмен между газами в воде и газами в воздухе в зависимости от уровня насыщения кислорода в воде. Равновесие кислорода в воде составляет 100% насыщение. Когда вода проходит через резервуары для рыбы, содержание кислорода снижается, как правило, до 70%, и содержание в биофильтре уменьшается. Аэрация этой воды, как правило, доводит насыщенность до 90%, в некоторых системах может быть достигнуто 100%. Однако часто предпочтительнее насыщение кислородом, превышающее 100% во входной воде в резервуары для рыбы, чтобы иметь достаточное количество кислорода для высокого и стабильного роста рыбы. Уровни насыщения выше 100% требуют системы, использующей чистый кислород.

   

   Рисунок 2.14 Кислородный конус для растворения чистого кислорода при высоком давлении и датчик (зонд) для измерения насыщения кислородом воды. Источник: Группа АКВА/ «Оксигард интернэшнл» _

   Чистый кислород часто поставляется в резервуарах в виде жидкого кислорода, но также может быть получен на ферме в генераторе кислорода. Существует несколько способов получения сверхнасыщенной воды с содержанием кислорода 200-300%. Обычно используются кислородные конусные системы высокого давления или кислородные системы с низкой головкой, такие как кислородные платформы. Принцип один и тот же. Вода и чистый кислород смешиваются под давлением, в результате чего кислород вводится в воду. В кислородном конусе давление достигается с помощью насоса, создающего высокое давление обычно около 1,4 бар в конусе. Перекачка воды под давлением в кислородный конус потребляет много электроэнергии. В кислородной платформе давление значительно ниже, как правило, до 0,1 бар, и вода просто перекачивается через коробку смешивания воды и кислорода. Разница в двух типах систем заключается в том, что раствор кислородного конуса использует только часть циркулирующей воды для обогащения кислорода, в то время как кислородная платформа используется для основного потока рециркуляции часто в сочетании с общей накачкой воды в системе.

   

   Рисунок 2.15 Кислородная платформа для растворения чистого кислорода при низком давлении при перекачивании воды вокруг фермы. Система обычно увеличивает уровень растворенного кислорода до чуть выше 100% при входе в резервуары fi sh в зависимости от скорости потока и конструкции фермы. Источник: Решения ФРЕА в области аквакультуры

   Независимо от того, какой метод используется, процесс должен контролироваться с помощью измерения кислорода. Наилучший способ сделать это — измерить кислородный зонд после системы оксигенации при нормальном атмосферном давлении, например, в измерительной камере, поставляемой поставщиком. Это упрощает измерение, чем если бы оно производилось под давлением, так как зонд нужно время от времени протирать и калибровать.

   Ультрафиолетовый свет

   УФ дезинфекция работает путем применения света в длинах волн, разрушающих ДНК в биологических организмах. В аквакультуре мишенью являются патогенные бактерии и одноклеточные организмы. Лечение используется в медицинских целях в течение десятилетий и не влияет на рыбу, так как УФ-обработка воды применяется вне зоны производства рыбы. Важно понимать, что бактерии растут так быстро в органическом веществе, что контроль бактерий в традиционных рыбохозяйствах имеет ограниченный эффект. Наилучший контроль достигается, когда эффективная механическая фильтрация сочетается с тщательной биофильтрацией для эффективного удаления органического вещества из технологической воды, благодаря чему УФ-излучение работает эффективно.

   УФ доза может быть выражена в нескольких различных единицах. Одним из наиболее широко используемых является микроватт -секунд на см^2^ (µWS/см2). Эффективность зависит от размера и вида целевых организмов и мутности воды. Для борьбы с бактериями и вирусами воду нужно обработать примерно от 2 000 до 10 000 мкВт/см^2 ^, чтобы убить 90% организмов, грибы понадобятся от 10 000 до 100 000 и мелкие паразиты от 50 000 до 200 000 мкВт/см2.

   

   Рисунок 2.16 Закрытые и открытые системы УФ-обработки: Для установки в замкнутой трубопроводной системе и в системе открытого канала соответственно. Источник: УЛЬТРААКВА. _

   Ультрафиолетовое освещение, используемое в аквакультуре, должно работать под водой, чтобы дать максимальную эффективность, лампы, установленные вне воды, будут иметь мало или вообще не иметь эффекта из-за отражения поверхности воды.

   Озон

   Использование озона (О3) в рыбоводстве подвергалось критике, поскольку чрезмерное дозирование может нанести серьезный ущерб рыбе. На фермах внутри зданий озон также может быть вредным для людей, работающих в этом районе, поскольку они могут вдыхать слишком много озона. Таким образом, правильное дозирование и контроль нагрузки вместе с надлежащей вентиляцией имеет решающее значение для достижения положительного и безопасного результата.

   Обработка озоном является эффективным способом уничтожения нежелательных организмов путем тяжелого окисления органических веществ и биологических организмов. В технологии обработки озоном микрочастицы разбиваются на молекулярные структуры, которые снова свяжутся и образуют крупные частицы. Благодаря такой форме флокуляции микроскопические взвешенные твердые частицы, которые слишком малы, чтобы быть пойманными, теперь могут быть удалены из системы вместо прохождения через различные типы фильтров в системе рециркуляции. Эта технология также называется полировкой воды, поскольку она делает воду более чистой и свободной от каких-либо взвешенных твердых веществ и возможных бактерий, придерживающихся их. Это особенно подходит в инкубаториях и системах жарки, выращивающих мелкую рыбу, чувствительную к микрочастицам и бактериям в воде.

   Озоновая обработка может также использоваться в тех случаях, когда необходимо дезинфицировать воду, поступающую в систему рециркуляции.

   Стоит отметить, что во многих случаях УФ-лечение является хорошей и безопасной альтернативой озону.

   Регулирование рН

   Нитрифицирующий процесс в биофильтре вырабатывает кислоту, поэтому уровень рН снижается. Для поддержания стабильного рН в воду необходимо добавить основание. В некоторых системах установлена станция смешивания извести, которая капает известковую воду в систему и тем самым стабилизирует рН. Еще одним вариантом является автоматическая система дозирования, регулируемая pH-метром с обратной связью к дозировочному насосу. С этой системой предпочтительнее использовать гидроксид натрия (NaOH), так как он прост в обращении и упрощает обслуживание системы. Гидроксид натрия является сильным щелочным, который может сильно сжигать глаза и кожу. При обращении с этой и другими сильными кислотами и основаниями необходимо носить очки и перчатки.

   

   Рисунок 2.17 Дозировочный насос для регулирования pH с помощью заданного дозирования NaOH. Насос может быть подключен к датчику pH для полностью автоматического регулирования уровня pH. _

   Регулирование температуры воды

   Поддержание оптимальной температуры воды в системе культуры является наиболее важным, так как скорость роста рыбы напрямую связана с температурой воды. Использование забора воды является довольно простым способом регулирования температуры изо дня в день. В внутренней системе рециркуляции тепло будет медленно накапливаться в воде, потому что энергия в виде тепла высвобождается из метаболизма рыб и бактериальной активности в биофильтре. Также будет накапливаться тепло от трения в насосах и использования других установок. Поэтому высокие температуры в системе часто являются проблемой в интенсивной системе рециркуляции. Регулируя количество прохладной пресной воды в систему, температуру можно регулировать простым способом.

   Если охлаждение с использованием всасываемой воды ограничено, можно использовать тепловой насос. Тепловой насос будет использовать количество энергии, обычно теряемой в сливной воде или в воздухе, покидающем ферму. Затем энергия используется для охлаждения циркулирующей воды внутри фермы. Аналогичный способ снижения затрат на отопление/охлаждение может быть достигнут за счет рекуперации энергии с помощью теплообменника. Энергия в сбросной воде из фермы передается в холодную поступающую водозабор или наоборот. Это делается путем передачи обоих потоков в теплообменник, где теплая выходная вода потеряет энергию и нагревает холодную потребляемую воду без смешивания двух потоков. Также на вентиляционную систему можно смонтировать теплообменник для воздуха, используя энергию из выходящего воздуха и передавая его в поступающий воздух, что значительно снижает потребность в нагреве.

   В холодном климате может потребоваться подогрев воды. Тепло может поступать из любого источника, например, нефтяного или газового котла, и, независимо от источника энергии, подключено к теплообменнику для нагрева рециркулированной воды. Тепловые насосы являются экологически чистым решением для отопления и могут использовать энергию для отопления из океана, реки, колодца или воздуха. Его можно использовать даже для передачи энергии из одной системы рециркуляции в другую, и тем самым нагревать одну систему и охлаждать другую. Обычно он использует энергию из океана, например, с помощью титанового теплообменника, перемещает энергию в рециркуляцию, которая требует нагрева, и высвобождает тепло через другой теплообменник.

   Насосы

   Для циркуляции технологической воды в системе используются различные типы насосов. Перекачка обычно требует значительного количества электроэнергии, а низкая высота подъема и эффективные и правильно установленные насосы имеют важное значение для снижения эксплуатационных расходов на минимальном уровне.

   Подъем воды предпочтительно должен происходить только один раз в системе, при этом вода проходит под гравитацией весь путь через систему обратно в отстойник насоса. Насосы чаще всего устанавливаются перед системой биофильтра и дегазатором по мере начала процесса подготовки воды. В любом случае насосы следует устанавливать после механической фильтрации, чтобы избежать разрыва твердых веществ, поступающих из емкостей для рыбы.

   Расчет общей высоты подъема для перекачки представляет собой сумму фактической высоты подъема и потерь давления в трубопроводах, изгибах труб и других фитингах. Это также называется динамической головкой. Если вода перекачивается через погруженный биофильтр до падения через дегазатор, необходимо также учитывать противодавление биофильтра. Подробности о механике жидкостей и насосах выходят за рамки настоящего руководства.

   

   Рисунок 2.18 Подъемные насосы типа KPL для эффективного подъема большого количества воды. Подъемные насосы часто используются для перекачки основного потока в системе рециркуляции. Правильный выбор насоса важен для снижения эксплуатационных расходов. Регулирование частоты является одним из вариантов регулирования точного потока, необходимого в зависимости от производства рыбы. H - высота подъема, а Q - объем поднятой воды. _

   Источник: Грундфос_

   

   Рис. 2.19 Центробежные насосы типа NB для перекачки воды при высоком давлении или высокой высоте подъема. Ассортимент центробежных насосов широк, поэтому эти насосы также эффективно используются для перекачки на более низких высотах подъема. Центробежные насосы часто используются в системах рециркуляции для перекачивания вторичных потоков, например, потоков через УФ системы или достижения высокого давления в кислородных конусах. H - высота подъема, а Q - объем поднятой воды. Источник: Грундфос

   Общая высота подъема в наиболее интенсивных системах рециркуляции составляет сегодня около 2-3 м, что делает использование насосов низкого давления наиболее эффективным для перекачки основного потока. Однако процесс растворения чистого кислорода в технологической воде требует центробежных насосов, так как эти насосы способны создавать требуемое высокое давление в конусе. В некоторых системах, где высота подъема основного потока очень низкая, вода приводится в движение без использования насосов путем выдува воздуха в аэрационные скважины. В этих системах дегазация и движение воды осуществляются в рамках одного процесса, что делает возможными низкие высоты подъема. Однако эффективность дегазации и перемещения воды не обязательно лучше, чем откачка воды над дегазатором, поскольку эффективность аэрационных скважин с точки зрения использования энергии и эффективности дегазации ниже, чем использование подъемных насосов и зачистки воды.

   Мониторинг, управление и сигналы тревоги

   Интенсивное рыбоводство требует тщательного мониторинга и контроля производства для поддержания оптимальных условий для рыбы в любое время. Технические сбои могут легко привести к значительным потерям, а аварийные сигналы являются жизненно важными установками для обеспечения безопасности эксплуатации.

   Во многих современных фермах центральная система управления может контролировать и контролировать уровень кислорода, температуру, рН, уровень воды и функции двигателя. Если какой-либо из параметров выходит из заданных значений гистерезиса, процесс старта/остановки попытается решить проблему. Если проблема не решена автоматически, будет запущен сигнал тревоги. Автоматическая подача также может быть неотъемлемой частью центральной системы управления. Это позволяет точно согласовывать сроки подачи с более высокой дозировкой кислорода по мере увеличения потребления кислорода во время кормления. В менее сложных системах контроль и контроль не являются полностью автоматическими, и персоналу придется произвести несколько ручных корректировок.

   В любом случае, ни одна система не будет работать без наблюдения за персоналом, работающим на ферме. Таким образом, система управления должна быть оснащена системой сигнализации, которая будет вызывать персонал в случае возникновения серьезных сбоев. Рекомендуется время реакции менее 20 минут, даже в ситуациях, когда установлены автоматические резервные системы.

   

   Рис. 2.20 Кислородный зонд (Oxyguard) калибруется в воздухе перед спуском в воду для оперативного измерения содержания кислорода в воде. Наблюдение может быть компьютеризировано с большим количеством точек измерения и контроля тревоги. _

   Аварийная система

   Использование чистого кислорода в качестве резервного копирования является мерой безопасности номер один. Установка проста и состоит из резервуара для хранения чистого кислорода и распределительной системы с диффузорами, установленными во всех резервуарах. В случае сбоя в подаче электроэнергии магнитный клапан оттягивается назад, и кислород под давлением поступает в каждый резервуар, сохраняя рыбу живой. Поток, направляемый в диффузоры, должен быть отрегулирован заранее, чтобы кислород в резервуаре для хранения в аварийной ситуации длился достаточно долго, чтобы неисправность была вовремя исправлена.

   

   Рис. 2.21 Кислородный бак и аварийный электрогенератор. _

   Для резервного копирования электропитания необходим электрогенератор, работающий на топливе. Очень важно как можно быстрее ввести в эксплуатацию основные насосы, так как аммиак, выведенный из рыбы, будет накапливаться до токсичных уровней, когда вода не циркулирует по биофильтру. Поэтому важно, чтобы поток воды поднимался и работал в течение часа или около того.

   Впускная вода

   Вода, используемая для рециркуляции, должна предпочтительно поступать из безболезненного источника или стерилизоваться перед поступлением в систему. В большинстве случаев лучше использовать воду из скважины, колодца или чего-то подобного, чем использовать воду, поступающую прямо из реки, озера или моря. Если необходимо установить систему очистки забора воды, она, как правило, состоит из песчаного фильтра для микрофильтрации и УФ-или озоновой системы для дезинфекции.

   • Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2015 год, Джейкоб Брегнбалле, Руководство по рециркуляции аквакультуры, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *

3. Виды рыб в рециркуляции

   Original publication 2015 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Система рециркуляции является дорогостоящим делом для строительства и эксплуатации. Существует конкуренция на рынках рыбы, и производство должно быть эффективным для получения прибыли. Поэтому большое значение имеет выбор подходящих видов для производства и построение хорошо функционирующей системы. По сути, цель состоит в том, чтобы продать рыбу по высокой цене и в то же время сохранить себестоимость на минимально возможном уровне.

   Температура воды является одним из важнейших параметров при рассмотрении целесообразности рыбоводства, поскольку рыба — это холоднокровные животные. Это означает, что у рыб температура тела такая же, как и температура окружающей воды. Рыба не может регулировать температуру своего тела, как свиньи, коровы или другие выращенные животные. Рыба просто не растет хорошо, когда вода холодная; чем теплее вода, тем лучше рост. Различные виды имеют разные темпы роста в зависимости от температуры воды, и рыбы также имеют верхние и нижние смертоносные температурные пределы. Фермер должен быть уверен держать свой запас в этих пределах, иначе рыба умрет.

   

   Рис. 3.1 Скорость роста радужной форели при 6 градусах и 16 градусах Цельсия в зависимости от размера рыбы. _

   Еще одним вопросом, влияющим на целесообразность рыбоводства, является размер рыбы, выращенной на ферме. При любой заданной температуре мелкая рыба имеет более высокий темп роста, чем крупная рыба. Это означает, что мелкая рыба способна за тот же период времени набирать больше веса, чем крупная рыба — см. рис. 3.1.

   Мелкая рыба также преобразует корм для рыбы лучше, чем крупная рыба - см. рис. 3.2. Ускорение роста и более эффективное использование кормов, безусловно, положительно скажутся на производственных затратах, поскольку они снижаются при расчете на килограмм произведенной рыбы. Тем не менее, производство мелкой рыбы — это всего лишь один шаг во всем производственном процессе, вплоть до товарной рыбы. Естественно, не вся рыба, производимая в рыбоводстве, может быть мелкой рыбой, и поэтому потенциал выращивания мелкой рыбы ограничен. Тем не менее, при обсуждении того, какую рыбу производить в системах рециркуляции, ответ, в первую очередь, будет мелкая рыба. Это просто имеет смысл вкладывать деньги в производство жарки, потому что вы получаете больше от ваших инвестиций при выращивании мелкой рыбы.

   Затраты на достижение и поддержание оптимальной температуры воды круглый год в рециркуляционном объекте - это хорошо потраченные деньги. Сохранение рыбы в оптимальных условиях выращивания даст гораздо более высокие темпы роста по сравнению с зачастую неоптимальными условиями в дикой природе. Также важно отметить, что все преимущества чистой воды, достаточного уровня кислорода и т.д. в системе рециркуляции положительно влияют на выживаемость, здоровье рыб и т.д., что в итоге дает высококачественный продукт.

   

   Рис. 3.2 Коэффициент преобразования корма (FCR) радужной форели в системе рециркуляции, связанный с весом рыбы при 15-18 градусов Цельсия. _

   По сравнению с другими выращиваемыми животными существует большое разнообразие рыб, и выращивается множество различных видов рыб. Для сравнения, рынок свиней, крупного рогатого скота или курятины не диверсифицирован таким же образом, как и рыба. Потребитель не просит разных видов свиней, крупного рогатого скота или курятины, они просто просят разные отрубы или размеры отрубов. Но когда речь заходит о рыбе, выбор видов широк, и потребитель привык выбирать из ассортимента различных рыб, ситуация, которая делает множество различных видов рыб интересными в глазах любого рыбофермера. За последнее десятилетие в аквакультуру было введено около ста водных видов, а темпы одомашнения водных видов примерно в сто раз быстрее, чем одомашнение растений и животных на суше.

   Если взглянуть на мировой объем производства выращиваемой рыбы, то картина не благоприятствует многовидовому выходу. Из диаграммы 3.3 видно, что карп, о котором мы говорим только о пяти различных подвидах, является, безусловно, наиболее доминирующим. Лосось и форель следующие по очереди, и это всего два вида. Остальные составляют около десяти видов. Поэтому необходимо осознать, что, хотя существует множество видов, которые необходимо культивировать, лишь некоторые из них становятся реальными успехами во всем мире. Однако это не означает, что все новые виды рыб, вводимые в аквакультуру, являются неудачами. Нужно лишь осознать, что мировой объем производства новых видов ограничен и что успех и неудачи выращивания этих видов во многом зависят от конъюнктуры рынка. Производство небольшого объема престижных видов рыб вполне может быть выгодным, так как это приносит высокую цену. Тем не менее, потому что рынок престижных видов

   

   Рисунок 3.3 Распределение мирового производства морепродуктов в 2013 году Источник: FAO_

   ограничена, цена может вскоре упасть, если производство и тем самым доступность продукта вырастет. Быть первым и единственным на рынке с новым видом в аквакультуре может быть очень выгодным. С другой стороны, это также рискованный бизнес с высокой степенью неопределенности как в производстве, так и в развитии рынка.

   При введении новых видов в аквакультуру следует также помнить, что это дикие виды, которые улавливаются и проверяются в аквакультуре. Одомашнение чаще всего длинная и хлопотная задача. Существует множество последствий, которые будут влиять на показатели роста, таких как высокая генетическая вариация в темпе роста, скорость разговоров с кормом, выживаемость и проблемы с ранним созреванием и восприимчивостью к болезням. При этом весьма вероятно, что производительность рыбы из дикой природы не соответствует ожиданиям аквакультуры. Кроме того, могут быть завезены вирусы в диких запасах, некоторые из которых появляются только после нескольких лет размножения, что приводит к деморализации.

   Дать общие рекомендации о том, какие виды к культуре в системах рециркуляции — непростая задача. На успех рыбоводческого бизнеса влияют многие факторы. Например, местные расходы на строительство, стоимость и стабильность электроснабжения, наличие квалифицированного персонала и т.д. Перед обсуждением чего-либо еще необходимо задать два важных вопроса: способны ли рассматриваемые виды рыб хорошо работать в рециркуляции; и, во-вторых, есть рынок для этого вида, который будет получать достаточно высокую цену и при объемах, достаточно больших, чтобы сделать проект прибыльным.

   На первый вопрос можно ответить относительно простым способом: с биологической точки зрения любой вид рыбы, успешно выращенной в традиционной аквакультуре, можно так же легко вырастить в рециркуляции. Как уже упоминалось, окружающая среда внутри рециркулированной рыбной фермы может быть скорректирована с учетом точных потребностей выращиваемого вида. Технология рециркуляции сама по себе не является препятствием для внедрения новых видов. Рыба будет расти так же хорошо, а часто даже лучше, в блоке рециркуляции. Будет ли он хорошо функционировать с экономической точки зрения, является более неопределенным, поскольку это зависит от рыночной конъюнктуры, инвестиций и производственных издержек, а также от способности вида быстро расти. Выращивание рыбы с, как правило, низкими темпами роста, например, экстремальными видами холодной воды, затрудняет ежегодное производство, оправдывающее инвестиции в предприятие.

   Выгодность рыночных условий для того или иного вида, выращенного в системе рециркуляции, в значительной степени зависит от конкуренции со стороны других производителей. И это не ограничивается местными производителями; торговля рыбой — это глобальный бизнес, а конкуренция — глобальный. Форель, выращиваемая в Польше, вполне может конкурировать с сомом из Вьетнама или лососем с ферм в Норвегии, поскольку рыба легко распределяется по всему миру по низкой цене.

   Всегда было рекомендовано использовать системы рециркуляции для производства дорогостоящей рыбы, так как высокая продажная цена оставляет место для более высоких производственных затрат. Хорошим примером является бизнес по выращиванию угрей, где высокая продажная цена обеспечивает относительно высокие производственные издержки. С другой стороны, существует сильная тенденция к использованию систем рециркуляции и для менее дорогостоящих видов рыб, таких как форель или лосось.

   Датская концепция рециркуляции форели является хорошим примером систем рециркуляции форели, попадающих в относительно низкий ценовой сегмент, такой как форель размера порции. Однако для того, чтобы быть конкурентоспособными, такие производственные системы должны быть огромными, работающими в объемах от 1 000 тонн и выше. В будущем, возможно, в некоторых районах выращивание крупного лосося перейдет из морских клетчаток к наземным объектам рециркуляции по экологическим причинам. Даже очень низкий по цене рыбный продукт, такой как тилапия, вероятно, станет прибыльным для роста в какой-то системе рециркуляции по мере усиления борьбы за воду и пространство.

   Пригодность выращивания конкретных видов рыб при рециркуляции зависит от множества различных факторов, таких как рентабельность, экологические проблемы, биологическая пригодность. В приводимых ниже таблицах виды рыб сгруппированы по различным категориям в зависимости от коммерческой целесообразности их выращивания в системе рециркуляции.

   Следует отметить, что для мелких рыб всегда рекомендуется использовать рециркуляцию, так как мелкие рыбки растут быстрее и поэтому особенно подходят для контролируемой среды до тех пор, пока они не достигнут размера для выращивания.

   Хорошие биологические характеристики и приемлемые рыночные условия делают следующую рыбу интересной для производства до размера рынка рециркуляции аквакультуры:

   Низкие рыночные цены затрудняют производство следующей рыбы с прибылью в рециркуляции аквакультуры, и хорошие маркетинговые и сбытовые усилия имеют важное значение:

   Очень сложно выращивать эту рыбу в коммерческом жизнеспособном масштабе в рециркуляции аквакультуры или в аквакультуре в целом, поскольку ее трудно управлять биологически или из-за жестких рыночных условий:

   • Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2015 год, Джейкоб Брегнбалле, Руководство по рециркуляции аквакультуры, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *

4. Планирование и осуществление проектов

   Original publication 2015 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Идея строительства рециркуляции рыбной фермы часто базируется на совершенно разных взглядах на то, что важно и что интересно. Люди склонны сосредоточиться на вещах, которые они уже знают, или на вещах, которые они находят наиболее захватывающими, и в процессе забывают о других аспектах проекта.

   Прежде чем приступить к осуществлению проекта, необходимо решить пять основных вопросов:

   • Продажные цены и рынок соответствующей рыбы

   • Выбор сайта, включая лицензии от властей

   • Системы проектирования и технологии производства

   • Рабочая сила, включая преданного менеджера

   • Финансирование полного проекта до ведущего бизнеса.

   Продажные цены и рынок

   Самое первое, чтобы выяснить, можно ли продать рыбу по приемлемым ценам и в достаточных объемах. Поэтому перед принятием дальнейших мер важно провести надлежащее обследование рынка. Цены на рыбу в магазинах очень отличаются от цен, которые вы получите на ферме. Привоз рыбы с фермы для демонстрации в супермаркете является длительным процессом, включающим процедуры уничтожения, потрошения, упаковки и транспортировки. Затраты, связанные с этим, могут быть значительными, и затраты должны быть включены в общие расчеты. Супермаркет и так называемые посредники возьмут свою долю прибыли, и потеря веса от потрошения рыбы, конечно, существенно изменит конечный вес рыбы, за которую вы заплатите.

   Выбор сайта и лицензирование

   Выбор хорошего сайта крайне важен. Хотя технология рециркуляции утверждает, что это экономия воды, потребность в воде в рыбоводстве очевидна. Грунтовые воды, безусловно, являются наиболее предпочтительным источником воды из-за своей чистоты и относительно холодной температуры. Вода, забираемая непосредственно из рек, озер или моря, не рекомендуется. Если используется морская вода, то желательно построить песок или использовать скважину. Выбор участка также напрямую связан с рабочей нагрузкой при получении разрешения от местных, региональных или национальных органов власти на строительство рыбного хозяйства. Слишком часто недооценивается, как долго и как трудно получить разрешение на сброс воды с рыбного хозяйства. Несмотря на то, что сбросная вода была тщательно обработана и все частицы удалены, питательная отбракованная вода всегда вызывает беспокойство у властей. Желательно подготовить предпроект, с тем чтобы в надлежащее время можно было обратиться к соответствующим органам для получения разрешений на строительство, водопользование, сброс и т.д.

   Проектирование и технология системы

   Многие рыбоводы, как правило, разрабатывают и создают системы или решения сами, что на первый взгляд понятно, так как вы хотите снизить затраты и иметь свои собственные идеи. Лучшее решение, однако, заключается в том, чтобы обратиться к профессиональному поставщику систем и обсудить идеи, связанные с технологией, и вместе найти оптимальное решение для строительства фермы. Рыбный фермер должен потратить свое время на эксплуатацию и оптимизацию работы рыбного хозяйства вместо того, чтобы участвовать в детальных технических решениях и проектных работах. Поставщики систем чаще всего работают очень системно, выводя проект на плаву от базового проектирования до строительства и окончательного ввода в эксплуатацию фермы. Некоторые поставщики систем даже поддерживают повседневное управление фермерскими хозяйствами и операционные процедуры для обеспечения надлежащей передачи и долгосрочного успеха.

   Рабочая сила

   Поиск квалифицированных сотрудников имеет жизненно важное значение, так что управление фермой может быть хорошо позаботится. Крайне важно найти общего управляющего фермой, который полностью привержен этой работе, желая добиться успеха так же, как и акционеры. Рыба — живые существа и требует жесткого управления на ежедневной основе, чтобы расти в здоровой и здоровой окружающей среде. Ошибки или бесхозяйственность сразу же окажут огромное влияние на производство и благосостояние рыбы. По мере роста и повышения профессионализма индустрии аквакультуры становится очевидной потребность в хорошо образованных сотрудниках. Профессиональная подготовка и образование становятся все более важной частью современной аквакультуры.

   

   Рисунок 4.1 Переход от идеи проекта к конечному продукту

   Финансирование

   Требование в отношении финансирования полного проекта часто серьезно недооценивается. Капитальные затраты очень высоки при строительстве и запуске новой рыбной фермы, и инвесторы, похоже, забывают, что выращивание рыбы до размера рынка требует терпения. Время от начала строительства и получения первой окупаемости от проданной рыбы занимает, как правило, от одного до двух лет. Таким образом, денежный поток в начале медленно, и рекомендуется на начальном этапе запасать больше рыбы в системе и продавать это избыточное количество рыбы в меньшем размере в первый год до тех пор, пока производственная логистика не достигнет запланированного ежедневного выпуска объемов и размеров. Другой важный вопрос заключается в том, чтобы при оценке общих потребностей в инвестициях и оборотных средствах учитывались все расходы, а также в том, чтобы иметь резерв на случай непредвиденных сбоев или потребностей. В системе рециркуляции технология и биологическое функционирование взаимозависимы. Это означает, что если какое-либо из технологических решений не было установлено, не имеет достаточного размера или не работает, то принцип рециркуляции будет серьезно нарушен. В конечном итоге это скажется на благосостоянии и показателях роста рыбы, что приведет к низкому качеству рыбы и снижению объема производства, чем планировалось.

   Для того чтобы получить систематический обзор всего проекта, необходимо разработать бизнес-план. Это руководство выходит за рамки подробностей о том, как составить бизнес-план или как провести обследование рынка в этом отношении. Подробная информация по таким вопросам должна запрашиваться в других местах. Тем не менее, для руководства читателя и информирования о трудностях, возникающих при создании рыбоводческого проекта, приводится проект бизнес-плана и примеры бюджетов и финансовых расчетов.

   1. ** Резюме: **

   Цель, миссия и ключи к успеху

   2. **Краткая информация о компании: **

   Собственность компании, партнеры

   3. **Продукты: **

   Анализ продукции

   4. **Обзор рынка: **

   Как происходит сегментация на рынке?

   Каким будет целевой рынок?

   Что нужно рынку? Соперники?

   5. Краткая информация о стратегии и осуществления

   конкурентное преимущество

   Стратегия продаж Прогноз продаж

   6. **Управленческое резюме **

   Кадровый план и компания

   Организация

   7. Финансовый плана

   Важные предположения Анализ безубыточности

   Прогнозируемая прибыль и убытки

   Денежный поток и баланс

   Рисунок 4.2 Основные элементы бизнес-плана (изменено компанией Palo Alto Software Ltd.) . _

   Введение для запуска бизнеса и образцы бизнес-планов доступны на таких ресурсах, как:

   www.bplans.com

   www.bplans.co.uk

   Важно также детально планировать производство рыбы и тщательно включать план в бюджеты. Производственный план является основным рабочим документом, когда дело доходит до успеха или неудачи производства.

   План производства следует регулярно пересматривать, поскольку выращиваемая рыба чаще всего работает лучше или хуже на практике, чем планировалось теоретически. Разработка производственного плана в основном зависит от расчета роста рыбного запаса, как правило, от одного месяца к другому. Для расчета и планирования производства доступно несколько программных программ. Однако все они основаны на расчете процентов с использованием темпов роста в процентах в день данной рыбы. Темпы роста зависят от вида рыбы, размера рыбы и температуры воды. Различные виды рыб имеют разные оптимальные температуры выращивания в зависимости от их естественной среды обитания, а более мелкие рыбы имеют более высокие темпы роста, чем крупные рыбы.

   Потребление корма и коэффициент преобразования корма (FCR) корма, конечно же, являются неотъемлемой частью этих расчетов. Легкий способ приблизиться к плану производства — получить стол для кормления рыбы, о которой идет речь. Такие таблицы имеются у производителей кормов, и в таблицах учитываются виды рыб, размер рыбы и температура воды (см. рис. 4.3).

   Деление скорости кормления на FCR даст вам скорость роста рыбы. Прирост веса от одного дня до другого может быть рассчитан с помощью расчета интереса, выраженного:

   K n= K ~ 0~ (1+r)n

   где «n» — количество дней, «K0» — вес рыбы в день 0, «Kn» — вес рыбы в день n, а «r» — скорость роста. Рыба 100 граммов, растущая на 1,2% в день, будет весить через 28 дней:

   $K 28 дней = K ~ 100~ ~ грам~ (1+0,012) ^28^ ^дней^$

   \ = 100 (1,012) ^28^ = 139,7 грамм

   Независимо от размера или количества рыбы, это уравнение может быть использовано для расчета роста рыбного запаса, составления точного плана добычи и включения того, когда следует сортировать и разделить рыбу на большее количество емкостей. Также следует помнить о том, чтобы вычесть потери у населения при разработке производственного плана. Целесообразно рассчитать ежемесячно, и использовать коэффициент смертности примерно 1% в месяц в зависимости, хотя и от опыта. Месяц не должен рассчитываться как 30 полных дней, так как обычно бывают дни в месяце, когда рыба не кормятся из-за управленческих процедур, поэтому в приведенном выше примере используется 28 дней.

   Рис. 4.3 Пример рекомендуемой скорости кормления для различных размеров осетра в процентах от массы рыбы при различных температурах воды. Кормление должно быть адаптировано к производственной стратегии и условиям выращивания, а также к выбору типа корма. Кормление в соответствии с рекомендуемым уровнем даст наилучшую ФКР, тем самым экономя затраты на корм и снижая экскрецию. Подталкивание скорости кормления на более высокий уровень повысит рост за счет более высокого уровня FCR. Источник: БиоМар. _

   Для подведения итогов по бюджетам, требуемым в бизнес-плане, к ним относятся:

   • Инвестиционный бюджет (капвложения)

   (капитальные затраты, общие капитальные затраты)

   • Бюджет оперативных расходов (OPEX)

   (операционные расходы, ведение бизнеса)

   • Денежный бюджет

   (ликвидность, бизнес запущен и работает)

   Рисунок 4.4 Пример инвестиционного бюджета для полностью рециркуляции внутренней системы с расчетными показателями в процентах. Стоимость распределения будет варьироваться в зависимости от типа системы, видов рыб и местонахождения. _

   Всегда рекомендуется проконсультироваться с профессиональным бухгалтером, чтобы составить тщательные бюджеты для того, чтобы учесть все расходы. Хорошо документированный бюджет необходим также для того, чтобы убедить инвесторов, получить банковский кредит и обратиться к финансирующим учреждениям.

   Инвестиционный бюджет сильно зависит от строительства рециркуляционной установки, что опять же зависит от страны и местных условий в строительной зоне. Пример инвестиционного бюджета с расчетными показателями в процентах показан на диаграмме 4.4. Покупка земельного участка не входит в стоимость.

   Расходы на строительство зависят не только от местных расходов на строительство, но и от видов рыб и размера фермерских хозяйств. Затраты также в значительной степени зависят от того, будет ли система ведения сельского хозяйства размножаться на всех стадиях выращивания рыбы или только на этапе ее выращивания, а также от того, будет ли система установлена внутри здания или нет. Такие решения зависят от климата, видов рыб, цели производства и т.д. Налицо явная тенденция, что чем выше скорость рециркуляции, тем выше необходимость установки системы внутри здания.

   

   Рисунок 4.5 Пример распределения затрат на крупную ферму для форели порционного размера (2 000 тонн/год), взятия мальков и выращивания их до 300-500 граммов. Общая стоимость производства на килограмм живой рыбы составляет менее 2 евро за килограмм. Общая инвестиционная стоимость такой системы полностью рециркуляции составляет около 4 евро за кг производства (всего 8 млн. ЕВРО) . _

   Как правило, совокупные инвестиционные затраты, все включено, составят до 12-14 евро за кг, произведенный для собственных систем мощностью 100 тонн в год со всеми объектами, такими как инкубаторий, отлучение от груди, обжаривание и выращивание. Чем больше размер вылова рыбы, тем выше инвестиционные затраты, поскольку выращивание более крупной рыбы требует большего пространства системы и емкости для производства такого же тоннажа по сравнению с более мелкими рыбами. Таким образом, системы для производства крупной рыбы, такие как рыночный размер лосося 4-5 кг, также достигнут 12-14 евро за килограмм, производимых в год. На другом конце шкалы менее опережающие наружные системы рециркуляции, используемые только для окончательного выращивания рыбы меньшего размера, например, форели порционного размера, будут стоить около 4-5 евро за килограмм, производимых в год, если они рассчитаны на 1 000 тонн и более.

   Что касается приобретения земли, то влияние рециркуляционного завода также зависит от видов рыб и интенсивности производства. В целом, объем рециркуляции составляет примерно 1 000 м^2 ^ на 100 т рыбы. Чем больше общий объем производства, тем меньше площадь, необходимая на 100 тонн произведенной продукции, потому что резервуары больше и могут быть построены глубже. Крупная рыбная ферма объемом 1 000 тонн потребует, таким образом, всего 7 000 м2. Зачастую для окружающих работ, таких как забор воды, очистка сточных вод, погрузка рыбы, дороги и т.д.

   Из диаграммы 4.5 интересно отметить, что потребление энергии составляет всего 7% от затрат. Сосредоточение на потреблении электроэнергии, конечно, важно, однако, это отнюдь не доминирующая стоимость. На самом деле это эквивалентно многим традиционным фермам, где использование лопастных колес, обратных насосов, кислородных конусов и других установок потребляет довольно значительное количество энергии.

   Стоимость корма является, безусловно, самой доминирующей стоимостью, что также означает, что наиболее важным фактором является хорошее управление. Совершенствование ФКР окажет существенное влияние на эффективность производства.

   Как и в других секторах производства продовольствия, чем больше производственная единица, тем ниже себестоимость производства на единицу произведенной продукции. То же самое относится и к рыбоводству. Тем не менее, кажется, что производство систем значительно превышает 2 000 тонн в год не дает существенного снижения инвестиционных затрат. Увеличение пути от нескольких сотен тонн в год до тысячи дает значительное сокращение затрат, как с точки зрения инвестиций, так и с точки зрения эксплуатационных расходов. Выгоды от увеличения размера фермерских хозяйств в значительной степени зависят от того, какие виды выращиваются, и необходимо тщательно рассмотреть способ расширения производства.

   Приложение содержит контрольный перечень биологических и технических вопросов, которые могут повлиять на внедрение системы рециркуляции. Этот контрольный лист наиболее подходит для определения деталей и возможных препятствий, когда проект будет реализован.

   • Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2015 год, Джейкоб Бреднбалле, Руководство по рециркуляции аквакультуры, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *

5. Запуск системы рециркуляции

   Original publication 2015 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   

   Рис. 5.1 Качество воды и расход воды в фильтрах и емкостях для рыбы должны проверяться визуально и часто. Вода распределяется по верхней пластине традиционного фильтрующего фильтра (дегазатора) и равномерно распределяется через отверстия пластин вниз через фильтрующий материал. _

   Переход от традиционного рыбоводства к рециркуляции существенно меняет повседневную практику и навыки, необходимые для управления фермой. Рыбный фермер теперь стал управляющим как рыбой, так и водой. Задача управления водой и поддержания ее качества стала столь же важной, если не более важной, чем работа по уходу за рыбой. Традиционная модель выполнения ежедневной работы на традиционной сквозной ферме изменилась в тонкую настройку машины, которая работает постоянно 24 часа в сутки. Автоматическое наблюдение за всей системой гарантирует, что фермер имеет доступ к информации о ферме в любое время, и при возникновении чрезвычайной ситуации будет вызывать сигнализацию.

   Процедуры и процедуры

   Ниже перечислены наиболее важные процедуры и рабочие процедуры. На практике будет происходить гораздо больше деталей, однако общая картина должна быть ясной. Важно составить список со всеми процедурами, которые будут проверяться каждый день, а также списки для проверки через более длительные промежутки времени.

   Ежедневно или еженедельно:

   • Визуально изучить поведение рыбы

   • Визуальный осмотр качества воды (прозрачность/мутность)

   • Проверка гидродинамики (потока) в резервуарах

   • Проверка распределения кормов с кормовых машин

   • Удалить и зарегистрировать мертвую рыбу

   • Выход заподлицо из резервуаров, если они оснащены подставными трубами

   • Протрите мембрану кислородных зондов

   • Регистрация фактической концентрации кислорода в резервуарах

   • Проверка уровня воды в насосных отстойниках

   • Проверка распыления сопел на механических фильтрах

   • Регистрация температуры

   • Сделайте испытания аммиака, нитрита, нитрата, рН

   • Регистрация объема новой используемой воды

   • Проверка давления в кислородных конусах

   • Проверьте NaOH или извести для регулирования pH

   • Контроль, что УФ-огни работают

   • Регистрация электроэнергии (кВт·ч) используется

   • Читайте информацию от коллег на доске объявлений

   • Убедитесь, что сигнализация включена перед отъездом с фермы.

   Еженедельно или ежемесячно:

   • Очистите биофильтры в соответствии с инструкцией

   • Слив конденсатной воды из компрессора

   • Проверка уровня воды в буферном баке

   • Проверьте количество оставшегося O ~ 2~ в кислородном баке

   • Калибровка рН-метра

   • Калибровка питателей

   • Калибровка зондов O2 в аквариумах и системе

   • Проверить сигналы тревоги — сделать тесты тревоги

   • Проверить, что аварийный кислород работает во всех резервуарах

   • Проверка всех насосов и двигателей на наличие неисправности или диссонанса

   • Проверьте генераторы и сделайте тестовый запуск

   • Убедитесь в том, что вентиляторы для протекающих фильтров работают

   • Смазать подшипники механических фильтров

   • Промыть насадки распылителя на механические фильтры

   • Поиск «мертвой воды» в системе и принять меры предосторожности • Проверьте отстойники фильтра - не должно наблюдаться осадка.

   

   Рисунок 5.2 Генератор кислорода. Необходимо позаботиться о контроле и обслуживании специальных установок. _

   6-12 месяцев:

   • Чистый ультрафиолетовый стерилизатор, менять лампы ежегодно
   • Смена масляных и масляных фильтров и воздушного фильтра на компрессоре
   • Проверьте, являются ли градирни чистыми внутри
   • Проверьте, является ли дегазатор грязным и чистым, если это необходимо
   • тщательно очистить биофильтр при необходимости
   • Обслуживание кислородных зондов
   • Изменение форсунок распылителя в механических фильтрах
   • Изменение фильтрующих пластин в механических фильтрах.

   Качество воды

   Управление системой рециркуляции требует непрерывной регистрации и регулировки, чтобы достичь идеальной среды для выращивания рыбы. Для каждого соответствующего параметра существуют определенные поля для того, что является биологически приемлемым. На протяжении всего производственного цикла каждая секция фермы должна быть по возможности закрыта и вновь запущена для новой партии рыбы. Изменения в производстве влияют на систему в целом, но особенно биофильтр чувствителен к высыханию или другим изменениям. На рис. 5.3 можно наблюдать влияние на концентрацию соединений азота, оставляющих вновь запущенный биофильтр. Колебания будут происходить по многим другим параметрам, наиболее важные из которых можно увидеть на рис. 5.4. В некоторых ситуациях параметры могут подниматься до уровней, которые являются неблагоприятными или даже токсичными для рыб. Однако невозможно дать точные данные об этих уровнях, поскольку токсичность

   

   Рис. 5.3 Колебания концентрации различных соединений азота от пуска биофильтра. _

   Руководство по рециркуляции аквакультуры

   зависит от различных вещей, таких как виды рыб, температура и рН. Рыба чаще всего адаптируется к условиям окружающей среды системы и, таким образом, выдерживает более высокие уровни определенных параметров, таких как диоксид углерода, нитрат или нитрит. Самое главное — избежать резких изменений физических и химических параметров воды.

   Токсичность пика нитрита может быть устранена путем добавления соли в систему. Концентрация соли в воде всего 0,3 о/оо (млн.-1) достаточна для подавления токсичности нитрита. Предлагаемые уровни для различных физических и химических параметров качества воды в системе рециркуляции показаны на рис. 5.4.

   | Параметр | Формула | Единица | Нормальный | Неблагоприятный уровень | |: —: | — | — | — | — | | Температура | | °C | В зависимости от видов | | Кислород | O2 |% | 70-100 | < 40 and > 250 | | Азот | N2 |% насыщенность | 80-100 | > 101 | | Диоксид углерода | СО ~ 2~ | Мг/л | 10-15 | > 15 | | Аммоний | NH 4^+^ | Мг/л | 0-2,5 (влияние рН) | > 2,5 | | Аммиак | NH ~ 3~ | Мг/л | < 0.01 (pH influence) | > 0,025 | | Нитрит | NO 2^-^ | Мг/л | 0-0.5 | > 0.5 | | Нитраты | NO3^-^ | Мг/л | 100-200 | >300 | | рН | | | 6.5-7.5 | < 6.2 and > 8.0 | | Щелочность | | ммоль/л | 1-5 | < 1 | | Фосфор | PO4^3-^ | Мг/л | 1-20 | | | Подвесные твердые вещества | SS | мг/л | 25 | > 100 | | ХПК | ХПК | мг/л | 25-100 | | | БПК | БПК | Мг/л | 5-20 | > 20 | | Гумус | | 98-100 | | | Кальций | Ca^++^ | Мг/л | 5-50 | |

   Рис. 5.4 Предпочтительные уровни для различных физических и химических параметров качества воды в системе рециркуляции. _

   Обслуживание биофильтра

   Биофильтр должен постоянно работать в оптимальных условиях, чтобы обеспечить высокое и стабильное качество воды в системе. Ниже приведен пример процедур обслуживания биофильтра.

   

   Рисунок 5.5 Принципиальный рисунок биофильтра из полиэтиленового (ПЭ) пластика. Обычно биофильтры PE размещаются над уровнем земли, оснащенные шламовым клапаном для легкой промывки и очистки. Осадок воды приводят к системе очистки сточных вод вне системы рециркуляции аквакультуры на системе. Изображение справа показывает размер большого полиэтиленового биофильтра. Источник: Группа АКВА. _

   Обслуживание биофильтра включает в себя:

   • Щетка верхней пластины каждую вторую неделю, чтобы избежать развития бактерий и водорослей и в конечном итоге блокирования отверстий в перфорированной верхней пластине

   • Кисть и очистить микропузырь diff пользователей в технологической водопроводной трубе от последней камеры биофильтра к микрочастицам fi lter каждую вторую неделю

   • Регулярный мониторинг и график очистки

   

   Рисунок 5.6 Схема потока в показанном многокамерном ПЭ биофильтре идет слева направо и вверх по течению в каждой камере. Большая часть органического материала удаляется гетеротрофными бактериями в первой камере. Вследствие этого низкая органическая нагрузка в последних камерах обеспечивает тонкую нитрифицирующую биопленку для преобразования аммиака в нитрат. Последняя камера называется фильтром микрочастиц и предназначена для удаления очень мелких частиц, которые не были удалены механическим фильтром. Источник: Группа АКВА. _

   Регулярно проверяются следующие параметры:

   • Проверьте распределение пузырьков воздуха по каждой из камер биофильтра. Со временем биофильтр будет накапливать органическое вещество, что повлияет на распределение пузырьков воздуха и увеличит размер пузырьков

   • Проверьте высоту между уровнем поверхности воды в биофильтре и верхней кромкой стенки полиэтиленового цилиндра, чтобы определить изменения потока через биофильтр и фильтр микрочастиц

   • Регулярно измерять параметры качества воды, которые имеют наибольшее значение для биофильтра

   • внимательно следить за оставшимся объемом базы или кислоты, используемой для дозирования.

   Очистка и промывка для удаления осадка в биофильтре

   Смесь неорганического материала, выбитых биопленок и других органических веществ, которые трудно сломать микроорганизмами, может накапливаться ниже биофильтра. Это должно быть снято с помощью системы удаления осадка, установленной в камерах.

   Для удаления осадка следуйте приведенному ниже протоколу:

   • Обход полиэтиленового биофильтра, который должен быть очищен

   • Открытие выпускного выпускного клапана в течение нескольких секунд (прибл. 10 сек.)

   • При установке шламового насоса: Перекачивайте шлам из ПЭ биофильтра и проверяйте наличие коричневой окраски в воде

   • Продолжайте эту процедуру для всех биофильтров и фильтров микрочастиц (и отключите шлам по завершении). Убедитесь, что нет просеивания из камер биофильтра с помощью шламового насоса. Если есть возможность потери воды таким образом, закройте все выпускные клапаны.

   Простая очистка биофильтра с помощью воздуха

   Дважды в неделю рекомендуется применять простой протокол очистки. В этой процедуре полиэтиленовые биофильтры очищаются воздухом.

   Для простой очистки биофильтра следуйте протоколу ниже:

   • Не меняйте поток к биофильтру

   • Откройте клапаны очистки воздуха на первом ПЭ биофильтре

   • Убедитесь, что воздуходувка для очистки готова к работе. Включите эту воздуходувку

   • Направьте весь очищающий воздух в биофильтр 1 в течение 10-15 минут. Проток технологической воды через биофильтр перенесет разрыхленные органические материалы в следующую камеру

   • Направьте весь очищающий воздух на следующий полиэтиленовый биофильтр в течение 10-15 минут. Продолжайте процедуру до последнего биофильтра. Исключить фильтр микрочастиц

   • Весь разрыхленный органический материал находит свой путь к фильтру микрочастиц.

   Чистка фильтра микрочастиц

   Регулярность очистки фильтра микрочастиц зависит от нагрузки на систему. В качестве ориентира рекомендуется очищать фильтр микрочастиц каждую неделю.

   Для простой очистки фильтра микрочастиц следуйте приведенному ниже протоколу:

   • Остановить поток через биофильтры PE

   • Снижение уровня воды до 100 мм ниже верхней пластины фильтра микрочастиц с помощью шламового клапана (используйте шламовый насос, если имеется)

   • Закройте клапаны очистки воздуха на всех камерах биофильтра PE. Открытие клапана очистки воздуха камеры фильтра микрочастиц

   • Проверить у инженера, что очистительная воздуходувка готова к эксплуатации. Выключите воздуходувки

   • Направляйте весь очищающий воздух на фильтр микрочастиц в течение 30 минут. Этот объем воздуха поднимает уровень воды рядом с выпускными коробками. Не следует допускать, чтобы скверная вода выходила из розетки

   • После очистки сброса весь объем фильтра микрочастиц по протоколу, описанному для промывки осадка.

   Глубокая очистка биофильтра

   Если разница в головах между камерами биофильтра и/или микрочастиц увеличивается и нормальная разница в головах не может быть восстановлена при нормальной очистке, то требуется процедура глубокой очистки биофильтра. Используйте регулярные измерения в каждой камере биофильтра, между верхней частью уровня воды и верхней кромкой полиэтиленового цилиндра, чтобы выявить проблемы с потоком через биофильтр и фильтр микрочастиц.

   Перед тем, как завершить очистку, закройте аэрацию в данной камере в течение двух часов. Эта камера будет действовать как фильтр микрочастиц в течение этого короткого периода времени, собирая дополнительные отходы, которые должны быть сброшены во время процесса очистки. В качестве ориентира рекомендуется, чтобы все участки биофильтров тщательно очищались каждый месяц.

   Для глубокой очистки фильтра биофильтра следуйте приведенному ниже протоколу:

   • Остановить поток через биофильтры PE

   • Используйте интенсивную аэрацию в течение 30 минут в фильтре (фильтах), подлежащем очистке. Затем полностью очистите данные фильтры, используя протокол, описанный для промывки осадка.

   Очистка гидроксида натрия (NaOH)

   Если обнаружена серьезная блокировка в системе биофильтра, выполните очистку гидроксида натрия. Серьезное блокирование может быть выявлено непрерывными проблемами с разницей головы между камерами, признаками неравномерной аэрации в верхней части камеры и/или снижением производительности биофильтра.

   Для очистки гидроксида натрия следуйте приведенному ниже протоколу:

   • Очистить раздел фильтра

   • Заправка пресной водой и раствором гидроксида натрия (NaOH, скорректированный на pH 12)

   • Оставьте это работать в течение часа с аэрацией, а затем снова опорожните фильтр, используя протокол, описанный для удаления шлама.

   Такая обработка должна быть необходима только в том случае, если биофильтр не получал регулярное техническое обслуживание. Потребуется несколько дней (около 10-15 дней), пока очищенная камера гидроксида натрия не вернется на полную мощность.

   Проблемы съемки биофильтра проблемы:

   Рис. 5.7 Таблица проблем с причинами и возможными решениями

   Меры предосторожности

   Вода, которая находится под аэрацией, имеет более низкую плотность, чем нормальная вода, что делает плавание невозможным!

   Оператор должен ходить только по верхней пластине биофильтра во время ношения ремня безопасности! Нужно носить правильную обувь, а на чрезвычайно скользкой поверхности необходимо соблюдать осторожность!

   Следуйте всем инструкциям в отношении процедур безопасности при использовании инструментов, химических веществ, машин или любых других!

   Контроль кислорода

   Растворенный кислород (DO) является одним из важнейших параметров в рыбоводстве, и важно понимать взаимосвязь между% насыщения и мг/л. Правильный мониторинг уровня кислорода на ферме имеет жизненно важное значение для общей производительности рыбы.

   Содержание кислорода в миллиграммах кислорода на литр воды зависит от температуры и барометрического давления. При барометрическом давлении 1 013 мбар 100% насыщение составляет 14,6 мг/л при 0°C, но только 6,4 мг/л при 40°C. Это означает, что в холодной воде имеется гораздо больше кислорода, чем в теплой воде. Таким образом, выращивание рыбы в теплой воде требует еще более интенсивного контроля и контроля кислорода, чем выращивание в холодной воде.

   

   Рис. 5.8: Концентрация в мг/л при 100% насыщении растворенным кислородом (DO) в пресной воде. Концентрация выше в холодной воде, чем в теплой воде. _

   Рис. 5.9 Растворенный кислород в пресной воде в мг/л при 100% насыщении кислородом. _

   Существует также разница в наличии растворенного кислорода в пресной воде по сравнению с соленой водой. В пресной воде обеспеченность кислородом выше, чем в соленой воде (см. рис. 5.9 и 5.10).

   Рис. 5.10 Растворенный кислород в соленой воде в мг/л при 100% насыщении кислородом. _

   Современное оборудование имеет датчики температуры и барометрического давления, которые дают вам правильные значения в любое время. Если вы измеряете кислород в соленой воде, просто напишите уровень солености в меню кислородного счетчика и счетчик автоматически отрегулирует соответствующим образом.

   Это означает, что калибровка, например, ручного кислородного счетчика довольно проста.

   Включи Полярис. Он должен показать 100,5%. Небольшие отклонения от этого могут быть вызваны изменением влажности воздуха или фактической концентрации кислорода. Если требуется калибровка и протирание мембраны не поможет выбрать «Калибровка» и нажать «OK» для запуска. На дисплее отображается прогресс. Когда отображается «Калибровка выполнена», нажмите «OK». Если калибровка заблокирована и появляется сообщение об ошибке, вы можете выбрать точность калибровки «Поле» или принудительно выполнить калибровку, удерживая нажатой клавишу «ОК» при отображении кнопки «Калибровка — Пожалуйста, подождите». Результат не обязательно будет точным — «Калибровка»

   

   Рисунок 5.11 Удобный кислородный измеритель Polaris для измерения содержания кислорода в воде в мг/л и% насыщения. _

   Источник: Оксигард Интернэшнл. _

   будет мигать на дисплее при проведении измерений. Повторите калибровку в более стабильных условиях, когда это возможно.

   Задайте соленость с помощью кнопок со стрелками «OK» и «Esc», чтобы задать соленость воды, в которой вы измеряете. Тогда оба измерения мг/л и% sat являются правильными.

   Для измерения включите Polaris и погрузите зонд в воду. В негазированной воде двигаться зонд, 5-10 см/с достаточно. После использования промойте зонд в чистой воде и протрите счетчик сухой, если он влажный. При возникновении ошибки на дисплее мигает «Ошибка», «Предупреждение» или «Калибровка». Более подробная информация приведена в списке статусов — смотрите «Список статусов».

   При неподходящих условиях Polaris блокирует калибровку — будет выведено сообщение об ошибке. Изменение или низкая температура может, например, затруднить калибровку на открытом воздухе. Чувствительность автоматической проверки может быть изменена — см. раздел «Точность калибровки».

   Точные измерения требуют точной калибровки, которая, в свою очередь, нуждается в стабильных условиях. Polaris проверяет и разрешает калибровку только при стабильных условиях.

   Чувствительность этой проверки может быть изменена — см. раздел «Точность калибровки».

   Когда он не используется, храните Polaris в сумке в месте, где температура умеренная и стабильная. Затем будет легко проверить калибровку и, при необходимости, повторно калибровать с помощью зонда в мешке в том же месте, прежде чем использовать Polaris.

   Обратите внимание, что если на дисплее мигает «Renovate Probe», зонд должен быть отремонтирован.

   Образование и обучение

   Управление рыбным хозяйством так же важно, как и наличие правильной технологии. Без должным образом образованных и обученных людей эффективность хозяйства никогда не станет удовлетворительной. Рыбоводство, как правило, требует широкого круга компетенций: от управления поголовьем и инкубаторием, отнятия от груди и выкормления личинок рыб, производства жарки и пальца до выращивания рыбы рыночного размера.

   Профессиональная подготовка и образование доступны во многих формах, начиная с практических курсов и заканчивая академическими исследованиями в университетах. Сочетание теории и практики является лучшим сочетанием, чтобы получить всестороннее представление о том, как управлять системой рециркуляции аквакультуры.

   Ниже приводится перечень областей, которые следует учитывать при создании образовательной программы.

   Базовая химия воды

   Понимание основных химических и физических параметров воды, важных для работы фермы, таких как аммоний, аммиак, нитрит, нитрат, рН, щелочность, фосфор, железо, кислород, углекислый газ и соленость.

   Системные технологии и управление в целом

   Понимание различных конструкций систем, первичных и вторичных потоков воды. Планирование производства, режимы кормления, коэффициент конверсии кормов, удельные соотношения темпов роста, регистрация и расчеты размера рыбы, численности и биомассы.

   Знание аварийных установок и аварийных процедур.

   Расходные материалы

   Понимание состава кормов для рыб, расчеты и распределение кормов, уровни и источники потребления воды, потребление электроэнергии и кислорода, корректировка рН с использованием гидроксида натрия и извести.

   Показания параметров и калибровка

   Понимание показаний датчиков кислорода, диоксида углерода, рН, температуры, солености, давления и т.д. Возможность проверки и расчета уровней аммиака, нитрита, нитрата, ТАН и понимания азотного цикла. Калибровка приборов для измерения кислорода, рН, температуры, углекислого газа, солености, водотока и т.д. Настройки ПЛК и ПК для аварийных сигналов, аварийных уровней и т.д.

   Машины и технические установки

   Понимание механики и технического обслуживания, необходимого для системы, таких как механический фильтр, система биофильтра, включая фиксированный слой и подвижной слой, дегазаторы, фильтры для просачивания и денитрификационные фильтры. Эксплуатационные знания систем УФ, насосов, компрессоров, контроля температуры, отопления, охлаждения, вентиляции, систем впрыска кислорода, аварийных кислородных систем, кислородного генератора и кислородно-резервных систем, систем регулирования рН, преобразователей частоты насоса, систем электрогенераторов, систем ПЛК и ПК, автоматические системы подачи.

   Оперативные знания

   Практические знания от работы на рыбной ферме, включая обращение с бродом, яйцами, личинками рыбы, обжариванием и пальцем, а также выведение более крупной рыбы на рынок. Практический опыт в области обработки рыбы, классификации, вакцинации, подсчета и взвешивания, обработки смертности, планирования производства и другой повседневной работы на уровне фермерских хозяйств. Понимание важности мер предосторожности биозащищенности, гигиены, благополучия рыб, болезней рыб и правильного лечения.

   Поддержка управления

   При запуске системы рециркуляции есть много вещей, которые нужно принять во внимание, и это может быть трудно определить приоритеты и сосредоточиться на правильных элементах. Обеспечение работы системы на оптимальном уровне и на полном производстве чаще всего является чрезвычайно сложной задачей.

   Надзор или управленческая поддержка ежедневного производства, осуществляемого профессиональным конечным опытным рыбным фермером, может помочь преодолеть начальную фазу и избежать неправильного управления. Также частью поддержки может быть непрерывное обучение и обучение на месте фермерского персонала.

   Рыбный фермер должен создать команду квалифицированного персонала для ведения рыбной фермы 24 часа в сутки 7 дней в неделю. Члены команды чаще всего работают по сменам, чтобы учесть ночной дежурство и работать в выходные и праздничные дни.

   Персонал команды должен состоять из:

   • Один менеджер с общей ответственностью за повседневное практическое управление рыбным хозяйством

   • Помощники со ссылкой на менеджера с ответственностью за практическую работу на ферме с особым акцентом на разведении рыбы

   • один или несколько техников, отвечающих за техническое обслуживание и ремонт технических установок

   • Чаще всего придется нанимать других работников для выполнения различных работ.

   Важно убедиться, что команда действительно имеет время для прохождения обучения на месте, чтобы оптимизировать свои навыки. Довольно часто обучение игнорируется, потому что ежедневная работа имеет более высокий приоритет и, похоже, нет времени на обучение. Это, однако, не правильный способ построить новый бизнес. Любой шанс расширить знания и работать более эффективно и профессионально, должен иметь наивысший приоритет.

   Обслуживание и ремонт

   Для системы рециркуляции необходимо разработать программу технического обслуживания и обслуживания, чтобы все детали работали в любое время. В начале этой главы были перечислены процедуры, и следует позаботиться о том, как решить любые сбои. Рекомендуется заключать сервисные соглашения с поставщиками различного оборудования, чтобы иметь профессиональное обслуживание под рукой и через регулярные промежутки времени.

   Важно также обеспечить эффективную доставку запчастей вместе с режимами обслуживания. Полный комплект запасных частей для наиболее важных деталей вместе с резервным оборудованием, например водяными насосами и воздуходувками, должен храниться на ферме для немедленного использования.

   • Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2015 год, Джейкоб Брегнбалле, Руководство по рециркуляции аквакультуры, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *

6. Очистка сточных вод

   Original publication 2015 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Выращивание рыбы в системе рециркуляции, где вода постоянно используется повторно, не приводит к исчезновению отходов от рыбной продукции. Грязь или экскременты из рыбы все еще должны где-то заканчиваться.

   

   Рис. 6.1 Выведение азота (N) и фосфора (P) из выращиваемой рыбы. Обратите внимание на количество N, выводимого в виде растворенного вещества. Источник: «Биомар» и Агентство по охране окружающей среды, Дания. _

   Биологические процессы в РАС в меньших масштабах сократят количество органических соединений из-за простой биологической деградации или минерализации внутри системы. Тем не менее, значительная нагрузка органического ила из РСБУ еще предстоит решить.

   

   Рис. 6.2 Эскиз течений в систему рециркуляции аквакультуры и из нее. _

   Большинство RAS будет иметь переполнение технологической воды для балансировки воды, поступающей в систему и выходящей из нее. Эта вода является той же водой, в которой плавают рыба, и как таковая не является загрязнителем, если объем сброса воды из переполнения не является чрезмерным и ежегодный сброс через эту точку увеличивается. Чем интенсивнее скорость рециркуляции, тем меньше воды будет сброшено через перелив.

   Сточные воды, выходящие из процесса рециркуляции, обычно поступают из механического фильтра, где фекалии и другие органические вещества отделяются в шлам фильтра. Очистка и промывка биофильтров также увеличивает общий объем сточных вод из цикла рециркуляции.

   Очистка сточных вод, выходящих из РАН, может осуществляться различными способами. Довольно часто перед системой очистки осадка устанавливается буферный резервуар, где шлам отделяется от сточной воды. Осадок будет направляться на накопительную установку для осаждения или дальнейшего механического обезвоживания, прежде чем он будет распространяться на землю, как правило, в качестве удобрения и улучшения почвы на сельскохозяйственных фермах, или он может быть использован в производстве биогаза для производства тепла или электроэнергии. Механическое обезвоживание также облегчает обработку осадка и сводит к минимуму объем, в результате чего утилизация или возможные сборы становятся дешевле.

   

   Рисунок 6.3 Пути шлама и воды внутри и снаружи рециркуляции в системе. Чем выше скорость рециркуляции, тем меньше количество воды, выпущенной из системы (dott ed line), и тем меньше количество сточных вод, подлежащих очистке. Источник: «Гидротех». _

   

   Рис. 6.4 Ленточный фильтр Hydrotech используется в качестве вторичной очистки воды для обезвоживания осадка. _

   

   Рисунок 6.5 Растительная лагуна, размещенная после рециркуляции форелевой фермы в Дании - до и после перерастания. Источник: Пер Бовбьерг, DTU Aqua. _

   Чистые сточные воды от очистки осадка обычно имеют высокую концентрацию азота, в то время как фосфор может быть практически полностью удален в процессе обработки осадка. Эта сточная вода называется отбракованной водой и чаще всего сбрасывается в окружающую среду, реку, море и т.д. вместе с переливом воды из РАС. Содержание питательных веществ в отбракованной воде и в переливной воде может быть удалено путем направления их в растительную лагуну, корневую зону или систему просачивания, где остающиеся фосфорные и азотные соединения могут быть дополнительно уменьшены.

   

   Рисунок 6.6 Проект EcoFutura исследовал возможность выращивания томатов с выращиванием Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Источник: Прива (Нидерланды)

   В качестве альтернативы, отбракованная вода может использоваться в качестве удобрения в системах аквапоники. Аквапоника — это системы, в которых отходы рыбы используются для выращивания овощей, растений или трав, как правило, внутри теплиц. Для более крупных рыбохозяйственных систем рекомендуется использовать шлам для сельскохозяйственных угодий и биогаза, в то время как отбракованная вода используется для аквапоники, поскольку это проще обрабатывать и корректировать с учетом культур в теплицах.

   Содержание азота в сточной воде также может быть удалено путем денитрификации. Как описано в главе 2, метанол чаще всего используется в качестве источника углерода для этого анаэробного процесса, который превращает нитрат в свободный азот в атмосферу, тем самым удаляя нитрат из отбракованной воды. Денитрификация также может использоваться внутри системы рециркуляции для уменьшения количества нитратов в технологической воде RAS с целью снижения концентрации нитратов, минимизируя тем самым потребность в новой воде в системе. Применение денитрификации вне системы рециркуляции осуществляется с целью уменьшения выбросов азота в окружающую среду. В качестве альтернативы использованию метанола в качестве источника углерода может использоваться отбракованная вода, поступающая из системы очистки осадка. Использование отбракованной воды в качестве источника углерода требует жесткого управления денитрификационной камерой, а обратная промывка и очистка камеры могут усложняться. В любом случае эффективная денитрификационная система может значительно снизить содержание азота в сточных водах.

   Следует отметить, что рыба выделяет отходы иным образом, чем другие животные, такие как свиньи или коровы. Азот выводится в основном в виде мочи через жабры, в то время как меньшая часть выводится с фекалиями из ануса. Фосфор выводится только с фекалиями. Таким образом, основная доля азота полностью растворяется в воде и не может быть удалена в механическом фильтре. Удаление фекалий в механическом фильтре позволит улавливать меньшую часть азота, зафиксированного в фекалиях, и, в большей степени, количество фосфора. Оставшийся растворенный азот в воде будет преобразован в биофильтр в основном в нитраты. В этом виде азот легко поглощается растениями и может использоваться в качестве удобрения в сельском хозяйстве или просто удаляться в растительных лагунах или системах корневой зоны.

   Рисунок 6.7 Удаление азота (N), фосфора (P) и взвешенных твердых веществ (SS) из механического фильтра. Источник: Рыболовная исследовательская станция Баден-Вюртемберга, Германия. _

   Фекалии из емкостей для рыбы должны немедленно поступать в механический фильтр без дробления на пути. Чем более неповрежденными и твердыми являются фекалии, тем выше уровень удаляемых твердых веществ и других соединений. На рис. 6.7 показана оценка удаления азота, фосфора и взвешенных твердых веществ (органического вещества) в механическом фильтре размером 50 микрон.

   Чем выше скорость рециркуляции, тем меньше будет использоваться новая вода, и тем меньше воды нужно будет обработать. В некоторых случаях вода вообще не вернется в окружающую среду. Однако строительство такого рода «нулевого сброса» рыбоводства сопряжено с большими затратами, а эксплуатационные расходы на обработку отходов являются значительными. Кроме того, ежедневная работа по переработке отходов потребует значительного внимания, чтобы она работала эффективно. Для рыбоводства с нулевым сбросом следует также учитывать, что для предотвращения накопления металлов и фосфорных соединений в системе всегда требуется определенное количество воды. Суть заключается в том, что власти и рыбоводческий фермер должны договориться о разрешении на сброс, которое позволит защитить окружающую среду, имея при этом экономически жизнеспособный рыбоводческий бизнес.

   Рисунок 6.8 Сравнение выбросов азота при различной интенсивности рециркуляции. Расчеты основаны на теоретическом примере системы 500 тонн в год с общим объемом воды 4 000 м^3 ^, где 3 000 м^3 ^ - объем аквариума. Не степень рециркуляции сама по себе уменьшает сброс азота, а применение технологии очистки сточных вод. Тем не менее, более интенсивная скорость рециркуляции делает обработку сточных вод все более легкой, поскольку они уменьшаются в объеме. _

   Сочетание интенсивного рыбоводства, как рециркуляции, так и традиционного, с обширными системами аквакультуры, такими как, например, традиционная культура карпа, может быть простым способом обращения с биологическими отходами. Питательные вещества интенсивной системы используются в качестве удобрения в обширных прудах, когда избыток воды из интенсивной фермы течет в район карпового пруда. Вода из обширной территории пруда может быть повторно использована в качестве технологической воды на интенсивной ферме. Рост водорослей и водных растений в обширных прудах будет съедать травоядный карп, который в конце концов собирается и используется для потребления. Эффективные условия выращивания получены в интенсивной системе, и воздействие на окружающую среду учитывалось в сочетании с обширной площадью пруда.

   

   Рисунок 6.9 Комбинированные интенсивно экстенсивные рыбоводческие системы в Венгрии. Количество возможностей кажется неограниченным. Источник: Ласло Варади, Научно-исследовательский институт рыболовства, аквакультуры и ирригации (HAKI), Сарвас, Венгрия. _

   • Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2015 год, Джейкоб Брегнбалле, Руководство по рециркуляции аквакультуры, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *

7. Болезнь

   Original publication 2015 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Для инновационного предпринимателя есть несколько возможностей в этом виде переработанной аквакультуры. Пример объединения различных систем земледелия может быть дополнительно развит в рекреационные предприятия, где спортивная рыбалка карпа или рыбалка для форели может быть частью более крупной туристической достопримечательности, включая отели, рыбные рестораны и другие объекты.

   Существует много примеров систем рециркуляции, работающих без каких-либо проблем с болезнями. На самом деле, можно полностью изолировать рециркуляционную рыбную ферму от нежелательных возбудителей рыбы. Самое главное — убедиться в том, что яйца или рыба, хранящиеся в объекте, абсолютно свободны от болезней и предпочтительно от сертифицированного штамма, свободного от болезней. Убедитесь, что используемая вода свободна от болезней или стерилизована перед поступлением в систему; гораздо лучше использовать воду из скважины, колодца или аналогичного источника, чем использовать воду, поступающую непосредственно из моря, реки или озера. Кроме того, убедитесь, что никто, входящий в ферму, не приносит никаких заболеваний, будь то посетители или персонал.

   Во всех случаях, когда это возможно, следует проводить тщательную дезинфекцию системы. Сюда входит любое новое предприятие, готовое к первому запуску, а также любая существующая система, которая была очищена от рыбы и готова к новому циклу производства. Следует помнить, что заболевание в одном резервуаре системы рециркуляции, безусловно, распространится на все остальные резервуары системы, поэтому профилактические меры так важны.

   

   Рисунок 7.1 Ванночка для ног с 2% раствором йода для предотвращения распространения заболевания. _

   В системах рециркуляции с использованием яиц из диких рыб, например с целью пополнения запасов, получение яиц из сертифицированных штаммов без болезней невозможно. В таких случаях всегда будет риск возникновения заболеваний, живущих внутри яйца, таких как IPN (инфекционный некроз поджелудочной железы), BKD (бактериальная болезнь почек) и, возможно, вирус герпеса, которые не могут быть устранены путем дезинфекции яиц. Пример превентивной схемы показан на рис. 7.2.

   Хорошим способом предотвращения заражения патогенами внутри системы является физическое разделение различных этапов производства. Таким образом, инкубаторий должен работать как изолированная закрытая система, так же как и установка для обжарки и прироста. Если какой-либо выводковой запас хранится, то он также должен быть изолирован в отдельную единицу. Таким образом, штамповка болезни становится легче проводить на практике.

   Некоторые фермы были построены по принципу «все во всех», что означает, что каждая единица полностью опорожняется и дезинфицируется до того, как будут складированы новые яйца или рыба. Для яиц и более мелких рыб, которые выращиваются в течение более короткого периода времени, прежде чем они будут перемещены, это, безусловно, хорошее управление, и всегда должно осуществляться на практике. Для более крупных рыб это также хорошая практика, однако такой вид управления легко становится неэффективным. Вывозить всю рыбу из растущего агрегата перед запасом новой партии, логически сложно при работе с большими объемами рыбы. Это легко становится неэкономичным из-за неэффективного использования мощностей системы.

   | Что запомнить | **Как это делается? ** | | — | — | | Чистый источник новой воды | Предпочтительно использовать грунтовые воды. Дезинфицировать с помощью УФ. В некоторых случаях используется песчаный фильтр и озон. | | Дезинфекция системы | Наполните систему водой и доведите рН до 11-12 с помощью гидроксида натрия NaOH. Приблизительно 1 кг на м^3^ объем воды в зависимости от емкости буфера. | | Дезинфекция оборудования и поверхностей | Опустить или распылить раствором йода 1,5% или в соответствии с инструкцией. Оставьте на 20 минут, прежде чем смыть в чистой воде. | | Дезинфекция яиц | Оставьте яичную партию (яйцо радужной форели) в растворе 3 дл йода на 50 л воды в течение 10 минут. Измените раствор на каждые 50 кг яиц дезинфицированные. | | Персонал | Смена одежды и износа ног при входе в объект. Мыть или дезинфицировать руки. | | Посетители | Изменение износа ног или использование ванны для ног для погружения обуви (2% раствора йода). Мыть или дезинфицировать руки. Политика «Не трогайте» для посетителей внутри объекта. |

   Рисунок 7.2 Пример схемы предотвращения. _

   

   Рисунок 7.3 Рассечение радужной форели, страдающей надутым мочевым пузырьком. Симптом, вероятно, из-за супернасыщения газов в воде. _

   Лечение заболеваний рыб в системе рециркуляции отличается от лечения их на традиционной рыбной ферме. На традиционной рыбной ферме вода используется только один раз перед выходом из фермы. В системе рециркуляции использование биофильтров и постоянная рециркуляция воды требуют иного подхода. Выливание лекарств повлияет на всю систему, включая рыбу и биофильтры, и при проведении лечения необходимо проявлять большую осторожность. Очень трудно дать точные рецепты на дозу, необходимую для лечения заболевания в системе рециркуляции, потому что эффект препарата зависит от множества различных параметров, таких как твердость воды, содержание органического вещества, температура воды и скорость потока. Таким образом, большой практический опыт является единственным путем продвижения вперед. Концентрации должны быть тщательно увеличены от каждого лечения до следующего, чтобы избежать гибели рыбы или биофильтра. Всегда помните термин «лучше безопасно, чем сожалеть». В любом случае вспышки заболевания местный ветеринар или патологоанатом рыбы должен назначить препарат и объяснить, как его использовать. Кроме того, инструкции по технике безопасности должны быть внимательно прочитаны, так как некоторые препараты могут причинить серьезные травмы людям, если они используются ненадлежащим образом.

   Лечение против экто-паразитов, которые являются паразитами, сидящими снаружи рыбы на коже и в жабрах, может быть проведено путем добавления химических веществ в воду. Любые грибковые инфекции должны лечиться так же, как и заражения эктопаразитами. В пресноводных системах использование обычной соли (NaCl) является эффективным способом уничтожения большинства паразитов, включая бактериальную жаберную болезнь. Если лечение солью не работает, использование формалина (HCHO) или перекиси водорода (H2 O2), как правило, будет достаточно для лечения остающихся паразитарных инфекций. Купание рыбы в растворе празиквантеля и флубендазола также доказало свою эффективность против эктопаразитов.

   Механическая фильтрация также доказала свою эффективность против распространения экто-паразитов. С помощью фильтрующей ткани 70 микрон удалит определенные стадии Gyrodactylus, а 40 микрон ткань может удалить различные виды паразитовых яиц.

   Самый безопасный способ проведения лечения — окунуть рыбу в ванну с раствором химического вещества. Однако на практике этот метод не является практически осуществимым, поскольку объем рыбы, которую необходимо обработать, зачастую слишком велик. Вместо этого рыба удерживается в резервуаре, поскольку впускная вода отключена, а оксигенация или аэрация резервуара осуществляется с помощью диффузоров. В бак добавляется раствор химического вещества, и рыбе разрешается плавать в смеси в течение определенного периода времени. Позже входная вода открывается, и смесь медленно разбавляется по мере замены воды в баке. Вода, исходящая из резервуара, разбавляется остальной системой рециркуляции таким образом, чтобы концентрация в биофильтре была значительно ниже, чем в обработанном резервуаре. Таким образом, относительно высокая концентрация химического вещества может быть получена в отдельном резервуаре с целью уничтожения паразита, но при этом снижая влияние химического вещества на систему биофильтра. Как рыба, так и биофильтры могут адаптироваться к обработке солью, формалином и перекиси водорода, медленно увеличивая концентрации от одной обработки к другой. После обработки резервуара, наполненного рыбой, эту воду можно также выкачать из системы в отдельное отделение для разложения, а не рециркулировать в системе.

   

   Рисунок 7.4 Яйца из радужной форели. Рекомендуется дезинфицировать рыбные яйца, прежде чем вводить их в систему рециркуляции, чтобы предотвратить заболевание. Источник: Торбен Нильсен, AquaSearch Ova. _

   Использование методики погружения яиц — это простой способ лечения миллионов людей за короткое время, например, при дезинфекции иода форели (рис. 7.2). Этот метод также может быть использован для лечения яиц, которые были заражены грибком (Saprolegnia), просто погружая яйца в раствор соли (7 ‰) на 20 минут.

   В инкубаториях, где рыба удаляется, как только она готова к кормлению, эффективность биофильтра менее важна, так как уровень аммиака, выводимого из яиц и жарки, очень мало. Лечение поэтому легче проводить, потому что нужно только сосредоточиться на выживании яиц и рыбы. Также стоит отметить, что общий объем воды в инкубатории невелик, а полный водный обмен с новой водой можно осуществить быстро. Таким образом, успешное лечение в инкубатории путем обработки всей системы за один раз, может быть сделано безопасно.

   Обработка полной системы в более крупных рециркуляционных установках является более чувствительной операцией. Основное правило заключается в том, чтобы держать концентрацию на низком уровне и проводить лечение в течение более длительного периода времени. Это требует заботы и опыта. Концентрация должна постепенно увеличиваться от каждого лечения к следующему, оставляя через несколько дней без обработки, с тем чтобы тщательно контролировать воздействие на смертность, поведение и качество воды рыб. Как правило, адаптация будет происходить как для рыб, так и для биофильтра, поэтому концентрация может быть увеличена без побочных эффектов, а вероятность убийства паразита повышается. Соль отлично подходит для более длительных периодов лечения, но формалин тоже успешно используется в течение 4-6 часов. Биофильтр просто адаптируется к формалину и переваривает вещество, как любой другой углерод, поступающий из органических соединений в системе.

   Как указывалось ранее, невозможно дать точные концентрации и рекомендации по использованию химических веществ в системе рециркуляции. Необходимо принимать во внимание виды рыб, размер рыбы, температура воды, твердость воды, количество органических веществ, курс воды, адаптация и т.д. Поэтому приводимые ниже руководящие принципы являются весьма приблизительными.

   Соль (NaCl) : Соль относительно безопасна в использовании и может быть использована в пресной воде для лечения Ich (Ichthyophthirius multifilis или болезни белых пятен) и общего грибка saprolegnia. Ih в пелагической фазе может быть убит при 10 ‰, и новые результаты предполагают убийство нижних жизненных стадий при 15 ‰. Рыба содержит около 8 ‰ соли в жидкостях организма, и большинство пресноводных рыб будет терпеть соленья в воде вокруг этого уровня в течение нескольких недель. В инкубаториях концентрация 3-5 ‰ предотвратит инфекции грибком.

   Формалин (HCHO) : Низкие концентрации формалина (15 мг/л) в течение длительных периодов времени (4-6 часов) показали хорошие результаты при лечении некатора Ихтиободо (Costia), Trichodina sp., Gyrodactylus sp., сидячих цилиатов и Ich. Формалин разлагается относительно быстро в биофильтре при температуре около 8 мг/ч/м2 площади биофильтра при 15°C. Однако формалин может снизить скорость преобразования бактериального азота в биофильтре.

   ** Перекись водорода (H2O2) :** Не широко используется, однако эксперименты показали многообещающие результаты в качестве заменителя формалина в концентрациях 8-15 мг/л в течение 4-6 часов. Производительность биофильтра может быть подавлена не менее чем на 24 часа после лечения, но эффективность вернется в норму в течение нескольких дней.

   Использование других химических веществ, таких как сульфат меди или хлорамин-т, не рекомендуется. Они очень эффективны для лечения, например, бактериальной жаберной болезни, однако биофильтр, скорее всего, сильно пострадает, и весь процесс рециркуляции и производство могут быть серьезно повреждены.

   Для лечения бактериальных инфекций, таких как фурункулез, вибриоз или БКД, использование антибиотиков является единственным способом лечения рыбы. В некоторых случаях рыба может заразиться паразитами, живущими внутри рыбы, и способ их удаления также с помощью антибиотиков.

   Антибиотики смешивают в корм для рыбы и кормят рыбе несколько раз каждый день, например, 7 или 10 дней. Концентрация антибиотиков должна быть достаточной, чтобы убить бактерии, и предписанная концентрация лекарств и продолжительность лечения должны быть тщательно соблюдены, даже если рыба перестает умирать во время лечения. Если лечение прекращается до назначенного периода лечения, существует высокий риск того, что инфекция начнет снова.

   Лечение антибиотиками в системе рециркуляции будет иметь небольшое влияние на бактерии в биофильтре. Тем не менее, концентрация антибиотиков в воде, по сравнению с тем, что внутри рыбы, обрабатываемой лекарственным кормом, относительно низка, и влияние на бактерии в биофильтре будет значительно ниже. В любом случае, необходимо тщательно следить за параметрами качества воды на предмет любых изменений, так как они могут указывать на воздействие биофильтра. Может потребоваться корректировка скорости подачи, использование большего количества новой воды или изменение потока воды в системе.

   Можно использовать несколько антибиотиков, таких как сульфадиазин, триметоприм или оксолиновая кислота по рецепту местного ветеринара.

   Лечение против IPN, VHS (вирусная геморрагическая септицемия) или любого другого вируса не представляется возможным. Единственный способ избавиться от вирусов — очистить всю рыбную ферму, дезинфицировать систему и начать все заново.

   • Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2015 год, Джейкоб Брегнбалле, Руководство по рециркуляции аквакультуры, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *

8. Примеры истории

   Original publication 2015 · Впервые опубликовано в FarmHub Learn 2020-07-15 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Производство смольта лосося в Чили

   Рост производства чилийского лосося в 90-е годы потребовал увеличения поставок смолтов из пресной воды, которые должны храниться в клетках для выращивания в море. Смольты производились в речной воде или в озерах, где вода была слишком холодной и страдала окружающая среда. Внедрение рециркуляции помогло фермерам производить огромные объемы при значительно меньших затратах экологически чистым способом. Кроме того, оптимальные условия выращивания привели к более быстрому росту, что позволило производить четыре партии смолта в год вместо предыдущей технологии по одной партии в год. Этот сдвиг сделал всю производственную цепочку намного более гладкой, при этом постоянный поток смола заправлялся в клетки, откуда крупный лосось будет собираться с постоянной скоростью в нужном размере, готовом для рынка.

   

   Рис. 8.1 Рециркуляция смольта ферма в Чили. Источник: Бент Хёйгаард. _

   Турбот земледелие в Китае

   Рециркуляция морской воды - это растущий бизнес, производящий многие виды, такие как окунь, баррамунди, морская рыба, палтус, камбала и т.д. Турбот является хорошо подходящим видом для технологии рециркуляции, который был принят также китайскими производителями. Результаты производства таких установок показали, что турбот работает очень хорошо в полностью контролируемой среде. Оптимальная температура для выращивания турбота отличается размером, и турбот, как правило, чувствителен к изменениям условий жизни. Ликвидация таких изменений, по-видимому, окупается в турбоводстве, поскольку турбот весом 2 килограмма может быть произведен в течение двух лет по сравнению с 4 годами при нормальных условиях выращивания.

   

   Рисунок 8.2 Ферма турботов в Китае. Источник: Группа АКВА. _

   Модели форелевых хозяйств в Дании

   Дания, несомненно, является предшественником в экологически безопасном земледелии форели. Строгие экологические нормы заставили форели внедрять новые технологии, с тем чтобы свести к минимуму выбросы с их ферм. Рециркуляция была введена за счет создания так называемых модельных рыбных хозяйств для увеличения производства при одновременном снижении воздействия на окружающую среду. Вместо того, чтобы использовать огромное количество воды из реки, ограниченное количество грунтовых вод из верхних слоев закачивается в ферму и рециркулируется. Эффект является значительным, более постоянная температура воды круглый год в сочетании с современным оборудованием приводит к более высоким темпам роста и более эффективному производству с уменьшенной главой 8.

   

   Рисунок 8.3 Датская модель фермы. Источник: Кааре Михельсен, датская аквакультура. _

   затраты, инвестиционные затраты включены. Положительное воздействие воздействия на окружающую среду можно увидеть в главе 6.

   Рециркуляция и повторное хранение

   Чистые реки и озера, а также природные дикие запасы стали важной экологической целью во многих странах. Одной из многих инициатив является сохранение природы путем восстановления естественной среды обитания и восстановления запасов находящихся под угрозой исчезновения видов рыб или штаммов.

   Морская форель — популярная спортивная рыба, занимающая множество рек Дании, где почти каждая река имеет свой собственный сорт. Генетическое картирование, проведенное учеными, позволило различать различные штаммы. Когда морская форель становится зрелой, она мигрирует обратно из моря в свою родную реку в нерест. В той части Дании, которая называется Фюнен, были восстановлены реки, а оставшиеся дикие штаммы были спасены благодаря программе восстановления запасов, предусматривающей рециркуляцию аквакультуры. Зрелая рыба вылавливается электроловом, а яйца разделяются и выращиваются в рециркуляции. Примерно через год потомство вновь засыпается в ту же реку, откуда поймали их родителей.

   Были сохранены различные штаммы, и в свое время морская форель, надеюсь, сможет выжить сама по себе в этой среде обитания.

   Самое важное то, что эта программа также привела к значительному повышению шансов ловить морскую форель, когда спортсмены ловят рыбу с берегов Дании. Таким образом, рыболовный туризм стал хорошим заработка для местных предприятий, таких как отели, кемпинг, рестораны и т.д. В целом, беспроигрышная ситуация как для природы, так и для местных коммерческих интересов.

   Аквапоника

   Выращивание растений и рыбы вместе было осуществлено уже тысячу лет назад в Древнем Китае. Растения растут с использованием питательных веществ, выведенных из рыбы, и рыба и растения могут быть собраны для потребления. В современной аквакультуре сочетание выращивания рыбы в системе рециркуляции и выращивания тепличных растений в гидропонике с использованием питательной воды без почвы называется «аквапоника». Эта технология еще не стала промышленно развитой, но широко используется в небольших масштабах по всему миру.

   

   Рисунок 8.4 Фотография исследования аквапоники в Институте глобальной продовольственной и сельскохозяйственной деятельности недалеко от Копенгагена, Дания. Система построена в существующей теплице и включает в себя резервуары для выращивания рыбы и салатные столы вместе с системой циркулирующей воды с двумя независимыми водяными петлями. Одна из петель проходит через систему фильтрации воды и может направляться к столам растений или обратно в резервуары для рыб. Другая петля подает воду непосредственно к растительным столам для выращивания салата или трав, таких как шалфей, базилик и тимьян. Источник: Пол Рай Кледал, Институт глобального продовольствия и сельского хозяйства. _

   Мега фермы

   По мере роста мирового производства аквакультуры размеры рыбоводческих хозяйств постоянно растут. Сегодня средняя ферма морских клеток в море Норвегии производит около 5 000 тонн лосося в год, только на одном участке. Наземные системы такого размера еще не видны, однако разрабатываются новые проекты рециркуляции лосося и форели этих объемов.

   Сочетание земельных ферм с клетчатым земледелием является очень эффективным способом производства и, возможно, наиболее конкурентоспособным устройством. Мелкая рыба добывается на суше в эффективных и контролируемых системах до того, как она попадает в большие морские клетки для выращивания. В некоторых районах клеточное земледелие не пользуется популярностью, а земледельческие хозяйства в виде рециркуляции растений рассматриваются в качестве будущего способа производства выращиваемой рыбы. Площадь невелика, так же как и расход воды. Несмотря на то, что затраты на производство по-прежнему выше, чем в клетках, системы имеют высокую безопасность пищевых продуктов и полный контроль, а производительность является постоянной и предсказуемой.

   

   Рисунок 8.5 Ферма лосося объемом 2 000 тонн в Хиртсхальсе, Дания, в стадии строительства в 2013 году. Система основана на технологии рециркуляции и покрыта зданием для завершения контроля температуры и имеют высокую биозащищенность. Лосось выращивают из яиц до 4 кг размером в 2 года в больших емкостях, достигающих почти 1 000 м^3^ каждый. Белые бигмешки на переднем плане упакованы биомедией, готовыми к установке в камеры биофильтра. Источник: Аксель Сёгаард/группа АКВА. _

   Руководство по рециркуляции в аквакультуре

   Будущее рециркуляции

   Предварительное выращивание рыбы в рециркуляции на системах для достижения больших размеров перед выпуском в морские клетки является одним из способов повышения рентабельности. Норвежская промышленность по выращиванию лосося инвестирует в крупные рециркуляции на объектах с целью производства смолта в больших размерах. Смольты, как правило, 100 грамм сегодня, когда выпускаются в клетках. Увеличение до 300 грамм до выпаса значительно улучшит здоровье и темпы роста в сельскохозяйственном периоде до сбора урожая при размере обычно 4-5 кг.

   

   Рисунок 8.6 Recirculati на системах становится все больше с большими резервуарами для увеличения объемов производства. Смещение размеров смолта в Норвегии со 100 грамм до 300 грамм утроит производство на суше, таким образом, нынешнее норвежское производство смолта на землях, составляющее около 35 000 тонн в год, увеличится примерно до 100 000 тонн. _

   • Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2015 год, Джейкоб Брегнбалле, Руководство по рециркуляции аквакультуры, http://www.fao.org/3/a-i4626e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *