Aqu @teach: Аквариум

3 сент. 2020 г. · Aqu@teach

Основными компонентами, которые необходимо учитывать, являются резервуары для рыбы, устройство удаления ила, биофильтр, картер, пласты растений, насосы и трубопроводы. Необходимо учитывать функцию, требуемые материалы и расположение каждого из них, а также их взаимодействие с другими компонентами. Взаимодействие между компонентами, например, будет определять количество насосов, которые будут необходимы.

Аквариум будет домом для рыбы в течение относительно длительного периода времени, поэтому его следует выбирать с осторожностью. Материалы, конструкция и размер аквариума имеют важное значение и должны обеспечивать относительно легкое наблюдение и обращение с рыбой, удаление твердых частиц и хорошую циркуляцию воды (моделирование естественного потока воды).

Объем

Объем аквариума зависит от следующих факторов: i) количество рыбы, которую он должен будет разместить, ii) объем жилой площади, требуемой для каждого вида рыб, и iii) метод поддержания стабильной температуры воды. Конструкция аквапонных систем основана на количестве кормов для рыб, которое связано с плотностью рыб. Требуемый объем аквариума основан на целевой плотности рыб и биомассе. Например, если целевая плотность составляет 10 кг/м³, и планируется выращивать 30 кг рыбы, потребуется 3000 литров аквариума. Следует также учитывать, что рыба будет расти, и поэтому плотность рыбы и биомасса также будут увеличиваться в ходе производственного цикла. Как правило, более крупные системы более стабильны с точки зрения колебаний температуры воды.

Рис. 2: Важность объема аквариума для колебаний температуры воды: (слева) в небольших емкостях для рыб наблюдаются более быстрые изменения температуры воды; (справа) при больших объемах воды температура будет более стабильной

Форма

Рыбные резервуары обычно либо круглые, либо прямоугольные. Кроме того, существуют двойные или бесконечные резервуары, которые являются гибридными между круговыми резервуарами и длинными бассейнами (рис. 3). В таблице 2 обобщаются некоторые общие преимущества и недостатки круглых, квадратных и двухмерных резервуаров. В дополнение к этим необходимо учитывать и другие факторы, такие как тип видов рыб, которые хочется заточить. Нижняя рыба, такая как налим, тюрбат, подошва или аналогичные рыбки, в основном остается на дне резервуара и может предпочесть медленный водоток. Кроме того, донная рыба может накапливаться таким образом, чтобы самоочищение резервуара фактически достигалось за счет движения рыб, а не гидравлического рисунка водной толщи. Таким образом, конструкция квадратного резервуара не может быть худшим решением для выращивания донных рыб. Еще одним аспектом конструкции резервуара является наклон днища резервуара. Хотя это очень мало влияет на самоочищаемость системы, более высокий наклон может помочь дренировать весь резервуар.

Рис. 3. Различные формы резервуаров для рыбы: (слева) круговой резервуар, (центр) прямоугольный резервуар (дорожка качения или штекерный поток) и (справа) двух-D или дорожка качения с концом D (гибрид круговой дорожки и дорожки качения) (источник: www.aqua-tech.eu, Bregnballe 2015)

Таблица 3: Преимущества и недостатки круглых, квадратных и двухмерных емкостей

Тип аквариума	Преимущества	Недостатки
Циркулярная	структурная стабильность, отсутствие точек давления на углах Меньше материала требуется ( дешевая стоимость оборудования цистерн) Концептуально проста Допускают однородное распределение воды и хорошее качество воды Условия потока (центробежные силы) промывают осадки в направлении оттока в центре бассейна к оттоку (высокий эффект самоочистки) Время пребывания частиц Контроль кислорода и регулирование легко Низкая	эффективность площади, низкое использование пространства Трудно уплотнять соединители резервуара (труба через стенку резервуара) Трудно сегментировать Скорость потока варьируется в пределах резервуара
Площадь	Эффективное использование площади и пространства Простота уплотнения разъемы резервуара Простая сегментация Легкая обработка рыбы	Низкая самоочистка (возможные мертвые зоны, градиенты концентрации растворенного кислорода и аммиака появляются) Для предотвращения низкая самоочистка высокая скорость потока требуется Высокое время пребывания частиц Средний контроль кислорода и регулирование Точки давления в структуре Отходы корма выше из-за большей дисперсии рыбы
Double-D	Эффективное использование площади и пространства Смешивание воды частично возможно Простое сегментирование Среднее самоочищающееся управление кислородом и регулирование легко Рыба может плавать в кругах	Концептуально сложное Большое количество материалов, необходимых Подробнее дорого

Высота и соотношение

Аквариум должен быть на такой высоте, чтобы позволить персоналу наблюдать и работать с рыбой. При использовании более глубоких резервуаров необходимо предусмотреть окно для наблюдения за рыбой и/или прочную дорожку для доступа к цистерне. Высота резервуара также определяет высоту водной толщи и скорость потока воды до следующего компонента аквапонной системы (см. Глава 2).

Рис. 4: Рыбные резервуары расположены (слева) над землей (фото: U.Strniša) и (справа) на уровне земли (источник: www.humblebynature.com/about-us/projects-at-humble- bnature/aquaponics-solar-greender

Если вы используете круговой резервуар, вы должны убедиться, что диаметр/высота воды соответствует определенному соотношению. Максимальное соотношение должно быть 6:1. Если резервуары шире, то удаление твердых веществ и равномерное распределение воды из притока будет затруднено. Уменьшение соотношения ниже 3:1 создаст вихрь в центральном сливе, а кислород не будет равномерно распределяться в резервуаре. Соотношение ниже 3:1 должно включать боковой слив (двойной слив), чтобы избежать наращивания вихря.

Материалы

Существуют различия в инвестиционных затратах, стабильности резервуаров и установке, но самое главное — убедиться, что материалы безопасны как для рыбы, так и для растений. Это означает, что следует избегать оцинкованных материалов из-за токсичности цинка. Неправильный тип пластика также может быть вредным для рыбы. Термосварные пластмассы (так называемые термопласты, такие как PE, PP или PVC) являются лучшим вариантом, хотя они, как правило, дороже. При выборе пластмассы необходимо учитывать следующие соображения:

Устойчивость к ультрафиолетовому излучению (черный ПЭ
Пористость (PP более пористая, чем PE, и поэтому позволяет выращивать биопленки)
Термостабильность (ПВХ становится хрупким ниже 0°C)

Из-за своей устойчивости к суровым погодным условиям, PE является материалом, который можно выбрать для долговечных установок в теплицах или на открытом воздухе.

Рисунок 5: Различные материалы для аквариума: (вверху слева) полиэтилен (фото: U.Strniša), (вверху справа) бетон (фото: U.Strniša), (внизу слева) стальные резервуары, покрытые пластиковым вкладышем (фото: ZHAW), и (внизу справа) резервуары из ПВХ

Крышка бака

Здоровые рыбы являются живыми существами и могут выпрыгнуть из танка. Поэтому все цистерны должны быть охвачены таким образом, чтобы предотвратить случайные потери и повреждения рыбы. Крышки также предотвращают попадание посторонних предметов в резервуар (рис. 6а). Крышки бака уменьшают потери воды из-за испарения и обеспечивают затенение, что уменьшает перегрев, предотвращает рост водорослей и тем самым улучшает самочувствие рыбы. Кроме того, большинство рыб предпочитают находиться в тени, а не в прямом солнечном свете (рис. 6b).

Рис. 6: (слева) Аквариум, покрытый сеткой для предотвращения случайных потерь; (справа) лайнер резервуара и посаженные плоты предотвращают рост водорослей и обеспечивают тень (все фотографии: U.Strniša)

Поток воды

Приток и отток

В идеале вода должна поступать в резервуар под углом сверху, чтобы обогатить воду кислородом и генерировать круговой поток в резервуаре (рис. 7а). Если вода перенасыщена (насыщенность кислородом > 100%, вызванная окислительными установками, такими как оксигенатор с низкой головкой или кислородный конус), то вода должна поступать в аквариум под поверхностью через перфорированную трубу (флейту), которая создает круговой поток воды. Первая перфорация должна находиться чуть выше поверхности воды, а общее поперечное сечение всех перфораций в приточной трубе должно быть равным сечению трубы. Перфорации также должны быть меньше, чем размер рыбы, которая хранится в системе.

Рис. 7: Примеры притока и оттока воды: (слева) приток воды расположен над резервуаром под углом; (справа) отток воды находится в центре нижней части резервуара фотографии: U.Strniša)

Отток воды из резервуара должен обеспечивать удаление твердых частиц и в то же время предотвращать потерю рыбы; поэтому она обычно размещается в центре дна резервуара (таблица 4). Правильные размеры системы и потоки воды предотвращают как засорение, так и переполнение. Каждый аквариум должен быть построен как отдельный гидравлический элемент, так как гидравлическая связь между емкостями для рыб закончится полной потерей всех рыб в случае утечки одной трубы или одного резервуара. Поэтому каждый резервуар нуждается в возможности перелива (табл. 4). В компании ZHAW мы работаем с внешними трубами или внешними переливами, чтобы конструкции в аквариуме не мешали процедурам обработки рыбы.

Таблица 4: Варианты оттока воды (Источник: Timmons & Ebeling 2007)

Тип	(+) Преимущества/(-) Недостатки	Раздел
внутренняя стопорная труба	(+) Контроль уровня воды (+) Отсутствие осаждения осадков в трубопроводе (-) Нарушает сетку рыб
Внешняя труба	(+) Контроль уровня воды (+) Резервуар без установок (-) Тела могут оседать в сегменте трубы

*Авторское право © Партнеры проекта Aqu @teach. Aqu @teach является стратегическим партнерством Erasmus+ в области высшего образования (2017-2020), возглавляемым Университетом Гринвича, в сотрудничестве с Цюрихским университетом прикладных наук (Швейцария), Техническим университетом Мадрида (Испания), Люблянским университетом и Биотехническим центром Naklo (Словения) . *