Рециркуляционные системы аквакультуры (УЗВ) и методы ведения сельского хозяйства
Аквакультура, как важная экономическая деятельность, привлекла широкое внимание и развитие во всем мире. С постоянным расширением масштабов сельского хозяйства и развитием технологий проблемы загрязнения, возникающие в процессе ведения сельского хозяйства, становятся все более заметными. Рециркуляционные системы аквакультуры (УЗВ) как эффективный, экологически чистый и устойчивый метод ведения сельского хозяйства стали ключевой технологией в области аквакультуры. Поэтому необходимо анализировать и изучать УЗВ и их методы ведения сельского хозяйства, чтобы способствовать здоровому и стабильному развитию рыбной отрасли.
1. Основные принципы и процесс построения УЗВ.
1.1 Основные принципы
Система рециркуляционной аквакультуры (УЗВ) относится к системе, которая повторно использует воду в процессе ведения сельского хозяйства. Фундаментальный принцип заключается в очистке сточных вод до воды, пригодной для повторного использования посредством физических, биологических и химических процессов. Этот подход снижает зависимость от природных водных ресурсов и одновременно сводит к минимуму сброс сточных вод в процессе аквакультуры.
1.2 Строительство РАН
1.2.1 Проектирование системы
Проектирование RAS требует учета множества факторов. Во-первых, определите масштаб фермы и виды, которые будут выращиваться, что станет основой для проектирования мощности системы и возможностей обработки. Во-вторых, понять источник воды и состояние ее качества, выполняя соответствующую очистку воды, а также регулярный мониторинг и анализ для настройки и оптимизации УЗВ. Определите компоненты и компоновку системы в зависимости от масштаба и вида фермы, включая резервуары, фильтрующие емкости, биофильтры, водяные насосы, оксигенационное оборудование и системы автоматического управления. При проектировании резервуара учитывайте такие факторы, как форма, размер и глубина, и используйте гладкую внутреннюю конструкцию, чтобы улучшить поток воды и снизить риск загрязнения воды. Для фильтрующих резервуаров следует выбирать соответствующий фильтрующий материал, а для биофильтров необходимо учитывать размер, материал и наполняемость био-средой. Наконец, выберите подходящие водяные насосы и оборудование для оксигенации, чтобы обеспечить нормальную работу УЗВ. Весь процесс проектирования требует всестороннего учета таких факторов, как эффективность, надежность, энергосбережение и экономия воды.
1.2.2 Строительство объекта
Что касается строительства объекта, следуйте проектному плану реализации. Сначала выкопайте и соорудите резервуары, убедившись, что они имеют подходящую глубину, ширину и длину и соответствуют проектным требованиям. Одновременно нанесите на резервуары противо-обработку, чтобы предотвратить ухудшение качества воды из-за утечек. Во-вторых, установите и сконструируйте резервуары-фильтры и биофильтры. Обычно их изготавливают из бетона или пластика, чтобы обеспечить достаточную прочность и долговечность. Конструкция должна соответствовать проектным требованиям, таким как выбор фильтрующего материала для фильтрующего резервуара, а также выбор и расположение материала, заполняющего биофильтр. Для установки водяных насосов и оксигенационного оборудования выберите подходящие устройства, установите и введите их в эксплуатацию в соответствии с проектными условиями. При выборе места расположения насоса необходимо учитывать направление потока воды и мощность насоса, чтобы обеспечить достаточный расход воды в системе. Оксигенационное оборудование обычно впрыскивает воздух в воду с помощью воздуходувок для повышения уровня растворенного кислорода (РК). Кроме того, во время строительства реализуйте меры по защите и содержанию объекта. Например, установите подходящие перила и предупреждающие знаки вокруг резервуаров, чтобы обеспечить безопасность персонала и объектов. Во время использования и технического обслуживания объекта проводите регулярные проверки и техническое обслуживание, например, периодическую очистку фильтрующих баков и замену фильтрующего материала, чтобы обеспечить стабильную работу системы и качество воды.
1.2.3 Монтаж трубопровода
При строительстве УЗВ решающее значение имеет монтаж водопроводных и дренажных трубопроводов. Трубопровод водоснабжения нуждается в фильтрации и очистке, чтобы качество воды соответствовало потребностям аквакультуры. Обычно линия подачи устанавливается на более высоком уровне, чтобы обеспечить поступление воды в УЗВ самотеком, а также учитывать ее расход и давление воды для регулирования и контроля подачи воды. Дренажный трубопровод сбрасывает очищенную воду с фермы и должен сбрасывать сточные воды в подходящее место, чтобы избежать загрязнения окружающей среды. Обычно дренажные трубы устанавливаются на более низких отметках для самотекового сброса. Проектирование и строительство дренажной системы также должно учитывать очистку сточных вод, чтобы минимизировать воздействие на окружающую среду. Во время установки трубопровода выберите соответствующие материалы и диаметры труб, а также убедитесь, что соединения безопасны и надежны, чтобы предотвратить утечки и повреждения. Кроме того, продумайте расположение трубопроводов и доступ для обеспечения беспрепятственного потока и простоты обслуживания. После установки протестируйте и осмотрите трубопроводы, чтобы гарантировать качество и безопасность.
1.2.4 Тестирование системы
По завершении система требует тестирования и ввода в эксплуатацию для обеспечения нормальной работы. Тестирование включает в себя определение качества воды, определение скорости потока и т. д. Для УЗВ качество воды напрямую влияет на рост и здоровье рыбы. Во время тестирования проводите регулярный мониторинг и анализ качества воды, чтобы убедиться, что она соответствует требованиям. Общие параметры качества воды включают температуру, pH, растворенный кислород (DO), аммиачный азот, нитрит и нитрат. Тестирование скорости потока необходимо для проверки соответствия системы требованиям аквакультуры и определения фактической скорости потока для дальнейшей настройки и оптимизации. Отладка системы также необходима для оптимизации операционной эффективности. Отладка включает в себя настройку различных компонентов, таких как резервуары, фильтрующие резервуары и биофильтры, для обеспечения стабильности и надежности системы.
2. Методы выращивания УЗВ
2.1 Метод живого фильтра/биофильтра (с использованием растений и организмов)
Метод живого фильтра – это экологически-метод, в котором для очистки сточных вод используются растения и живые организмы. Он использует естественные биологические циклы и процессы разложения. Сточные воды проходят через резервуар-фильтр, где органические вещества, аммиачный азот и т. д. расщепляются, трансформируются и поглощаются, тем самым очищая воду. По сравнению с традиционной химической очисткой этот метод более экологичен и полезен для здоровья, может повысить эффективность сельского хозяйства, а также сэкономить энергию и эксплуатационные расходы. В этом методе решающую роль играют растения и живые организмы в резервуаре фильтра. Растения поглощают вредные вещества посредством фотосинтеза, выделяя при этом кислород, обеспечивая необходимый кислород организмам в фильтре. Живые организмы используют такие вещества, как аммиачный азот, для метаболизма и роста, разлагая и преобразуя органические вещества в сточных водах, одновременно производя углекислый газ и другие отходы, которые могут поглощаться и использоваться растениями, образуя цикл. Примечание. Метод «Живой фильтр» требует выбора подходящих растений и организмов в зависимости от реальных условий. Различные растения и организмы по-разному влияют на очистку воды; подходящие виды должны быть выбраны в соответствии с характеристиками сточных вод и требованиями к очистке. В то же время организмы в фильтре требуют надлежащего питания и ухода для обеспечения здорового роста, тем самым повышая эффективность очистки.
2.2 Метод биофильтрации (микробный)
Метод биофильтра является распространенным подходом к очистке сточных вод в УЗВ. Он создает биофильтр, в котором обитает большое количество микроорганизмов, таких как нитрифицирующие бактерии (Nitrosomonas, Nitrobacter), которые преобразуют вредный аммиачный азот и нитрит в не-токсичный нитрат. В фильтре вода проходит через ряд фильтрующих материалов (например, песок, гравий, пластиковые био-шарики), которые обеспечивают обширную поверхность и питательные вещества, способствуя колонизации и росту микробов. После периода эксплуатации и биологической активности микробные популяции увеличиваются, а качество воды постепенно улучшается. По сравнению с методом «Живой фильтр» метод «Биофильтр» обеспечивает большую стабильность и устойчивость к помехам. Поскольку микроорганизмы могут быстро размножаться в фильтре, они быстрее перерабатывают вредные вещества в воде. Кроме того, этот метод не требует большого количества растений и животных для очистки воды, что снижает воздействие на окружающую среду. Однако микроорганизмы в биофильтре требуют регулярного обслуживания и управления для обеспечения нормальной работы и эффективной очистки воды от отходов.
2.3 Проточный-метод/метод рециркуляции воды
Метод «Проток-через рециркуляцию» – это устойчивый подход к аквакультуре, позволяющий экономить водные ресурсы и сокращать выбросы отходов. В УЗВ вода перекачивается из резервуаров в циркуляционные трубы, при этом добавляется достаточное количество кислорода, обеспечивающее достаточное разложение и очистку органических веществ в воде. Этот метод эффективно снижает потери воды и сброс сточных вод, а также повышает эффективность сельского хозяйства и качество водной продукции. Метод «Проток-через рециркуляцию» применим не только для аквариумного выращивания, но и для различных ферм, таких как пруды для разведения рыбы и пруды для креветок. Во время эксплуатации необходимо регулярное техническое обслуживание и очистка циркуляционных труб и оборудования для обеспечения правильной работы системы.
2.4 Статический/малый-метод рециркуляции
Метод статической рециркуляции – это простой, но эффективный подход к очистке воды. В этом методе культуральный резервуар делится на верхний, средний и нижний слои. Вода циркулирует между этими слоями посредством вертикального потока воды, улучшая качество воды. Чтобы обеспечить достаточное растворение кислорода, для подачи кислорода используется оксигенационное оборудование. Когда вода течет из верхних слоев в нижние, кислород поглощается нижними слоями воды. Это помогает поддерживать уровень кислорода в аквариуме, тем самым способствуя водному экологическому балансу.
Рециркуляционные системы аквакультуры представляют собой подход к устойчивому сельскому хозяйству. Перерабатывая и повторно используя воду, они сокращают отходы и загрязнение водных ресурсов, повышая как эффективность сельского хозяйства, так и экологичность. В будущем, благодаря постоянным технологическим обновлениям и усовершенствованиям, расширению сферы применения, снижению строительных и эксплуатационных затрат, а также разработке новых материалов и оборудования, УЗВ получит более широкое применение и продвижение. Это внесет значительный вклад в обеспечение устойчивого развития рыболовства и защиты водных ресурсов.