Н.М. Белковский, канд. биол.наук, Д.Н.Белковский НПФ «Салмо.ру». — Экология производства, № 12, 2017, стр. 58-59
Уже несколько десятилетий выращивание рыбы в полностью контролируемых условиях – одно из основных направлений развития аквакультуры. И широко используемые при этом установки замкнутого цикла с биологическим методом очистки воды не панацея. Существует иная перспективная технология удаления органических загрязнений в рыбоводных водоёмах.
Недостатки классического подхода В настоящее время практически во всех установках замкнутого водоснабжения (УЗВ) для очистки циркулирующей воды используется биологический метод, в основе которого – минерализация органического вещества сообществом микроорганизмов. Наряду с очевидными достоинствами эта технология имеет и ряд существенных недостатков, к числу которых можно отнести следующие:
– накопление в воде трудно-окисляемых биологическим путём органических веществ и соединений, существенно ухудшающих качество воды и приводящих к появлению неприятных запахов и привкусов у выращиваемых гидробионтов;
– высокая зависимость от температуры воды, что затрудняет использование этой технологии при выращивании холодолюбивых объектов;
– накопление в воде значительных количеств нитратов – конечного продукта минерализации азотсодержащих компонентов кормов, экскрементов и метаболитов рыб;
– трудности в культивировании активного ила или биоплёнки в условиях изначально низкого уровня органических загрязнений в УЗВ и вызванная этим нестабильность работы системы биоочистки;
– высокая инерционность и чувствительность системы биологической очистки к колебаниям нагрузки;
– ограничения в использовании лечебно-профилактических препаратов, которые могут представлять угрозу для биофильтров.
Рис. 1. Схема опытной установки
Доступные решения этих проблем делают технологию громоздкой, дорогой и излишне сложной. И альтернативой УЗВ с биологической очисткой могут стать установки, в которых для удаленимя аммония – основного азотсодержащего продукта метаболизма гидробионтов – используются ионообменные материалы, в частности цеолиты.
Эксперимент с альтернативной технологией
Цеолиты – группа минералов, содержащих алюмосиликаты щелочных металлов. Накоплен значительный опыт их использования для очистки воды. Процесс при этом легко управляем и предсказуем, а технические решения многократно апробированы. Существуют около 40 формул цеолитов, и их характеристики различны.
Целью наших исследований являлась адаптация технологии очистки воды с помощью цеолитов к особенностям рыбоводных УЗВ. Для того чтобы не допустить появления на гранулах цеолита активной биопленки, внутри реактора с этим наполнителем установили миксер для периодического механического перемешивания массы цеолита, а режим работы реактора сделали циклическим. Для регенерации 35 кг цеолита, помещённого в реактор, использовали щелочной раствор хлористого натрия с высоким значением рН, что подавляло развитие микроорганизмов. Очистку регенерационного раствора от аммиака осуществляли путём так называемой отдувки на градирне в условиях щелочной среды (рис. 1). Удалённый аммиак затем улавливался во второй градирне в условиях кислой среды, образуя аммиачную воду – ценное азотное удобрение, широко используемое в сельском хозяйстве.
Опыт (рис. 2) проводился в течение 20 дней при естественной температуре, воду не подогревали. Её температура первоначально составляла 10,5°С, в конце эксперимента – 5,4°С. Органическое загрязнение формировалось при содержании в рыбоводном бассейне объемом 700 л карпов, суммарная масса которых 50 кг. Ежедневно 10–15% воды, содержавшейся в рыбоводном бассейне, заменяли.
Рис. 2. Содержание аммония в бассейне с рыбой до и после очистки цеолитом
Интенсивность выделения аммония карпом составляла в среднем 4,2 мг/кг в час. Интенсивность поглощения колебалась от 18,8 до 46,8 мг аммония на 1 кг цеолита в час, составляя в среднем 36,1 мг/кг в час. Для удаления выделившегося аммония было достаточно одного цикла очистки воды в сутки. Далее на короткое время включалась мешалка, и через 30 мин вода из реактора возвращалась в бассейн с рыбой.
За время эксперимента дважды проводилась регенерация цеолита щелочным раствором хлористого натрия. Содержание аммония в регенерацонном растворе после восстановления цеолита возрастало в среднем с 0,08 мг/л до 186,2 мг/л. За всё время эксперимента ни разу не было обнаружено роста нитритов и нитратов в воде УЗВ, данные показатели оставались на первоначальном уровне. Какого-либо запаха от воды и от цеолита в реакторе замечено не было, цеолит оставался чистым, без всяких признаков биообрастаний. Опыты показали, что использованные технические решения оказались в целом эффективными, и данное направление следует развивать.
ТЦ ГК «Цеолитовые технологии»
Московская обл., г. Раменское
+7 (496) 464-30-56 | +7 (495) 997-38-82
www.zeomix.ru | group@zeomix.ru
НПФ «САЛМО.РУ» | www.salmo.ru
nbelkovskij@yandex.ru
Первоисточник в формате PDF:
Н.М. Белковский, канд. биол.наук, Д.Н.Белковский НПФ «Салмо.ру». Природный цеолит «Сокирнит» для очистки воды в рыбоводной установке замкнутого водоснабжения. — Экология производства, № 12, 2017, стр. 58-59
