Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

1.1.2. Секция водоподготовки


Секция водоподготовки состоит из следующих элементов: 1. Механический барабанный фильтр. Механическая очистка оборотной воды в рыбоводных установках необходима для отделения твердых тел от жидкости. Для решения этой задачи установка оснащается механическим фильтром (микросетчатый барабанный фильтр). Отделению подлежат продукты первичного загрязнения (остатки корма, фекалии и другие твердые частицы) и вторичного загрязнения (отработанная биопленка биофильтра). Наибольшая концентрация первичных загрязнений находится в воде на выходе из рыбоводных бассейнов, а вторичных – после биофильтра. При описании замкнутых систем имеет смысл говорить о смеси первичного и вторичного загрязнений, так как оба вида загрязнений попадают в циркулирующую воду и задерживаются фильтрами.
По физико-механическим свойствам нерастворенные осадки представляют собой грубои мелкодисперсные примеси, коллоидные и слизеподобные вещества. Состав рыбоводных нерастворимых осадков изменяется при замене вида корма и режима работы рыбоводной установки. Общий вид механического фильтра представлен в прил. 2.
Все сливы из бассейнов оборудованы неподвижными сетками, которые удерживают не только живую рыбу от ухода из бассейна, но и погибшую. Чем мельче рыба, которая содержится в бассейне, тем меньше должна быть ячея сетки. При выборе размеров ячеек сетки необходимо учитывать то обстоятельство, что ячейки малого размера быстро зарастают биопленкой и не пропускают воду. В результате засорения ячеек уровень воды в бассейне поднимается, срабатывает сигнализация по повышению уровня воды в бассейне, что служит сигналом для немедленной очистки сеток. Очистка сеток производится вручную щеткой или струей воды под давлением.


Загрязненная в бассейнах с рыбой вода удаляется из них одним потоком через нижний слив.
Затем по трубопроводу вода попадает в микросетчатый фильтр. Он представляет собой цилиндрический каркас с натянутой на него сеткой. Поступающий поток воды направлен вдоль оси цилиндра, выходящий – радиально от оси цилиндра к его периферии, таким образом, чтобы жидкость прошла через ячейки сетки. Взвешенные частицы остаются на сетке с внутренней стороны. Цилиндр равномерно вращается. Загрязнения осаждаются на сетке и смываются с нее струей чистой воды.
Промывка сетки осуществляется периодически по мере повышения уровня воды в барабане фильтра по причине засорения ячеек сетки. Загрязнения вместе с водой попадают в лоток, расположенный выше уровня воды в фильтре, а затем в канализацию.
Для промывки сетки используется насос. Насос должен быть снабжен фильтром грубой очистки с размером ячеек 200 мкм; иметь регулировочный вентиль на выходе, чтобы установить по манометру рабочее давление на форсунках механического фильтра в 7,5 бар; при первом его запуске необходимо открыть воздушник, чтобы удалить из насоса воздух и заполнить его водой.
Для вывода механического фильтра в ремонт или отключения его по другим причинам должен быть предусмотрен обводной байпас с дисковыми заслонками типа «баттерфляй».
В случае поломки фильтра необходимо срочно принять меры по его ремонту, уменьшив суточный кормовой рацион рыбы.
После того как вода прошла механическую фильтрацию, она попадает на биологический фильтр.
Механический фильтр может работать как в автоматическом, так и в ручном режиме. Имеет свой щит управления. В нормальном состоянии должен работать в автоматическом режиме, т. е. при загрязнении фильтрующей сетки уровень воды внутри барабана поднимается и срабатывает датчик уровня, который включает привод вращения барабана и промывочный насос, грязная вода отводится в канализацию самотеком. Фильтр должен быть всегда включен. Работать в положении «автомат». Ежедневно обслуживающий персонал должен визуально следить за работой фильтра. Он должен периодически включаться и выключаться для промывки, в зависимости от биологической нагрузки. Если фильтр включается слишком часто или вообще не выключается из режима промывки, следует в первую очередь проверить, не забиты ли промывочные форсунки. Для этого, не выключая насосы, нужно выключить фильтр, открыть крышку и прочистить все форсунки. Вне зависимости от вышесказанного следует прочищать форсунки раз в неделю, также регулярно необходимо промывать сетку струей воды под давлением.
2 Биологический фильтр «плавучая подушка». Жизнь биологической пленки имеет свои закономерности. Потребляя для своего роста питательные азотные загрязнения из воды, биопленка растет по толщине и стареет. Биомасса пленки накапливается. Если в биофильтре не решены проблемы удаления стареющей пленки,
то она отмирает, разлагается и загрязняет воду. Проблема обновления биопленки является одной из самых главных. Эта проблема решается главным образом за счет создания таких гидродинамических нагрузок на субстрат, при которых рыхлые слои старой пленки отрываются и уносятся с током воды. В дальнейшем мигрирующие кусочки биопленки выделяются из воды и выносятся из системы. В местах отрыва старой биопленки на субстрате остается тонкий активный слой биопленки, который продолжает процесс изъятия и переработки загрязнений.
Гидравлическая нагрузка на биофильтр рассчитывается таким образом, чтобы фильтр был самоочищаемым и не допускалось закупоривание пор в загрузке биофильтра. Размер фильтра и поток воды рассчитаны из максимального количества корма, которое можно скормить рыбам.
Биофильтр предназначен для выполнения следующих задач: аммонификации, нитрификации, дегазации, оксигенации, а также культивирования в нем бактерий. Бактерии, при достаточной концентрации кислорода в окружающей их среде, изымают из загрязненной воды растворенные азотные соединения (аммонийные и нитритные) и окисляют их до нитрата, который является менее токсичным. Бактерии растут только на субстрате, что предполагает использование пластиковой загрузки с развитой площадью поверхности.
Бактериальная пленка представляет собой мягкую комковатую субстанцию, которая легко распадается на отдельные фрагменты. При постоянном росте биопленки толщина «живой» ее части составляет 1–2 мм. Находящиеся под этим слоем бактерии без кислорода, не проникающего через слой «живой» биопленки, отмирают, разлагаются и уносятся водой в бассейн-сумматор, затем в бассейны с рыбой и впоследствии осаждаются в механическом фильтре.
После прохождения через механический фильтр вода попадает в секцию, в которой расположен фильтр «плавучая подушка». Вода в этой секции постоянно аэрируется, и фильтрующий материал находится в постоянном движении. Фильтрующий материал состоит из небольших пластиковых колец с открытой структурой с большой удельной площадью поверхности – 800 м2/м3. Постоянное движение фильтрующего материала позволяет избежать скапливания отложений и, как следствие, закупоривания отверстий фильтрующего материала.
Фильтр обладает способностью самоочищаться. Размер фильтра «плавучая подушка» зависит от количества воды, проходящей через
него в единицу времени, и объема потребляемого корма. Над фильтром располагаются вентиляторы в кровле здания.
В процессе работы биофильтра происходит газообмен, удаляется углекислый газ из воды, увеличивается концентрация кислорода, что создает благоприятную среду для нитрифицирующих бактерий. Эти бактерии преобразуют высокотоксичный аммиак, условный продукт отходов, в конечный продукт переработки – нитрат.
Процесс происходит в две стадии: окисление аммиака бактериями Nitrosomonas sp.; превращение нитрита в нитрат бактериями Nitrobacteria sp. В ходе этого процесса вырабатывается кислота и понижается рН. Для понижения кислотности добавляется свежая вода или (при необходимости) гидроксид натрия или бикарбонат натрия.
После прохождения биофильтра «плавучая подушка» вода попадает в колодец, в котором расположены насосы для ее подачи на капельный фильтр.
3. Капельный фильтр. Капельный фильтр служит для нитрификации и дегазации. С помощью насосов вода из колодца подается на верхнюю часть биофильтра, где она разбрызгивается по поверхности фильтра и проходит вниз через фильтрующий материал, который выступает в качестве биосубстрата. Материал капельного фильтра представляет собой решетчатую конструкцию из полиэтилена с большой удельной площадью поверхности – 200 м2/м3 в сутки, чтобы избежать скапливания биопленки, которая может стать причиной закупоривания отверстий. Самоочищение капельного биофильтра обусловлено высокой скоростью прохождения воды сквозь него.
Размер капельного фильтра и расход воды, проходящей через него, непосредственно связаны с количеством потребляемого корма. Над фильтром располагается вентилятор, который способствует прохождению воздуха через него.
В целом капельный фильтр выполняет такие же функции, как и фильтр «плавучая подушка», и служит для дополнительной очистки воды, поступающей из рыбоводных бассейнов.
После прохождения через капельный фильтр вода поступает во второй сборный колодец.
Капельный фильтр представляет собой блоки биозагрузки, сложенные в виде колонны. Подача воды сверху осуществляется от насосов. В верхней части расположен осевой вентилятор, служащий для откачки газов – углекислого и азота. Включение вентилятора осуществляет-
ся периодически с пульта управления. Работать он должен по графику: 2 ч в утренние часы и 2 ч в вечернее время. Постоянная промывка фильтра не требуется. Один раз в год (по мере загрязнения) следует снять защитный тент и оценить степень загрязненности блоков. При необходимости разобрать блоки, промыть и заново сложить в колонну.
4. Озонирование. После обработки воды в биофильтре «плавучая подушка» и капельном фильтре она подается в емкость, в которой происходит ее озонирование. Озон впрыскивается в падающую воду через диффузоры, расположенные на дне емкости. Отвод воды для подачи ее в бассейны осуществляется с верхних слоев емкости самотеком. Над емкостью находится вентилятор, который отводит воздух. Модуль озона состоит: из генератора озона, компрессора кислородного генератора, электрифицированной системы управления, инжектора, насоса, воздухоохладителя, световых индикаторов выработки озона.
Озон – особая форма кислорода. Молекула озона состоит из трех атомов кислорода. Когда эта молекула распадается, отдельные атомы стремятся к реакциям окисления. Все воздействия, которые озон оказывает на ход биохимических реакций, основаны на сильном окисляющем действии. В то же время он не оказывает неблагоприятного действия на окружающую среду, так как не вносит никаких химикатов в воду.
Озон ядовит для людей и животных! Симптомы отравления озоном: а) уменьшение функционирования легких; б) обострение астмы; в) раздражение в горле и кашель; г) боль в груди; д) учащенное дыхание и жжение в тканях легких. При постоянных отравлениях могут возникать хронические респираторные заболевания, такие как эмфизема, хронический бронхит и преждевременное старение легких. Критические параметры содержания озона в помещении, в котором работают люди, составляют при 8-часовом рабочем дне 0,05 и 0,1 ppm. Максимальная разовая доза 0,3 ppm в течение не более 10 мин.
Помещение должно быть хорошо вентилируемым. Необходимо избегать утечек озона и использовать антикоррозийные материалы.
Для удаления из воды остаточного озона и недопущения попадания го в бассейны с рыбой используется следующая технология.
Вода из флотаторов поступает (36 м3/ч) в бассейн-сумматор. Там она быстро смешивается с большим объемом воды. Озон крайне нестабильное вещество и практически полностью распадается в установках замкнутого водоснабжения (УЗВ) за 10–30 мин.
Вода из бассейна-сумматора перед тем как попасть в бассейны с рыбой проходит через оксигенаторы. В них также происходит деструкция остаточного озона.
Несмотря на все предосторожности, необходимо постоянно следить за концентрацией озона в воде, поступающей в бассейны с рыбой.
Озон получают с помощью электрического разряда на электродах в специальных установках. Этот процесс проходит при высоких напряжениях. Электрод представляет собой трубку, выполненную из стекла и заполненную электропроводящим материалом, которая подключена к высокому напряжению. В качестве электрода с противоположным знаком используется расположенный снаружи кожух.
Предлагается использование озонаторов марки Ozonia. В данном генераторе озона используется принцип производства озона из кислорода, что дает значительную экономию электроэнергии.
Источник кислорода должен удовлетворять следующим требованиям: точка росы – 65 °С; отсутствие органических газов. Технические параметры генератора озона: производительность озона – 55 г Оз/ч; концентрация – 100 г Оз/м3; поток кислорода – 0,39 м3/ч; потребление электроэнергии – 0,76 кВт; поток охлаждающей агрегаты воды – 0,09 м3/ч; масса – 50 кг; количество электродов – 1 шт. Подача кислорода в генератор озона должна производиться только после его дополнительной осушки! Для этой цели используется обычная колба из-под фильтра для очистки воды, например фирмы Atlas, заполненная цветным силикагелем.
При прохождении кислорода через фильтр силикагель поглощает излишнюю влагу, в результате чего цвет его меняется с синего на красный. После того, как силикагель выработал свой ресурс, его необходимо восстановить. Это можно сделать в микроволновой печи или в газовой духовке (до восстановления синего цвета). Подсоединение генератора озона к фильтру производится с помощью медной трубки с внутренним диаметром 12 мм.
5. Подача воды в бассейны. После озонирования вода подается в бассейны для выращивания рыбопосадочного материала. В цехе инкубации и подращивания до массы 0,5 г озонирование воды не предусматривается. Подача воды к бассейнам в цехе инкубации осуществляется по трубопроводам, в цехах подращивания до массы 5 г и выращивания посадочного материала массой 50 г – по пластмассовым лоткам.
6. Насыщение кислородом. Из водоподводящего лотка вода в каждый из бассейнов подается по трубопроводам. Регулирование подачи воды осуществляется с помощью кранов, устанавливаемых на каждом из подающих трубопроводов. Одновременно с подачей воды из лотков производится насыщение ее кислородом через реактор-сосуд, устанавливаемый в каждом из бассейнов. Для выработки кислорода используется кислородный генератор, располагаемый в отдельном помещении, от которого кислород по трубам подается к реактору, где и происходит насыщение воды.
Генератор кислорода предназначен для получения кислорода из воздуха путем разделения его на кислород и азот. В основу разделения газов положен принцип пропускания воздуха через молекулярное сито – адсорбирующий материал, который получают из кристаллических неорганических материалов. Этот материал адсорбирует из воздуха азот, пропуская кислород. Когда сорбент насытится молекулами азота, его нужно регенерировать. Продуктом процесса является кислород, имеющий чистоту до 95 %, а образующиеся в процессе азот, вода и углекислый газ выпускаются в атмосферу через газоотвод. Информация о кислородной установке представлена в прил. 3.
Рекомендуется установить генератор кислорода фирмы Oxymat, работающий по технологии вибрационной адсорбции под давлением. Он состоит из компрессора GX 4CFF, в котором размещается сам компрессор, осушитель и воздушный ресивер.
Оксигенаторы – приборы, которые насыщают воду кислородом сверх уровня равновесного насыщения. Оксигенаторы бывают нескольких типов. В данном подразделе рассматривается классический оксигенатор. В оксигенаторе данного типа реализуется вариант насыщения воды газообразным кислородом под давлением. Этот способ позволяет достичь насыщения воды кислородом свыше 25 мг/л при давлении 0,5–1 бар.
Конусный оксигенатор испытан на давление 2 бар. Он представляет собой конус высотой 2,2 м. В верхнюю часть конуса подается кис-
лород. Так как скорость воды здесь высокая, то кислород вместе с водой начинает двигаться вниз. По мере расширения конуса скорость воды падает.
Скорость всплытия пузырьков кислорода в определенном диаметре конуса сравнивается со скоростью воды, в результате чего они повисают и находятся в таком состоянии, пока не растворятся.
В верхней части конического оксигенатора установлен кран для удаления воздуха из него и манометр (диапазон измерения 0–1 бар), позволяющий контролировать давление внутри конуса.
При запуске насоса необходимо обязательно открыть кран для удаления воздуха.
Давление в конусе можно менять путем закрытия или открытия дисковой задвижки (баттерфляй), расположенной в нижней части конусного оксигенатора. При закрытии этого крана повышается давление в конусе, но при этом падает производительность насоса по потоку воды.
Эффективность конусного оксигенатора составляет примерно 80 %. Основным преимуществом использования конусного оксигенатора является простота и надежность в работе.
7. Подача чистой воды. Подача чистой воды осуществляется во второй сборный колодец. Система подачи воды следующая:
вода из артскважин с помощью насосов подается на станцию обезжелезевания;
после прохождения через станцию обезжелезевания вода насосами по трубопроводам подается в цехи для инкубации икры, выращивания малька массой до 0,5 г и выращивания посадочного материала массой 50 г. Количество подаваемой чистой воды регулируется с помощью запорной арматуры, установленной на каждом подающем трубопроводе.
8. Обслуживание барабанного фильтра. Для барабанного фильтра требуется регулярная промывка форсунок. Периодичность промывки – один раз в 2–4 дня или по мере засорения.
9. Отвод сточных вод. Сточные воды сбрасываются в городскую канализацию. 10. Контроль качества воды. В каждом из бассейнов устанавливаются датчики контроля кислотности (рН) и кислорода (О
2
). Данные о кислотности воды и содержании кислорода в автоматическом режиме передаются на центральный пульт управления.
Полный перечень рекомендуемого оборудования представлен в прил. 4.