Определение факторов, влияющих на систему биологической фильтрации в индустриальной аквакультуре, и методы повышения ее эффективности

Все большее развитие получает индустриальное рыбоводство, и, в частности, культивирование гидробионтов в установках замкнутого водоснабжения (УЗВ). Данные системы являются перспективными за счет возможности выращивания рыбы при высоких плотностях посадки с минимальным использованием водных ресурсов. Для приведения оборотных вод к значениям показателей необходимых при культивировании определенного вида рыбы используется оборудование (системы механической и биологической фильтрации, обеззараживания, аэрации и др.), позволяющее поддерживать на необходимом технологическом уровне факторы среды выращивания. От эффективности работы данного оборудования зависит ресурсоэффективность и производительность всей системы. Одним из важнейших элементов УЗВ является биофильтр: процессы биологического окисления и окислительно-восстановительные реакции, проводимые микроорганизмами в нем, позволяют сокращать концентрацию азотистых соединений в системе. Определены основные факторы влияющие на эффективность работы системы биологической фильтрации: температура от 13 до 28 °C, концентрация растворенного кислорода не менее 2 мг/л на выходе из биофильтра, концентрация общего аммонийного азота до 4,5 мг/л, рН 8,0–8,2 и отсутствие прямых солнечных лучей на открытую часть биофильтра. УЗВ дает возможность управления данными факторами, влияющими на протекание технологических процессов. Однако, сложности у обслуживающего персонала вызывает корректировка водородного показателя. Произвести правильный расчет необходимого количества щелочи либо кислоты, учитывая высокую буферность оборотных вод и поддерживать значения рН на одном уровне, не всегда представляется возможным. Также процессе такой корректировки образуются побочные химические соединения, которые в последствии необходимо удалять из системы, увеличивая общее водопотребление УЗВ. Существуют методики электролизной безреагентной рН-коррекции. Разработан безреагентный рН-корректор с анодом и катодом из инертных насыпных материалов (графит). Испытание такой системы позволило скорректировать значения водородного показателя обрабатываемой воды до pH 6,24±0,114 и 8,10±0,158 при исходных значениях 7,4. Напряжение при обработке составляло 18,3 Вольта, Сила тока 2,1 Ампера, при минерализации воды (TDS) = 287 ppm. Полученные значения позволяют произвести разделение потоков в системе для создания благоприятных условий прохождения биотехнологических процессов в биофильтре, и воздействовать на баланс аммиак-аммония в рыбоводных емкостях.

1. Осуществление рекомендаций предыдущих сессий подкомитета по аквакультуре КРХ [Электронный ресурс] : отчет 11 сес., Рим, 24–27 мая 2022 г. / Продовольств. и с.-х. орг. Объед. Наций, Ком. по рыб. хоз-ву, Подком. по аквакультуре. — Режим доступа: www.fao.org/3/cb9459ru/cb9459ru.pdf. — Дата доступа: 01.09.2022.

2. Агеец, В. Ю. Экологические проблемы рыбоводства в Республике Беларусь и пути их решения / В. Ю. Агеец // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. аграр. навук. — 2015. — №2. — С. 95–101.

3. Григорьев, С. С. Индустриальное рыбоводство : учеб. пособие : в 2 ч. / С. С. Григорьев, Н. А. Седова. — Петропавловск-Камчатский : КамчатГТУ, 2008. — Ч. 1 : Биологические основы и основные направления разведения рыбы индустриальными методами. — 186 с.

4. Аквавитро [Электронный ресурс] : сайт по вопр. рыбоводства, аквакультуры и биологии гидробионтов. — Режим доступа: http://aquavitro.org. — Дата доступа: 01.09.2022.

5. Брайнбалле, Я. Руководство по аквакультуре в установках замкнутого водоснабжения: введение в новые экологические и высокопродуктивные замкнутые рыбоводные системы / Я. Брайнбалле. — Копенгаген : ЕВРОФИШ ; ФАО, 2010. — 71 с.

6. Жигин, А. В. Замкнутые системы в аквакультуре / А. В. Жигин. — М. : РГАУМСХА им. К. А. Тимирязева, 2011. — 664 с.

7. Никаноров, А. М. Гидрохимия : учебник / А. М. Никаноров. — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб. : Гидрометеоиздат, 2001. — 444 с.

8. Пономарев, С. В. Индустриальное рыбоводство : учебник / С. В. Пономарев, Ю. Н. Грозеску, А. А. Бахарева. — Изд. 2-е., испр. и доп. — СПб. [и др.] : Лань, 2013. — 415 с.

9. Проскуренко, И. В. Замкнутые рыбоводные установки / И. В. Проскуренко. — М. : ВНИРО, 2003. — 152 с.

10. Жигин, А. В. Технико-экономические аспекты использования замкнутых систем в рыбоводных хозяйствах / А. В. Жигин, Н. В. Мовсесова // Рыбоводство и рыб. хоз-во. — 2014. — №8. — С. 47–57.

11. Клариевый сом — перспективный объект индустриального рыбоводства / В. В. Ярмош [и др.] ; Полес. гос. ун-т. — Пинск : [б. и.], 2020. — 202 с.

12. Козырь, А. В. Рыбоводно-технологическая оценка установок замкнутого водоснабжения и пути повышения их ресурсоэффективности / А. В. Козырь // Весн. Палес. дзярж. ун-та. Сер. прыродазн. навук. — 2022. — №1. — С. 55–65.

13. Козырь, А. В. Влияние аквапонного модуля на содержание азотистых соединений в тепловодных установках замкнутого водоснабжения при выращивании клариевого сома (Clarias Gariepinus) / А. В. Козырь, Л. С. Цвирко // Весн. Палес. дзярж. ун-та. Сер. прыродазн. навук. — 2019. — №1. — С. 87–94.

14. Ковригин, А. В. Автоматизированная технология производства экологически чистой продукции растениеводства и аквакультуры в контролируемых условиях помещений / А. В. Ковригин // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. — 2016. — №4 (12). — С. 124–129.