Выращивание рыбы в системах оборотного водоснабжения (СОВ) и
установках замкнутого водообеспечения (УЗВ)
Говоря в предыдущем разделе о бассейновых хозяйствах, мы имели в виду
прямоточную систему водоиспользования. Это означает, что вода
в рыбоводные емкости, где выращивают рыбу,
подается из водоисточника, а затем сбрасывается из них в водоприемник
либо напрямую, либо через какой-либо водоем или емкость,
служащие отстойниками и очищающие сбрасываемую воду. Водоисточник
и водоприемник могут быть одной и той же рекой или каналом. Только
водозабор осуществляют выше, но течению, а водосброс — ниже.
Однако возможна и другая схема водоиспользования. Воду из отстойника
можно не сбрасывать в водоприемник сразу, а часть её, осветленную после
отстаивания, направлять обратно в рыбоводные емкости. Такой способ
называется системой оборотного водоснабжения (СОВ). Он позволяет
сократить расход воды в несколько раз и более рационально использовать
водные ресурсы. Если же систему замкнуть полностью и пополнять запасы
воды только в отстойнике, уменьшающиеся вследствие испарения, то такая
система водоснабжения называется замкнутой. Установки замкнутого
водоснабжения (УЗВ) отличаются от установок с системой оборотного
водоснабжения (СОВ) только долей ежесуточной подпитки. В УЗВ она
составляет менее 30% в сутки от всего объема воды, находящейся
в системе, в СОВ — более 30%. В современных УЗВ в сутки добавляют
не более 3 — 5% свежей воды.
Преимущества замкнутых систем очевидны. Это:
- уменьшение или полное прекращение сброса загрязненных сточных вод;
- упрощение утилизации продуктов жизнедеятельности рыб;
- возможность создания безотходной технологии выращивания рыбы
путем дополнительного выращивания в системе овощей или другим путем;
- рациональное использование водных, земельных и людских
ресурсов;
- полная управляемость режимами выращивания рыбы: температурным,
солевым, газовым, световым и т. д., ускорение тем самым темпа роста рыб и
повышение эффективности выращивания.
К недостаткам УЗВ можно отнести, пожалуй, только одно: высокая
себестоимость выращиваемой рыбы, самая высокая среди всех форм
рыбоводства. Так, себестоимость товарного карпа в таких установках
составляла около 50 руб. за 1 кг в ценах 1999 года, или около двух
американских долларов, что примерно в 4 — 5 раз выше стоимости карпа,
выращенного в прудах и почти в 2 раза в садковых хозяйствах. Поэтому
существующие сейчас в России рыбоводные установки такого типа
ориентированы на выращивание Деликатесной дорогостоящей продукции,
в основном осетровых рыб. В будущем к ним, возможно, добавятся такие
объекты, как угорь. Речные раки, пресноводные креветки
и некоторые другие.
Другой путь использования УЗВ — выращивание посадочного материала
различных видов рыб, поставка их в рыбоводные хозяйства в ранние сроки.
За счет увеличения периода выращивания возможно получение товарной
продукции в прудовых хозяйствах за один год. Так, разработана и успешно
апробирована технология выращивания товарного карпа за 1 год
из посадочного материала массой около 1 г, зарыбляемого в начале мая.
При эксплуатации установок с замкнутым циклом водоиспользования
на первый план выходит процесс очистки воды. Накапливающиеся токсичные
продукты жизнедеятельности рыб — главная угроза, с которой борются
различными способами. Все способы очистки воды подразделяются на 4
группы: физические, химические, физико-химические
и биологические. Физикo-химические и химические методы
очистки воды (адсорбция органических веществ с помощью активированного
угля, пеноотделительных колонок (флотаторов), ультрафиолетовое
облучение, озонирование, ионообмен и др.) чаще всего применяют при
инкубации икры. При этом самым распространенным способом является
озонирование. Озон — сильный окислитель органического вещества
и дезинфицирующее средство. Следует только помнить, что озон даже
в небольших концентрациях губителен для рыб, особенно молоди, поэтому
озонированную воду нужно дополнительно отстаивать.
Наибольшее распространение в промышленных УЗВ получили физические
(которые ещё называют механическими) и биологические методы очистки
воды. Для механической очистки воды используют горизонтальные,
вертикальные, полочные отстойники, в которых вода отстаивается
и осветляется, освобождаясь от большей части твердых взвешенных частиц,
и фильтры грубой и тонкой очистки (гравийные, песчаные и другие),
в которых взвешенные частицы отфильтровывают и удаляют. Для этой цели
используют также центрифуги и гидроциклоны.
Использование отстойников, как показала практика, малоэффективно
вследствие длительности процесса отстаивания, необходимости в больших
объемах емкостей для этого, занимающих значительные площади. Кроме того,
в отстойниках имеют место потери тепла, что увеличивает расход
электроэнергии, и возможно вторичное загрязнение воды из-за
разложения скапливающегося осадка. В настоящее время наиболее
перспективными для использования в УЗВ считаются механические
самопромывающиеся фильтры (например, НСФ-20, НСФ-50
с пропускной способностью 20 и 50 м³ ч соответственно и др.), а также
фильтры с регенерирующейся загрузкой из полиэтиленовых гранул.
В самопромывающихся фильтрах осадок удаляется обратным током воды
в специальный промывной короб. Одним из основных условий эффективной
работы фильтров является то, чтобы их рабочая поверхность была не меньше
площади рыбоводных емкостей.
Биологическая очистка воды является обязательным процессом в УЗВ, без
которого невозможна эффективная их эксплуатация. Она основана
на способности микроорганизмов разлагать органические и неорганические
вещества, скапливающиеся в воде при выращивании рыбы, и направлена
на удаление из оборотной воды, прежде всего соединений азота и фосфора,
являющихся основными источниками загрязнений. Биологическая очистка
может происходить в специальных устройствах — биофильтрах, аэротенках,
а также в биологических прудах, где имеется особая микрофлора или так
называемый активный ил. Активный ил — это сообщество микроорганизмов-бактерий,
способных окислять органические вещества.
Устройства для биологической очистки воды подразделяются на 3 типа,
каждый из которых используется в настоящее время в промышленных
установках: аэротенки, интеграторы, биофильтры. Аэротенки представляют
собой емкости, заполненные активным илом и оборудованные устройствами
для аэрации или оксигенации (насыщения жидким кислородом) воды. Могут
быть без загрузки и с загрузкой, представляющей собой гравий, керамзит,
керамические или стеклянные элементы, полиэтиленовые гранулы,
и позволяющей увеличить концентрацию бактерий
и удельную производительность.
Аэротенки имеют сравнительно невысокую стоимость, просты
в обслуживании. Однако имеют довольно низкую производительность, поэтому
появляется необходимость в больших объемах блоков очистки. Соотношение
объема рыбоводных емкостей к объему аэротенков составляет 1:8 — 1:10.
Кроме того, с аэротенками обычно применяют для механической очистки воды
не фильтры, а отстойники, так как большое количество взвешенного
активного ила затрудняет работу фильтров. Все это делает затруднительным
поддержание необходимого температурного режима и повышает затраты
электроэнергии на подогрев воды.
Интеграторы представляют собой конические емкости, в нижней части
которых создается слой активного ила. Верхняя часть работает как
отстойник. Соотношение объема Рыбоводных емкостей к объему интеграторов
составляет 1:5 — 1:10. При использовании интеграторов отпадает
необходимость в балансе механической очистки, однако требуется точное
поддержание скорости водообмена, чтобы не происходило осаждение
активного ила и выноса его за пределы зоны отстаивания.
Биофильтры в самое последнее время получили наиболее широкое
применение в системах биологической очистки. Они представляют собой
емкости, заполненные загрузкой различного тина (объемной, как
в аэротенках), пленочной (в виде отдельных листов или кассет), сотовой
и трубчатой. Объемная и пленочная листовая загрузки применяются
достаточно редко в промышленных установках. Чаше используют
регенерирующуюся загрузку из полиэтиленовых гранул, а также кассетную
и сотовую загрузки.
По сравнению с азротенками и интеграторами биофильтры имеют удельную
производительность в 8 — 10 раз выше. Однако и стоимость их в 5 — 10 раз
больше. Соотношение объема рыбоводных емкостей и биофильтров от 1:0,5
до 1:4. К недостаткам биофильтров помимо высокой стоимости относится
необходимость иметь в составе очистного сооружения отдельный биофильтр —
денитрификатор, в котором нитраты из очищаемой воды восстанавливаются
до свободного азота.
Биофильтры подразделяются на пять типов: погружные, орошаемые
(капельные), комбинированные, вращающиеся, с «псевдосжиженным слоем».
В погружных биофильтрах в качестве загрузки используют пластиковые
кассеты, соты, пучки из ПВХ — трубок, располагающихся ниже поверхности
воды в емкости.
Объемную загрузку применяют редко, так как она нуждается
в периодической промывке, в процессе которой уничтожается бактериальная
пленка. Из всех типов биофильтров имеют самую низкую удельную
производительность по окислению соединений азота, В орошаемых
биофильтрах слой загрузки располагают выше уровня воды в емкости.
Биоочистка происходит в тонком слое воды стекающей по загрузке, что
обеспечивает лучшее окисление соединений азота. Наиболее часто в таких
биофильтрах применяют кассетную и сотовую загрузки. Производительность
их в 1,5 раза выше, чем у погружных. К Недостаткам относят возможную
гибель бактериальной пленки из-за быстрого высыхания при
остановке насосов, хотя у некоторых биофильтров такого типа
предусмотрено автоматическое затопление в случае остановки
рециркуляционных насосов.
Комбинированные биофильтры состоят из двух частей. Верхняя
представляет собой орошаемый биофильтр, нижняя — погружной. Совмещают
достоинства и недостатки обоих типов биофильтров. Вращающиеся биофильтры
имеют вращающуюся часть с загрузкой, представляющую собой барабан или
систему пластиковых перфорированных труб, заполненных гофрированными
дисками. Загрузка, вращаясь, то заходит в воду, то выходит из нее.
В результате для биопленки создастся благоприятный кислородный режим
как в орошаемых биофильтрах, к которым по удельной производительности
близки вращающиеся. Наиболее перспективным типом считается биофильтр
с «псевдосжиженным слоем» (биореактор с движущейся мелкозернистой
загрузкой из полиэтиленовых гранул диаметром 2,7 мм и удельной массой
960 — 980 кг/м³). Регенерация загрузки обеспечивается постоянным
её перемешиванием внутри очистного блока с помощью эрлифтов или
гидроэлеватора. Данный тип биофильтра имеет максимальную удельную
площадь активной поверхности (750 м²/м³), а также наименьшее соотношение
объема рыбоводных емкостей и объема блока биоочистки: 1:0,5 — 1:1.
Такое соотношение практически недостижимо для других типов биофильтров.
Недостатком его является высокая стоимость, главным образом за счет
высокой стоимости загрузки. Блок биологической очистки начинает работать
на полную мощность через 2 — 3 недели после запуска установки по мере
нарастания слоя бактериальной пленки. Рабочие характеристики некоторых
современных установок с замкнутым циклом водоснабжения приведены
в табл. 24.
Как видно из этой таблицы, разработанные в России УЗВ соответствуют
лучшим образцам известного в мире аналогичного оборудования. В нашей
стране существует два современных типовых модульных проекта УЗВ-10
и УЗВ-40 мощностью по карпу соответственно 10 и 40
т в год. Параметры этих установок приведены в табл. 25. <>
Данные установки позволяют круглосуточно выращивать разные виды рыб,
а также креветок и раков. Карпа системы очистки воды, разработаны
технологии выращивания для десятков видов рыб и других гидробионтов, как
пресноводных, так и морских. В принципе установку с замкнутым циклом
водоснабжения для выращивания рыбы может сделать любой желающий как
у себя дома так, и на приусадебном участке. Для этого необходимо иметь
емкость для выращивания, насос, аэратор или компрессор, изготовить
простейший механический фильтр, например, песчано-гравийный
и биологический фильтр с загрузкой из гравия, керамзита или
полиэтилена, установить в рыбоводной емкости автокормушку, приобрести
полноценные сбалансированные корма и можно начинать выращивание.
В средней полосе России за лето вполне возможно, как показала практика,
вырастить не менее 5 — 10 кг карпа в 1 м³ воды.
|