Малое хозяйство не масштабируется от промышленного простым делением на десять. Разбираем, как собрать комплект под 1-3 тонны рыбы по узлам, с расчетом объема бассейнов, биофильтра и расхода воды.
Комплект оборудования УЗВ на 1-3 тонны рыбы это уже не аквариумная установка и еще не промышленная ферма: тут ошибка в расчете одного узла сразу тянет за собой соседние, а запаса прочности за счет лишнего резервного бассейна почти нет. Разбираем по узлам, что и в каком объеме нужно под такой масштаб, с расчетом на конкретных цифрах, а не общими словами про "среднюю ферму".
Если УЗВ пока просто слово, начните со статьи УЗВ: что это такое, там разобраны все узлы системы и путь воды по кругу. Здесь же речь именно про размер под 1-3 тонны и про то, чем такой масштаб отличается от расчета на глаз.
Комплект собирают не под кубометры воды, а под пиковую биомассу рыбы, которую хозяйство планирует держать одновременно, и под вид: у форели, осетра и клариевого сома разная плотность посадки, разный корм и разная норма кормления. Ниже расчеты даны для форели при плотности 75 кг/м³ и осетра при плотности 60 кг/м³, это дефолты из калькулятора УЗВ, где собраны и другие виды с таблицей белка корма и норм кормления по каждому.
Объем бассейна считают по формуле: биомасса, деленная на плотность посадки вида и умноженная на запас, обычно 80% от теоретического максимума, чтобы не работать впритык к пределу. При плотности 75 кг/м³ для форели и 60 кг/м³ для осетра получаются такие ориентиры.
| Биомасса | Объем чаши, форель (75 кг/м³) | Объем чаши, осетр (60 кг/м³) |
|---|---|---|
| 1 тонна | около 16,7 м³ | около 20,8 м³ |
| 2 тонны | около 33,3 м³ | около 41,7 м³ |
| 3 тонны | около 50 м³ | около 62,5 м³ |
На таком масштабе почти всегда выгоднее разбить объем на 2,3 бассейна меньшего размера, а не строить одну большую чашу: это дает возможность развести партии по возрасту и почистить один бассейн, не сливая всю ферму разом. Материал чаши, полипропилен, стеклопластик, бетон, и от чего зависит цена малой чаши, разобраны в статье бассейн из полипропилена для рыбы. Общий разбор гидравлики и формы чаши под самоочистку: в статье бассейн и гидравлика.
На объем в несколько десятков кубометров чаще ставят компактный барабанный фильтр, он снимает взвесь и остатки корма до того, как они лягут нагрузкой на биофильтр. Для самого малого варианта, около 1 тонны в одной небольшой чаше, иногда обходятся отстойником с механической решеткой вместо барабанного фильтра, это дешевле, но требует более частой ручной чистки и хуже держит стабильность при росте нагрузки кормом. Производители барабанных фильтров почти всегда указывают цену по запросу под конкретную производительность, готового прайса по моделям для такого масштаба в открытых источниках нет, уточняют у поставщика под расчетный расход.
Как устроен барабанный фильтр и на что смотреть при выборе ячейки сетки, разобрано в статье барабанный фильтр. Общий разбор типов механической очистки для разных задач: механический фильтр для УЗВ.
Объем биозагрузки считают не по литрам воды, а по суточному производству аммиака (TAN), а его дает корм: около 3,5,4% массы скормленного корма в пересчете на белок превращается в TAN. Дальше объем загрузки равен суточному производству TAN, деленному на объемную скорость снятия TAN (VTR) конкретного типа загрузки: у капельной загрузки VTR порядка 90 г TAN на м³ в сутки, у подвижной MBBR порядка 350. Полный вывод формулы и таблица типов загрузки с удельной площадью: в статье биозагрузка: какая и сколько.
| Биомасса форели | Корм в сутки (1,5% массы) | Объем MBBR | Объем капельной |
|---|---|---|---|
| 1 тонна | 15 кг | около 1,7 м³ | около 6,7 м³ |
| 2 тонны | 30 кг | около 3,4 м³ | около 13,3 м³ |
| 3 тонны | 45 кг | около 5,1 м³ | около 20 м³ |
Про типовую ошибку недооценки биофильтра по производительности вместо расчета по нагрузке азотом: aquafeed.ru, обоснование технических решений при проектировании и эксплуатации УЗВ.
На 1 тонну форели или осетра при плотности из таблицы выше обычного поршневого или мембранного компрессора для аэрации часто достаточно, особенно если запас по кислороду не поджимает вплотную к пределу вида. По мере роста до 2,3 тонн в тех же объемах бассейнов растет и суммарное потребление кислорода на пике после кормления, и хозяйства чаще переходят на оксигенацию чистым кислородом, из баллона или концентратора, чтобы не упираться в физический предел растворимости кислорода из воздуха. Разбор, когда достаточно воздуха, а когда нужен чистый кислород, и как посчитать точку перехода: в статье кислород: баллон или концентратор. Подбор оксигенатора по нужной производительности: подбор оксигенатора по производительности.
На выходе оксигенатора концентрация растворенного кислорода в потоке обычно поднимают заметно выше нормы для рыбы, порядка 150,300% от насыщения, а дальше эта перенасыщенная вода разбавляется общим потоком бассейна до рабочего уровня. Это позволяет держать нужный запас кислорода, не гоняя через оксигенатор весь объем циркуляции разом.
Ориентир по концентрации кислорода на выходе оксигенатора, 150,300% от насыщения: aquafarmer.ru, общая технология УЗВ.
Циркуляционный насос считают не по объему бассейна как таковому, а по кратности обмена: сколько раз в час весь объем должен пройти через контур очистки. Для форели и осетра типовой ориентир, 2 раза в час, для клариевого сома обычно достаточно 1 раза в час, у него ниже требовательность к постоянному обновлению воды. Отраслевой ориентир по внутреннему обороту через очистку в целом по УЗВ, 1,2 объема бассейнов в час, что совпадает с внутренними дефолтами калькулятора.
| Биомасса форели | Объем чаши | Расход насоса (2 обмена в час) |
|---|---|---|
| 1 тонна | 16,7 м³ | около 33,4 м³/ч |
| 2 тонны | 33,3 м³ | около 66,6 м³/ч |
| 3 тонны | 50 м³ | около 100 м³/ч |
Ориентир по кратности внутреннего оборота через очистку, 1,2 объема бассейнов в час: aquafarmer.ru, общая технология УЗВ.
Насос на такой расход подбирают не по паспортной цифре на коробке, а по реальным потерям напора на трубе, коленах, барабанном фильтре и высоте подъема до верхней точки контура: маленький бытовой насос из аквариумного сегмента для этого масштаба уже не подходит, речь о промышленных центробежных моделях. Как правильно считать напор и на что смотреть при подборе: подбор насоса, сравнение типов под разные задачи фермы: сравнение типов насосов.
Ориентир по цене мелких аквариумных компрессоров и насосов из открытых прайсов не переносится напрямую на этот масштаб напрямую: модель на 60 л/мин воздуха стоит около 3700,4900 рублей за штуку, но на расход, который нужен под 2,3 тонны биомассы, таких компрессоров потребуется сразу несколько десятков, и на этом объеме уже выгоднее один промышленный воздуходувный агрегат нужной производительности, а не батарея бытовых компрессоров. То же с циркуляционными насосами: аквариумная модель на 3000 л/ч стоит около 7900,9200 рублей за единицу, но набирать из них расход в десятки кубометров в час, который нужен на 2,3 тонны, и по деньгам, и по надежности обвязки хуже, чем один промышленный центробежный насос на нужный расход и напор.
Цены на компрессор Hailea ACO-318 (60 л/мин) и насос SunSun CTP-2800 (3000 л/ч) у одного продавца: собственная статья базы знаний сколько стоит запустить УЗВ, там же полная смета по узлам с пояснениями, откуда взята каждая цифра.
На объем в несколько десятков кубометров чаще ставят УФ лампу проточного типа, она проще в эксплуатации, чем озонирование, не требует контроля остаточного озона и обходится дешевле по стартовым вложениям. Озон рассматривают, если хозяйство работает с плотной посадкой ценных видов и готово вкладываться в контроль остаточной концентрации, потому что избыток озона в воде опасен для жабр рыбы не меньше, чем сами возбудители, от которых он должен защищать. Разбор обоих вариантов и на каком узле цепочки их обычно ставят: УФ и озон.
Для форели и осетра в закрытом помещении подогрев чаще нужен зимой, а не летом, охлаждение наоборот актуально в теплое время года в южных регионах или при плотной застройке без вентиляции. На объем 1,3 тонны погружные ТЭНы или небольшой теплообменник от общего контура отопления здания обычно справляются без отдельного теплового насоса, который начинает окупаться на больших объемах за счет разницы в стоимости киловатт часа. Полный разбор вариантов нагрева и охлаждения: нагрев и охлаждение воды, летнее охлаждение отдельно: чиллер для УЗВ летом.
На малом масштабе соблазн сэкономить на автоматике особенно велик: кажется, что хозяин и так каждый день заходит в цех и увидит проблему на глаз. На практике именно небольшие хозяйства, где нет сменного персонала на круглосуточном дежурстве, теряют партию быстрее всего именно ночью или в те несколько часов, когда владелец отъехал по делам. Минимальный набор датчиков на этом масштабе: температура воды, растворенный кислород, отключение электричества и подтверждение работы насоса. Обзор датчиков и от чего каждый защищает: датчики: обзор.
Настенный блок Аквастража в базовой версии следит за питанием на объекте, температурой воды, связью с сервером и зарядом собственного аккумулятора, а насос, аэрация и кислород добавляются отдельными датчиками к этому же прибору. Тревога уходит в телеграм бот или в приложение ntfy, со звуком, даже если телефон стоит на беззвучном режиме.
Кроме перечисленного минимума, на 2,3 тонны имеет смысл добавить датчик уровня воды в бассейне и датчик протока на выходе насоса: уровень ловит утечку через трещину в чаше или неплотный фитинг раньше, чем она станет заметна на глаз, а датчик протока показывает забитый барабанный фильтр или воздушную пробку в насосе, когда сам насос формально еще работает и не подает явных признаков поломки. Про датчик уровня и датчик протока отдельно: датчик уровня воды и датчик протока воды.
На 1,3 тонны биомассы отказ насоса или компрессора дает меньше времени до критической точки, чем кажется по объему воды: рыба потребляет кислород быстрее, чем он успевает поступить из атмосферы без принудительной аэрации, особенно в теплой воде и на пике после кормления. Резервный генератор, ИБП на насос и компрессор, и подтвержденная сигнализация отключения питания на этом масштабе не роскошь, а условие, без которого одна авария на несколько часов способна съесть весь запас рентабельности хозяйства за месяц. Как считать нужный запас времени резерва и что ставить: щит и резервирование.
Замкнутый контур не значит нулевой расход свежей воды: часть уходит с промывкой барабанного фильтра, испарением и выносом при чистке. Ориентир, 400,600 литров свежей воды на килограмм скормленного корма в сутки, а отдельный отраслевой источник дает близкую по смыслу цифру через объем системы: ежедневно заменяется порядка 5,10% полного объема воды в контуре ради выноса нитратов и мелкой взвеси, которую не снимает механическая очистка.
| Биомасса форели | Корм в сутки | Свежая вода в сутки, по норме на корм |
|---|---|---|
| 1 тонна | 15 кг | 6000,9000 л |
| 2 тонны | 30 кг | 12000,18000 л |
| 3 тонны | 45 кг | 18000,27000 л |
Ориентир по ежедневной подпитке, 5,10% объема системы в сутки: aquafarmer.ru, общая технология УЗВ.
На 1,3 тонны выбор вида сильнее влияет на смету, чем на промышленном масштабе, потому что там, где на большом объеме разница просто умножается на десятки тонн, тут она сразу видна в конкретных рублях за конкретный компрессор или насос. Клариевый сом с плотностью посадки около 130 кг/м³ и кратностью обмена около 1 раза в час дает заметно меньший бассейн и меньший насос на ту же биомассу, чем форель или осетр, а его переносимость низкого кислорода снижает требования к резерву аэрации. Форель и осетр требуют более надежной аэрации и более строгого температурного режима при той же массе рыбы, зато дают более высокую цену реализации на килограмм. Полное сравнение видов по цене, сроку выращивания и риску: какую рыбу выращивать в УЗВ.
Возьмем хозяйство, которое планирует держать 2 тонны русского осетра. При плотности посадки 60 кг/м³ и запасе 80% от теоретического максимума нужный объем чаш составляет около 41,7 м³, разбитый на две чаши по 20,21 м³, чтобы можно было развести рыбу по возрасту и почистить одну чашу, не останавливая вторую. Норма кормления у осетра ниже, чем у форели, около 1,2% массы тела в сутки, значит на пике биомассе 2 тонны соответствует суточный корм около 24 кг с белком порядка 45%.
Через формулу TAN это дает суточное производство аммиака около 960,1150 г при доле 4,4,8% от белка корма, что укладывается в объем подвижной MBBR загрузки порядка 2,7,3,3 м³ или капельной около 10,7,12,8 м³. Циркуляционный насос при кратности обмена 2 раза в час на общий объем 41,7 м³ должен обеспечивать расход около 83,4 м³ в час, с запасом по напору под барабанный фильтр и высоту подъема в обвязке. Свежая вода на подпитку при таком суточном корме, 24 кг, составит около 9600,14400 литров в сутки по норме 400,600 литров на килограмм корма.
Дальше к этому базовому расчету добавляются оксигенация, УФ лампа под расход насоса, ТЭН или теплообменник под климат помещения, датчики контроля и резерв питания, разобранные в узлах выше. Смета в деньгах по каждому узлу с диапазонами цен и оговорками, откуда взята каждая цифра: сколько стоит запустить УЗВ.
| Ошибка | Чем оборачивается |
|---|---|
| Биофильтр считают по объему бассейна, а не по нагрузке кормом | Реактор в 2,3 раза меньше нужного, аммиачный скачок на пике кормления |
| Насос выбирают по паспортному расходу без учета потерь напора | Реальная циркуляция ниже расчетной, крайние точки контура недополучают воду |
| Экономия на резерве питания при малой биомассе | Меньший объем воды дает меньше времени до критической точки, а не больше |
| Один большой бассейн вместо двух-трех малых | Нельзя развести партии по возрасту и почистить одну чашу без слива всей фермы |
Частично можно, если сразу закладывать биофильтр и коллектор насоса с запасом под будущий объем, но чашу под 1 тонну по факту придется дополнять новыми бассейнами, а не расширять старую: проще с самого начала посчитать целевую биомассу на горизонт в 2,3 года и брать обвязку под нее, даже если бассейны заполняют не сразу все.
Отстойник с решеткой дешевле по стартовым вложениям, но требует больше ручного труда на регулярную чистку и хуже держит стабильность при росте нагрузки кормом. Барабанный фильтр дороже на старте, но снимает эту рутину и меньше зависит от того, успевает ли персонал вовремя почистить решетку.
ИБП закрывает секунды и минуты, пока не запустился резервный источник или пока идет переключение на генератор, но не рассчитан на часы работы насоса и компрессора. При коротких отключениях света в регионе ИБП может хватать сам по себе, при частых длинных отключениях без генератора не обойтись.
Если хозяйство сразу выбирает форель или осетра и планирует плотность посадки ближе к верхней границе, разумнее заложить оксигенацию сразу: переделка обвязки под баллон или концентратор позже обходится дороже, чем заложить точку подключения на старте, даже если в первый год хватает и обычного компрессора. Если вид выбран менее требовательный к кислороду, например клариевый сом, воздушной аэрации может хватать надолго без переделки.
Первый явный признак, рост аммиака и нитрита в контрольных замерах на пике кормления, второй, помутнение воды и снижение аппетита у рыбы без других видимых причин. Дожидаться явной гибели рыбы не стоит: контрольные замеры аммиака и нитрита на этом масштабе разумно делать не реже раза в неделю, а на новом, недавно запущенном биофильтре, чаще, пока колония бактерий не набрала полную рабочую численность.
Мы делаем сторожа, который следит за питанием, насосом и аэрацией и пишет вам в Telegram, пока рыба еще дышит. Сообщение приходит со звуком, даже если телефон в беззвучном. Базовый прибор стоит от 7 900 рублей, комплект считаем индивидуально под ваши бассейны. Напишите, что у вас за хозяйство, и подберем. Если увидим, что вам наш прибор не нужен, так и скажем.
Оставить заявку
Кратность внутреннего оборота через очистку, подпитка свежей водой и концентрация кислорода на выходе оксигенатора: aquafarmer.ru, общая технология УЗВ.
Типовая ошибка расчета биофильтра по производительности вместо нагрузки по азоту: aquafeed.ru, обоснование технических решений при проектировании и эксплуатации УЗВ.
Плотность посадки, белок корма, норма кормления и формула объема биозагрузки: собственные статьи базы знаний калькулятор УЗВ и биозагрузка: какая и сколько.