Установки замкнутого водопостачання (УЗВ): посібник
Як працюють установки замкнутого водопостачання: замкнутий цикл води, фільтрація та біофільтрація, азотний цикл, оксигенація та компроміси наземного рибництва.
Огляд
Установка замкнутого водопостачання (УЗВ) — це наземний метод із замкнутим циклом, за якого рибу вирощують у басейнах, вода в яких безперервно очищується та використовується повторно, а не скидається. NOAA описує УЗВ як системи замкнутого циклу, що безперервно фільтрують і повторно використовують воду та відходи, при цьому зазвичай понад 99 % потоку повертається в оборот після очищення. Оскільки водообмін обмежений, для утримання аміаку нижче токсичного рівня потрібна біофільтрація.
Навіщо потрібні УЗВ
- Повторне використання води: основна частина води очищується та повертається, різко знижуючи забір прісної води.
- Гнучкість розміщення: виробництво можна розмістити далеко від природних водойм, зокрема поблизу ринків.
- Біобезпека: замкнуте контрольоване середовище обмежує занесення патогенів і втечі.
- Контроль середовища: температура, кисень і хімія води регулюються незалежно від погоди.
Основні компоненти
Вода залишає басейн, виносячи завис і розчинені відходи, і проходить ланцюг очищення перед поверненням. Основні стадії — механічна фільтрація, біологічна фільтрація, керування газами та знезараження, що приводяться насосами та зумпфом.
- Механічна фільтрація: барабанні, дискові або піщані фільтри та відстійники видаляють незʼїдений корм і фекалії.
- Біофільтр: дає поверхню, на якій нітрифікуючі бактерії перетворюють аміак на нітрат.
- Оксигенація: зазвичай додають чистий кисень, а не повітря, бо за високої щільності це ефективніше.
- Дегазація / відгін CO2: насадкові колони або аератори видаляють вуглекислий газ і допомагають стабілізувати pH.
- Знезараження: УФ і/або озон знижують кількість вільноплавних бактерій і вірусів.
- Зумпфи та насоси: проганяють воду через стадії очищення та назад у басейни.
Азотний цикл в УЗВ
Риба виділяє аміак як основний азотистий відхід, токсичний уже за низьких концентрацій. У біофільтрі аміак-окиснювальні бактерії перетворюють аміак на нітрит, а нітрит-окиснювальні бактерії, такі як Nitrospira і Nitrobacter, перетворюють нітрит на нітрат — найменш токсичний із трьох. Нітрат накопичується і контролюється обмеженим водообміном або, у деяких системах, анаеробною денітрифікацією, що переводить нітрат у газоподібний азот.
Переваги та недоліки
| Переваги | Недоліки |
|---|---|
| Високе повторне використання води та низький забір | Високі капітальні витрати на будівництво |
| Гнучке розміщення поблизу ринків | Високе енергоспоживання на перекачування й оксигенацію |
| Сильна біобезпека та контроль | Потрібні навчені оператори та надійне електропостачання |
| Цілорічне виробництво, незалежне від погоди | Відмова системи може спричинити швидкі втрати |
Види, придатні для УЗВ
УЗВ застосовують для теплолюбних видів, таких як тиляпія (Oreochromis niloticus) і баррамунді, що віддають перевагу теплішій воді, та для холодноводних лососевих, таких як райдужна форель (Oncorhynchus mykiss) і атлантичний лосось (Salmo salar). Широко поширене вирощування смолтів лосося на суші у прісноводних УЗВ перед переведенням у морські садки, а також повне вирощування таких видів, як форель і тиляпія, у замкнутих системах.