Технология

Технология контроля ключевых параметров

Рыбные установки “АкваАгро” уникальны, аналогов в мире нет. Защищены двумя европейскими патентами и одним Российским патентом:

• “Способ выращивания рыб”,
• “Устройство, реализующее этот способ”,
• “Способ создания экологически замкнутой экосистемы”.

В установке замкнутого водоснабжения (УЗВ) гидробионты находятся в бассейнах с высокой плотностью посадки. Подпитка свежей водой в сутки составляет 5% и менее от объема воды в установке. Это достигается путем применения системы механических и биологических фильтров для очистки отработанной воды для ее дальнейшего использования. Вся установка компактна, и поэтому ее можно разместить в отапливаемом помещении, что делает УЗВ независимой от внешних условий среды.

В мировой практике УЗВ для выращивания и содержания рыб используются с 70-х годов. С 2000 года строительство таких установок активизировалось, т.к. существует ряд достоинств по сравнению с альтернативными способами выращивания рыб в прудах.

К сожалению, многие первые коммерческие проекты УЗВ были экономически не выгодными. В первую очередь это относится к немецким установкам, которые активно копировались некоторыми предприятиями в отсутствии знаний. Это влекло за собой  плохой технический дизайн, недостаток точного расчета и предсказаний накопления метаболизмов гидробионтов, а также недостаточную оперативную подготовку сотрудников для эксплуатации УЗВ. Ситуация улучшилась, но еще далека от идеальной.

В тоже самое время наука не стояла на месте! С осмыслением физики процессов, которые протекают в замкнутых биологических системах, стало возможным создание математических моделей, описывающих все основные биохимические процессы, что дало возможность предсказывать изменения параметров воды (рН, щелочности и т.д.) во времени и не дожидаться, когда вам об этом расскажут датчики контроля.

Таким образом можно заранее предпринимать меры к удержанию заданных параметров воды, что особенно важно при эксплуатации УЗВ с высокими плотностями посадки рыбы.

Восемь причин использования замкнутой системы для выращивания рыб

1. Выращивать можно любого гидробионта и в любом месте

Все рыбы являются холоднокровными животными и скорость их роста зависит от температуры окружающей среды

На графике показана скорость роста рыбы в день в % от своего веса. Из  примера видно, что при увеличении температуры воды с 20 ºС до 30 ºС, т.е. на 10 ºС, скорость роста возросла с 1,5% до 3%, т.е. в два раза.  Но при дальнейшем увеличении температуры происходит гибель рыбы.

Для оценки скорости роста используют комплексный показатель – градусо-дни. Это сумма среднесуточных температур воды в Сº за данный период жизни рыбы.

Территория бывшего СССР разбита на семь климатических зон. Самая северная, первая зона рыбоводства характеризуется 1035-1340 градусо-днями. Ее северная граница проходит по Ленинградской области, Кировской области, по Красноярскому краю, южнее Транссибирской магистрали, по Читинской области и по Хабаровскому краю. Севернее этой зоны считается бесперспективно выращивать рыбу! А там тоже живут люди и хотят есть живую рыбу.

В седьмой, самой южной зоне 2561-4122 градусов-дней.

Товарную рыбу в первой и во второй зоне получают за 3 года. В остальных за 2 года.

В советское время, проектировщики рыбных ферм использовали сбросные воды теплоэлектростанций. Работа фермы в этом случае зависела от работы энергетических установок этих объектов. В основном проблемы возникали летом при перегреве воды. Отключение и включение агрегатов станции значительно меняло количество сбросных вод и её температуру, что и приводило к потере рыбы.

При эксплуатации замкнутой системы водоснабжения (УЗВ), выращивание рыбы ведется при оптимальной температуре круглый год. Например, для осетра оптимальная температура выращивания 20-22ºС обеспечивает 8760 градусо-дней в течение года. Срок получения товарного осетра массой около 2 кг – 1 год.

При контролируемых условиях выращивания можно разводить и выращивать любую рыбу. Даже те виды, которые не водятся у нас. Например, в Москве инкубировать оплодотворенную акулью икру и выращивать взрослых морских акул для VIP-аквариумов.

2. Уменьшение расхода комбикорма на 1 кг прироста рыбы

Больше 50% себестоимости рыбы составляет комбикорм. При выращивании в прудах или в садках на речке, рыбовод тратит примерно 3 кг комбикорма на 1 кг выращенной рыбы. Это, так называемый, кормовой коэффициент. В УЗВ он может быть равен 1 и даже меньше! Это происходит потому, что в пруду зимой температура воды становиться низкой, и рыба переходит на зимовку. Она живет и двигается, но не питается. Т.е. вы потратили на нее корм летом, а зимой она худеет.

Дополнительная причина – в УЗВ высокое содержание кислорода в воде за счет использования чистого кислорода. Рыбы гораздо больше энергии тратят на дыхание чем люди.

3. Можно объединиться с выращиванием растений в интегрированной установке

При эксплуатации УЗВ вам необходимо вентилировать помещение, а особенно биофильтры. Вентиляция рассчитывается по нескольким критериям, но основной – это накопление СО2. Например, если у вас УЗВ производит 100 тонн осетров в год, то вам необходимо примерно сбрасывать в атмосферу около 16000 м3/час теплого воздуха (отапливаете улицу!), при содержании СО2 в 3 раза выше чем на улице. В тепличных комплексах, агрономы покупают СО2 в баллонах, т.к. там совершенно обратная ситуация. Растения “выедают” СО2 и вам остается или вентилировать теплицу, или использовать чистый углекислый газ (например, если на улице холодно). Интеграция напрашивается сама собой.

Еще одна причина – это то, что рыбы выделяют продукты метаболизма в воду, и с этим надо бороться. Все знают, чтобы получить хороший урожай, надо удобрить грядку навозом, а еще надо ее поливать, чтобы этот питательный раствор мог всосаться корнями растений.

Вопрос: а чем осетровый помет отличается от коровьего? А зачем сначала навоз высушивают, кладут на грядку, а потом поливают водой? Не проще ли сразу к корням подать готовый раствор?

Ответы, думаю, вы сами знаете. Эта технология называется аквапоника.

В тепличных комплексах, на самом деле, не используют навоз (органические удобрения), а используют минеральные удобрения. Они дешевле. Если вы пойдете в любой магазин садовых принадлежностей и почитайте этикетки этих удобрений, то обнаружите такие надписи: “аммиачная селитра – при использовании защищайте глаза и руки, при попадании в рот получите тяжелое отравление”. Осетровый “навоз” – экологически чистое удобрение!

При эксплуатации УЗВ нам надо менять воду в системе из-за накопления нитратов в воде, т.е терять примерно 5-10% в сутки воды с температурой 20-22 ºС. Для 100-тонного осетровника – это 50-100 м3 воды в день. Вода обладает большой теплоемкостью. Вспомните, когда отключают горячую воду в доме, 2-х киловатник дает тоненькую струйку теплой воды. Мы сливаем деньги!

Нитраты – это источник азота, а азот необходим растениям. При интеграции, замена воды в системе падает до 20 м3 в день.

Причем, опять заметьте, в УЗВ нам надо все время повышать рН воды, т.к. преобладают окислительные реакции, а при выращивании на гидропонике растений преобладают восстановительные реакции, т.е. рН воды надо понижать. “Тепличники” для этого в основном используют ортофосфорную кислоту.

Вывод: интеграция рыбной фермы и тепличного комплекса приводит к удешевлению обоих продуктов и рыбы, и растений!

4. Минимальное потребление воды

Для естественного воспроизводства 1 кг рыбы потребуется в первой зоне рыбоводства 650 м3 чистой воды, а при кормлении рыбы и некотором интенсификации производства – 32 м3. В УЗВ на 1 кг выращенной рыбы тратится от 100 до 500 литров воды! Поэтому в Израиле пресноводную рыбу выращивают только в УЗВ.

5. Можно выращивать экологически чистые продукты

При выращивании в естественных водоемах рыбы рыбоводам приходится применять комбикорм или развивать естественную кормовую базу путем внесения удобрений в водоем.

Любое пресноводное озеро со временем превращается сначала в болото, потом в торфяник, а дальше в залежи угля. Этот процесс неизбежен, мы можем его только отсрочить или ускорить. Там, где выращивают рыбу обычными способами, отмечаются следующие факторы воздействия на окружающую среду: генетические, инфекционные болезни, заражение химическими и лекарственными препаратами, загрязнение отходами кормов и экскрециями разводимых животных [Olesen, 1998].

В УЗВ есть система механических и биологических фильтров, которые весь удар принимают на себя. Малый расход воды обеспечивает минимальное воздействие на природу.

Интеграция с тепличным комплексом это воздействие сводит на нет.

6. Можно выращивать здоровую рыбу

В установках замкнутого водоснабжения возможно полностью исключить попадание инфекционных заболеваний и паразитов в систему. В отличие от прудового хозяйства, где это не возможно сделать: во-первых, невозможно всю воду в реке стерилизовать, а во-вторых, основными переносчиками болячек являются чайки и утки, от присутствия которых невозможно избавиться в больших прудах. С другой стороны, в УЗВ из-за маленького потребления свежей воды источником водоснабжения выступает водопроводная вода или артезианская (в ней по определению никого нет). Используются экструдированные корма, температура обработки которых составляет 140 ºС. Вся установка расположена в помещении, нет доступа птицам. Поэтому при правильных мерах предосторожности можно полностью изолировать УЗВ от попадания из вне возбудителей разных болезней.

Если все таки заражение в установке замкнутого водоснабжения произошло, то лечить рыбу и, если необходимо, стерилизовать всю систему вполне реально. А попробуйте тоже самое сделать с рекой или прудом.

Пример из жизни:

В хозяйстве “Сходня” московской области нет своего маточного стада форели. Живую икру ежегодно завозят из других хозяйств. До внедрения системы оборотного водоснабжения молодь форели подращивали на поверхностной воде в бассейнах инкубационно-малькового цеха до средней массы 0,5-1,0 г, после чего в июне выпускали в выростные пруды. Молодь уже на личиночных этапах развития поражалась ихтиофтириозом, диплостоматозом и другими паразитарными заболеваниями и в массе погибала. Выход подрощенной молоди в год с холодным летом составляла 47-76%, а в год с теплым летом 22-25%. Выход сеголеток от подращенной молоди соответственно составлял 55-57% и 20%, а в некоторые годы еще меньше. Средняя масса сеголеток составляла 5-6 г, двухлеток -70-80, трехлеток -200-300 г. Вся рыба из-за воздействия диплостоматоза была слепой, ее кормили только с кормовых столиков.

После внедрения системы оборотного водоснабжения инкубационно-малькового цеха из артезианских скважин молодь форели стали выращивать в полной изоляции от источника поверхностного водоснабжения, что позволило прервать цикл развития ихтиофтириоза и диплостоматоза и выращивать молодь практически свободную от этих паразитарных заболеваний. Окрепшую подрощенную молодь выпускают в выростные пруды при понижении среднесуточных температур воды до 14-16 С. Несмотря на то, что в прудах молодь немедленно заражается диплостоматозом и ихтиофтириозом, она не погибает и продолжает расти.

Вывод: Только внедрение УЗВ на всем предприятии может полностью решить проблему с заражением форели.

7. Оптимальные параметры воды для данного гидробионта

Для высокого темпа роста и минимального расхода корма требуется, чтобы рыба по минимуму расходовала энергию во время своей жизни.

В первую очередь, рыбы тратят много энергии на дыхание.

Если сравнивать жаберное и легочное дыхание, то приходишь к заключению, что рыбе необходимо прокачивать через жабры дыхательной среды в 30 раз больше по объему и в 20000 (!) раз больше по массе.

В УЗВ воду искусственно насыщают кислородом до высоких концентраций и рыба прилагает меньше усилий для дыхания.

Содержание солей Cl- и Ca в воде и в крови рыбы тоже имеет важное значение для поддержания солевого баланса. Гидробионты тратят энергию на осморегуляцию и выведение солей из организма.

Т.к. в УЗВ расход воды небольшой, то возможно прямое формирование содержания макро и микроэлементов в воде для оптимального самочувствия рыбы.

8. Высокая урожайность

На этом рисунке представлена интенсификация процесса выращивания рыбы. По оси”y” урожайность 1000 кг с 1 гектара пруда. В квадратиках указана плотность посадки рыбы в кг/м3.

Садковое хозяйство. Урожайность 0,1-0,5 т/Га.
Прудовое хозяйство: 0,5-1 т/Га.
УЗВ: 0,07-1 т/м2.

производство эксплуатация