Aqu @teach: Управление рециркулирующей системой аквакультуры (РАС)
Плотность чулка
Плотность склада является очень важным фактором, который должен быть определен заранее при проектировании RAS. Плотность склада может быть определена по-разному (таблица 2), и важно знать, когда и почему используются различные определения.
Таблица 2: Определения плотности заготовки
| Плотность индивидуумов | Плотность биомассы | ||
|---|---|---|---|
| на поверхность (#/м2) | на объем (#/м3) | на поверхность (кг/м2) | на объем (кг/м3) |
| Не зависит от глубины резервуара. Актуально для донных рыб | Часто высока для мелких рыб, даже если плотность биомассы выше | Не зависит от глубины резервуара. Применяется для донных рыб. Зачастую она выше для больших рыб, чем для более мелких видов | Актуально для свободных видов плавания |
Различные виды рыб имеют разную возможную плотность заносов. Плотность является одним из основных факторов, определяющих благосостояние рыб, хотя все биологические аспекты пока еще не ясны. Есть виды рыб, которые имеют различное поведение при разной плотности. Например, тилапия использует школьное поведение при высокой плотности, а территориальное поведение при низкой плотности. Поэтому для того, чтобы рыба не наносила вреда друг другу, их необходимо выращивать с определенной плотностью. Для эффективного использования пространства и предотвращения каннибализма в аквариуме должна содержаться рыба примерно одинакового размера. Это означает, что а) объект аквакультуры должен иметь несколько резервуаров для размещения рыбы разного размера и b) что популяция рыбы должна периодически классифицироваться по размеру и перераспределяться в резервуары. Низкая и высокая плотность запасов в системах аквакультуры имеют ряд последствий для управления РСБУ (табл. 3).
Таблица 3: Характеристики систем с высокой и низкой плотностью засорения
| Факторы, влияющие на системы с одинаковым годовым производством | Высокая плотность | Низкая плотность |
|---|---|---|
| Изменение параметров воды | Быстрая смена | Медленная смена |
| Время срабатывания (например, при выходе из строя насоса) | Короче. Больше стресса для рыб | Это длиннее. Работа системы безопаснее |
| Емкость емкостей для рыбы на заданный объем производства | Меньшая емкость, необходимая для того же объема производства | Требуется более высокая емкость. Это можно частично компенсировать за счет использования более глубоких бассейнов. Тем не менее, они дороже и нуждаются в более дорогих трубопроводах и насосной системе |
| Необходимая скорость циркуляции/смещения для данного объема производства [м3/ч] | То же самое | То же самое. Из-за медлительности системы возникают более мягкие пики = меньшие компоненты = менее дорогие аппаратные средства для восстановления воды |
| Объем смещения относительно объема резервуара | Высокие | Низкий |
| Размеры бака | Меньшие емкости с высокой плотностью особей, в зависимости от вида, более склонны к стрессу | В больших танках, легко испуганные рыбы имеют более длительное расстояние побега |
Мониторинг
Процедуры мониторинга должны определяться в соответствии с шагами, изложенными на рис. 10. RAS или аквапонные системы сложны и состоят из многих частей. Многие вещи могут пойти не так, поэтому операторы должны постоянно оставаться бдительными (таблица 4, см. также Глава 9). Главным приоритетом системы управления является здоровье рыб и растений. Поэтому мониторинг должен быть приоритетным в соответствии с «приоритетами жизнеобеспечения» (таблица 5). В таблице 6 перечислены важные предметы, за которыми следует следить на ежедневной основе.
Рис. 10: Логические этапы разработки процедуры мониторинга
Таблица 4: Что может пойти не так?
| Тип/Система | Причины |
|---|---|
| За пределами вашего контроля | Наводнения, торнадо, ураганы, ветер, снег, лед, штормы, отключения электроэнергии, вандализм/кража |
| Ошибки персонала | Ошибки оператора, упущенное из виду техническое обслуживание, приводящее к сбою резервных систем или компонентов систем, сигнализация отключена |
| Уровень воды в резервуаре | Дренажный клапан оставлен открытым, стопорная труба упала или удалена, утечка в системе, сломанная дренажная магистраль, перелив |
| Поток воды | Клапан закрыт или открыт слишком далеко, отказ насоса, потеря всасывающей головки, блокировка впускного экрана, блокировка трубы, обратная труба разрывая/разрывы клея |
| Качество воды | Низкое содержание растворенного кислорода, высокое содержание CO2, перенасыщенные воды, высокая или низкая температура, высокий аммиак, нитрит или нитрат, низкая щелочность |
| Фильтры | Каналические/засоренные фильтры, чрезмерная потеря головы |
| Система аэрации | Перегрев двигателя воздуходувки из-за чрезмерного противодавления, приводной ремень рыхлый или сломанный, рассеиватели заблокированы или отключены, утечки в питающих трубопроводах |
Таблица 5: Приоритизация мониторинга и реагирования
| Параметр | Время отклика | ||
|---|---|---|---|
| Приоритет | Высокие |
| Очень быстро (минут) Сигнализация нужна! |
| Средний |
| Умеренное время отклика (часы) | |
| Низкий |
| Медленно изменяющиеся параметры (ежедневный или еженедельный мониторинг) | |
Таблица 6: Важные элементы, которые должны контролироваться ежедневно
| Электрическая мощность | Одно- и трехфазные системы питания, индивидуальные системы на спасательных выходах GFCI |
|---|---|
| Уровень воды | Культурный бак (высокий/низкий), отстойники для насосов (высокий/низкий), фильтры (высокий/низкий) |
| Система аэрации | Давление кислорода воздуха (высокие/низкое) |
| Поток воды | Насосы, резервуары для культуры, погружные фильтры, встроенные обогреватели |
| Температура | Цистерны культуры (высокие/низкое), системы отопления/охлаждения (высокие/низкое) |
| Безопасность | Датчики высокой температуры/дыма, охранная сигнализация |
- ####Некоторыесовет*** длясистемы*** дизайн и*** безопасность***
Тщательно выбирайте датчики, маркируйте все и включайте возможности расширения во всех компонентах
Установить датчики и оборудование там, где они видны и легко доступны для обслуживания и калибровки
Помните, что вода и электричество делают для смертельной комбинации, поэтому используйте низкие напряжения (5 В постоянного тока, 12 В постоянного тока или 24 В постоянного тока или переменного тока), чтобы защитить себя и рыбу
Четко маркируйте режимы вооруженного и безоружного датчика, предпочтительно с помощью светодиодов на каждой станции, чтобы показать состояние датчика.
- ####Некоторыесовет*** длясистемы*** обслуживание
Имейте хорошо подготовленное руководство по техническому обслуживанию, доступное для сотрудников, чтобы прочитать
Ведение еженедельного/месячного/годового плана технического обслуживания и ведение архивов основных сервисных записей и руководств по оборудованию
Ведение ежедневных/еженедельных/ежемесячных контрольных списков инструментов
Выполнять регулярные (и некоторые необъявленные) проверки системы, включая запуск каждого датчика и проверку работы систем автоматического резервного копирования и телефонного номеронабирателя
Обеспечить обучение персонала работе с рутинными сигнализациями
Обеспечить, чтобы персонал был знаком с полной операционной системой, включая системы водоснабжения, аэрации и аварийного резервного копирования.
- ####Когда домонитор*** воды ***качество? ***
Рыба переваривается в зависимости от времени их кормления, а количество фекалий зависит от количества потребляемого корма. Таким образом, наивысшие уровни аммония следует ожидать после последнего корма (вечером) и самого низкого значения перед первым кормом (утром). Поэтому измерения качества воды должны производиться в конце корма, с тем чтобы улавливать пики аммония (рис. 11).
Автоматизированный мониторинг и управление*** системы
Автоматизированный мониторинг становится все более доступным. Существует несколько систем сбора данных и управления для применения в РАС и/или аквапонике. Система мониторинга включает в себя i) датчики для измерения желаемых переменных, ii) интерфейс для преобразования электрической информации в форму, читаемую компьютером или микропроцессором, iii) компьютер, iv) программное обеспечение для запуска системы и v) дисплеи. Важно сопоставить компоненты, чтобы система мониторинга работала.
Одной из наиболее важных функций системы мониторинга является предоставление оповещений оператору системы в случае сбоев и проблем. Если критические переменные считаются выходящими за допустимые пределы, необходимо посылать сигналы тревоги. Важно разработать и протестировать систему мониторинга и сигнализации таким образом, чтобы ложные оповещения не отправлялись слишком часто. Слишком часто ложные сигналы тревоги уменьшают вероятность того, что оператор (ы) будет отвечать (Timmons et al. 1999). Сигналы тревоги должны быть сконструированы и функционированы таким образом, чтобы соответствующие лица были оповещены. Визуальные и звуковые сигналы тревоги могут быть размещены в ключевых зонах объекта, чтобы предупредить работников о проблемах. В нерабочее время необходимо использовать удаленную сигнализацию (обычно через SMS-сообщения).
Рис. 11: Суточный темп концентрации NH4-N в воде RAS. Синий - перед биофильтром; серый - после биофильтра; желтый - разница между синим и серым
*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) . *