Разведение рыбы в установках с замкнутым циклом
ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Установка с замкнутым циклом водоснабжения (УЗВ) включает рыбоводные емкости, устройства для очистки и аэрации воды, кормораздатчики, установку для подогрева и охлаждения воды, приборы для контроля и управления водной средой. Если источник воды не отвечает рыбоводным требованиям (например, водопроводная хлорированная вода, артезианская вода, содержащая железистые и серные соединения), то вводится блок водоподготовки.
В качестве рыбоводных емкостей используют небольшие круглые или квадратные бассейны, бассейны-силосы с гладким внутренним покрытием. Их производят обычно из органического стекла, пластмассы или листового металлы. Бассейны располагают под крышей для удобства эксплуатации. Каждая емкость имеет самостоятельный подвод воды, при необходимости также кислорода и воздуха, а дренажная система может быть общей. Круглые и квадратные бассейны имеют преимущество перед вытянутыми прямоугольными, так как в них отсутствуют слабоомываемые водой зоны, которые образуются в углах, где скапливаются продукты метаболизма и несъеденный корм, вызывающие ухудшение среды и, как следствие, снижение темпа роста рыбы. В круглых и квадратных бассейнах, а также бассейнах-силосах твердые вещества собираются в центре или специальном конусовидном приемнике, откуда легко удаляются с помощью дренажной трубы.
В круглых и квадратных бассейнах поддерживается круговое течение определенной скорости, обеспечивающее равномерное распределение кислорода и самоочистку. Круговое движение воды способствует правильной ориентации и активному плаванию культивируемых объектов. Расход воды регулируют специальными кранами.
В большинстве замкнутых систем выходящая из бассейнов вода попадает в первичный отстойник. Вода должна поступать и выходить из отстойника вблизи поверхности, чтобы оседающие примеси не поступали в воду. Вода поступает вблизи поверхности, а вытекает по периферии, обеспечивая максимальное время пребывания воды в отстойнике. Вместимость отстойника должна быть достаточной для того, чтобы уменьшить скорость потока. В дне отстойника располагается отверстие для удаления взвеси. Удалять из поступающей воды взвешенные вещества можно также с помощью механической фильтрации. Особенно широкое распространение получили песчаные и гравийные фильтры. Хорошие результаты дают и диатомовые фильтры, но они быстро засоряются из-за малого размера пор диатомового наполнителя. Правильно отрегулированный механический фильтр может эффективно задерживать взвешенные вещества, но не в состоянии удалять растворенные продукты обмена. Удаление таких веществ — главная задача блока очистки.
Принцип действия блока очистки, его конструктивные особенности, зависят от положенного в его основу метода очистки. Большинство применяемых методов делятся на 4 группы: физические, химические, физико-химические и биологические. Наиболее эффективным являются биологический метод с использованием биологических фильтров и аэротенок. В них очистка воды осуществляется с помощью прикрепленных к наполнителю микроорганизмов в виде биопленки и взвешенного активного ила. Основным недостатком является их большие габариты. Для нормальной работы установки их объем должен превышать объем рыбоводных емкостей в 7-10 раз. Среди биофильтров получили распространение следующие типы: капельные, погруженные, вертикальные и с вращающимися дисками. В капельных биофильтрах вода поступает сверху и под действием силы тяжести проходит через биофильтр со скоростью, не позволяющей покрывать наполнитель, но все внутренние части фильтра остаются постоянно смоченными. Крупные капельные фильтры оборудованы вращающимися устройствами, которые равномерно распределяют воду над наполнителем (гравий, ракушечник). Капельные биофильтры могут размещаться в несколько ярусов (полочный биофильтр).
Погруженные биофильтры по конструкции сходны с фильтрами грубой очистки, но в них есть среда, на которой развиваются бактерии. Вода входит с одного конца фильтра, проходит через наполнитель и выходит с противоположного конца.
В вертикальных фильтрах вода поступает в нижнюю часть, проходит вверх через наполнитель и выходит из верхней части. В этот фильтр может быть встроен фильтр грубой очистки, который располагается ниже уровня поступления воды.
Во всех биофильтрах происходит накапливание накапливанию взвешенного вещества по мере того, как масса бактерий отделяется от стенок и наполнителя. В связи с этим в днище фильтра устраивают сливной клапан, через который по мере необходимости удаляется накопившийся осадок. В фильтре с вращающимися дисками наполнитель перемещается через воду, в то время как в погруженных, капельных и вертикальных фильтрах он неподвижен.
Фильтр состоит из большого числа вращающихся пластин, насаженных на общую ось. На этих пластинах развиваются бактерии. Попеременное поступление в емкости воды загрязненной продуктами обмена и воздуха обеспечивает постоянное снабжение бактерий питательными веществами и кислородом. Из таких установок наиболее известны "Штелерматик" и "Биорек". Разработаны блоки биологической очистки воды производительностью 10, 20, 80 м3/ч оборотной воды. В качестве наполнителя в них используется перфорированная пластмассовая пленка. Верхняя часть биофильтра орошаемая, а нижняя — погружаемая. Фильтр имеет зоны нитрификации и денитрификации. На базе этих фильтров разработаны установки с замкнутым циклом водоиспользования для выращивания рыбы. Задачей блока регенерации воды является насыщение ее кислородом, поддержание заданной температуры и регулирование рН. Для насыщения воды кислородом применяются аэраторы и оксигенаторы. В первом случае используется кислород воздуха, во втором — чистый кислород. Оксигенатор представляет собой вертикальный бак, в который под давлением 1,5–2,5 кг/см2 подается кислород, сверху поступает вода, в виде брызг, слабых струй, либо если оксигенатор с наполнителем, омывает его, собирается в нижней части и подается на выход. Еще один вариант оксигенатора состоит из цилиндра диаметром 1,6 м, высотой 8 м. Поступающая в него вода, через распределители падает на решетчатую деревянную площадку, которая дробит воду на мелкие струи. Кислород в оксигенарор подается снизу и распыляется через мелкопористые керамические блоки. Такой оксигенатор имеет хорошую эффективность использования кислорода — до 96 %. При единовременной ихтиомассе в установке 10 т расходуется 3 м3/ч кислорода. Насыщенная кислородом вода из оксигенатора поступает в рыбоводные бассейны из расчета 60-110 м3/ч воды на 1 кг ихтиомассы. На очистку направляется не вся отводимая из бассейнов вода, а только 20–50 %, остальная, минуя очистные сооружения, поступает в приемный бак перед насосами.
Температура воды в установке составляет 22–25 °C. Содержание кислорода в воде на входе в бассейны 25–30 мг/л, на выходе — не менее 6 мг/л. Удельный расход кислорода составляет 0,04- 0,08 мгО2/с на 1 кг ихтиомассы. Для поддержания нужной температуры воды используют бойлеры или электронагревательные приборы.
Качество воды в УЗВ необходимо контролировать путем отбора проб из выходящей после фильтра воды ежедневно. При ухудшении очистки воды в биофильтре необходимо изменить количество воды, проходящей через него, увеличить подачу воздуха или кислорода, добавить наполнитель или уменьшить плотность посадки рыбы. В оборотной воде могут аккумулироваться такие токсичные для рыб вещества как аммоний (NH4), нитриты (NO2), нитраты (N03). Наибольшую опасность для рыб представляет свободный аммиак (NH 3) (табл. 109). Для устранения токсичных веществ в установки вводят узел денитрификации.
Таблица 109. Количество свободного аммиака образующегося в воде в зависимости от рН и температуры воды, %.
| Температура воды, °С
рН | 5 | 10 | 15 | 20 | 23 | 25
6,0 | 0,0125 | 0,0186 | 0,0274 | 0,0397 | 0,05 | 0,06
6,5 | 0,0395 | 0,0586 | 0,865 | 0,125 | — | -
7,0 | 0,394 | 0,586 | 0,859 | 1,24 | 0,49 | 0,57
8,0 | 1,23 | 1,83 | 2,67 | 3,82 | 4,70 | 5,38
8,5 | 3,08 | 5,60 | 8,00 | 11,10 | 13,50 | 15,30
В некоторых УЗВ используют вторичный отстойник или осветлитель. По конструкции он не отличается от первичного и служит для сбора твердых взвешенных веществ, прошедших через биофильтр. При наличии устройств по очистке воды от взвешенных веществ перед биофильтром и после него количество взвешенных частиц в рыбоводных бассейнах не превышает 25 мг/л, что не вызывает ухудшения физиологического состояния у рыб.
Можно удалить нитраты, фосфаты и взвешенные частицы, включив в систему водные растения. Блок с ними располагают за биофильтром или окончательным осветлителем, либо помещают их в осветлитель. Для этого можно использовать водный гиацинт (Eichornia erassipes) или водяной китайский каштан (Eleocharis dulcis). Каждое из этих растений эффективно извлекает из воды различные вещества.
По качеству вода должна соответствовать требованиям ОСТа для воды, используемой в прудовых форелевых и карповых хозяйствах. По азотистым соединениям и количеству взвешенных частиц при рН 6,5–7,5 к ней предъявляются следующие требования (табл. 110).
Таблица 110. Количество азотистых соединений и взвешенных веществ, допустимое в УЗВ, мг/л
Показатель | Карп | Форель
1. Инкубация икры и выдерживание эмбрионов и личинок
NH4-NH3 | 2,0 | 0,5
NO2 | 0,12 | 0,12
NO3 | 5-10 | 5
Взвешенные вещества | 5-10 | до 10
2. Выращивание молоди
NH4-NH3 | 4 | 2
NO2 | 0,2 | 0,12
NO3 | до 60 | до 55
Взвешенные вещества | до 30 | до 20
3. Выращивание товарной рыбы
NH4-NH3 | 6,0 | 2,5
NO2 | 0,3 | 0,2
NO3 | 100 | до 60
Взвешенные вещества | до 60 | до 25
Замкнутые установки для выращивания посадочного материала или товарной продукции могут работать по круглогодичной или полицикличной технологии. Под круглогодичной технологией понимают круглогодичное использование замкнутой установки с целью поочередного производства посадочного материала разных видов рыб. Например, замкнутые установки можно использовать для очередного подращивания радужной форели, карпа, растительноядных рыб и др. При зарыблении установки разноразмерным посадочным материалом можно в течение года осуществлять многоразовый съем продукции. При этом регулируют плотность посадки, которая обеспечивала бы равномерную органическую нагрузку биофильтра.
При полицикличной технологии выращивание осуществляется в несколько циклов, завершающихся конечной рыбной продукцией Например, при 2–3 цикличном производстве товарной рыбы происходит 2–3 кратное зарыбление рыбоводных емкостей посадочным материалом, при этом цикл от зарыбления до выхода товарной рыбы длится от 4 до 6 мес. Полицикличность при производстве посадочного материала обеспечивается регулярным получением потомства от производителей карпа, причем от одних и тех же самок можно получать икру до 4-х раз за сезон. Длительность одного цикла составляет 60 сут. Количество получаемой икры от 60 до 100 тыс. шт.
При производстве посадочного материала карпа целесообразно организовывать хозяйства индустриального типа, которые включают участок выращивания и содержания производителей, участок инкубации и подращивания молоди. При производстве форели цикл выращивания целесообразно начинать с икры, завозимой из других хозяйств.
В автоматизированной линии мощностью 50 т рыбопосадочного материала карпа в год, включающей 6 установок, 1 установка предназначена для содержания и выращивания ремонтных групп и производителей. В установке можно содержать 100 гнезд производителей, что обеспечивает получение 50 млн. шт. икринок или в полицикличном режиме может быть обеспечена работа пяти других установок по выращиванию посадочного материала карпа (табл.111).
Таблица 111. Схема выращивания ремонтных групп и содержания производителей карпа в УЗВ объемом 24 м3
Масса рыб, г | Продолжительность выращивания, сут. | Количество, шт. | Общая биомасса, кг | Отбор, %
0,0015-1 | 30 | 505 | 0,5 | -
1-50 | 40 | 480 | 24,0 | 50
50-500 | 90 | 240 | 120,0 | 50
500-1000 | 60 | 120 | 120,0 | -
1000–2000 | 120 | 120 | 240,0 | 50*
2000–35000 | 120 | 30 | 105,0 | -
* На этом этапе 30 производителей отбирают, а 30 оставляют на доращивание.
Цикл выращивания от личинки до производителя занимает 460 сут. При этом нагрузка на биофильтр находится в пределах 800-1040 кг. Выращивание молоди до массы 50 мг осуществляется при температуре воды 27–28 °C, плотности посадки 100–200 тыс./м3 и расходе воды 0,05 л/с·кг (аэрация воздухом). При использовании чистого кислорода расход воды может быть уменьшен в 10 раз. Молодь кормят науплиусами артемии салина и стартовым гранулированным кормом РК-С с размером крупки от 0,15 до 0,50 мм в количестве 75 % от массы молоди. Выращивание длится 10 сут. Режим кормления следующий: в первый день личинки получают живой корм в количестве 200 % ихтиомассы, к 10 дню его количество уменьшают до 10 %. За этот период суточный рацион корма РК-С уменьшают с 75 до 25 %. Науплиусы артемии выдают молоди 7–8 раз в сутки, РК-С при ручной раздаче вносят до 48 раз в сутки, при использовании автокормушек — через каждые 5-10 мин. Выращивание молоди массой от 50 мг до 1 г проводит при температуре 27–28 °C, плотности посадки 30 тыс. шт./м3, расходе воды 0,05 л/с·кг. Рыб кормят комбикормом РК-С с размером крупки 0,5–1,5 мм. Суточный рацион постепенно уменьшают с 20 до 8 % массы рыбы. Корм раздают вручную через каждые 30 мин. в течение 18 ч или с помощью кормораздатчиков. При массе молоди 0,3 г можно применять автокормушки "Рефлекс". Бассейны чистят 1 раз в сутки. За 20 сут. выращивания молодь должна достигать 1 г при конечной рыбопродукции 25–30 кг/м3. Выращивание молоди массой от 1 до 10 г проводят при температуре воды 26–27 °C, плотности посадки 5-10 тыс. шт./м3. Применяют комбикорм РГМ-6М, РГМ-5В или 12–80 с размером крупки 1,5–2 мм. Суточный рацион составляет 4–8 % массы тела. Используют кормораздатчики или кормят вручную до 18 раз в сутки. Цикл выращивания длится 20 суток. Выращивание молоди до 50 г проводится при температуре 24–25 °C, плотности посадки 2,0–2,5 тыс. шт./м3. Применяют комбикорма РГМ-5В или 12–80 с диаметром 3,2мм. Суточный рацион составляет 2,5 % ихтиомассы, корм вносят до 12 раз в сутки. За 30 сут. выращивания конечная рыбопродукция может достигнуть 100–120 кг/м3.
Посадочный материал радужной форели выращивают в упомянутых выше бассейнах или установке "Биорек". Инкубация икры происходит при температуре 9,5 °C, а со стадии пигментации глаз-при 12 °C. Выдерживание свободных эмбрионов осуществляется при этой же температуре воды и насыщении воды кислородом до 95 %. В установке "Биорек" температуру воды поддерживают с помощью терморегулирующего устройства в пределах 14–17 °C. Водообмен должен обеспечивать на входе в бассейн содержание кислорода не менее 25 мг/л, а на выходе не менее 7 мг/л. Расход воды должен обеспечивать необходимые условия насыщения кислородом (табл. 112).
Таблица 112. Расход воды на 100 кг форели при температуре воды 16 °C
| Расход воды
Масса форели, г | м3/ч | л/с
до 0,5 | 5,5 | 1,53
1,0 | 5,3 | 1,47
5,0 | 4,4 | 1,22
20,0 | 2,6 | 0,73
50,0 | 2,2 | 0,61
Скорость роста форели в установках зависит от качества кормов и технологии кормления (табл. 113).
Таблица 113. Режим кормления молоди
Масса, г | Количество кормлений в день, шт.
до 2 | 10
5 | 8-10
10 | 8
40 | 6
- | 3-5
За основу можно взять следующие сроки выращивания молоди форели в УЗВ: от малька до массы 12 г-75 сут., от 12 г до 50 г-65 сут. Отход рыбы за эти периоды выращивания соответственно 10 и 5 %. Корм раздают в равных частях в течение светлого времени суток. Максимальная рыбопродукция форели с 1 м3 составляет 100 кг.