Apļveida tvertnes RAS pielietojums akvakultūrā
0. Ievads
Akvakultūras nozare ir būtiska valsts ekonomikas izaugsmei. Tomēr, tā kā tā mērogs turpina paplašināties, cenšoties gūt lielākus ekonomiskos ieguvumus, tas saskaras ar daudzām problēmām, tostarp vides piesārņojumu, ūdens resursu izšķērdēšanu un atpaliekošiem tehnoloģiskajiem atjauninājumiem. Tāpēc Circular Tank Recirculating Aquaculture System (RAS) tehnoloģijas ieviešana ir īpaši svarīga. Šī tehnoloģija efektīvi apmierina vajadzību pēc ūdens resursu pārstrādes un izmanto tās priekšrocības videi, palīdzot atrisināt tradicionālo lauksaimniecības metožu ievērojamās problēmas un tādējādi veicinot akvakultūras nozares ilgtspējīgu attīstību.
1. Circular tank RAS principi un priekšrocības
1.1 Tehniskie principi
Apļveida tvertne RAS ir moderna, ekoloģiska akvakultūras tehnoloģija, kas apvieno apļveida tvertņu konstrukcijas īpašības ar ūdens cirkulācijas un attīrīšanas sistēmu. Tas ievada kultūras ūdeni slēgtā-cilpas sistēmā, uzturot to nemainīgā plūsmas stāvoklī. Šis ūdens tiek pakļauts vairākiem apstrādes posmiem, ne tikai apmierinot ūdens pārstrādes vajadzības, bet arī optimizējot akvakultūras vidi.
Sistēmas darbības laikā kultivēšanas ūdeni vispirms{0}}apstrādā, izmantojot filtrēšanas sistēmu, kurā ar fizikālām vai ķīmiskām metodēm tiek noņemti piemaisījumi, piemēram, suspendētās cietās vielas un organiskās vielas. Iepriekš filtrētais ūdens nonāk sedimentācijas tvertnē, kur lielākas daļiņas vai suspendētās vielas gravitācijas ietekmē nosēžas tālāk, attīrot ūdeni. Pēc tam ūdens ieplūst oksidācijas dīķī, kas izmanto mikrobu noārdīšanos kaitīgo vielu sadalīšanai, palielina izšķīdušā skābekļa (DO) saturu un rada piemērotu vidi kultivētajām sugām.
Salīdzinot ar tradicionālo akvakultūru, apļveida tvertnes RAS izmantošana efektīvi risina ūdens atkritumu un vides piesārņojuma problēmas, uzlabo lauksaimniecības vides kontroli, ļauj organismiem attīstīties veselīgā vidē un visaptveroši uzlabo akvakultūras efektivitāti un kvalitāti.
1.2 Tehniskās priekšrocības
(1) Efektīva ūdens kvalitātes pārvaldība: ūdens plūsma veido virpuli gar tvertnes sienām, liekot pārpalikumam un fekālijām automātiski koncentrēties un izvadīt caur centrālo kanalizāciju. Tas novērš piesārņojošo vielu uzkrāšanos apakšā un samazina ūdens piesārņojuma risku. Apvienojumā ar recirkulācijas attīrīšanas sistēmu tas uzlabo ūdens stabilitāti un vadāmību.
(2) Piemērots augsta{0}}blīvuma lauksaimniecībai: cirkulējošā ūdens plūsma nodrošina vienmērīgu skābekļa difūziju. Apvienojumā ar grunts aerācijas vai strūklas skābekļa padeves aprīkojumu, izšķīdušā skābekļa līmeni var uzturēt optimālā līmenī. Šī sistēma ir labvēlīgāka liela-blīvuma lauksaimniecībai, salīdzinot ar tradicionālajiem dīķiem, palielinot ražu uz ūdens tilpuma vienību.
(3) Videi draudzīga resursu izmantošana: Apļveida tvertne RAS savā sistēmā pārstrādā un atkārtoti izmanto ūdeni, panākot ūdens ietaupījumu vairāk nekā 80% salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm. Turklāt lauksaimniecībā radušos piesārņotājus var savākt un pārvērst par vērtīgu organisko mēslojumu, izvairoties no ūdenstilpņu piesārņojuma riska tiešas noplūdes rezultātā.
2. Circular tank RAS galvenie tehniskie aspekti
2.1. Ūdens kvalitātes vadības tehnoloģija
Efektīva ūdens kvalitātes pārvaldība ir galvenā priekšrocība. Ūdens cirkulācijas sistēmai ir izšķiroša nozīme, izmantojot augstas -efektivitātes sūkņus, lai 24 stundu laikā sasniegtu vairāk nekā 3 pilnus ūdens ciklus, kopā ar mehānisko filtrēšanu, lai noņemtu suspendētās cietās vielas. Turklāt nitrificējošu baktēriju pievienošana biofiltrācijai vai aktivētās ogles izmantošana toksīnu adsorbēšanai palīdz uzturēt piemērotos diapazonos galvenos parametrus, piemēram, amonjaka slāpekli, pH un DO.
(1) Reāllaika uzraudzība: uzstādiet pārraudzības aprīkojumu (pH mērītājus, DO sensorus, temperatūras sensorus) ap tvertnēm, lai reāllaikā varētu vākt{1}}datus. Sensori regulāri jākalibrē un jāsavieno ar centrālo vadības sistēmu. Sistēmai ir jānosūta brīdinājumi, ja parametri pārsniedz iepriekš iestatītās vērtības.
(2) Ūdens cirkulācija un filtrēšana: uzstādiet augstas{0}}efektivitātes sūkņus atbilstoši konstrukcijas specifikācijām. Izmantojiet mehāniskos filtrus ar atbilstošu precizitāti un regulāri tīriet/mainiet tos. Apvienojiet ar biofiltriem un pievienojiet nitrificējošās baktērijas, lai uzlabotu organisko vielu noārdīšanos.
(3) Izšķīdinātā skābekļa kontrole: uzstādiet skābekļa padeves aprīkojumu (piemēram, mikroporainus difuzorus, skābekļa ģeneratorus) tvertnes apakšā un kalibrējiet to darbības parametrus, lai uzturētu optimālu gāzes plūsmu un DO līmeni.
(4) Temperatūras regulēšana: uzstādiet sildītājus vai dzesētājus, lai uzturētu ūdens temperatūru stabilā diapazonā (piemēram, 22–26 grādi). Regulāri kalibrējiet temperatūras sensorus un izmantojiet temperatūras kontroles aprīkojumu, lai pēc vajadzības pielāgotu ūdeni.
2.2. Barošanas pārvaldības tehnoloģija
2.2.1. Barības sastāvs
Formulējiet barību, pamatojoties uz sugas uztura prasībām dažādos augšanas posmos, lai nodrošinātu sabalansētu uzturu. Piemēram, pieaugušiem asariem barības kopproteīnam jābūt 40–45% un taukiem 10–12%. Izmantojiet augstas-kvalitatīvas sastāvdaļas, piemēram, zivju miltus, sojas pupu miltus, kukurūzu, zivju eļļu un sojas eļļu. Izmantojiet specializētu programmatūru, lai izstrādātu zinātniskas formulas. Sastāvdaļas sajauc un pārstrādā granulās, kas piemērotas sugas patēriņam (piemēram, maksimālais diametrs nepārsniedz 3 mm). Regulāri pārbaudiet gatavo barību, lai nodrošinātu kvalitāti.
2.2.2. Barošanas metodes
Ikdienas barošanas daudzumu nosaka ganāmpulka lielumā un augšanas ātrumā. Uzstādiet automātiskos padevējus tvertnes malā vienmērīgai sadalei un zinātniski pielāgojiet barošanas apjomu un biežumu, pamatojoties uz biomasu un augšanas stadiju. Nekavējoties noregulējiet, ja tiek novērota nenormāla uzvedība vai izmaiņas barošanas reakcijā.
Uzstādiet kameras, lai uzraudzītu barošanas procesu, identificējot problēmas, piemēram, nevienmērīgu sadalījumu vai atkritumus. Regulāra barošanas uzvedības novērošana ir pamats precīzai-regulēšanai.
2.3. Izaugsmes uzraudzības tehnoloģija
Regulāri ņem paraugus (piemēram, vismaz 30 zivis), lai izmērītu garumu un svaru. Ierakstiet datus pārvaldības sistēmā, lai automātiski ģenerētu augšanas līknes un svara sadalījuma diagrammas. Tas ļauj intuitīvi novērtēt izaugsmes tendences un veselību, nodrošinot rafinētu pārvaldību.
Pielāgojiet barības formulas un devas, pamatojoties uz augšanas datiem. Ja augšanas rādītāji ir zem gaidītā, analizējiet cēloņus un veiciet efektīvus pasākumus, lai kontrolētu barošanas biežumu, apjomu un formulu.
2.4. Slimību profilakses un kontroles tehnoloģija
Lai novērstu masveida mirstību, izmantojiet slimību kontroles stratēģijas, pamatojoties uz krājuma veselības stāvokli.
Katru dienu ievērojiet vides, zivju veselības un ūdens kvalitātes karantīnu. Izmantojiet mikroskopus, testu komplektus utt., lai agrīni atklātu patogēnus, lai veiktu savlaicīgu iejaukšanos.
Lietojiet profilaktiskos līdzekļus (piemēram, antibiotikas, pret-parazītu zāles) atbilstoši norādījumiem un zivju stāvoklim, stingri kontrolējot devu un biežumu.
Slimības uzliesmojuma gadījumā nekavējoties izolējiet skartās vienības, diagnosticējiet cēloni, veicot detalizētu izmeklēšanu, un īstenojiet mērķtiecīgu ārstēšanu (piemēram, regulējot ūdens cirkulāciju, izmantojot īpašus terapeitiskos līdzekļus), lai ierobežotu izplatību.
3. Lietojumprogrammas gadījuma izpēte
3.1. Projekta pārskats
Reģionālajā projektā "Circular Tank RAS + Aquaponics" ir aptuveni 160 m³ kultūras ūdens, tai skaitā 110 m³ vertikālām hidroponiskām dārzeņu zonām, 65 m³ substrāta stādīšanai un 25 m³ centralizētai ūdens attīrīšanai. Salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm šim modelim ir tādas priekšrocības kā mazāka platība, elastīga uzstādīšana un spēcīga pašattīrīšanās spēja-, nodrošinot zivīm izcilu vidi, vienlaikus samazinot ūdens kvalitātes risku.
3.2. Konkrēts pielietojums projektā
(1) Ūdens apsaimniekošana: Cirkulējošais ūdens savāc un nostāda lielas atkritumu daļiņas. Mikro-ekrāna filtrs noņem šīs cietās daļiņas. Filtrētais ūdens nonāk biofiltrā, kur nitrificējošās baktērijas uz barotnes pārvērš amonjaku un nitrītu nitrātos, lai tie varētu uzņemt augus. Attīrīts ūdens tiek atgriezts zivju tvertnēs, daļa tiek novirzīta dārzeņu hidroponikai un daļa tiek dezinficēta pirms atkārtotas -ieplūdes apaļajās tvertnēs.
(2) Barošanas pārvaldība: ieviesiet precīzu barošanas kontroli. Piemēram, ja zivs ir ~3 cm, dienas barība ir 8–10% no ķermeņa svara; pie 5–6 cm tas samazinās līdz 5–6%. Pielāgojiet biežumu atkarībā no augšanas stadijas. Ievērojiet barošanas reakciju pēc katras barošanas; ja paliek vairāk nekā 10%, samaziniet nākamo barošanu par 10%.
(3) Augšanas uzraudzība: koncentrējieties uz augšanas ātrumu blīvuma kontrolei. Ņem paraugus un nosver ik pēc 20 dienām. Ja augšana ir lēna, pārbaudiet ūdens kvalitāti vai pielāgojiet barības sastāvu. Kontrolējiet blīvumu, sākotnēji uzkrājot atbilstošus krājumus un sadalot krājumus, kad tiek ievēroti lieluma standarti, lai novērstu pārapdzīvotības radītās problēmas.
(4) Slimību profilakse: veiciet ikdienas dīķu pārbaudes un vides pārvaldību. Izmantojiet uzraudzības platformu, lai novērotu zivju stāvokli (piem., nenormāla krāsa, virsma) un ūdens izskatu (piemēram, putas, tumša krāsa). Izmantojiet šo informāciju mērķtiecīgai profilaksei un ārstēšanai.
3.3. Pieteikšanās rezultāti
Tika optimizēts modelis "Circular Tank + Greenhouse". Zivju notekūdeņi tiek pakļauti cietā-šķidruma atdalīšanai caur mikro-sietu; atdalītās cietās daļiņas tiek raudzētas dārzeņu organiskajā mēslojumā. Filtrētais ūdens nonāk siltumnīcās, kur augi absorbē un attīra amonjaku un nitrītu, pirms tiek recirkulēts.
Projekts sasniedza ievērojamu izlaidi: 250 000 kg nepiesārņotas selerijas gadā (7 ražas) un 35 000 kg tīru ekoloģisku asaru (2 ražas). Salīdzinot ar tradicionālo dārzeņu audzēšanu, gada peļņa pieauga par aptuveni 50 000 USD (pieaugums par 30%). Tas radīja atkārtotas-nodarbinātības iespējas vairāk nekā 100 vietējiem lauksaimniekiem, palielinot viņu vidējos gada ienākumus par aptuveni 1100 USD. Tas arī atrisināja vides piesārņojuma un ūdens atkritumu problēmas.
Tika ieviesta arī sauszemes -cirkulāro tvertņu integrēšana rīsu audzēšanā. Akvakultūras notekūdeņi, kas bagāti ar amonjaku un nitrītiem, tiek novirzīti uz rīsu laukiem kā barības vielu-bagātu apūdeņošanu, veicinot rīsu augšanu. Dārzeņi tiek audzēti ziemā, nodrošinot visu gadu efektīvu barības vielu izmantošanu-no notekūdeņiem, izceļot tehnoloģijas efektivitāti, augsto ražu un vides ieguvumus.
4. Secinājums
Rezumējot, Circular Tank RAS izmantošana akvakultūrā izmanto cirkulārās tvertnes struktūras un recirkulācijas attīrīšanas sistēmas apvienotās priekšrocības, lai samazinātu piesārņojošo vielu nogulsnēšanos un kontrolētu ūdens kvalitātes riskus avotā. Pārvaldot ganāmpulka blīvumu, veidojot labvēlīgu ūdens vidi un izveidojot efektīvu ūdens recirkulācijas sistēmu atbilstoši tehniskajām specifikācijām, ūdens resursi var tikt izmantoti maksimāli. Tādējādi tiek sasniegts divējāds mērķis – uzlabot akvakultūras nozares ekonomiskos un vides ieguvumus.