Circular Tank RAS taikymas akvakultūroje
0. Įvadas
Akvakultūros pramonė yra gyvybiškai svarbus nacionalinio ekonomikos augimo sektorius. Tačiau, siekiant didesnės ekonominės naudos, jos mastai ir toliau plečiasi, ji susiduria su daugybe iššūkių, įskaitant aplinkos taršą, vandens išteklių švaistymą ir atsiliekančius technologinius atnaujinimus. Todėl Circular Tank Recirkuliacinės akvakultūros sistemos (RAS) technologijos įdiegimas yra ypač svarbus. Ši technologija veiksmingai patenkina vandens išteklių perdirbimo poreikį ir išnaudoja jo aplinkosaugos pranašumus, padeda išspręsti iškilias tradicinių ūkininkavimo metodų problemas ir taip skatina tvarią akvakultūros pramonės plėtrą.
1. Circular Tank RAS principai ir privalumai
1.1 Techniniai principai
Žiedinis rezervuaras RAS – tai moderni, ekologiška akvakultūros technologija, apjungianti žiedinių rezervuarų konstrukcines charakteristikas su vandens cirkuliacijos ir valymo sistema. Jis įveda kultūrinį vandenį į uždarą -kilpą ir palaiko nuolatinį vandens srautą. Šis vanduo yra apdorojamas keliais etapais, ne tik patenkinant vandens perdirbimo poreikius, bet ir optimizuojant akvakultūros aplinką.
Sistemos veikimo metu kultūrinis vanduo pirmiausia{0}}apdorojamas naudojant filtravimo sistemą, kurioje fiziniais arba cheminiais metodais pašalinamos priemaišos, pvz., skendinčios kietosios medžiagos ir organinės medžiagos. Iš anksto nufiltruotas vanduo patenka į sedimentacijos rezervuarą, kuriame didesnės dalelės ar suspenduotos medžiagos nusėda toliau, veikiant gravitacijai, valydamos vandenį. Tada vanduo patenka į oksidacijos tvenkinį, kuriame mikrobų skaidymasis suskaido kenksmingas medžiagas, padidina ištirpusio deguonies (DO) kiekį ir sukuria tinkamą aplinką auginamoms rūšims.
Palyginti su tradicine akvakultūra, apvalios talpyklos RAS taikymas veiksmingai sprendžia vandens atliekų ir aplinkos taršos problemas, sustiprina ūkininkavimo aplinkos kontrolę, leidžia organizmams klestėti sveikoje aplinkoje ir visapusiškai pagerina akvakultūros efektyvumą ir kokybę.
1.2 Techniniai pranašumai
(1) Veiksmingas vandens kokybės valdymas: vandens srautas sudaro sūkurį išilgai rezervuaro sienelių, todėl pašarų ir išmatų likučiai automatiškai susikoncentruoja ir išleidžiami per centrinį kanalizaciją. Tai apsaugo nuo teršalų kaupimosi dugne ir sumažina vandens taršos riziką. Kartu su recirkuliacine valymo sistema padidina vandens stabilumą ir valdymą.
(2) Tinka didelio{0}}tankio ūkininkavimui: cirkuliuojantis vandens srautas užtikrina tolygų deguonies difuziją. Kartu su dugno aeravimo arba reaktyviniu deguonies tiekimo įrenginiu galima palaikyti optimalų ištirpusio deguonies lygį. Ši sistema yra palankesnė didelio-tankumo ūkininkavimui, palyginti su tradiciniais tvenkiniais, padidindama derlių iš vandens tūrio vieneto.
(3) Aplinkai nekenksmingas išteklių naudojimas: Apvalus bakas RAS perdirba ir pakartotinai naudoja vandenį per savo sistemą, sutaupydamas daugiau nei 80 % vandens, palyginti su tradiciniais metodais. Be to, ūkininkavimo metu susidarančius teršalus galima surinkti ir paversti vertingomis organinėmis trąšomis, išvengiant vandens telkinio užteršimo dėl tiesioginio išleidimo pavojaus.
2. Pagrindiniai žiedinio tanko RAS techniniai aspektai
2.1 Vandens kokybės valdymo technologija
Veiksmingas vandens kokybės valdymas yra pagrindinis privalumas. Vandens cirkuliacijos sistema yra labai svarbi, nes naudojant didelio-efektyvumo siurblius galima pasiekti daugiau nei 3 pilnus vandens ciklus per 24 valandas, kartu su mechaniniu filtravimu, siekiant pašalinti suspenduotas kietąsias medžiagas. Be to, nitrifikuojančių bakterijų pridėjimas biofiltravimui arba aktyvuotos anglies naudojimas toksinams adsorbuoti padeda palaikyti tinkamus pagrindinius parametrus, tokius kaip amoniakinis azotas, pH ir DO.
(1) Stebėjimas realiuoju laiku: sumontuokite stebėjimo įrangą (pH matuoklius, DO jutiklius, temperatūros jutiklius) aplink rezervuarus, kad galėtumėte rinkti duomenis realiuoju laiku. Jutikliai turi būti reguliariai kalibruojami ir prijungiami prie centrinės valdymo sistemos. Sistema turėtų siųsti įspėjimus, kai parametrai viršija iš anksto nustatytas reikšmes.
(2) Vandens cirkuliacija ir filtravimas: įdiekite didelio{0}}efektyvumo siurblius pagal konstrukcijos specifikacijas. Tinkamai tiksliai naudokite mechaninius filtrus ir reguliariai juos valykite/keiskite. Sujunkite su biofiltrais ir pridėkite nitrifikuojančių bakterijų, kad padidintumėte organinių medžiagų skaidymą.
(3) Ištirpusio deguonies kontrolė: bako apačioje sumontuokite deguonies tiekimo įrangą (pvz., mikroporinius difuzorius, deguonies generatorius) ir sukalibruokite jų veikimo parametrus, kad išlaikytumėte optimalų dujų srautą ir DO lygius.
(4) Temperatūros reguliavimas: sumontuokite šildytuvus arba aušintuvus, kad vandens temperatūra būtų stabili (pvz., 22–26 laipsnių). Reguliariai kalibruokite temperatūros jutiklius ir naudokite temperatūros valdymo įrangą, kad prireikus reguliuotumėte vandenį.
2.2 Šėrimo valdymo technologija
2.2.1 Pašarų sudėtis
Kad užtikrintumėte subalansuotą mitybą, paruoškite pašarą pagal rūšies mitybos poreikius skirtingais augimo tarpsniais. Pavyzdžiui, suaugusiems ešeriams pašaruose žalių baltymų turėtų būti 40–45%, o riebalų – 10–12%. Naudokite aukštos-kokybės ingredientus, pvz., žuvų miltus, sojų miltus, kukurūzus, žuvų taukus ir sojų aliejus. Kurdami mokslines formules naudokite specializuotą programinę įrangą. Sumaišykite ingredientus ir supjaustykite į granules, tinkamas rūšiai vartoti (pvz., maksimalus skersmuo ne didesnis kaip 3 mm). Reguliariai tikrinkite gatavą pašarą, kad užtikrintumėte kokybę.
2.2.2 Šėrimo būdai
Kasdienį šėrimo kiekį nustatykite pagal gyvulių dydį ir augimo greitį. Įstatykite automatinius tiektuvus prie rezervuaro krašto, kad paskirstytumėte tolygiai, ir moksliškai sureguliuokite šėrimo tūrį ir dažnį pagal biomasę ir augimo stadiją. Nedelsdami sureguliuokite, jei pastebėsite neįprastą elgesį arba šėrimo reakcijos pokyčius.
Įdiekite kameras, kad galėtumėte stebėti maitinimo procesą ir nustatyti tokias problemas kaip netolygus pasiskirstymas ar atliekos. Reguliarus šėrimo elgsenos stebėjimas yra pagrindas tiksliai-derinti.
2.3 Augimo stebėjimo technologija
Reguliariai imkite mėginius (pvz., mažiausiai 30 žuvų), kad išmatuotų ilgį ir svorį. Įrašykite duomenis į valdymo sistemą, kad automatiškai sukurtumėte augimo kreives ir svorio pasiskirstymo diagramas. Tai leidžia intuityviai įvertinti augimo tendencijas ir sveikatą, o tai leidžia tobulinti valdymą.
Koreguokite pašarų formules ir racionus pagal augimo duomenis. Jei augimo tempai nesiekia lūkesčių, išanalizuokite priežastis ir imkitės veiksmingų priemonių šėrimo dažnumui, tūriui ir formulei kontroliuoti.
2.4 Ligų prevencijos ir kontrolės technologija
Kad išvengtumėte masinio mirtingumo, taikykite ligų kontrolės strategijas, pagrįstas gyvūnų sveikatos būkle.
Kasdien vykdykite aplinkos, žuvų sveikatos ir vandens kokybės karantiną. Naudokite mikroskopus, tyrimų rinkinius ir kt., kad anksti aptiktumėte patogenus, kad būtų galima laiku įsikišti.
Naudokite profilaktinius gydymo būdus (pvz., antibiotikus, anti-parazitinius vaistus) pagal instrukcijas ir žuvies būklę, griežtai kontroliuodami dozę ir dažnumą.
Ligos protrūkio atveju nedelsiant izoliuokite paveiktus padalinius, atlikdami išsamų tyrimą diagnozuokite priežastį ir įgyvendinkite tikslinius gydymo būdus (pvz., vandens cirkuliacijos reguliavimas, specifinių terapijų naudojimas), kad sustabdytumėte plitimą.
3. Taikymo atvejo analizė
3.1 Projekto apžvalga
Regioniniame „Circular Tank RAS + Aquaponics“ projekte yra apie 160 m³ kultūrinio vandens, iš kurių 110 m³ vertikalioms hidroponinėms daržovių vietoms, 65 m³ substrato sodinimui ir 25 m³ centralizuotam vandens valymui. Palyginti su tradiciniais metodais, šis modelis turi pranašumų, pvz., mažesnio ploto, lanksčios montavimo ir stiprios savaiminio-išsivalymo galimybės, todėl žuvims sukuriama geresnė aplinka ir sumažėja vandens kokybės rizika.
3.2 Konkretus pritaikymas projekte
(1) Vandens tvarkymas: Cirkuliuojantis vanduo surenka ir nusodina dideles atliekų daleles. Mikro-ekrano filtras pašalina šias kietąsias daleles. Filtruotas vanduo patenka į biofiltrą, kuriame terpėje esančios nitrifikuojančios bakterijos amoniaką ir nitritus paverčia nitratais, kad augalai galėtų pasisavinti. Išgrynintas vanduo grąžinamas į žuvų rezervuarus, dalis nukreipiama į daržovių hidroponiką, o dalis dezinfekuojama prieš vėl{4}}paleidžiant į apvalius rezervuarus.
(2) Šėrimo valdymas: įdiekite tikslią šėrimo kontrolę. Pavyzdžiui, kai žuvis ~3 cm, dienos pašaras yra 8–10% kūno svorio; esant 5–6 cm, sumažėja iki 5–6%. Koreguokite dažnį pagal augimo stadiją. Stebėkite šėrimo reakciją po kiekvieno šėrimo; jei lieka daugiau nei 10%, kitą šėrimą sumažinkite 10%.
(3) Augimo stebėjimas: sutelkite dėmesį į augimo greitį, kad galėtumėte kontroliuoti tankį. Imti mėginius ir sverti kas 20 dienų. Jei augimas lėtas, patikrinkite vandens kokybę arba pakoreguokite pašaro sudėtį. Kontroliuokite tankumą iš pradžių sukaupdami atitinkamą skaičių atsargų ir padalydami atsargas, kai atitinka dydžio standartus, kad išvengtumėte problemų dėl perpildymo.
(4) Ligų prevencija: kasdien atlikite tvenkinių patikrinimus ir aplinkos tvarkymą. Naudokite stebėjimo platformą, kad stebėtumėte žuvies būklę (pvz., nenormalią spalvą, paviršių) ir vandens išvaizdą (pvz., putos, tamsi spalva). Naudokite šią informaciją tikslinei prevencijai ir gydymui.
3.3 Taikymo rezultatai
Buvo optimizuotas modelis „Circular Tank + Greenhouse“. Žuvų nuotekos per mikro-ekraną atskiriamos kietu{2}}skysčiu; atskirtos kietosios dalelės fermentuojamos į organines trąšas daržovėms. Filtruotas vanduo patenka į šiltnamius, kur augalai sugeria ir išvalo amoniaką ir nitritus, prieš juos recirkuliuodami.
Įgyvendinant projektą buvo pasiekta reikšminga produkcija: 250 000 kg per metus neužteršto salierų (7 derliai) ir 35 000 kg švarių ekologiškų ešerių (2 derliai). Palyginti su tradiciniu daržovių auginimu, metinis pelnas padidėjo maždaug 50 000 USD (30 proc.). Tai suteikė daugiau nei 100 vietinių ūkininkų{12}}įsidarbinimo galimybių ir padidino jų vidutines metines pajamas maždaug 1 100 USD. Taip pat buvo išspręstos aplinkos taršos ir vandens atliekų problemos.
Taip pat buvo įdiegtas žemės{0}}apvalių rezervuarų integravimas su ryžių auginimu. Akvakultūros nuotekos, kuriose gausu amoniako ir nitritų, nukreipiamos į ryžių laukus kaip maistinių medžiagų gausų drėkinimą, skatinantį ryžių augimą. Daržovės auginamos žiemą, todėl ištisus metus-užtikrinamas efektyvus nuotekų maistinių medžiagų naudojimas, pabrėžiamas technologijos efektyvumas, didelis derlius ir nauda aplinkai.
4. Išvada
Apibendrinant galima pasakyti, kad Circular Tank RAS taikymas akvakultūroje išnaudoja bendrus apskrito rezervuaro struktūros ir recirkuliacinės valymo sistemos pranašumus, kad būtų sumažintas teršalų nusėdimas ir kontroliuojama vandens kokybės rizika šaltinyje. Valdant gyvulių tankumą, kuriant palankią vandens aplinką, sukūrus efektyvią vandens recirkuliacijos sistemą pagal technines specifikacijas, vandens ištekliai gali būti išnaudojami maksimaliai. Taip pasiekiamas dvejopas tikslas – padidinti akvakultūros pramonės ekonominę ir aplinkosauginę naudą.