Индустриальная аквакультура Титарев Е.Ф.. Тема Индустриальное рыбоводство. Его место в системе рыбного хозяйства России. Особенности и краткая история развития
 Скачать 2.33 Mb.
|
|
18. 1. Выращивание рыбы в рыбоводной компактной установке "ВИЗ-РКУ(к)-240" В подсобном хозяйстве Верх-Исетского металлургического завода с 1979 г.создана высокоэффективная рыбоводная установка для выращивания рыбы промышленным способом. Эта установка отличается простотой конструкции, надежностью в эксплуатации , применением отечественных типовых сооружений для очистки воды, эффективностью работы. Установка получила название "ВИЗ – РКУ (к)-240". В установку входят: шесть рыбоводных бассейнов по 10 м3 каждый, типовые очистные компактные сооружения типа КУ, приемный резервуар, два насоса, оксигенатор. Площадь, занимаемая установкой со вспомогательным оборудованием, составляет 120 м2 Установка оснащена аварийной системой подачи кислорода и воздуха в бассейн с рыбой, которая в случае остановки насоса включается автоматически. Максимальная ихтиомасса в установке составляет 15 т карпа. Рыбоводные бассейны представляют собой прямоугольные баки с коническим днищем, их размеры – 2,5х3 м, высота бассейна 2 м. Общий объем рыбоводных бассейнов 60 м3. Плотность посадки карпа до 250 кг/м3, соотношение рыбы в бассейне к его объему составляет 1:4. Для очистки оборотной воды от загрязнений, поступающих в нее в процессе жизнедеятельности рыбы, применена типовая компактная установку КУ. Эта установка представляет собой аэротенк со встроенным вторичным отстойником. Размеры аэротенка 15х6х2 м, объем 180 м3. Общий объем воды в установке 240 м3. Очистка воды осуществляется в следующем порядке: вода из рыбоводных бассейнов самотеком поступает в аэрируемую зону КУ, где вступает в контакт с активным илом. Рабочая концентрация активного ила в этой зоне составляет 3-5 г/л. Ил перемешивается воздухом , распыляемым через фильтросные трубы. В зоне аэрации органически связанный азот из остатков комбикорма и выделений рыб переводится в аммоний, который затем превращается в две ступени в не токсичные для рыб соли азотной кислоты. На первой ступени аммоний с помощью бактерий нитрозомонас переводится в нитриты по формуле 2NH4 + 2ОН + О2 =2NO2 + 2Н+ + 4Н2О Вторая ступень нитрификации протекает с помощью нитробактера по формуле 2NO2- + О2 = 2NO3- Из зоны аэрации смесь оборотной воды с активным илом поступает во встроенный отстойник через щель в нижней части конуса, где происходит осаждение ила, фильтрация воды через взвешенный слой ила и денитрификация – восстановление NO2- и NO3- до N2 или N2О. Химические показатели воды в установке поддерживаются на уровне, принятом на ВИЗе, что обеспечивает в свою очередь темп роста карпа, соответствующий нормативам ГосНИОРХа для тепловодных хозяйств. Осветленная и прошедшая стадию денитрификации вода отводится из отстойника водосбросными лотками в приемный резервуар насосных агрегатов. Величина УРК является одним из основных технологических показателей и свидетельствует о возможном физиологическом состоянии рыбы в установке. Использование технического кислорода и усиление проточности позволяет увеличить уровень продуктивности современных хозяйств (в частности форелевых) в 20-30 раз. Зарыбление установки производится с учетом многоразового съема товарной рыбы. Для этого бассейны зарыбляются разноразмерным по массе посадочным материалом, Производительность установки определяется начальной индивидуальной массой посадочного материала и составляет 15-45 т товарной рыбы в год при конечной средней массе 1,2-1,7 кг. Длительность одного цикла составляет 120-150 сут. Кормление карпа в установке осуществляется при помощи автокормушек. Применяется комбикорм рецептов 16-80 и К-110. Затраты комбикорма составляют 1,5-2,5 кг на 1 кг прироста карпа. Себестоимость 1 ц товарной рыбы 110-120. Установка ВИЗ-РКУ(к) – 240 признана изобретением (Автор. свид. № 1126263). 18.2.Выращивание рыбы в установке с замкнутым циклом водообеспечения "Штелерматик" Индустриализация и повышение эффективности современного промышленного рыбоводства приводят к созданию циркуляционных замкнутых систем с управляемым технологическим процессом. Такая установка разработана в 1977 г. Тео Штелером и производится западногерманской фирмой "Рейнтехник". Установка представляет собой циркуляционную систему для выращивания карпа, форели, угря или канального сомика с подогревом, очисткой и биологическим восстановлением воды для непрерывного действия. Установка состоит из окислительного бассейна, бассейна-отстойника, 6-8 прямоточных бассейнов для содержания и выращивания рыбы, циркуляционного насоса, компрессора, пульта управления. Площадь, занимаемая установкой, составляет 100-150 м2, необходимая высота – 3,0 м, количество циркулирующей воды – 50 м3, пополнение – от 1 до 5% объема в день. Производительность установки (в год) – 12 т радужной форели или 10,2 т угря, или 7,2 т канального сомика, или 12 т карпа. При аэрации воды чистым кислородом производительность установки удваивается. Для содержания и выращивания рыбы, независимо от вида и возраста, используются стандартные унифицированные бассейны, представляющие собой прямоточные прямоугольные емкости с почти вертикальными стенками размером по дну 3,5х1,0 м и высотой 1,0 м. Глубина наполнения бассейна в зависимости от массы и возраста рыбы изменяется от 0,4 м до 0,6 м. Бассейны устанавливают с незначительным уклоном (падение дна от места подачи воды до сливного отверстия всего 5 см). Поддержание необходимого по условиям выращивания рыбы уровня воды в бассейнах осуществляется поворотными трубами, на которых предусмотрены цилиндрические затворы с пневмопроводом, обеспечивающие быстрый сброс воды из бассейна без опускания самой поворотной трубы. Управление затворами автоматическое, установка поворотных труб производится вручную. Для изготовления бассейнов используется стеклопластик армированный деревянными брусьями и досками. Окислительный бассейн представляет собой прямоугольную емкость с вертикальными стенками и вогнутым дном. Размер бассейна в плане 5,0х2,4 м. высота от уровня пола 2,0 м. Емкость 10 м3. В окислительном бассейне располагается вращающийся барабан с 16 биофильтрами. Каждый из биофильтров представляет собой перфорированную трубу диаметром 250 мм из пластика (типа поливинилхлорида), заполненную ребристыми полиэтиленовыми дисками. Барабан с биофильтрами через клиноременную одноступенчатую передачу приводится в действие небольшим электродвигателем мощностью 0,37 кВт. Бассейн-отстойник представляет собой цилиндрическую емкость с вогнутым дном, внешний диаметр отстойника составляет 2,7 м, высота около 2,0 м, полезный объем свыше 9 м3. Верхняя кромка опоясывается кольцевым лотком. Для концентрации осадка в нижней части конического дна отстойника предусмотрен вращающийся скребок, приводимый в действие электромотором через редуктор. Система автоматического регулирования обеспечивает заданные стабильные условия среды при выращивании рыбы. В бассейны непрерывно подается биологически чистая регенерированная вода температурой 25оС с содержанием кислорода до 15 мг/л. Столь высокое содержание кислорода достигается благодаря использованию для аэрации чистого кислорода, а также благодаря простому и эффективному специальному приспособлению, позволяющему обеспечить перенасыщение воды кислородом при экономном его расходовании Приспособление представляет собой короб из листовой нержавеющей стали, опрокинутый вверх дном, нижняя открытая часть которого погружена ниже уровня воды в водоподающем лотке, на глубину порядка 0,4-0,6 м. Нижняя кромка короба не доходит до дна водоподающего лотка на 0,15-0,20 м. В этот короб выпускается вода, прошедшая очистку в окислительном бассейне и отстойнике, и подается кислород. Вода, насыщенная кислородом, вытекает из короба под уровень. При этом истечение происходит без образования пузырей, что обычно бывает при аэрации с помощью компрессоров с перфорированными шлангами или фильтросными пластинами, погруженными в воду бассейнов. Штелер считает, что приспособление обеспечивает растворение свыше 90% подаваемого кислорода. При прохождении через бассейны с рыбой вода теряет часть кислорода и загрязняется продуктами обмена. Замеры показывают, что содержание кислорода в бассейне на половине длины снижается на 3-5 мг/л, однако даже в конце бассейна остается не менее 7-8 мг/л. На выходе из бассейна насыщение кислородом несколько превышает нормальное при температуре 25оС. Проводимые Штелером эксперименты показывают, что в бассейнах при соотношении массы рыбы к массе воды 1:4 и даже 1:3 столь высокое насыщение кислородом обеспечивает нормальный рост рыбы. Загрязненная продуктами обмена вода из бассейнов самотеком поступает в приямок-зумпф, расположенный под полом бассейнового цеха, откуда с помощью циркуляционного насоса подается в окислительный бассейн. Здесь насыщенная органикой вода перемешивается и аэрируется. Барабан с трубчатыми фильтрами медленно вращается, трубы поочередно погружаются в воду, захваченный ими воздух вырывается через щели в трубах, вызывая дополнительное перемешивание воды с одновременной аэрацией. При этом создаются благоприятные условия для жизнедеятельности нитрифицирующих бактерий, переводящих соли аммония и нитриты в нитраты, не токсичные для рыб. Огромная поверхность ребристых дисков биофильтров обеспечивает перемешивание и аэрацию практически всего объема воды, заполняющего окислительный бассейн. Из окислительного бассейна вода подается в бассейн-отстойник, в котором твердые вещества, содержащиеся в воде, оседают на дно. Твердый осадок из самых нижних слоев может быть сброшен в специальную емкость или на иловую площадку для просушивания и последующей утилизации. Вода с большим содержанием взвеси и неразложившейся органики из придонных слоев в отстойнике частично сбрасывается в подпольный приямок-зумпф и вступает в повторный цикл окисления и очистки. Осветленная вода из верхней части отстойника собирается кольцевым лотком и направляется в рыбоводные бассейны по самотечному трубопроводу. Обращает на себя внимание крайне незначительный расход воды в системе. В бассейне с объемом воды не более 2 м3 содержали до 200 кг рыбы в каждом. При часовом водообмене удельное водопотребление составляло около 0,3 л/c/ц. Столь низкое удельное водопотребление объясняется прежде всего высоким содержанием в воде кислорода. Аэрация воды в системе осуществляется постоянно как в окислительном бассейне и водоподающем лотке, так и в самих рыбоводных бассейнах, на дно которых уложены перфорированные воздуховоды, соединенные с компрессором. Важным фактором, снижающим удельное водопотребление, является хорошее санитарное состояние бассейнов, в которых практически отсутствует твердый осадок. Это объясняется прежде всего применением плавающих гранулированных кормов высокого качества, наличием строгого контроля поедаемости и весьма высокой плотности посадки рыбы, которая своим движением препятствует оседанию экскрементов на дно бассейна. Периодические промывки бассейнов (1-2 раза в час), связанные со снижением уровня воды в них до 10-20 см, также способствуют поддержанию хорошего санитарного состояния бассейнов. При выращивании рыбы рекомендуется ротационная система, т.е. система последовательного многократного использования емкостей по мере роста рыбы и реализации ее части, достигшей товарного веса. Одновременно в установке содержится 2 т рыбы, если аэрация воды осуществляется воздухом, или 4 т рыбы, если аэрация осуществляется чистым кислородом. В течение месяца масса рыбы в установке удваивается, поэтому на начало каждого месяца в бассейнах должно находиться не более 1-2 т рыбы (соответственно принятому способу аэрации воды воздухом или кислородом), с тем чтобы к концу месяца ее было не более 2-4 т. Следовательно, ежемесячный прирост продукции составит 1-2 т, или 12-24 т в год. Продолжительность выращивания карпа до товарной массы на сухих гранулированных кормах не превышает 4 мес., что позволяет провести не менее 3 циклов в год. Максимальная производительность бассейна составляет до 500 кг товарного карпа в месяц. Так как установка рассчитана на непрерывный процесс работы, в бассейнах должна находиться одновременно рыба различных размерно-массовых групп от молоди до товарной рыбы. Установка оборудована системами автоматического контроля и управления температурным и кислородным режимами переносными термооксиметрами. Установки системы "Штелерматик" работают, как правило, на водопроводной воде из сети или артезианской скважины. Ввиду крайне незначительного водопотребления и ограниченных размеров установка может быть размещена практически в любом населенном пункте. Циркуляционная система водоснабжения позволила резко снизить потребление тепла, поэтому подогрев воды с помощью небольшого бойлера (нефтяной колонки) оказался экономически целесообразным. Установленная мощность всех электроагрегатов (насосов, компрессора) около 8 кВт. Общая стоимость установки составляла около 65 тыс. евро. Удельные капитальные затраты на 1 ц мощности установки составляли 350 руб. (в зависимости от применяемого метода аэрации). При размещении в одном здании нескольких установок удельные капитальные затраты могут быть значительно ниже. По мнению Штелера, минимальное количество установок, эксплуатация которых будет экономически целесообразной – 4 шт. В г. Штульне такое количество установок с 24 бассейнами обслуживают трое рабочих (по одному в смену) и один бригадир. Рабочий раздает корма, следит за работой агрегатов, контролирует параметры среды. Он в совершенстве знает технологию, обучен обращению со всеми агрегатами и может принимать решение в критических ситуациях. Эксплуатационные показатели установок "Штелерматик" в значительной мере зависит от качества используемых кормов. В установке применяются плавающие гранулированные корма, которые отличаются высокой питательной ценностью. Угря кормят тестообразными кормами. Примерная себестоимость выращивания рыбы в установках "Штелерматик" составляла: Угорь товарный 4 евро/кг Карп товарный 1,5 евро/кг Форель товарная 2,5 евро/кг Форель – посадочный материал 0,01 евро/см Наиболее выгодной в коммерческом отношении рыбой считается угорь, реализуемый торговой сетью в копченом виде по цене 3 евро за 100 г. Система Штелерматик имеет целый ряд положительных свойств: 1. Компактность. 2. Небольшой расход электроэнергии. 3. Высокая гарантия бесперебойной эксплуатации; 4. Наличие вспомогательного аварийного оборудования; 5. Простота обслуживания, небольшой шум, отсутствие специфического запаха; 6. Высокая эффективность комбинированного метода очистки воды, основанная на использовании погружных биофильтров и активного ила ; 7. Применение механизированной системы отстоя воды. Установка "Штелерматик" для интенсивного производства рыбы целесообразно широко использовать в промышленно развитых странах с повышенной загрязненностью воды; в странах Третьего мира, где особенно актуальна проблема питания; в регионах с хроническим дефицитом воды. 18.3 Выращивание рыбы в установке "Биорек" Экспериментальная установка Биорек создана в 1978 г. Она включает следующие основные узлы: шесть бассейнов для выращивания рыбы 3,5 х 1 х 1 м; два циркуляционных насоса; бойлер для подогрева воды; пластинчатый биофильтр; вертикальный отстойник; система аэрации техническим кислородом и сжатым воздухом; компрессор и пульт управления. Оборудование размещается на площади 40 м2 (общая площадь с вспомогательным оборудованием равна 108 м2). Техническая характеристика системы: объем рециркулирующей воды – 40 м3; поступление свежей воды в течение суток составляет 2-10 % объема рециркулирующей воды; предел регулирования температуры 12-280С с точностью_+ 10С; содержание кислорода в воде на входе при температуре 180С - 16 мг/л; источником кислорода является автореципиент объемом 420 м3. Общая необходимая мощность 15 кВт; биологически активная площадь 470 м2; максимальная (достигнутая) ихтиомасса форели 900 кг; объем воды в рыбоводных бассейнах 12 (6х2) м3. Установка работает следующим образом – загрязненная продуктами жизнедеятельности рыб и остатками корма вода из рыбоводных бассейнов стекает в приемный канал и амортизатор-приемник, из которого циркуляционным насосом перекачивается через бойлер в пластинчатый биофильтр, насыщенная органикой вода в биофильтре перемешивается и аэрируется. Барабан с пластинчатым биофильтром, медленно вращаясь, захватывает воздух и погружается в воду. При этом создаются благоприятные условия для жизнедеятельности бактерий, закрепленных с биоактивным илом на пластинах биофильтра. Продукты обмена и остатки корма перерабатываются бактериями в нетоксичные для рыб соединения. Взвешенные частицы органики и отработавший биоактивный ил удаляются в вертикальном отстойнике. Твердый осадок из нижних слоев периодически удаляется в специальную емкость. Осветленная вода из верхней части отстойника собирается кольцевым лотком и направляется в аэратор, где содержание кислорода повышается до 14-16 мг/л. В 3 бассейнах системы мальки форели средней массой 12,5 г за 110 сут. кормления полноценными гранулированными кормами достигли массы 138 г при нагрузке 300 кг (50 кг/м3). Рыбоводная система размещена в помещении размером 9х12 м, вспомогательное оборудование и лаборатория занимают площадь 9х6 м. Источником водоснабжения установки служат артезианские скважины. В комплекс рыбоводной системы входят 6 бассейнов размером 3,5 х 1х 1 м с общим объемом воды 12 м3, циркуляционные насосы, устройство для подогрева воды, очистные сооружения, системы оксигенации и аэрации воды и т.д. Температура воды в бассейнах поддерживается на уровне 14-170С. Оснащение бассейнов системой терморегуляции позволяет изменять диапазон температур от 10 до 300С. Источником кислорода является автореципиент объемом 420 м3/О2. Количество используемого кислорода составляет в среднем 0,12 м3/ч, но не превышает 0,18 м3/ч. Содержание кислорода на втоке в рыбоводные бассейны составляет 14-16, на вытоке 7,5-9,0 мг/л. Суточный расход свежей воды при эксплуатации установки не более 2-10 % от общего объема циркулирующей воды, потребляемая мощность 10 кВт. Для очистки загрязненной воды используется блок очистных сооружений, включающий отстойник емкостью 7 м3 и погружной биофильтр объемом 10 м3. Для кормления рыб используются полноценные гранулированные комбикорма, а также свежая измельченная рыба. За 120-140 дней выращивания масса форели увеличивается с 0,2 до 50 г, а за 1 год форель достигает массы 1 кг. Средства автоматизации установки позволяют контролировать основные парамметры среды при выращивании форели. Установку обслуживают 4 оператора под руководством главного рыбовода. После работы в Эстонии установки с погружными биофильтрами были также созданы в подсобных хозяйствах НИИхиммаша (г. Свердловск) и Уралмаша (г Свердловск). Однако через некоторое время в связи с нерентабельностью установка на Уралмаше была демонтирована. В 1985 г. Эстония закупила в ФРГ установку "Штелерматик". Специалистами была проведена доработка технической документации для цеха по производству форели. В 1988 г. строительство цеха завершилось. Предварительные исследования показали, что эксплуатация цехов, оснащенных установкой "Штелерматик" позволит сократить цикл производства форели массой 1,0-1,2 кг на 2 года. Срок окупаемости цеха по выращиванию форели составлял 3-3,5 года. Посадочный материал форели (начиная с инкубации икры) выращивают в установке "Биорек" емкостью 25 тыс. икринок. Инкубация проходит при температуре 9,5 + 10С, а со стадии "глазка" – при 12 +10С. Выдерживание свободных эмбрионов осуществляется при этой же температуре воды и насыщении воды кислородом до 95 %. В период подращивания молоди в установке "Биорек" температуру воды поддерживают с помощью терморегулирующего устройства равной 14-170 С. Водообмен должен обеспечивать на выходе из бассейна содержание кислорода не менее 7 мг/л, на входе 25 мг/л (расход воды представлен в табл. 100. Таблица 100 Расход воды на 100 кг форели при температуре выращивания 160 С
При повышении или понижении температуры выращивания на 10С требуемый расход должен быть увеличен или уменьшен на 5 %. Режим кормления молоди при выращивании в "Биореке" зависит от массы молоди (табл.101) Таблица 101 Периодичность кормления молоди форели в установке Биорек
При выращивании в установке Биорек рыбоводные бассейны промывают 1 –2 раза в час, понижая уровень воды при этом до 25 см. Максимально получаемая продукция при этом составляла 100 кг/м3. Скорость роста форели в установке зависит от качества кормов и технологии кормления. За основу можно взять следующие сроки выращивания молоди в Биореке. До массы – 12 г – 75 сут, от 12 до 50 г – 65 сут. Отход равен от малька до 12 г – приблизительно 10 %, от 12 до 50 г – 5 %. Создание автоматизированной системы оборотного водоснабжения "Биорек-2" имеет большое значение. Такие системы – это прообраз автоматизированных живорыбных заводов будущего, действующих круглосуточно с минимальной затратой чистой воды, не зависящих от климатических и погодных условий. Таким образом, выращивание рыбы в замкнутых системах непрерывного действия с биологической очисткой воды представляет наиболее интенсивную и перспективную форму производства посадочного материала и товарной рыбы; при регулировании и контроле основных параметров среды имеются большие возможности для экспериментирования в области биологии размножения, экологии, селекции рыб и т.д. Тема 19 .Механизация и автоматизация производственных процессов в индустриальном рыбоводстве | ||||||||||||||||||||||||||||||||