Пошаговая инструкция построения фермы узв с нуля (часть 1)

Как получается газообразный компонент?

Технология преобразования жидкого компонента в газообразную предусматривает прохождение таких этапов:

1. Воздушные массы атмосферы сдавливаются компрессионным механизмом и пропускаются через емкость сушки. В последнем резервуаре влага отделяется до точки росы по воздуху.
2. Массы поступают в сеть фильтрации мембранной очистки, угольных установок.
3. Сухое вещество в сжатом виде подается в генератор, где протекает процедура выделения газа.
4. Отделенные компоненты в концентрации до 95% передаются в ресивер, а после в смеситель.
5. Происходит смешение газа с водой в нужной пропорции и подача обогащенной жидкости через нужный канал в конкретный резервуар.

Так создается нужная среда обитания для рыб на производстве, что обеспечивает эффективное разведение и прибыльность предприятия. По сравнению с первоначальной технологией, этот способ конвертации протекает быстрей, стоит меньше и дает результат за минимальное время. Уже не нужно устанавливать габаритный комплекс техники, так как весь процесс протекает в одной комплексной системе. Можно сэкономить на обслуживании технических мощностей, их ремонте и контроле со стороны персонала предприятия. Если ранее требовалось много специалистов, то с таким генератором процедура автоматизирована и нужно минимум работников.

УСТАНОВКИ ЗАМКНУТОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ КЛАССА «ХОББИ»

Есть еще одна сфера применения УЗВ, которая постепенно расширяется. Речь идет о небольших установках, не нацеленных на коммерческое использование. Владельцы таких установок не преследуют коммерческих целей и выращивают рыбу для себя, своих друзей и знакомых. Они могут позволить себе содержать рыбу при низких плотностях посадки, и это позволяет использовать более простые и дешевые системы водоподготовки.
Предлагаемая нами система водоподготовки на основе цеолитового фильтра отлично подходит для УЗВ такого типа. Цеолит служит прекрасным кондиционером для воды, он не только удаляет вредные вещества, но и насыщает воду сбалансированным набором минеральных веществ, придавая воде вкус свежести и чистоты. Не даром большинство предприятий, занимающихся производством пива и других напитков, используют цеолиты для предварительной водоподготовки. Выращиваемая в такой установке рыба будет свободна от пороков (реальных или мнимых), присущих рыбе, выращиваемой при больших плотностях посадки. А владелец такой установки будет уверен в том, что его рыба не содержит каких-либо добавок и антибиотиков.
Высокая степень автоматизации, применяемая в наших установках, не требует постоянного присутствия человека. Обычно для обслуживания системы достаточно всего одного часа в день. Такие трудозатраты имели место даже при промышленном выращивании осетров и клариевого сома. Если же в УЗВ будет выращиваться небольшое количество рыбы, то обслуживание системы потребует еще меньше времени.

Установка для получения 5 тонн мяса осетра в год

Особое внимание уделялось автоматизации и миниатюризации производства.  Описание УЗВ:

К зданию должны быть подведены следующие коммуникации:

• холодная вода,
• электроэнергия, 380 В,
• канализация, Øмин = 110 мм,
• отопление.

Многие проектировщики осетровых ферм используют методику выращивания осетра, предложенную Киселевым в 80-х годах прошлого столетия. В этой методике предполагается зарыблять бассейны 2 раза в год (через каждые 6 месяцев) и собирать урожай, соответственно, 2 раза в год.

У этой методики есть существенные недостатки. Не так просто получать малька осетра 2 раза в год с отставанием в 6 месяцев. Гораздо проще получать малька один раз в год. Еще один недостаток, это сбор урожая 2 раза в год. Хочется собирать урожай непрерывно, т.к. потребителям рыба нужна постоянно.

Василием Краснобородько разработана новая методика выращивания осетра, которая исключает  данные недостатки. Предлагается одноразовое зарыбление и непрерывный (ежедневный) сбор “урожая”. Данная технология дает возможность существенно уменьшить количество бассейнов, необходимых для выращивания того же количество осетра. Методика протестирована в Риге на нашей установке.Как Вы могли заметили, уважаемые читатели, наша УЗВ достаточно компактна. Это достигается применением нового метода выращивания осетров. Установка сертифицирована, получены все разрешения на выращивание рыбы. Испытана на выращивании осетра (сибирского и гибрида бестера), форели и угре.

Автоматика

Уровень автоматизации оговаривается с заказчиком.

В оборудование и программное обеспечение (с подпиской на обновление) входят: все датчики, контролер Siemens, дополнительные модули расширения, модуль SMS модема, модуль Интернета, панель оператора, высокоточные кормушки и электрика.

Пример расчета финансовой части проекта осетровника представлен в файле Exel: hk_st5 web.xls (53 Кб). Дан расчет себестоимости осетров и денежный поток на 10 лет.

Технологический проект состоит из одного тома. 99 страниц, не считая чертежей, фотографий и другого пояснительного материала. 75 иллюстраций и схем. На русском языке.

Формирование биопленки

Её формирование включает три этапа: поглощение молекул, необходимых для контакта бактерий, колонизацию субстрата пионерской группой бактерий, размножение и вторичное прикрепление (Characklis, 1981; Costerton, 1999). Фактически, бактериальные клетки фитопланктона обратимо прикрепляются к субстрату после обработки его поверхности органическими молекулами и минеральными веществами. На этом этапе наблюдается ингибирование синтеза и последующая потеря жгутиков, которые нарушают структуру биопленки. Неуклонно возрастает продукция экзополисахаридов, играющих важную защитную (повышают устойчивость к действию антибиотиков, дезинфицирующих средств и детергентов) и механическую роль (прикрепление к субстрату) (Watnik and Kolter, 2000; Michaud, 2007). После этого происходит деление клеток, увеличение объема биомассы и образование зрелой биопленки, имеющей эффективные внеклеточные коммуникации. Наконец, часть этой пленки шелушится, и высвобождаются свободные планктонные бактерии, которые захватывают новый свободный субстрат (Costerton, 1999; Ghigo, 2006).

На картинке стадии формирования биопленки бактерий

Эволюция оборудования отрасли

Изначально организации, занимающиеся разведением рыб, оборудовали предприятия хранилищами с жидким компонентом и газификаторами, которые конвертируют его в газовую форму. Но такие системы нуждаются в постоянном контроле специалистами, что достаточно затратно и сложно в условиях круглосуточной работы. Персонал должен был уметь работать с криогенным оборудованием, техникой высокого давления, зарегистрированной в государственной инстанции надзора.

Современные предприятия закупают адсорбционные генераторы, не нуждающиеся в заверении органами контроля. Техника проста в применении, мобильна, удобна и безопасна, что не требует задействовать большое число сотрудников и специалистов. С экономической точки зрения это выгодно и экономно для бюджета, так как бизнес автоматизируется и повышается его эффективность.

Наша продукция

Установка для получения 2 тонны икры в год

Проект предполагает получение икры не убивая самок, при помощи “сдаивания”.  Первая икра получается на 4 год (если выращиваются самок гибрида бестер аксайской породы от малька 10 грамм, возможен вариант покупки взрослых самок), выход на проектную мощность происходит на 8 год.В установке можно получать до 2 тонн черной икры не убивая самок, или 0,5 тонн черной икры убивая самок. Производительность икорника 2 т/год черной икры достигается при выращивании стерляди или гибрида бестер аксайской породы, т.к. они дают икру каждый год. При выращивании в икорнике сибирского или русского осетра производительность установки уменьшится до 1 т/год, т.к. они дают икру раз в два года. Также возможен комбинированный метод получения икры. При первом созревании самок икру получают методом “сдаивания”, не убивая самку. На следующий год икру получают методом забоя самки. В таком случае производительность будет около 1 тонны в год черной икры. Планирование и организации рыбоводных работ на УЗВ должен заниматься Ваш осетровод. Он определяет, какой вид осетровых лучше выращивать, из каких видов и какого возраста создавать маточное стадо и т.д. Он может выращивать в этой УЗВ сибирского или русского осетра, бестера, стерлядь и т.д. – выбор за владельцем фермы.Установка предназначена для культивирования осетровых видов рыб и состоит из 2 независимых УЗВ.Минимальный проектный «запас прочности» для всех ее критических параметров – 20%. Запас прочности гарантирует удержание системой фильтрации рабочих параметров воды в случае превышения расхода корма выше номинального. Для обеспечения управления работой установки, контроля за параметрами воды и процессом кормления нами разработана собственная система автоматики на базе контролера Siemens. Система автоматики позволяет сократить количество обслуживающего персонала, увеличить надежность работы установки, сократить потребление корма, электроэнергии и тепла. Автоматика ведется автоматическую запись и архивацию данных с любым интервалом. Существует система оповещения при авариях путем отсылки SMS сообщений на мобильный телефон

Особое внимание уделено надежности системы, дана инструкция для оператора УЗВ, что необходимо предпринимать в первую очередь в разных аварийных ситуациях

Описание УЗВ:

При строительстве с нуля, “в поле,” проект оценивается примерно в 1,5 миллион евро. В эту цену включена стоимость здания со всеми коммуникациями, системами вентиляции, отопления и охлаждения воды. Мы можем вписать установку в уже существующие помещения, если оно удовлетворяет нашим условиям.

К зданию должны быть подведены следующие коммуникации:

• холодная вода,
• электроэнергия, 380 В,
• канализация, Øмин = 200 мм,
• отопление.

Пример расчета финансовой части проекта осетровника представлен в файле Exel: hk_sc3_1 web.xls  Дан список оборудования с ценами и характеристиками, расчет себестоимости осетров. Расчет сделан из предположения, что все оборудование предполагается покупать в странах ЕС.Технологический проект состоит из двух томов.Первый том – 121 страница, не считая чертежей, фотографий и другого пояснительного материала. 76 иллюстраций и схем. Чертежи формата А3 – 12 шт. На русском языке.Второй том – 61 страница, не считая чертежей, фотографий и другого пояснительного материала. 57 иллюстраций и схем. Чертежи формата А3 – 12 шт. На русском языке.Разработаны технические (рабочие) проекты зданий со всеми внутренними коммуникациями для размещения икорника производительностью 1-2 т/год черной икры и УЗВ по выращиванию осетра на мясо производительностью 45 т/год. Проекты сделаны по нормам и правилам ЕС и РФ.В проектах применена оригинальная идея УЗВ с недорогой себестоимостью строительства, с расчетами метаболизмов осетра (разных возрастов) и мощности системы. Для минимизации площади здания в УЗВ используются большие бассейны прямоугольной формы.

Фотографии получения икры у осетровых рыб

1. Самки осетровых пород рыб на зимовке, 05.02.2008.

2. Ранняя сортировка осетров по полу на самок и самцов. Сортировку выполняет Василий Краснобородько.

Приобретение рыбы

Для начала необходимо обзавестись живностью. Для разведения используются мальки. Их приобретение – это первый этап деятельности. В первую очередь следует завести как минимум десять тысяч мальков. Почему так много? Дело в том, что даже при наличии опытных специалистов их падеж достигает около 60 % от общего количества. Уменьшить это значение возможно, но дело это сложное и затратное. Благо, стоимость их составляет около 20 рублей за штуку, а вес – несколько грамм. Поэтому с их приобретением и транспортировкой проблем возникнуть не должно.

Кстати, на первых рыбках лучше не экономить. Конечно, даже если купить вяленьких мальков и обеспечить им хорошие условия, то со временем они поправятся. Но вот будет потеряно время, больше потребуется средств на их обслуживание, да и о падеже не следует забывать. Поэтому на качестве лучше не экономить.

Оксигенация и озонирование воды

При таком подходе на каждый миллиграмм озона в воду вводится 10-15 мг кислорода. Делается такое озонирование вместе с системой осксигенации путём врезания в линию кислорода генератора озона. Современные генераторы озона позволяют электрическим путём регулировать производство озона от 0 до 100% их производительности. Таким образом, можно регулировать дозу озона в зависимости от загрязнённости воды так чтобы не вызвать отравление остаточным в воде озоном рыбы и получать нужную степень обеззараживания и очистки.

Второй вид озонирования является в чём-то аналогом флотации для морской воды. При этом пресная вода пенится гораздо хуже морской, поэтому для того чтобы она пенилась, используется озоно-водушная смесь (чаще всего разбавленная воздухом озоно-кислородная смесь), мелкодисперсные озоностойкие распылители и другая конструкция реакторов чем для флотаторов (протеин-скимеров) морской воды. Такая обработка воды не насыщает её растворённым кислородом выше 100% и не гарантирует высокой степени обеззараживания или окисления нитритов, зато она даёт эффект удаления мелкодисперсных и коллоидных загрязнений и делает воду прозрачной при относительно небольших затратах электроэнергии.

Биологическая фильтрация

Биологический фильтр

Одним из ключевых звеньев рециркуляционной системы выступает биологический фильтр. Обычно он состоит из цилиндрического реактора, где располагается наполнитель, предназначенный для увеличения контактной поверхности и обеспечения роста бактерий (Avnimelech, 2006; Gutierrez-Wing and Malone, 2006).

Независимо от типа системы (морская или пресноводная, мелкий аквариум или крупная ферма), биофильтр осуществляет аэробные и анаэробные процессы с целью удаления загрязнений в форме аммония, углекислого газа. Аммоний продуцируют рыбы, а углекислый газ образуется из несъеденного корма и фекалий (Schreier et al., 2010).

Традиционно биофильтр характеризует объем субстрата (м3), входящего в него, либо соотношение площадь поверхности субстрата к его объему (м2/м3) (Drennan et al., 2005). Сегодня рынок наполнителей очень разнообразен и включает песок, ракушки, керамзит, пластиковый материал.

Выбор подходящего биофильтра сказывается на вложениях и операционных затратах УЗВ, качестве воды и эффективности обработки воды.

Бассейны

В первую очередь необходимо позаботиться об оборудовании, с помощью которого обеспечивается содержание рыбы. Безусловно, на первом месте здесь находятся бассейны. Зависимо от их стоимости, емкости и производителя этот пункт потянет как минимум на два миллиона рублей. Для использования подойдут следующие емкости:

1. Каркасные конструкции.
2. Полипропиленовые.
3. Из керамической плитки.
4. Металлические емкости, покрытые эмалью.
5. С капитальными бетонными стенами.

Чтобы выращивать рыбу до 300 грамм, необходимо позаботиться о бассейне прямоугольной или круглой формы. Достаточно, чтобы он был диаметром 1,6 м, а глубиной до 90 сантиметров. Для тех рыбок, чей размер колеблется от 0,3 кг до 2 кг, следует обеспечить бассейн с параметрами 2,2 м и 1,3 м. Следует учитывать, что 1 квадратный метр позволяет выращивать до 60 килограмм осетра. Необходимо позаботиться о том, чтобы осетр жил в благоприятных условиях. Для него необходимо поддерживать температуру на уровне 18-20 градусов Цельсия. Поэтому зимой необходим подогрев, а летом – охлаждение. Для этого в системе предусматривается возможность использования теплообменника.

Сезонность насыщения водоемов оксигеном

Потребность в обогащении у основных классов рыб, выращиваемых в водоемах, в половину больше от максимальной аэрации естественного типа (воздух, солнце). При недостатке оксигена в жидкости обитатели испытывают снижение аппетита, что плохо сказывается на их росте, размножении, развитии и здоровье. В среднем в теплое время года уровень концентрации должен составлять 6–8 мг/л, а в холодные периоды — 12–13 мг/л. За счет панели управления оборудования изменять показатель просто за счет автоматизированных опций.

Однако подбор установки осуществляется с учетом типа водоема. Для закрытых сетей поддерживать показатель необходимо круглый год в одном диапазоне для конкретного семейства рыб. Для открытых систем это не подходит, а потому степень насыщения меняется с изменением климата.

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ

В том случае, если вы также сделали выбор в пользу УЗВ, необходимо обратить внимание на ключевые моменты работы с системой, от которых и будет зависеть успех или провал данного начинания. Ниже мы приведем их перечень в порядке значимости, составленный на основании нашего многолетнего опыта работы с рыбоводными системами данного типа, а также наблюдений за работой других УЗВ, с которыми нам приходилось сталкиваться за последние 45 лет

1. Квалификация обслуживающего персонала.

Специалист, работающий на УЗВ, должен знать биотехнику выращивания культивируемого объекта, свободно ориентироваться в гидрохимии, включая проведение анализов и оценку их результатов, болезнях рыб, процессах механической и биологической очистки (аммонификация, нитрификация, денитрификация), разбираться в электротехнике и быть хорошим инженером. Найти универсального специалиста практически невозможно, а держать нескольких специалистов может только крупное и рентабельное предприятие. Альтернатива – стать специалистом самому. При этом совершенствовать свои знания придется не один год.

2. Обеспечение кислородом

Теоретически и практически можно спроектировать УЗВ, которое будет работать без использования технического кислорода, однако рыбоводные и экономические показатели такой установки вряд ли удовлетворят заказчика, особенно если установка имеет мощность до 10-15 тонн в год. Правильное применение чистого технического кислорода позволяет:

• радикально повысить надежность системы в плане выживаемости рыбы;
• сократить объемы перекачиваемой воды внутри системы;
• увеличить плотность посадки;
• добиться максимального прироста в расчете на единицу корма;
• существенно повысить качество воды и интенсивность биоочистки;
• избавиться полностью или частично от неприятных запахов и привкусов воды;
• снизить в итоге объем подпиточной воды и затраты на ее подогрев;

3. Сбыт продукции

Необходимо иметь 100%-ю уверенность в том, что выращенная продукция найдет свой сбыт по приемлемым ценам и срокам. Объем гарантированного сбыта должен превышать мощность УЗВ.

4. Качество посадочного материала

Исправить ошибки, связанные с закупкой и доставкой посадочного материала, практически невозможно. Надо помнить, что рыбоводные предприятия иногда (=часто) продают на сторону отсортированных тугорослых особей, нередко с теми или иными заболеваниями. Здесь вам потребуются знания ихтиопатолога и (или) уверенность в порядочности вашего поставщика. В достоверности данных от Госветслужбы рекомендуем убедиться лично, путем обследования закупаемой рыбы.

5. Корма

В УЗВ можно использовать только высококачественные и соответственно дорогие корма, специально предназначенные для таких установок. Проводить эксперименты по созданию собственных кормов с целью их удешевления настоятельно не рекомендуется. Использование пастообразных кормов в условиях УЗВ не допустимо. Периодически надо проверять перекисное число (основной показатель, характеризующий свежесть кормов) применяемых кормов, при этом поставщик должен знать, что вы это делаете.

6. Источник водоснабжения

Хотя в аббревиатуре УЗВ использовано слово «замкнутого», в действительности в большинстве установок ежесуточная подмена воды составляет от 10 до 20% от всего объема системы. Необходимость быстрой подмены значительной части воды возникает довольно часто, особенно при нарушениях в работе системы водоочистки. В связи с этим источник водоснабжения должен гарантированно обеспечивать возможность подмены, как минимум, 30 % воды в сутки, при этом нужна вода высокого качества, пригодная для подачи в систему без дополнительной подготовки.

7. Живорыбный транспорт

Собственный живорыбный транспорт существенно расширяет возможности сбыта, облегчает доставку посадочного материала. Для УЗВ, используемой в качестве базы передержки, он просто необходим как ключевой элемент технологического процесса.

Есть и другие важнейшие ключевые моменты, но их рассмотрение не входит в задачи настоящей статьи.

Особенности обогащения воды закрытых систем

Для замкнутых водоемов нужно поддерживать постоянный уровень оксигена по заданному уровню для каждого бассейна. Поэтому генератор — это дальновидное решение, которое в автоматизированном режиме сможет ответить качество среды обитания. С помощью смесителей и датчиков установка определяет показатель и регулирует степень обогащенности, проанализировав данные. Это упрощает уход за обитателями, и минимизирует возникновение неблагоприятных условий проживания для них.

В качестве дополнительных функций некоторые модели генераторов могут комплектоваться системами добычи озона. С помощью этого элемента можно удалять с дна загрязнения и результаты жизнедеятельности организмов. Такое решение в качестве оборудования для производства сделает его современным, удобным и результативным.

Удобство контроля и сбора данных достигается за счет продуманного функционала установки. Информация по каждой точки подачи, смесителю и датчикам передается на компьютерную технику, где все данные фиксируются, автоматически обрабатываются и сохраняются в документах.

Оксигенатор

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. Преимуществом шахтных оксигенаторов являются низкие расходы на перекачивание воды, но их установка является сложной и более дорогостоящей.

УЗВ

Техника и инвентарь в аквакультуре

Выращивание рыбы

Что эффективнее для выращивания рыбы — садки или УЗВ

Где выращивать рыбу перспективнее для бизнеса — в садках или в УЗВ? Этот вопрос давно перестал быть насущным для профессионалов, которые проводят в жизнь коммерческий подход к разведению пресноводной рыбы. Но 50% предпринимателей до сих пор не определились с выбором оборудования. Разъясняем ситуацию с помощью специалистов.

Мировой опыт и отечественные реалии

Главный специалист по промышленному разведению рыбы в Москве Ласар Тауфик убежден, что садковое хозяйство уходит в глубокое прошлое. Будущее, по мнению генерального директора ООО «Крафт Тау» (предприятие зарегистрировано в Сколково и специализируется на пресноводном рыбоводстве) за установками замкнутого водоснабжения. Причем это касается не только пресноводного рыбоводства, но и разведения морских пород.

Несмотря на широкое распространение инновационных системУЗВмногие до сих пор пользуются садковыми системами разведения

Опыт показывает, что использование садков недостаточно выгодно, даже принимая во внимание относительно высокую скорость роста поголовья в садково-фермерских условиях.

Зарубежная практика показывает, что:

• В условиях северных вод (Норвегия) в результате использования садковых ферм в течение 15 лет под ними образовывается 6-ти метровый слой отходов, в которых массово обитали паразиты, наносящие вред поголовьям, растущим в садках.
• В южных водах (Чили) из-за повышенной температуры среды эта же ситуация возникла через 9 лет активной эксплуатации садковых ферм, что привело к активному патогенезу и масштабным инвазиям, сводящим годное к реализации поголовье до минимума.

Отдельные специалисты в лице Сергея Яковлева («Главрыбвод» г. Волгоград) и Владимира Мазанова («Марикультура» г. Мурманск) считают, что однозначно утверждать о преимуществе УЗВ нельзя. По мнению этих высококвалифицированных и опытных профи холодноводные породы рыбы лучше чувствуют себя и активнее развиваются как раз в садках. К этому располагает высокая интенсивность течения, которая снижает скорость окислительных процессов.

Да, в определенных условиях в садках рыба растет быстрее. Но, если подсчитать затраты на приобретение корма (на 20% выше, чем в обеспечении поголовья, размещенного в УЗВ), затраты на доставку корма и чистку садков, экологичность процесса и продукта, выгода от использования замкнутых систем превышает показатели садково-фермерского хозяйства. Практика в отечественных условиях показывает, что 90% пород быстрее растет в УЗВ.
Выбирая способ разведения требуется тщательный расчет, касающийся конкретных условий и конкретной породы продукта.