Кислород, растворенный в воде
Рыбам и бактериям биофильтра необходим кислород для дыхания. Вода как
жизненная среда во многих отношениях имеет преимущества перед атмос-
ферой, но только не по количеству кислорода. Литр воздуха содержит в
среднем около 210 см³ кислорода, а литр чистой воды – менее 10 см³.
Большинство рыб дышат кислородом, растворенным в воде. Для этого рыба
заглатывает воду, которая затем выходит через жаберные щели, омывая
жабры, имеющие густую кровеносную систему. Здесь, в жабрах, кровь обога-
щается кислородом.
Кислород больше растворяется в холодной воде. Однако жизнедеятельность
рыб и бактерий биофильтра с повышением температуры воды увеличивается,
а значит и активность дыхания (потребность в кислороде) также возрастает.
Рыба более требовательна к содержанию кислорода в воде на более ранних
стадиях своего развития; наиболее высоки эти требования в эмбриональный
период. Т.е. для личинок и молоди минимальные концентрации кислорода
нужны выше, чем для товарных (взрослых) рыб. У разных видов рыб требова-
ния к содержанию растворенного кислорода могут различаться.
В рыбоводстве важно поддерживать благоприятный для конкретного вида
рыб уровень растворенного кислорода. Обеспечение наличия растворенного
в воде кислорода в УЗВ - один из самых важных критериев дизайна. Вода
должна содержать достаточное количество растворенного кислорода а) в
рыбоводном бассейне (для рыб) и б) в биофильтре (для бактерий). Чаще всего
достаточная (нормальная) концентрация для большинства рыб и бактерий - 5
мг/л кислорода.
Практика показывает, что в интенсивной аквакультуре, где плотность посадки
рыб высока, необходимо искусственное введение кислорода в воду. Этого
достигают или аэрацией (обогащение воды атмосферным воздухом, что
повышает и концентрацию кислорода в воде), или оксигенацией (обогаще-
ние воды чистым кислородом). Понятно, что оксигенация подает намного
больше растворенного кислорода в воду по сравнению с аэрацией.
Аэрация, как уже сказано, – подача в воду атмосферного воздуха. В основе
метода лежит процесс диффузии. За счет диффузии кислород проникает из
воздуха (где концентрация кислорода выше) в воду. Плотность посадки рыбы
при эффективном использовании аэрации может достигать 40 кг рыбы/м³.
Для большинства видов рыб это – предел того, чего можно достичь с
помощью аэрации.
В проточных рыбоводных бассейнах и прудах широко применяют различные
педальные, пропеллерные аэраторы, вертикальные насосы, которые сильно
перемешивают поверхностные слои воды для увеличения диффузии кисло-
рода из воздуха в воду. Такие аэраторы создают в рыбоводном водоеме
турбулентность, чтобы подавать необходимое количество воздуха. Обычно
для УЗВ недостаточно простого перемешивания воды, поступающей в рыбо-
28
водный бассейн. Количество кислорода при таком способе лимитируется
током воды. Необходимо применять дополнительные, более интенсивные
методы аэрации. Необходимо увеличить площадь и время контакта воды с
атмосферным воздухом.
В УЗВ часто используют т.н. диффузные (диффузорные) аэраторы. В них
создают низкое давление воздуха от какого-либо нагнетателя (пропеллер и
др.) на распылитель, расположенный у дна бассейна. Диффузоры создают
маленькие пузырьки воздуха, которые поднимаются через толщу воды и
насыщают ее воздухом (рис. 6).
Рис.6. Образец нагнетателя воздуха и распылителя воздуха в воде
Часто в УЗВ используют дегазационные колонны, они просты и эффективны,
предназначены для аэрации воды непосредственно в поток. Вода, бедная
кислородом, распыляется в верхней части колонны (башни), заполненной
пластиковой средой с большими пустотами. Сама колонна не затоплена
водой, так что в этой башне есть обмен воздуха. По принципу действия колон-
на идентична капельному биофильтру, который, как мы указывали выше,
выполняет и функции аэратора и дегазатора. В тех системах УЗВ, где использу-
ют капельный биофильтр, он сам и выполняет дополнительно функции такой
колонны. Если колонну использовать для удаления углекислого газа, то лучше
установить вентилятор, чтобы обеспечить обмен воды с большим количес-
твом воздуха. В УЗВ с другими системами биофильтра (не капельным), можно
устанавливать колонны, но они по размерам намного меньше капельного
биофильтра, достигая в высоту не более 1-1,5 м.
Некоторые УЗВ используют воздушные насосы – эрлифты, которые выполня-
ют две функции: насыщают воду кислородом и работают как насосы для
циркуляции воды в системе.
Основными составными элементами эрлифтов являются нагнетатель воздуха
(компрессор, вентилятор), система распределения воздуха, трубопровод,
трубы с отверстиями (сопло) для регулирования количества подаваемого
воздуха (рис. 7). Нагнетатель воздуха подает через систему распределения
воздух из атмосферы в воду. Эрлифт может быть одинарным или в батарее из
нескольких на один насос-компрессор.
Рис. 7. Эрлифт: схема работы (слева) и работающий образец (справа)
