курсовая. Разработать рыбоводно-технологическое обоснование для рыболовног. 1 Состояние и перспективы развития аквакультуры сомовых рыб 6

• Название: 1 Состояние и перспективы развития аквакультуры сомовых рыб 6
• Анкор: курсовая
• Дата: 02.03.2021
• Размер: 1.45 Mb.
• Имя файла: Разработать рыбоводно-технологическое обоснование для рыболовног.docx
• Тип: Реферат; #181221
• страница: 7 из 8

4.4 Технология замкнутого водоснабжения

4.4.1 Особенности технологи УЗВ

УЗВ, по сути, является довольно простой системой. От водостока рыбоводных бассейнов вода поступает в механический фильтр, оттуда в биологический фильтр, затем она аэрируется, из нее удаляется углекислый газ, после чего она снова подается в рыбоводные бассейны. Это основной принцип рециркуляции. Чтобы удалять отходы, выделяемые рыбами, и добавлять кислород для поддержания жизни и здоровья рыб, воду в УЗВ необходимо постоянно очищать.

К данной системе можно добавить ряд других элементов, например, оксигенацию с использованием чистого кислорода, дезинфекцию с помощью ультрафиолетового излучения или озона, автоматическую регуляцию уровня pH, теплообмен, систему денитрификации и т.д., в зависимости от конкретных потребностей.

На рисунке 4 изображен принцип УЗВ.


Рисунок 4 – Изображение принципа УЗВ
В зависимости от потребностей можно также добавить другие установки, например, для обогащения кислородом или УФ-дезинфекции.

В качестве основных компонентов УЗВ могут быть выделены:

1. Рыбоводные бассейны. Различные конструкции бассейнов имеют различные свойства и преимущества, как это представлено в таблице 7.
Таблица 7 – Сравнительная оценка бассейнов (максимальный балл – 5)

Свойства бассейна	Оценка по видам бассейнов
	Круглый	Овальный	Прямоугольный
Способность к самоочищению	5	4	3
Малое время пребывания твердых частиц	5	4	3
Контроль и регуляция кислорода	5	5	4
Использование пространства	2	4	5

2. Механическая фильтрация. Механическая фильтрация воды, вытекающей из рыбоводных бассейнов, является единственным практичным методом удаления органических отходов.

Функционирование барабанного фильтра:

Этап 1. Фильтруемая вода поступает в барабан.

Этап 2. Вода профильтровывается через фильтровальные элементы барабана. Движущей силой фильтрации является разница уровней воды внутри и вне барабана.

Этап 3. Твердые частицы задерживаются на фильтровальных элементах и поднимаются к зоне обратной промывки вследствие вращения фильтра.

Этап 4. Вода распыляется из промывочных форсунок, расположенных с внешней стороны фильтровальных элементов. Удаленное органическое вещество вымывается из фильтровальных элементов на шламовый поддон.

Этап 5. Шлам вытекает самотеком вместе с водой из фильтра и удаляется с рыбного хозяйства для внешней очистки сточной воды.

3. Биологическая очистка. Механический фильтр не удаляет все органические вещества, самые мелкие частицы проходят сквозь него так же, как и растворенные вещества, такие как фосфат или азот. Разложение органического вещества и аммиака является биологическим процессом, осуществляющимся бактериями в биофильтре. Гетеротрофные бактерии окисляют органическое вещество, потребляя кислород и производя углекислый газ, аммиак и шлам. Нитрифицирующие бактерии преобразуют аммиак в нитрит, а затем в нитрат.

В проектном УЗВ используется блочная биологическая загрузка BIO-BLOK 300, представленная на рисунке 5.


Рисунок 5 – Блочная биологическая загрузка BIO-BLOK 300
Техническая спецификация BIO-BLOK 300 представлена в таблице 8.
Таблица 8. – Техническая спецификация BIO-BLOK 300

Показатель	Ед. изм.	Значение
Доступная поверхность	м2/м3	300
Площадь потока	%	51
Пустое пространство	%	72
Диаметр трубки	мм	35
Стандартная форма блока	см	55 25 55

4. Дегазация, аэрация и зачистка. Перед возвращением воды в рыбоводные бассейны необходимо удалить из нее скопившиеся газы. Этот процесс дегазации осуществляется либо путем аэрации воды, либо методом, который часто называют зачисткой.

Аэрация может осуществляться путем нагнетания воздуха в воду. При этом турбулентное соприкосновение воздушных пузырьков и воды удаляет газы. Эта система подводной аэрации также позволяет одновременно двигать воду, например, при использовании системы с аэрационным колодцем.

5. Оксигенация. Обычно используются кислородные конусы или оксигенаторы шахтного типа. Принцип является одинаковым. Вода и чистый кислород смешиваются под давлением, которое обеспечивает переход кислорода в воду. В кислородном конусе давление обеспечивается насосом, обычно создающим в конусе давление около 1,4 бар. Подача воды в конус под напором потребляет много кислорода. В оксигенаторах шахтного типа напор достигается путем углубления в землю трубы в форме петли, например, на глубину 6 метров, и подачи кислорода в нижней точке этой петли. Давление вышерасположенного водяного столба, в данном случае, 0,6 бар, обеспечивает переход кислорода в воду.

6. Ультрафиолетовое излучение. УФ-дезинфекция основана на применении света с такой длиной волн, которая разрушающее ДНК в биологических организмах.

7. Озонирование. Обработка озоном является эффективным методом уничтожения нежелательных организмов, что достигается посредством интенсивного окисления органического вещества и биологических организмов.

8. Регуляция уровня pH. В процессе нитрификации в биофильтре образуется кислота, и значения pH понижаются. Для удержания pH на стабильном уровне к воде следует добавить основание.

9. Теплообмен. Температура легко может регулироваться путем изменения количества прохладной свежей воды, поступающей в систему.

10. Насосы. Для циркуляции производственной воды используются различные типы насосов. Перекачивание воды требует электричества, и для сведения эксплуатационных расходов к минимуму важно, чтобы высота подачи воды была малой, а насосы – эффективными и правильно установленными. По возможности, подъем воды должен происходить только один раз за рециркуляционный цикл, после чего вода течет самотеком через всю систему обратно в приямок насоса. Насосы чаще всего размещаются перед системами биофильтрации и дегазации, так как процесс водоподготовки начинается здесь. В любом случае, они должны располагаться после механического фильтра, чтобы не разбивать твердые частицы, сбрасываемые из рыбоводных бассейнов.

11. Мониторинг, контроль и сигнализация. Для постоянного поддержания оптимальных для рыб условий интенсивное рыбоводство требует тщательного мониторинга и контроля производственных процессов.

На многих современных хозяйствах существует центральная система контроля, способная обеспечить мониторинг и контроль уровней кислорода, температуры, pH, уровня воды и функционирования моторов. Если любой параметр выходит за пределы заранее заданных значений гистерезиса, процесс пуска/остановки попытается решить проблему. Если проблема не решается автоматически, включается сигнализация.

4.4.2 Технологические расчеты эксплуатации УЗВ

В рамках данного раздела осуществим расчеты следующих групп показателей:

• 
  общего количества загрязнений, выделяемых в период эксплуатации УЗВ за один год);
  
• 
  биологического фильтра;
  
• 
  потребности в необходимом объеме воздуха для биологического фильтра (в основном для нитрифицирующих бактерий);
  
• 
  потребности в необходимом объеме воздуха для дыхания рыбы в одном модуле;
  
• 
  необходимого количества обменов воды в одном бассейне.
  

Необходимо вырастить 900 тонн посадочного материала канального сома. В модуле выращивания посадочного материала (молоди до 10 г) будем осуществлять кормление рыбы кормом Aller Futura EX 1,3-1,5 мм, используя крупку массой 1,3 мм. Согласно кормовым таблицам кормовой коэффициент для такого корма составит 0,7. Следовательно, затраты корма для получения необходимой биомассы посадочного материала составят 6,3 т. Гарантированные характеристики корма Aller Futura EX 1,3-1,5 мм следующие: сырой протеин – 56 %, сырой жир – 18 %, углеводы – 13,5 %, фосфор – 1,4 %.

1. Рассчитываем содержание азота в корме N_к, г N/кг.

N_к = (П · 10 · 16) / 100 = (56 · 10 · 16) / 100 = 89,6 г N/кг.

2. Рассчитываем содержание азота в фекалиях N_ф, г N/кг:

N_ф = (N_к · Ф) / 100 = (89,6 · 1) / 100 = 0,90 г N/кг.

3. Рассчитываем содержание общего выделяемого азота с кормом N_в,
г N/кг:

N_в = N_к · КК = 89,6 · 0,7 = 62,72 г N/кг.

4. Рассчитываем содержание азота в неперевариваемом корме N_н, г N/кг:

N_н = (N_в (100 – П)) / 100 = (62,72 (100 – 56)) / 100 = 4,39 г N/кг.

5. Рассчитываем содержание твердой фракции азота N_т, кг:

N_т = (N_ф + (N_н / КК)) К_о = 0,90 + (4,39/ 0,7) 6,30 = 40,41 кг.

6. Рассчитываем содержание экскреции азота из организма рыбы N_э,
г N/кг:

N_э = N_в – N_н – (N_нк · 10) = 89,60 – 4,39 – (2,75 · 10) = 30,83 г N/кг.

7. Рассчитываем содержание растворенного и взвешенного азота N_р+в, кг:

N_р+в = (N_э / КК) К_о = (30,83 / 0,7) 6,30 = 277,47 кг.

8. Рассчитываем содержание общего азота N_о, кг:

N_о = N_т + N_р+в = 40,41 + 277,47 = 317,88 кг.

9. Рассчитываем содержание фосфора в корме P_к, г P/кг:

P_к = (P · 10) / 100 = 1,4 · 10 = 14 г P/кг.

10. Рассчитываем содержание фосфора в фекалиях P_ф, г P/кг:

P_ф = (P_к · Ф) / 100 = (14 · 1) / 100 = 0,14 г P/кг.

11. Рассчитываем содержание общего выделяемого фосфора с кормом P_в, г P/кг:

P_в = P_к · КК = 14 · 0,7 = 9,8 г P/кг.

12. Рассчитываем содержание фосфора в неперевариваемом корме P_н, г P/кг:

P_н = (P_в (100 – P_у)) / 100 = (9,8 (100 – 65)) / 100 = 3,43 г P/кг.

13. Рассчитываем содержание твердой фракции фосфора P_т , кг:

P_т = (P_ф + (P_н / КК)) К_о = (0,14 + (3,43 / 0,7)) 6,3 = 31,75 кг.

14. Рассчитываем содержание экскреции фосфора из организма рыбы P_э, г P/кг:

P_э = P_в – P_н – (P_нк · 10) = 9,8 – 3,43 – (0,43 · 10) = 2,07 г P/кг.

15. Рассчитываем содержание растворенного и взвешенного фосфора P_р+в, кг:

P_{р + в} = (P_э / КК) К_о = (2,07 / 0,7) 6,3 = 18,63 кг.

16. Рассчитываем содержание общего фосфора P_о, кг:

P_о = P_т + P_р+в = 31,75 + 18,63 = 50,38 кг.

17. Рассчитываем содержание протеина в рыбных фекалиях П_ф, г/кг:

П_ф = П · 10 · Ф / 100 = 56 · 10 · 1 / 100 = 5,60 г/кг.

18. Рассчитываем содержание жира в рыбных фекалиях Ж_ф, г/кг:

Ж_ф = Ж · 10 · Ф / 100 = 18 · 10 · 1 / 100 = 1,80 г/кг.

19. Рассчитываем содержание углеводов в рыбных фекалиях У_ф, г/кг:

У_ф = У · 10 · Ф / 100 = 13,5 · 10 · 1 / 100 = 1,35 г/кг.

20. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для протеина в рыбных фекалиях ХПК_т (П_ф), г/кг:

ХПК_т (П_ф) = П_ф · Э(П) / Э_кк (П) = 5,60 · 23,66 / 13,36 = 9,92 г/кг.

21. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для жира в рыбных фекалиях ХПК_т (Ж_ф), г/кг:

ХПК_т (Ж_ф) = Ж_ф · Э(Ж) / Э_кк (Ж) = 1,8 · 39,57 / 13,72 = 5,19 г/кг.

22. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для углеводов в рыбных фекалиях ХПК_т (У_ф), г/кг:

ХПК_т (У_ф) = У_ф · Э(У) / Э_кк (У) = 1,35 · 17,17 / 14,76 = 1,57 г/кг.

23. Рассчитываем содержание общей твердой фракции ХПК в рыбных фекалиях ХПК_{т. ф}, г/кг:

ХПК_{т. ф} = ХПК_т (П_ф) + ХПК_т (Ж_ф) + ХПК_т (У_ф) = 9,92 + 5,19 + 1,57 = = 16,68 г/кг.

24. Рассчитываем содержание протеина в неперевариваемом корме П_н, г/кг:

П_н = П · 10 – (П · 10 · П_у / 100) = 56 · 10 – (56 · 10 · 93 / 100) = 39,2 г/кг.

25. Рассчитываем содержание жира в неперевариваемом корме Ж_н, г/кг:

Ж_н = Ж · 10 – (Ж · 10 · Ж_у / 100) = 18 · 10 – (18 · 10 · 91 / 100) = 16,2 г/кг.

26. Рассчитываем содержание углеводов в неперевариваемом корме У_н, г/кг:

У_н = У ·10 – (У · 10 · У_у / 100) = 13,5 · 10 – (13,5 · 10 · 71 / 100) = 39,15 г/кг.

27. Рассчитываем содержание растворенной фракции ХПК для протеина в неперевариваемом корме ХПК_р (П_н), г/кг:

ХПК_р (П_н) = ((П_н · КК) К_хпк) Э(П) / Э_кк (П) = ((39,2 · 0,7) 0,4) 23,66 / 13,36 = = 19,44 г/кг.

28. Рассчитываем содержание растворенной фракции ХПК для жира в неперевариваемом корме ХПК_р (Ж_н), г/кг:

ХПК_р (Ж_н) = ((Ж_н · КК) К_ХПК) Э(Ж) / Э_кк (Ж) = ((16,2 · 0,7) · 0,4) × 39,57 / 13,72 = 13,08 г/кг.

29. Рассчитываем содержание растворенной фракции ХПК для углеводов в неперевариваемом корме ХПК_р (У_н), г/кг:

ХПК_р(У_н) = ((У_н · КК) К_хпк) Э(У) / Э_кк (У) = ((39,15 · 0,7) · 0,4) × 17,17 / 14,76 = 12,75 г/кг.

30. Рассчитываем содержание общей растворенной фракции ХПК в неперевариваемом корме ХПК_р.н, г/кг:

ХПК_р.н = ХПК_р (П_н) + ХПК_р (Ж_н) + ХПК_р (У_н) = 19,44 + 13,08 + 12,75 =
= 45,27 г/кг.

31. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для протеина в неперевариваемом корме ХПК_т (П_н), г/кг:

ХПК_т (П_н) = (П_н · КК) Э(П) / Э_кк(П) = (39,2 · 0,7) 23,66 / 13,36 = 48,6 г/кг.

32. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для жира в неперевариваемом корме ХПК_т (Ж_н), г/кг:

ХПК_т(Ж_н) = (Ж_н· КК) Э(Ж) / Э_кк(Ж) = (16,2 · 0,7) · 39,57 / 13,72 = = 32,71 г/кг.

33. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для углеводов в неперевариваемом корме ХПК_т (У_н), г/кг:

ХПК_т (У_н) = (У_н · КК) Э(У) / Э_кк(У) = (39,15 · 0,7) 17,17 / 14,76 = 31,88 г/кг.

34. Рассчитываем содержание общей твердой фракции ХПК в неперевариваемом корме ХПК_{т. н}, г/кг:

ХПК_{т. н} = ХПК_т(П_н) + ХПК_т(Ж_н) + ХПК_т(У_н) = 48,60 + 32,71 + 31,88 = = 113,18 г/кг.

35. Рассчитываем химическое потребление кислорода (общее) для твердой фракции ХПК_т, кг:

ХПК_т = (ХПК_{т. ф} + (ХПК_{т. н} / КК)) К_о = (16,68 + (113,18 / 0,7)) × 6,3 =
= 1123,7 кг.

36. Рассчитываем химическое потребление кислорода (общее) для растворенной фракции ХПК_р, кг:

ХПК_р = ХПК_{р. н} / КК · К_о = 45,3 / 0,7 · 6,3 = 407,5 кг.

37. Рассчитываем общее химическое потребление кислорода ХПК, кг:

ХПК = ХПК_т + ХПК_р = 1123,70 + 407,45 = 1531,15 кг.

38. Рассчитываем содержание общей твердой фракции БПК5 в рыбных фекалиях БПК5_{т. ф}, г/кг:

БПК5_{т. ф} = ХПК_{т. ф} · К _{ХПК / БПК(т. ф)} = 16,68 · 0,6 = 10,01 г/кг.

39. Рассчитываем содержание общей твердой фракции БПК5 в неперевариваемом корме БПК5_{т. н}, г/кг:

БПК5_{т. н} = ХПК_{т. н} · К _{ХПК / БПК(т. н)} = 113,18 · 0,2 = 22,64 г/кг.

40. Рассчитываем общее биологическое потребление кислорода для твердой фракции БПК5_т, г/кг:

БПК5_т = (БПК5_{т. ф} + (БПК5_{т. н} / КК)) К_о = (10,01 + (22,64 / 0,7)) 6,3 = = 266,77 кг.

41. Рассчитывается содержание общей растворенной фракции БПК5 в неперевариваемом корме БПК5_{р. н}, г/кг:

БПК5_{р. н} = ХПК_{р. н} · К _{ХПК / БПК(р.н)} = 45,27 · 0,5 = 22,64 г/кг.

42. Рассчитываем биологическое потребление кислорода (общее) для растворенной фракции БПК5_р, г/кг:

БПК5_р = БПК5_{р. н} / КК · К_о = 22,64 / 0,7· 6,3 = 203,73 кг.

43. Рассчитываем общее биологическое потребление кислорода БПК5, кг:

БПК5 = БПК5_т + БПК5_р = 266,77 + 203,73 = 1068,5 кг.

44. По результатам расчетов составляем таблицу 9.
Таблица 9 – Биомасса загрязнений в воде, выделяемых в период эксплуатации модуля выращивания рыбопосадочного материала канального сома (за год)

Показатель	Единица измерения	Значения
No	кг	317,88
Po	кг	50,38
ХПК	кг	1531,15
БПК5	кг	470,50

Необходимо вырастить 1,125 тонн посадочного материала канального сома. В модуле выращивания посадочного материала (молоди до 10 г) будем осуществлять кормление рыбы кормом Aller Futura EX 1,3-1,5 мм, используя гранулы массой 1,3 мм. Согласно кормовым таблицам кормовой коэффициент для такого корма составит 1,0. Следовательно, затраты корма для получения необходимой биомассы посадочного материала составят 16,67 т. Гарантированные характеристики корма Aller Futura EX 1,3-1,5 мм следующие: сырой протеин – 56 %, сырой жир – 16 %, углеводы – 28,5 %, фосфор – 1,4 %.

1. Рассчитываем содержание азота в корме N_к, г N/кг.

N_к = (П · 10 · 16) / 100 = (56 · 10 · 16) / 100 = 89,60 г N/кг.

2. Рассчитываем содержание азота в фекалиях N_ф, г N/кг:

N_ф = (N_к · Ф) / 100 = (89,60 · 1) / 100 = 0,90 г N/кг.

3. Рассчитываем содержание общего выделяемого азота с кормом N_в,
г N/кг:

N_в = N_к · КК = 89,60 · 1,0 = 89,60 г N/кг.

4. Рассчитываем содержание азота в неперевариваемом корме N_н, г N/кг:

N_н = (N_в (100 – П)) / 100 = (89,60 (100 – 56)) / 100 = 6,27 г N/кг.

5. Рассчитываем содержание твердой фракции азота N_т, кг:

N_т = (N_ф + (N_н / КК)) К_о = 0,90 + (6,27 / 1,0) 1,13 = 7,95 кг.

6. Рассчитываем содержание экскреции азота из организма рыбы N_э,
г N/кг:

N_э = N_в – N_н – (N_нк · 10) = 89,60 – 6,27 – (2,75 · 10) = 55,83 г N/кг.

7. Рассчитываем содержание растворенного и взвешенного азота N_р+в, кг:

N_р+в = (N_э / КК) К_о = (55,83 / 1,0) 1,13 = 62,81 кг.

8. Рассчитываем содержание общего азота N_о, кг:

N_о = N_т + N_р+в = 7,95 + 62,81 = 70,76 кг.

9. Рассчитываем содержание фосфора в корме P_к, г P/кг:

P_к = (P · 10) / 100 = 1,4 · 10 = 14 г P/кг.

10. Рассчитываем содержание фосфора в фекалиях P_ф, г P/кг:

P_ф = (P_к · Ф) / 100 = (14 · 1) / 100 = 14 г P/кг.

11. Рассчитываем содержание общего выделяемого фосфора с кормом P_в, г P/кг:

P_в = P_к · КК = 14 · 1,0 = 14,0 г P/кг.

12. Рассчитываем содержание фосфора в неперевариваемом корме P_н, г P/кг:

P_н = (P_в (100 – P_у)) / 100 = (14,0 (100 – 65)) / 100 = 4,9 г P/кг.

13. Рассчитываем содержание твердой фракции фосфора P_т , кг:

P_т = (P_ф + (P_н / КК)) К_о = (0,14 + (6,3 / 1,0)) 1,13 = 5,67 кг.

14. Рассчитываем содержание экскреции фосфора из организма рыбы P_э, г P/кг:

P_э = P_в – P_н – (P_нк · 10) = 14,0 – 4,9 – (0,43 · 10) = 4,8 г P/кг.

15. Рассчитываем содержание растворенного и взвешенного фосфора P_{р + в}, кг:

P_{р + в} = (P_э / КК) К_о = (4,8 / 1,0) 1,13 = 5,4 кг.

16. Рассчитываем содержание общего фосфора P_о, кг:

P_о = P_т + P_р+в = 5,67 + 5,4 = 11,07 кг.

17. Рассчитываем содержание протеина в рыбных фекалиях П_ф, г/кг:

П_ф = П · 10 · Ф / 100 = 56 · 10 · 1 / 100 = 5,6 г/кг.

18. Рассчитываем содержание жира в рыбных фекалиях Ж_ф, г/кг:

Ж_ф = Ж · 10 · Ф / 100 = 16 · 10 · 1 / 100 = 1,60 г/кг.

19. Рассчитываем содержание углеводов в рыбных фекалиях У_ф, г/кг:

У_ф = У · 10 · Ф / 100 = 28,5 · 10 · 1 / 100 = 2,85 г/кг.

20. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для протеина в рыбных фекалиях ХПК_т (П_ф), г/кг:

ХПК_т (П_ф) = П_ф · Э(П) / Э_кк (П) = 5,6 · 23,66 / 13,36 = 9,92 г/кг.

21. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для жира в рыбных фекалиях ХПК_т (Ж_ф), г/кг:

ХПК_т (Ж_ф) = Ж_ф · Э(Ж) / Э_кк (Ж) = 1,6 · 39,57 / 13,72 = 4,61 г/кг.

22. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для углеводов в рыбных фекалиях ХПК_т (У_ф), г/кг:

ХПК_т (У_ф) = У_ф · Э(У) / Э_кк (У) = 2,85 · 17,17 / 14,76 = 3,32 г/кг.

23. Рассчитываем содержание общей твердой фракции ХПК в рыбных фекалиях ХПК_{т. ф}, г/кг:

ХПК_{т. ф} = ХПК_т (П_ф) + ХПК_т (Ж_ф) + ХПК_т (У_ф) = 9,92 + 4,61 + 3,32 =
= 17,85 г/кг.

24. Рассчитываем содержание протеина в неперевариваемом корме П_н, г/кг:

П_н = П · 10– (П · 10 ·П_у / 100) = 56 · 10 – (56 · 10 · 93 / 100) = 39,2 г/кг.

25. Рассчитываем содержание жира в неперевариваемом корме Ж_н, г/кг:

Ж_н = Ж · 10 – (Ж · 10 ·Ж_у / 100) = 16 · 10 – (16 · 10 · 91 / 100) = 14,4 г/кг.

26. Рассчитываем содержание углеводов в неперевариваемом корме У_н, г/кг:

У_н = У ·10 – (У · 10 ·У_у / 100) = 28,5 · 10 – (28,5 · 10 · 71 / 100) = 82,65 г/кг.

27. Рассчитываем содержание растворенной фракции ХПК для протеина в неперевариваемом корме ХПК_р (П_н), г/кг:

ХПК_р (П_н) = ((П_н · КК) К_хпк) Э(П) / Э_кк (П) = ((39,2 · 1,0) 0,4) 23,66 / 13,36 = = 27,77 г/кг.

28. Рассчитываем содержание растворенной фракции ХПК для жира в неперевариваемом корме ХПК_р (Ж_н), г/кг:

ХПК_р (Ж_н) = ((Ж_н · КК) К_ХПК) Э(Ж) / Э_кк (Ж) = ((14,4 · 1,0) · 0,4) ×39,57 / 13,72 = 16,61 г/кг.

29. Рассчитываем содержание растворенной фракции ХПК для углеводов в неперевариваемом корме ХПК_р (У_н), г/кг:

ХПК_р(У_н) = ((У_н · КК) К_хпк) Э(У) / Э_кк (У) = ((82,65 · 1,0) · 0,4) × 17,17 / 14,76 = 38,46 г/кг.

30. Рассчитываем содержание общей растворенной фракции ХПК в неперевариваемом корме ХПК_р.н, г/кг:

ХПК_р.н = ХПК_р (П_н) + ХПК_р (Ж_н) + ХПК_р (У_н) = 27,77 + 16,61 + 38,49 =

= 82,94 г/кг.

31. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для протеина в неперевариваемом корме ХПК_т (П_н), г/кг:

ХПК_т (П_н) = (П_н · КК) Э(П) / Э_кк(П) = (39,2 · 1,0) 23,66 / 13,36 = 69,42 г/кг.

32. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для жира в неперевариваемом корме ХПК_т (Ж_н), г/кг:

ХПК_т (Ж_н) = (Ж_н · КК) Э(Ж) / Э_кк(Ж) = (14,4 · 1,0) · 39,57 / 13,72 = = 41,43 г/кг.

33. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для углеводов в неперевариваемом корме ХПК_т (У_н), г/кг:

ХПК_т (У_н) = (У_н · КК) Э(У) / Э_кк(У) = (8265 · 1,0) 17,17 / 14,76 = 96,15 г/кг.

34. Рассчитываем содержание общей твердой фракции ХПК в неперевариваемом корме ХПК_{т. н}, г/кг:

ХПК_{т. н} = ХПК_т (П_н) + ХПК_т (Ж_н) + ХПК_т (У_н) = 69,42 + 41,53 + 96,15 =
= 134,97 г/кг.

35. Рассчитываем химическое потребление кислорода (общее) для твердой фракции ХПК_т, кг:

ХПК_т = (ХПК_{т. ф} + (ХПК_{т. н} / КК)) К_о = (17,85 + (207,10 / 1,0)) × 16,67 = = 253,06 кг.

36. Рассчитываем химическое потребление кислорода (общее) для растворенной фракции ХПК_р, кг:

ХПК_р = ХПК_{р. н} / КК · К_о = 82,84 / 1,0 · 16,67 = 93,19 кг.

37. Рассчитываем общее химическое потребление кислорода ХПК, кг:

ХПК = ХПК_т + ХПК_р = 253,06 + 93,19 = 346,26 кг.

38. Рассчитываем содержание общей твердой фракции БПК5 в рыбных фекалиях БПК5т. ф, г/кг:

БПК5_{т. ф} = ХПК_{т. ф} · К _{ХПК / БПК(т. ф)} = 17,85 · 0,6 = 10,71 г/кг.

39. Рассчитываем содержание общей твердой фракции БПК5 в неперевариваемом корме БПК5_{т. н}, г/кг:

БПК5_{т. н} = ХПК_{т. н} · К _{ХПК / БПК(т. н)} = 207,10 · 0,2 = 41,42 г/кг.

40. Рассчитываем общее биологическое потребление кислорода для твердой фракции БПК5_т, г/кг:

БПК5_т = (БПК5_{т. ф} + (БПК5_{т. н} / КК)) К_о = (10,71 + (41,42 / 1,0)) 1,13 = 58,64 кг.

41. Рассчитывается содержание общей растворенной фракции БПК5 в неперевариваемом корме БПК5_{р. н}, г/кг:

БПК5_{р. н} = ХПК_{р. н} · К _{ХПК / БПК(р.н)} = 82,84 · 0,5 = 41,42 г/кг.

42. Рассчитываем биологическое потребление кислорода (общее) для растворенной фракции БПК5_р, г/кг:

БПК5_р = БПК5_{р. н} / КК · К_о = 41,42 / 1,0 · 1,13 = 46,60 кг.

43. Рассчитываем общее биологическое потребление кислорода БПК5, кг:

БПК5 = БПК5_т + БПК5_р = 58,64 + 46,60 = 1059,79 кг.

44. По результатам расчетов составляем таблицу 10.
Таблица 10. – Биомасса загрязнений в воде, выделяемых в период эксплуатации модуля выращивания рыбопосадочного материала канального сома (за год)

Показатель	Единица измерения	Значения
No	кг	70,76
Po	кг	11,07

Окончание таблицы 10.

Показатель	Единица измерения	Значения
ХПК	кг	346,26
БПК5	кг	105,24

Необходимо содержать производителей канального сома. В модуле содержания производителей канального сома будем осуществлять кормление рыбы кормом Aller Classic Organic Ex, используя гранулы массой 8 мм. Согласно кормовым таблицам кормовой коэффициент для такого корма составит 1,9. Следовательно, затраты корма для получения необходимой биомассы посадочного материала составят 0,41 т. Гарантированные характеристики корма Aller Classic Organic Ex следующие: сырой протеин – 30 %, сырой жир – 7 %, углеводы – 43,5 %, фосфор – 1 %.

1. Рассчитываем содержание азота в корме N_к, г N/кг.

N_к = (П · 10 · 16) / 100 = (30 · 10 · 16) / 100 = 48,0 г N/кг.

2. Рассчитываем содержание азота в фекалиях N_ф, г N/кг:

N_ф = (N_к · Ф) / 100 = (48,0 · 1) / 100 = 0,48 г N/кг.

3. Рассчитываем содержание общего выделяемого азота с кормом N_в,
г N/кг:

N_в = N_к · КК = 48,0 · 1,9 = 91,20 г N/кг.

4. Рассчитываем содержание азота в неперевариваемом корме N_н, г N/кг:

N_н = (N_в (100 – П)) / 100 = (91,20 (100 – 30)) / 100 = 6,38 г N/кг.

5. Рассчитываем содержание твердой фракции азота N_т, кг:

N_т = (N_ф + (N_н / КК)) К_о = 0,48 + (6,38 / 1,9) 0,41 = 1,86 кг.

6. Рассчитываем содержание экскреции азота из организма рыбы N_э,
г N/кг:

N_э = N_в – N_н – (N_нк · 10) = 91,20 – 6,38 – (2,75 · 10) = 57,32 г N/кг.

7. Рассчитываем содержание растворенного и взвешенного азота N_р+в, кг:

N_р+в = (N_э / КК) К_о = (57,32 / 1,9) 0,41 = 12,38 кг.

8. Рассчитываем содержание общего азота N_о, кг:

N_о = N_т + N_р+в = 1,86 + 12,38 = 14,24 кг.

9. Рассчитываем содержание фосфора в корме P_к, г P/кг:

P_к = (P · 10) / 100 = 1 · 10 = 10 г P/кг.

10. Рассчитываем содержание фосфора в фекалиях P_ф, г P/кг:

P_ф = (P_к · Ф) / 100 = (10 · 1) / 100 = 10 г P/кг.

11. Рассчитываем содержание общего выделяемого фосфора с кормом P_в, г P/кг:

P_в = P_к · КК = 10 · 1,9 = 19 г P/кг.

12. Рассчитываем содержание фосфора в неперевариваемом корме P_н, г P/кг:

P_н = (P_в (100 – P_у)) / 100 = (19 (100 – 42)) / 100 = 6,65 г P/кг.

13. Рассчитываем содержание твердой фракции фосфора P_т , кг:

P_т = (P_ф + (P_н / КК)) К_о = (0,1 + (6,65 / 1,9)) 0,41 = 1,48 кг.

14. Рассчитываем содержание экскреции фосфора из организма рыбы P_э, г P/кг:

P_э = P_в – P_н – (P_нк · 10) = 19 – 6,65 – (0,43 · 10) = 8,05 г P/кг.

15. Рассчитываем содержание растворенного и взвешенного фосфора P_р+в, кг:

P_р+в = (P_э / КК) К_о = (8,05 / 1,9) 0,41 = 1,74 кг.

16. Рассчитываем содержание общего фосфора P_о, кг:

P_о = P_т + P_р+в = 1,48 + 1,74 = 3,22 кг.

17. Рассчитываем содержание протеина в рыбных фекалиях П_ф, г/кг:

П_ф = П · 10 · Ф / 100 = 30 · 10 · 1 / 100 = 3,00 г/кг.

18. Рассчитываем содержание жира в рыбных фекалиях Ж_ф, г/кг:

Ж_ф = Ж · 10 · Ф / 100 = 7 · 10 · 1 / 100 = 0,70 г/кг.

19. Рассчитываем содержание углеводов в рыбных фекалиях У_ф, г/кг:

У_ф = У · 10 · Ф / 100 = 43,5 · 10 · 1 / 100 = 43,5 г/кг.

20. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для протеина в рыбных фекалиях ХПК_т (П_ф), г/кг:

ХПК_т (П_ф) = П_ф · Э(П) / Э_кк (П) = 3,00 · 23,66 / 13,36 = 5,31 г/кг.

21. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для жира в рыбных фекалиях ХПК_т (Ж_ф), г/кг:

ХПК_т (Ж_ф) = Ж_ф · Э(Ж) / Э_кк (Ж) = 0,70 · 39,57 / 13,72 = 2,02 г/кг.

22. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для углеводов в рыбных фекалиях ХПК_т (У_ф), г/кг:

ХПК_т (У_ф) = У_ф · Э(У) / Э_кк (У) = 4,35 · 17,17 / 14,76 = 5,06 г/кг.

23. Рассчитываем содержание общей твердой фракции ХПК в рыбных фекалиях ХПК_{т. ф}, г/кг:

ХПК_{т. ф} = ХПК_т(П_ф) + ХПК_т(Ж_ф) + ХПК_т(У_ф) = 5,31 + 2,02 + 5,06 = 12,39 г/кг.

24. Рассчитываем содержание протеина в неперевариваемом корме П_н, г/кг:

П_н = П · 10 – (П · 10 ·П_у / 100) = 30 · 10 – (30 · 10 · 93 / 100) = 21,0 г/кг.

25. Рассчитываем содержание жира в неперевариваемом корме Ж_н, г/кг:

Ж_н = Ж · 10 – (Ж · 10 · Ж_у / 100) = 7 · 10 – (7 · 10 · 91 / 100) = 6,3 г/кг.

26. Рассчитываем содержание углеводов в неперевариваемом корме У_н, г/кг:

У_н = У ·10 – (У · 10 ·У_у / 100) = 43,5 · 10 – (43,5 · 10 · 71 / 100) = 0,71 г/кг.

27. Рассчитываем содержание растворенной фракции ХПК для протеина в неперевариваемом корме ХПК_р (П_н), г/кг:

ХПК_р (П_н) = ((П_н · КК) К_хпк) Э(П) / Э_кк (П) = ((21,0 · 1,9) 0,4) 23,66 / 13,36 = = 28,26 г/кг.

28. Рассчитываем содержание растворенной фракции ХПК для жира в неперевариваемом корме ХПК_р (Ж_н), г/кг:

ХПК_р (Ж_н) = ((Ж_н · КК) К_ХПК) Э(Ж) / Э_кк (Ж) = ((6,3 · 1,9) · 0,4) × 39,57 / 13,72 = 13,81 г/кг.

29. Рассчитываем содержание растворенной фракции ХПК для углеводов в неперевариваемом корме ХПК_р (У_н), г/кг:

ХПК_р(У_н) = ((У_н · КК) К_хпк) Э(У) / Э_кк (У) = ((0,71 · 1,9) · 0,4) × 17,17 / 14,76 = 0,63 г/кг.

30. Рассчитываем содержание общей растворенной фракции ХПК в неперевариваемом корме ХПК_р.н, г/кг:

ХПК_р.н = ХПК_р (П_н) + ХПК_р (Ж_н) + ХПК_р (У_н) = 28,26 + 13,81 + 0,63 =

= 42,70 г/кг.

31. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для протеина в неперевариваемом корме ХПК_т (П_н), г/кг:

ХПК_т (П_н) = (П_н · КК) Э(П) / Э_кк(П) = (21,0 · 1,9) 23,66 / 13,36 = 70,66 г/кг.

32. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для жира в неперевариваемом корме ХПК_т (Ж_н), г/кг:

ХПК_т (Ж_н) = (Ж_н · КК) Э(Ж) / Э_кк(Ж) = (6,3 · 1,9) · 39,57 / 13,72 = 34,52 г/кг.

33. Рассчитываем содержание твердой фракции ХПК для углеводов в неперевариваемом корме ХПК_т (У_н), г/кг:

ХПК_т (У_н) = (У_н · КК) Э(У) / Э_кк(У) = (0,71 · 1,9) 17,17 / 14,76 = 1,57 г/кг.

34. Рассчитываем содержание общей твердой фракции ХПК в неперевариваемом корме ХПК_{т. н}, г/кг:

ХПК_{т. н} = ХПК_т (П_н) + ХПК_т (Ж_н) + ХПК_т (У_н) = 70,66 + 34,52 + 1,57 =
= 106,75 г/кг.

35. Рассчитываем химическое потребление кислорода (общее) для твердой фракции ХПК_т, кг:

ХПК_т = (ХПК_{т. ф} + (ХПК_{т. н} / КК)) К_о = (12,39 + (106,75 / 1,9)) × 0,41 = 28,14 кг.

36. Рассчитываем химическое потребление кислорода (общее) для растворенной фракции ХПК_р, кг:

ХПК_р = ХПК_{р. н} / КК · К_о = 42,70 / 1,9 · 0,41 = 9,22 кг.

37. Рассчитываем общее химическое потребление кислорода ХПК, кг:

ХПК = ХПК_т + ХПК_р = 28,14 + 9,22 = 24,05 кг.

38. Рассчитываем содержание общей твердой фракции БПК5 в рыбных фекалиях БПК5_{т. ф}, г/кг:

БПК5_{т. ф} = ХПК_{т. ф} · К _{ХПК / БПК(т. ф)} = 12,39 · 0,6 = 7,44 г/кг.

39. Рассчитываем содержание общей твердой фракции БПК5 в неперевариваемом корме БПК5_{т. н}, г/кг:

БПК5_{т. н} = ХПК_{т. н} · К _{ХПК / БПК(т. н)} = 106,75 · 0,2 = 21,35 г/кг.

40. Рассчитываем общее биологическое потребление кислорода для твердой фракции БПК5_т, г/кг:

БПК5_т = (БПК5_{т. ф} + (БПК5_{т. н} / КК)) К_о = (7,44 + (21,35 / 1,9)) 0,41 = 7,66 кг.

41. Рассчитывается содержание общей растворенной фракции БПК5 в неперевариваемом корме БПК5_{р. н}, г/кг:

БПК5_{р. н} = ХПК_{р. н} · К _{ХПК / БПК(р.н)} = 41,70 · 0,5 = 21,35 г/кг.

42. Рассчитываем биологическое потребление кислорода (общее) для растворенной фракции БПК5_р, г/кг:

БПК5_р = БПК5_{р. н} / КК · К_о = 21,35 / 1,9 · 0,41 = 4,61 кг.

43. Рассчитываем общее биологическое потребление кислорода БПК5, кг:

БПК5 = БПК5_т + БПК5_р = 7,66 + 4,61 = 12,27 кг.

44. По результатам расчетов составляем таблицу 11.
Таблица 11 – Биомасса загрязнений в воде, выделяемых в период эксплуатации модуля выращивания рыбопосадочного материала канального сома

Показатель	Единица измерения	Значения
No	кг	14,24
Po	кг	3,22
ХПК	кг	37,36
БПК5	кг	12,27

Для получения 9 000 кг посадочного материала канального сома необходимо иметь 3 модуля УЗВ: модуль инкубации и подращивания мальков до 1 г; модуль выращивания молоди до 10 г; модуль содержания производителей.

Для кормления молоди до 10 г для производства рыбопосадочного материала канального сома будет использоваться корм Aller Futura EX 1,3-1,5 мм. Исходя из предыдущих расчетов максимальное ежесуточное потребление кормов товарной рыбой составит 1410 кг/сут, экскреция азота из организма рыбы – 30,83 г N/кг. Температура выращивания рыбопосадочного материала 28 °С кг, УПП загрузки 560 м²/м³. Площадь одного бассейна 5,76 м². Плотность посадки молоди канального сома 500 кг/м³. Биомасса рыбы в одном бассейне: 500 · 5,73 = 2 880 кг. Произведем расчет биологического фильтра, расчет потребности в необходимом объеме воздуха для биологического фильтра (в основном для нитрифицирующих бактерий) и рыбы, а также потребность в водообмене в модуле выращивания рыбопосадочного материала:

1. Рассчитываем объем загрузки для биологического фильтра З_БФ, м³:

З_БФ = (К_с · N_э) / (УПП · П_а) = (409,50 · 30,83) / (560 · 0,5) = 45,09 м³.

2. Рассчитываем объем биологического фильтра БФ, м³;

БФ = З_БФ · 2 = 45,09 · 2 = 90,18 м³.

3. Рассчитываем массу кислорода для нитрификации О_2(БФ), кг/сут.:

О_2(БФ) = ((N_э · К_с) / 1 000) О_2(н) = ((30,83 · 409,50) / 1 000) 9 = 113,63 кг/сут.

4. Рассчитываем необходимый объем воздуха для биологического фильтра В_БФ, м³ /сут.:

В_БФ = (О_2(БФ) · 1 000) / (О₂ · Н_д / 100) = (113,63 · 1 000) / (300 · 6 / 100) =

= 6 312,36 м³/сут., или 263,02 м³/ч.

5. Рассчитываем массу кислорода для дыхания рыбы О_2(Р), г/ч:

О_2(Р) = О_2(Д) · М_о = 0,58 · 9 000 = 3 654 г/ч.

6. Рассчитываем необходимый объем воздуха для дыхания рыбы В_р, м³/ч:

В_р = О_2(Р) / (О₂ · Н_д / 100) = 3 654 / (300 · 6 / 100) = 203,0 м /ч.

7. Рассчитываем необходимый обмен воды в одном бассейне О_Б, л/ч:

О_Б = О_2(Д) · М_Б / (О_2(н) – О_2(к)) = 580 · 2880 / (9 – 5) = 417 600 л/ч, или 417,6 м³/ч.

Для кормления мальков до 1 г для производства рыбопосадочного материала канального сома будет использоваться корм Aller Futura МР EX 0,2-1 мм. Исходя из предыдущих расчетов максимальное ежесуточное потребление кормов товарной рыбой составит 1105,00 кг/сут, экскреция азота из организма рыбы – 66,24 г N/кг. Температура выращивания рыбопосадочного материала 26 °С кг, УПП загрузки 560 м²/м³. Площадь одного бассейна 4,37 м². Плотность посадки молоди канального сома 280 кг/м³. Биомасса рыбы в одном бассейне: 30 · 4,37 = 131 кг. Произведем расчет биологического фильтра, расчет потребности в необходимом объеме воздуха для биологического фильтра (в основном для нитрифицирующих бактерий) и рыбы, а также потребность в водообмене в модуле выращивания рыбопосадочного материала:

1. Рассчитываем объем загрузки для биологического фильтра З_БФ, м³:

З_БФ = (К_с · N_э) / (УПП · П_а) = (61,43 · 55,83) / (560 · 0,5) = 12,25 м³.

2. Рассчитываем объем биологического фильтра БФ, м³;

БФ = З_БФ · 2 = 12,25 · 2 = 24,49 м³.

3. Рассчитываем массу кислорода для нитрификации О_2(БФ), кг/сут.:

О_2(БФ) = ((N_э · К_с) / 1 000) О_2(н) = ((55,83 · 61,43) / 1 000) 9 = 30,86 кг/сут.

4. Рассчитываем необходимый объем воздуха для биологического фильтра В_БФ, м³ /сут.:

В_БФ = (О_2(БФ) · 1 000) / (О₂ · Н_д / 100) = (30,86 · 1 000) / (300 · 6 / 100) =

= 1 714,62 м³/сут., или 71,44 м³/ч.

5. Рассчитываем массу кислорода для дыхания рыбы О_2(Р), г/ч:

О_2(Р) = О_2(Д) · М_о = 0,58 · 1 125 = 653 г/ч.

6. Рассчитываем необходимый объем воздуха для дыхания рыбы В_р, м³/ч:

В_р = О_2(Р) / (О₂ · Н_д / 100) = 653 / (300 · 6 / 100) = 36,25 м /ч.

7. Рассчитываем необходимый обмен воды в одном бассейне О_Б, л/ч:

О_Б = О_2(Д) · М_Б / (О_2(н) – О_2(к)) = 580 · 158,7 / (9 – 5) = 23 012 л/ч, или 23,01 м³/ч.

Для кормления ремонтного стада для производства рыбопосадочного материала канального сома будет использоваться корм Aller Classic Organic Ex. Исходя из предыдущих расчетов максимальное ежесуточное потребление кормов товарной рыбой составит 2,68 кг/сут, экскреция азота из организма рыбы – 57,32 г N/кг. Температура выращивания рыбопосадочного материала 24 °С кг, УПП загрузки 560 м²/м³. Площадь одного бассейна 5,73 м². Плотность посадки молоди канального сома 12,50 кг/м³. Биомасса рыбы в одном бассейне: 12,50 · 5,73 = 72 кг. Произведем расчет биологического фильтра, расчет потребности в необходимом объеме воздуха для биологического фильтра (в основном для нитрифицирующих бактерий) и рыбы, а также потребность в водообмене в модуле выращивания рыбопосадочного материала:

1. Рассчитываем объем загрузки для биологического фильтра З_БФ, м³:

З_БФ = (К_с · N_э) / (УПП · П_а) = (2,68 · 57,32) / (560 · 0,5) = 0,55 м³.

2. Рассчитываем объем биологического фильтра БФ, м³;

БФ = З_БФ · 2 = 0,55 · 2 = 1,10 м³.

3. Рассчитываем массу кислорода для нитрификации О_2(БФ), кг/сут.:

О_2(БФ) = ((N_э · К_с) / 1 000) О_2(н) = ((57,32 · 2,68) / 1 000) 9 = 111,42 кг/сут.

4. Рассчитываем необходимый объем воздуха для биологического фильтра В_БФ, м³ /сут.:

В_БФ = (О_2(БФ) · 1 000) / (О₂ · Н_д / 100) = (111,42 · 1 000) / (300 · 6 / 100) =

= 6 190,13 м³/сут., или 257,92 м³/ч.

5. Рассчитываем массу кислорода для дыхания рыбы О_2(Р), г/ч:

О_2(Р) = О_2(Д) · М_о = 0,58 · 410 = 238 г/ч.

6. Рассчитываем необходимый объем воздуха для дыхания рыбы В_р, м³/ч:

В_р = О_2(Р) / (О₂ · Н_д / 100) = 238 / (300 · 6 / 100) = 13,22 м /ч.

7. Рассчитываем необходимый обмен воды в одном бассейне О_Б, л/ч:

О_Б = О_2(Д) · М_Б / (О_2(н) – О_2(к)) = 580 · 71,57 / (9 – 5) = 10 378 л/ч, или 10,38 м³/ч.