Что такое Рециркуляционные Аквакультурные Системы (RAS) и как они работают?

Рециркуляционные аквакультурные системы (RAS) – это современное решение для выращивания рыб и других водных организмов в замкнутом цикле воды. Эта технология позволяет значительно сократить потребление воды, обеспечивая благоприятные условия для аквакультуры в контролируемой среде. Благодаря RAS можно выращивать рыбу в любых климатических условиях и минимизировать негативное воздействие на окружающую среду. В этой статье мы разберем принципы работы RAS, как фильтруется, очищается и возвращается вода в систему, и какие ключевые компоненты играют основную роль в этом процессе.

иллюстрация системы замкнутого водоснабжения (RAS), которая наглядно представляет основные компоненты, включая рыбоводные бассейны, фильтрационные установки, систему аэрации, насосы и устройства мониторинга. Каждая часть системы маркирована для ясности, подчеркивая замкнутый цикл воды, необходимый для устойчивой аквакультуры. 

Принцип работы Рециркуляционных Аквакультурных Систем

Основной принцип RAS – это замкнутый цикл воды, где вода очищается и рециркулирует внутри системы, что позволяет сократить её потери и повторно использовать ту же воду для поддержания стабильных условий. Основные этапы работы системы включают:

1. Подачу воды и подготовку аквариумов или резервуаров: рыба содержится в резервуарах, где вода поступает и циркулирует по замкнутому кругу. Важно поддерживать стабильную температуру, уровень кислорода и оптимальный уровень pH, создавая комфортные условия для роста и развития.
2. Сбор отходов и механическую фильтрацию: отходы, производимые рыбой, включают не только фекалии, но и остатки корма и отмершие органические вещества. Эти отходы постепенно оседают на дне резервуаров и могут стать источником загрязнения воды. Механическая фильтрация – первый этап очистки воды, при котором крупные частицы задерживаются и удаляются, чтобы предотвратить засорение и ухудшение качества воды.
3. Биофильтрация: вода, очищенная механическим фильтром, поступает на биофильтр. Биофильтр играет важную роль в поддержании безопасного уровня аммиака и нитратов в воде. Специальные бактерии, находящиеся на поверхности биофильтра, преобразуют аммиак, выделяемый рыбами, в нитриты, а затем в менее токсичные нитраты. Этот процесс называется нитрификацией и крайне важен для предотвращения токсичного воздействия аммиака на рыб.
4. Дегазация: при дыхании рыба выделяет углекислый газ (CO₂), который накапливается в воде и может создать неблагоприятные условия. Дегазация – это процесс удаления CO₂ из воды, который обычно осуществляется с помощью специального оборудования. Это помогает поддерживать оптимальный уровень кислорода и обеспечивает рыбам комфортные условия для дыхания.
5. Обогащение воды кислородом: для поддержания здоровой среды в RAS требуется оптимальный уровень растворенного кислорода. Вода проходит через оксигенаторы или аэрационные установки, где она насыщается кислородом. Это особенно важно в интенсивных аквакультурных системах, где плотность рыб в резервуаре высокая и потребность в кислороде также возрастает.
6. Контроль температуры и pH: большинство видов рыб требует определенных температурных условий и стабильного уровня pH. RAS оснащаются устройствами, позволяющими контролировать температуру и химический состав воды. Специальные датчики следят за этими параметрами, и в случае отклонений системы автоматически корректируют показатели.

Ключевые компоненты RAS-систем

Эффективная работа рециркуляционной аквакультурной системы невозможна без нескольких ключевых компонентов:

• Резервуары для выращивания рыбы: емкости, в которых содержится рыба, бывают различных форм и размеров в зависимости от вида рыб и условий выращивания. Они должны быть прочными, устойчивыми к воздействию воды и удобными для регулярного обслуживания.
• Механические фильтры: фильтры задерживают твердые отходы, предотвращая их распространение по всей системе. Обычно применяются барабанные или сетчатые фильтры, которые автоматически очищаются от накопившихся частиц.
• Биофильтры: специальное устройство, на поверхности которого находятся бактерии, преобразующие токсичные вещества в безопасные. Биофильтры могут быть представлены в виде матрицы, заполненной биопленкой, либо каскадных фильтров с высокой площадью поверхности для бактерий.
• Дегазаторы: устройства для удаления углекислого газа и других вредных газов. Обычно это башни или колонки, в которых вода падает, теряя накопленные газы.
• Оксигенаторы или аэрационные системы: позволяют насыщать воду кислородом, поддерживая уровень, необходимый для дыхания рыб. Они могут включать системы принудительной подачи кислорода или аэрационные камни.
• Системы мониторинга и контроля: для стабильной работы RAS требуется постоянный контроль за качеством воды. Современные системы оснащаются датчиками температуры, pH, кислорода и других показателей, которые обеспечивают автоматическое регулирование параметров и предупреждают оператора о возможных отклонениях.

Преимущества и вызовы RAS

Применение рециркуляционных аквакультурных систем в последнее время становится все более популярным. К основным преимуществам RAS можно отнести:

• Сокращение потребления воды на 90-99% по сравнению с традиционными методами.
• Уменьшение воздействия на природные водоемы и окружающую среду.
• Контроль над условиями выращивания, что снижает риск заражения и эпидемий.
• Возможность выращивания рыбы в регионах с дефицитом воды и неблагоприятным климатом.

Однако RAS-системы также требуют значительных инвестиций и тщательного контроля всех процессов. Необходимо регулярно проверять фильтры и поддерживать оптимальные условия, иначе накопление аммиака, углекислого газа или избыток органических веществ могут создать неблагоприятную среду для рыб.

инфографика, иллюстрирующая основные преимущества систем замкнутого водоснабжения (УЗВ). Она подчеркивает сохранение воды, защиту окружающей среды, борьбу с болезнями и адаптируемость к регионам с дефицитом воды

Заключение

Рециркуляционные аквакультурные системы (RAS) представляют собой инновационное решение, которое позволяет поддерживать высокий уровень эффективности и минимизировать влияние на окружающую среду. Благодаря механической и биофильтрации, а также поддержанию стабильных условий среды, RAS становятся надежным методом выращивания рыб в замкнутом цикле. Несмотря на вызовы, RAS-системы становятся основой устойчивого аквакультурного производства, что делает их востребованными во всем мире.