Расчет УЗВ переводит один параметр, годовой выпуск рыбы, в объем бассейнов, суточный корм, биофильтр, кислород и расход насоса. Введите вид рыбы и цифру, дальше калькулятор посчитает остальное по формулам из наших разборов.
Расчет УЗВ на бумаге начинается с одной цифры: сколько тонн рыбы вы хотите получать в год. Калькулятор ниже берет эту цифру и вид рыбы и переводит их в объем бассейнов, суточный корм, объем загрузки биофильтра, расход насоса и потребность в кислороде. Формулы и коэффициенты те же, что в наших разборах по каждому узлу, ссылки на источник под каждой строкой результата.
В Аквастраже проверен канал температуры. Контроль питания, насоса и аэрации обсуждаем отдельно: сначала выбираем датчик и проверяем канал на площадке. Опишите один бассейн или узел, предложим состав бета-комплекта и смету.
Обсудить бета-комплектКалькулятор проходит ту же цепочку расчета, что описана в статье проект УЗВ с нуля: от годового выпуска к суточному корму, а от корма уже к аммиаку, кислороду и объему биозагрузки. Каждый коэффициент ниже взят из статей базы знаний, а не выдуман для этой страницы.
Для простого расчета без ступенчатой досадки пиковая биомасса в системе примерно равна плановому годовому выпуску: отход закладывают не в вес рыбы на конец цикла, а в количество посаженного малька, обычно 10-20% штук сверху к расчетному. Методика и оговорка про ступенчатую досадку разобраны в проекте УЗВ с нуля, шаг 1.
Объем считается по формуле: биомасса, деленная на плотность посадки вида и умноженная на запас на аварию. Плотность посадки по умолчанию берется товарная, по видам, и запас 80% от теоретического максимума, оба значения можно поправить руками. Полный разбор трех ограничений, объем, биофильтр, кислород, и таблица плотностей по видам: в калькуляторе плотности посадки, оттуда же взяты дефолты плотности для всех пяти видов.
Корм на пике это биомасса, умноженная на суточную норму кормления в процентах от массы тела. Дефолты нормы по видам те же, что в калькуляторе плотности посадки, а таблица кормовых коэффициентов и норм по навеске и температуре форели: в статьях корма и FCR и калькулятор суточной нормы кормления. Норму стоит поправить под паспорт своего корма: у разных производителей энергетическая ценность гранул отличается в разы.
Сначала корм переводится в общий аммонийный азот (TAN) по отраслевой формуле: корм в кг умножается на долю протеина, на долю азота, теряемого рыбой (обычно 50%), на 0,16 г азота на грамм протеина и на 1,2 г TAN на грамм азота. В сумме это дает множитель около 0,096 на долю протеина в формуле калькулятора. Дальше суточный TAN в граммах делится на объемную скорость снятия TAN конкретной загрузки (VTR): около 90 г на м³ в сутки для капельной и 350 г на м³ в сутки для подвижной (MBBR), обе цифры для условий 25°C. Разбор формулы и оговорка про холодную воду: в проекте УЗВ с нуля, шаг 6, и в статьях как работает биофильтр и биозагрузка: какая и сколько.
Расход через контур это объем бассейнов, умноженный на кратность циркуляции: сколько раз в час вода проходит через очистку. Для холодноводных видов, форели и осетра, отраслевая практика закладывает оборот за 30 минут, то есть 2 и более раз в час, для тепловодных видов, сома, тиляпии и карпа, обычно хватает часового цикла. Это не жесткий норматив, а компромисс между чистотой воды и ценой насоса и трубы, подробно в проекте УЗВ с нуля, шаг 7. Сам насос подбирают уже не по этому расходу напрямую, а по напору на нем: как это делать, в калькуляторе подбора насоса.
Расход кислорода на килограмм скормленного корма зависит от того, аэрируется ли сама загрузка биофильтра: около 0,5 кг О2 на кг корма с аэрацией и около 0,75 кг О2 на кг корма без нее, это средние значения диапазонов 0,4-0,65 и 0,6-0,95. Часовой расход это суточный, деленный на 24, а пиковый расход после кормления калькулятор показывает с коэффициентом 1,75 от среднего: через 10-15 минут после раздачи корма потребление кислорода у рыбы растет в полтора-два раза. Источник цифр и разбивка по статьям потребления, сама рыба, взвешенные бактерии, биопленка биофильтра: в нормах кислорода для форели и карпа и в проекте УЗВ с нуля, шаг 4. Полная сводка порогов по всем видам: в нормах по видам.
Строку биофильтра калькулятор строит по формуле от суточного корма через TAN и VTR загрузки, а разбор этой формулы на трех числовых примерах для разных видов рыбы и типов загрузки, с переводом объема в площадь поверхности, приведен в статье расчет биофильтра для УЗВ.
При выборе вида калькулятор сам подставляет типичные значения, взятые из калькулятора плотности посадки и сводной таблицы норм. Их можно и нужно поправить под свои цифры, это отправная точка, а не норматив.
| Вид | Белок корма, % | Норма кормления, % массы | Плотность, кг/м³ | Циркуляция, раз/час |
|---|---|---|---|---|
| Форель | 42 | 1,5 | 75 | 2 |
| Осетр | 45 | 1,2 | 60 | 2 |
| Клариевый сом | 38 | 3 | 130 | 1 |
| Тиляпия | 32 | 3 | 70 | 1 |
| Карп | 32 | 2 | 32 | 1 |
Циркуляция 2 раза в час стоит по умолчанию у холодноводных форели и осетра, 1 раз в час, у тепловодных сома, тиляпии и карпа: логика разобрана в шаге 7 статьи проект УЗВ с нуля. По карпу в УЗВ данных мало и экономика обычно не сходится, дорогая биофильтрация плюс дешевая рыба на выходе, поэтому дефолт плотности взят по нижней границе диапазона, подробная оговорка в калькуляторе плотности посадки.
Сами дефолты не показывают, сколько партий в год реально пройдет через один бассейн при такой плотности: расчет оборота бассейнов и график посадок разобран в статье производственный цикл УЗВ.
Строка биофильтра в калькуляторе берет усредненный дефолт, а если нужен ручной расчет под конкретную суточную норму корма и тип загрузки, движущуюся или капельную, порядок с формулой и примером на цифрах разобран отдельно в статье расчет биофильтра по биомассе.
Как эти дефолты плотности и корма превращаются в конкретный список оборудования на небольшую ферму, с расчетом объема бассейна, биофильтра и насоса по шагам, разобрано в статье комплект оборудования УЗВ на 1-3 тонны рыбы.
Отдельная частая ошибка именно по барабанному фильтру, подбирать модель по объему бассейна в кубах вместо реального расхода насоса с запасом на пик после кормления: разбор этой путаницы, таблица перевода кубов системы в кубы производительности и линейка моделей по цене собраны в статье подбор барабанного фильтра по производительности.
Похожая ошибка встречается и при расчете подмены воды: путают процент от объема водоема с нормой в литрах на килограмм корма, которая как раз и применяется для УЗВ. Формулу, таблицу на разные объемы и отдельно аварийный режим при скачке аммиака смотрите в материале калькулятор объема подмены воды.
Отдельная частая ошибка рядом с расчетом объема, это путать объем технической подпитки с объемом, который нужен для разбавления накопленных нитратов. Как посчитать именно свой процент и частоту подмены по приросту нитратов, а не по чужому ориентиру, разобрано в статье частота подмен воды в УЗВ.
Чтобы понимать, что происходит внутри калькулятора, а не просто доверять цифрам на экране, полезно один раз пройти тот же путь вручную. Возьмем дефолты форели: годовой выпуск 1 тонна, белок корма 42%, суточная норма кормления 1,5% от массы, плотность посадки 75 кг на кубометр, запас на аварию 80%, загрузка MBBR с аэрацией, кратность циркуляции 2 раза в час.
Биомасса на пике равна плановому годовому выпуску: 1000 кг. Суточный корм это биомасса, умноженная на норму кормления: 1000 умножить на 1,5%, получается 15 кг корма в сутки. Объем бассейнов считается делением биомассы на плотность посадки и на запас: 1000, деленное на 75 и на 0,8, дает примерно 16,7 кубометра. Расход насоса это объем бассейнов, умноженный на кратность циркуляции: 16,7 умножить на 2, около 33,3 кубометра в час.
Для биофильтра сначала считают суточный TAN: корм умножается на долю протеина, на долю азота, теряемого рыбой, на 0,16 грамма азота на грамм протеина и на 1,2 грамма TAN на грамм азота, в сумме это множитель около 0,096 на долю протеина. Для 15 кг корма и 42% протеина: 15 умножить на 0,42 и на 0,096, умножить на 1000 для перевода в граммы, получается около 604 граммов TAN в сутки. Разделив на VTR подвижной загрузки 350 граммов на кубометр в сутки, получаем объем биозагрузки около 1,7 кубометра. Кислород: суточный расход это корм, умноженный на 0,5 кг О2 на кг корма при аэрации загрузки, 15 умножить на 0,5 равно 7,5 кг в сутки, или в среднем 0,31 кг в час, а на пике после кормления с коэффициентом 1,75 около 0,55 кг в час.
Если у вас получились те же порядки величины, что и у калькулятора при тех же входных данных, значит логика понятна и можно спокойно менять цифры под свое хозяйство, а не только под дефолтные значения.
У разных видов первым исчерпывается разное ограничение, и знание этого экономит деньги на проектировании: нет смысла закладывать избыточный запас там, где он не нужен, и нельзя экономить там, где узкое место.
| Вид | Что обычно исчерпывается первым при росте плотности | Почему |
|---|---|---|
| Форель, осетр | Кислород | Холодноводные виды чувствительны к дефициту кислорода, а растворимость кислорода в холодной воде хоть и выше, запас по насыщению узкий |
| Клариевый сом | Объем бассейна при высокой плотности | Переносит низкий кислород лучше многих видов за счет добавочного органа дыхания, поэтому чаще упирается в физическое место, а не в кислород |
| Тиляпия | Биофильтр при высокой норме кормления | Высокая норма кормления в процентах от массы дает много TAN в пересчете на объем воды |
| Карп | Экономика, а не техническое ограничение | Низкая цена товарной рыбы редко окупает дорогую биофильтрацию УЗВ при этой плотности |
Практический вывод: прежде чем спорить о размере бассейна, стоит сначала посчитать в калькуляторе кислород и биофильтр при плановой плотности, потому что для холодноводных видов именно они, а не литраж воды, обычно определяют реальный потолок фермы.
Калькулятор считает по фиксированным коэффициентам, а на практике сезон меняет сразу несколько входных величин одновременно. Растворимость кислорода в воде растет при понижении температуры, поэтому холодной зимой запас по кислороду в бассейне при том же насыщении в процентах в абсолютных цифрах немного больше, чем летом. Одновременно скорость работы нитрифицирующих бактерий в биофильтре снижается с падением температуры, и разработчики методик прямо оговаривают: цифры VTR 90 и 350 граммов на кубометр в сутки замерены при 25 градусах, а типичная форелевая или осетровая УЗВ работает на 12-15 градусах, поэтому объем биозагрузки, посчитанный по этим цифрам без поправки, стоит считать нижней, а не проектной границей.
Второй сезонный эффект, аппетит рыбы: при понижении температуры ниже комфортного для вида диапазона суточная норма кормления в процентах от массы падает сама по себе, рыба просто ест меньше, и ввод в калькулятор летней нормы кормления для зимнего расчета одновременно завышает ожидаемую нагрузку на биофильтр и расход кислорода по сравнению с тем, что реально съест рыба зимой, если эти цифры вручную не поправить под сезон.
Кратность циркуляции 2 раза в час у форели и осетра против 1 раза у сома, тиляпии и карпа в таблице дефолтов не случайность. Холодноводные виды хуже переносят накопление аммиака и нитритов и требуют более быстрого прогона воды через очистку, тогда как тепловодные виды в целом выносливее к колебаниям параметров воды, и разработчики закладывают для них более экономичный по расходу насоса режим. Это не значит, что тепловодную систему можно проектировать небрежнее, скорее означает, что запас прочности у этих видов по воде шире, а по кислороду у некоторых из них, например у клариевого сома с добавочным органом дыхания, значительно шире, чем у форели или осетра.
Объем считается делением биомассы на плотность посадки, а плотность посадки у видов разная по физиологическим причинам: клариевый сом с добавочным органом дыхания переносит гораздо более плотную посадку, чем осетр или форель, поэтому при равном весе рыбы объем бассейна для сома получается заметно меньше.
Формулы одни и те же для всех пяти видов, но по карпу в УЗВ данных из практики меньше, чем по форели или осетру, и экономика чаще не сходится из-за низкой цены товарного карпа при дорогой биофильтрации закрытой системы. Результат по объему, корму и кислороду можно использовать как оценку, но экономическую целесообразность самой идеи стоит проверять отдельно.
Сначала проверить единицы годового выпуска и процент протеина, это две самые частые причины завышенного результата. Если цифры введены верно, а объем все равно кажется большим, вероятная причина в высокой норме кормления относительно массы или в выборе капельной загрузки вместо более компактной подвижной, стоит пересчитать оба варианта загрузки и сравнить разницу в объеме напрямую.
Да, если расширение планируется в обозримые сроки, разумнее один раз посчитать под целевой годовой выпуск с учетом будущего роста, чем перестраивать бассейны и биофильтр через год или два. Достаточно ввести не текущий, а плановый годовой выпуск и посмотреть, какие изменения в объеме и мощности это дает уже на этапе проектирования.
Литраж бассейнов это только один из трех параметров расчета, и сам по себе он ничего не говорит о реальном потолке фермы, если не смотреть на биофильтр и подачу кислорода рядом. Ферма с большим объемом воды, но слабым биофильтром или маломощной кислородной станцией упрется в одно из этих ограничений задолго до заполнения бассейнов до расчетной плотности, тогда как компактная ферма с запасом по биофильтру и кислороду способна держать плотность ближе к верхней границе диапазона для вида.
Отдельная ситуация, когда на одной площадке планируют держать два холодноводных вида сразу, например форель и осетра в разных бассейнах на общем контуре очистки. Калькулятор считает по одному виду за раз, поэтому для смешанного хозяйства правильный подход это посчитать каждый вид отдельно по своему планируемому годовому выпуску, а потом сложить результаты по строкам корма, биофильтра, насоса и кислорода. Складывать напрямую только объем бассейнов и брать общий кислород по среднему проценту протеина двух видов некорректно: осетру и форели закладывают разный процент протеина корма и разную плотность посадки, и усреднение занижает реальную потребность в кислороде именно для того вида, у которого она выше.
Формула суточного TAN по корму и протеину, VTR для капельной и подвижной загрузки, расход кислорода на килограмм корма с аэрацией и без нее, кратность циркуляции по видам: наша статья проект УЗВ с нуля, там же первоисточники (globalseafood.org, alekseev-aquatec.com).
Плотность посадки по видам, три ограничения, объем, биофильтр, кислород, дефолты белка корма и нормы кормления: наша статья плотность посадки в УЗВ, там же первоисточники.
Принцип работы биофильтра и формула TAN: как работает биофильтр. Типы загрузки и удельная площадь: биозагрузка: какая и сколько.
Нормы кислорода по видам и рост потребления после кормления: нормы кислорода для форели и карпа. Сводка порогов по всем видам: нормы по видам.
Кормовые коэффициенты и суточные нормы: корма и FCR, калькулятор суточной нормы кормления.
Подбор насоса по напору, а не по паспортному расходу: насос не тянет: калькулятор потерь напора.
Все цифры: отраслевые ориентиры, а не жесткие нормативы, где источники расходятся, в тексте указан диапазон, а не одна округленная цифра.