Курсовая работа: Рыбоводно-технологическое обоснование для индустриального комплекса по производству товарного африканского сома

2. Модуль подращивания молоди до 200 г;

3. Модуль выращивания товарной рыбы до 1,2 кг;

Произведем расчет конечной потребности кормов в трех модулях:

1 Модуль

Для кормления будут использоваться корма ALLER CLARIA FLOAT (2мм). Согласно кормовой таблице суточный рацион молоди при температуре воды 26 составляет 5,67 кг корма на 100 кг рыбы. Исходя из наших предыдущих расчетов общая биомасса 30-грамовой молоди составляет 10911,15 кг, поэтому общее ежесуточное потребление кормов составит 618,6 кг.

10911,15Ч5,67ч100=618,6 кг

2 Модуль

Для кормления будут использоваться корма ALLER CLARIA FLOAT (4,5мм). Согласно кормовой таблице суточный рацион молоди при температуре воды 26 составляет 2,79 кг корма на 100 кг рыбы. Исходя из наших предыдущих расчетов общая биомасса молоди составляет 68376,4 кг, поэтому общее ежесуточное потребление кормов составит 1907,7 кг.

68376,4Ч2,79ч100=1907,7 кг

3 Модуль

Для кормления будут использоваться корма ALLER CLARIA FLOAT (8мм). Согласно кормовой таблице суточный рацион товарной рыбы при температуре воды 26 составляет 1,39 кг корма на 100 кг рыбы. Исходя из наших предыдущих расчетов общая биомасса товарной рыбы составляет 400000 кг, поэтому общее ежесуточное потребление кормов составит 5560 кг.

400000Ч1,39ч100=5560 кг

4.4 Технология замкнутого водоснабжения

Установка замкнутого водоснабжения

Одной из наиболее перспективных технологий выращивания рыбы является - УЗВ (установка замкнутого водоснабжения). Ее технологические возможности позволяют выращивать рыбу круглогодично, избегая при этом массовой гибели мальков или взрослых особей. Ко всем достоинствам метода разведения рыбы в УЗВ, можно отнести тот факт, что выход товарной рыбы с метра площади по сравнению с традиционным способом увеличивается в несколько раз. Установить УЗВ можно где угодно, в то время как обычный пруд будет зависеть от рельефа местности и наличия грунтовых вод [7].

Как происходит разведение рыбы в установках замкнутого водоснабжения:

Рыбу поселяют в специальный бассейн, в котором установлены различные приборы для поддержания оптимального уровня всех важных для жизнедеятельности рыб компонентов. Чтобы рыбы не болели, и их жизненный цикл не нарушался, вода должна регулярно фильтроваться и обогащаться кислородом. Такие условия имитируют естественные, сохраняя здоровье рыб и не сказываясь негативно на их размножении. Для конкретного вида рыбы должен поддерживаться определенный температурный режим. Такие манипуляции стимулируют рыбу потреблять больше корма, а это в свою очередь положительно влияет на скорость роста мальков [7].

Составляющие УЗВ:

- Бассейн

- Механические фильтры

- Оборудование для денитрификации

- Биофильтры

- Насосы

- Обеззараживание

- Подогрев воды

- Оксигенатор

Все эти компоненты крайне важны для работы установки, потому что правильно подобранное, бесперебойно функционирующее оборудование - это залог успешной работы всей системы [7].

Бассейн. Это основной компонент комплекса УЗВ, потому что именно с его установкой и размещение связаны основные хлопоты по разведению рыб. Бассейны бывают трех типов. Наиболее распространены круглые, так как что они удобны и просты в эксплуатации из-за их эргономичной формы. В них возникают потоки воды, похожие на те, что имеются в естественных условиях, которые способствуют лучшему ее очищению. Также работают и овальные и квадратные бассейны. Благодаря улучшенной рециркуляции загрязненная вода почти сразу убирается из резервуара. Эти три формы лучше всего подходят для разведения рыб в условиях УЗВ. Прямоугольные бассейны самостоятельно практически не очищаются. При этом они неплохо экономят площадь. Если место в крытом помещении ограничено, то, установив прямоугольный бассейн, можно сэкономить пространство [7].

Механические фильтры. Отработанную воду, которая губительна для здоровья рыб, необходимо очищать от взвешенных в ней частиц. Поэтому сразу жидкость с продуктами их жизнедеятельности попадает в механический фильтр. Чаще всего используют фильтр барабанного типа, он наиболее прост и надежен в эксплуатации. Конечно, для повышения эффективности работы, его нужно периодически промывать. Чтобы структура частичек воды не была нарушена и соответствовала биологическим показателям, необходимо обеспечить подачу воды к фильтру самотеком. Такой способ не вызывает разрушения частиц находящихся в воде и способствует лучшей ее очистке [7].

Биологические фильтры. В воде бассейна накапливается множество вредных веществ, которые могут погубить все поголовье рыб, при большой концентрации. К таким соединениям относятся аммонийный азот. Он образуется вследствие жизнедеятельности рыб и разложения остатков корма. Для их удаления вредных компонентов, в воду помещают в специальный резервуар. На размещенных в воде элементах живут колонии бактерий, которые очищают воду. Это биологический способ очистки, который так же безопасен для жизнедеятельности рыб. Чтобы и бактерии чувствовали себя хорошо и имели возможность питаться, вода подвергается аэрации. Таким образом, очистка заметно ускоряется. Кроме того, кислородом также удаляются излишки углекислого газа [7].

Насосы. Для нормальной циркуляции воды, необходимо обеспечить забор отработанной жидкости и приток свежей чистой воды. Для этих целей применяют насосы. В среднем к каждой порции воды выбранной из резервуара с рыбой необходимо добавлять 5-15 % свежей воды. Эти расчеты довольно приблизительны, поэтому рассчитывать соотношение вод необходимо в индивидуальном порядке [7].

Денитрификация. При содержании рыбы, особенно осетровых пород, в воде скапливается излишки нитратов. Для снижения концентрации нитратных соединений в воде применяются определенные меры. Это может быть как вливание каждые сутки определенного объема свежей воды, так и пропускание использованной воды через денитрификатор. Принцип работы денитрификатора мало чем отличается от обычного биофильтра. Разница в том, что относится к фильтрам закрытого типа. Бактерии, которые живут в фильтре, разлагают нитраты на свободный азот. А он в свою очередь, будучи инертным газом, уже не вступает в реакции и выводится из воды. Процесс проходит при подпитке воды углеродами. Конечно, пропускная способность такого фильтра невысокая. Именно поэтому через него пускают только часть потока воды. Однако это дает возможность поддерживать уровень нитратов в воде на необходимом биологическом уровне [7].

Обеззараживание. В большинстве УЗВ комплексов используется двухступенчатое обеззараживание воды с переменным применением двух методов очистки. Сначала производится облучение ультрафиолетовыми лампами. На втором этапе вода озонируется. Все эти манипуляции максимально снижают вероятность попадания в бассейны опасных микроорганизмов [7].

Подогрев и оксигенация. В процессе очистки вода охлаждается, поэтому перед подачей в резервуар с рыбой ее следует нагреть до необходимой температуры. Также требуется обогатить воду кислородом. В воде, которая насыщена кислородом рыба меньше тратит энергии на процесс дыхания и следовательно быстрее растет [7].

Кормление. От питания напрямую зависит рост рыбы. В комплексах УЗВ применяют высокопитательные комбикорма. Состав кормов подбирается исходя из породы рыб. Кормление производится со специальных кормушек [7].

Основные этапы биологической очистки

Биосорбция - процесс скоростного изъятия загрязнений как первый этап очистки осуществляется по двум направлениям. Во первых, адгезионно-сорбционное изъятие на прикрепленный к субстрату биоценоз, и во-вторых, сорбция биопленкой, движущейся с потоком очищаемой жидкости [7].

Аммонификация. Загрязнения, поступающие из рыбоводных бассейнов на биологическую очистку, состоят из растворенной фракции (NH₄+- NH₃) и взвешенных веществ (фекалий, остатки корма, погибшая рыбы и т.д.). Часть взвешенных веществ, попадающих в среду с достаточным содержанием кислорода, при ферментативном воздействии биопленки, окисляется с выделением аммония [7].

Процесс аммонификации не изменяет щелочности воды, но может уменьшать pH воды в результате накопления СО₂. Скорость аммонификации в основном зависит от температуры и содержания кислорода в воде. pH воды должна лежать в пределах от 5 до 9 [7].

Нитрификация. После того как органические соединения переведены гетеротрофными бактериями в неорганическую форму, биологическая очистка вступает в следующую стадию, получившую название «нитрификация». Под этим процессом понимают биологическое окисление аммония до нитритов и нитратов. На практике нитрификацию осуществляет очень ограниченная группа автотрофных микроорганизмов. Процесс проходит в два этапа. На первом этапе аммоний окисляется до нитрата под действием бактерий Nitrosomonas. Затем нитрит окисляется до нитрата под действием другой группы бактерий Nitrobacter. На этот процесс также оказывают влияние бактерии родов Nitrospira и Nitrosocystis [7].

Денитрификация. Аналогична нитрификации, как биологический процесс. В результате денитрификации, конечный продукт нитрификации - нитрат, превращается в газообразный азот. Процесс этот анаэробный, так как в роли окислителя выступает нитрат [7].

Способы и сооружения механической очистки

Механическая очистка - это выделение из загрязненных вод нерастворенных грубодисперсных примесей, имеющих минеральную и органическую природу. Для этого применяются следующие методы:

Процеживание - задержание наиболее крупных загрязнений и частично взвешенных веществ на решетках и ситах [7].

Отстаивание - выделение из сточных вод взвешенных веществ под действием силы тяжести на песколовках (для выделения минеральных примесей), отстойниках (для задержания более мелких оседающих и всплывающих примесей), а также нефтеловушках, масло и смолоуловителях. Разновидностью этого метода является центробежное отстаивание, используемое в гидроциклонах и центрифугах [7].

Фильтрование - задержание очень мелкой суспензии во взвешенном состоянии на сетчатых и зернистых фильтрах [7].

При неравномерном образовании производственных сточных вод перед подачей на очистные сооружения их усредняют по расходу и концентрации в усреднителях различной конструкции [7].

Метод отстаивания вместе со сбраживанием осадков используется в комбинированных сооружениях для очистки небольших количеств сточной воды септиках, двухъярусных отстойниках и осветлителях-перегнивателях.

В настоящее время как самостоятельный метод механическую очистку применяют редко. Такая возможность существует, если при использовании только механической очистки по условиям сброса в водоем обеспечивается необходимое качество воды (для производственных сточных вод - повторный возврат в технологический процесс) [7].

В основном же механическую очистку используют как предварительный этап перед биологической очисткой или в качестве доочистки стоков.

Механические фильтры бывают: [7]

- Сетчатые - неподвижные, вращающиеся;

- Гравитационные - горизонтальные отстойники, вертикальные отстойники, гидроциклоны, центрифуги;

- Объемно-пористые - песчано-гравийные, с плавающей загрузкой;

- Флотационные.

По методическим указаниям Барулина Н.В. произведем расчет загрязнений в воде в УЗВ для 1-ого, 2-ого и 3-его модулей индустриального комплекса.

1. Рассчитываем содержание азота в корме N_к, г N / кг.

N_к =(П Ч10 Ч16) / 100;

Где П - содержание протеина в корме, %.

2. Рассчитываем содержание азота в фекалиях N_ф, г N/кг:

N_ф =(N_к ЧФ) / 100;

Где N_к - содержание азота в корме, г N/кг корма (N Feed content) - обычно в среднем 16 % от содержания протеина в корме;

Ф - доля фекалий, % (Feed waste) - обычно в среднем 1 % от общего количества съеденного корма.

3. Рассчитываем содержание общего выделяемого азота с кормом N_в, г N/кг:

N_в =N_к ЧКК;

Где N_к - содержание азота в корме, г N/кг корма (N Feed content) - обычно в среднем 16 % от содержания протеина в корме;

КК - кормовой коэффициент (Feed conversion ratio (FCR)).

4. Рассчитываем содержание азота в не перевариваемом корме N_н, г N/кг:

N_н. =(N_в Ч (100 - П_у)) / 100;

Где N_в - общий выделяемый азот с кормом, г N/кг рыбы (Amount allocated via feed);

П_у - усвояемость протеина рыбой, % (Digestibilit) - обычно в среднем 93 %.

5. Рассчитываем содержание твердой фракции азота N_т, кг:

N_т =(N_ф+(N_н / КК)) Ч К_о;

Где N_ф - содержание азота в фекалиях, г N/кг рыбы (Content N in feed waste);

N_н - содержание азота в неперевариваемом корме, г N/кг рыбы (Undigested N);

КК - кормовой коэффициент (Feed conversion ratio (FCR));

К_о - общая масса используемого корма за год (или период выращивания), т (Amount applied).

К_о =(M_к - M_нач) Ч КК