Natūralūs žuvų ištekliai pamažu senka, tad žuvų produkcijos kiekį padidinti įmanoma dirbtinai veisiant ir auginant žuvis. Tam labiausiai tinka uždaros recirkuliacinės akvakultūros sistemos, kurioms įrengti nereikia didelio žemės ploto, suvartojama palyginti mažai vandens ir yra galimybė visiškai kontroliuoti žuvų augimo procesą.

Uždaros recirkuliacinės akvakultūros sistemos (URS) turi ir kitų privalumų - jas galima įrengti arti produkcijos pardavimo vietos, nereikia sunkaus fizinio darbo, tad gali dirbti vyresnio amžiaus žmonės. Užsienio praktikai teigia, kad žuvų auginimas URS - pelningiausias pensinio amžiaus gyventojų užsiėmimas. Be to, URS aplinką teršia mažiau nei tradicinės akvakultūros šakos, didesnė nuotekų valdymo kontrolė - galima integruoti URS su gretimomis žemės ūkio veiklomis, pvz., hidroponika. Todėl uždaros recirkuliacinės akvakultūros žuvų auginimo sistemos gali būti puiki Lietuvos ūkininkų, norinčių įvairinti savo ūkius, veiklos alternatyva.

Pagrindinis kriterijus, į kurį reikia atsižvelgti ketinantiesiems įrengti URS - numatomas auginamų žuvų tankumas. Tai lemia maitinimo lygis (maisto kiekis) ir vandens tarša. Pagal šiuos rodiklius nustatomi URS įrenginių techniniai rodikliai.

Prieš parenkant URS statybos vietą, būtina atlikti išsamų vandens šaltinio kokybės rodiklių tyrimą. Nuo šių rezultatų priklausys ne tik norimos auginti žuvies, bet ir URS vandens valymo įrenginių parinkimas.

Vanduo baseinuose užsiteršia nesuvartotu maistu, žuvų žvynais, fekalijomis, dumbliais ir nešmenimis, susidarančiais biologiniuose filtruose. Taršos dydis turi įtakos visų kitų įrenginių veikimo efektyvumui URS, nes tarša yra pagrindinis deguonies suvartojimo (poreikio) ir nitritų patekimo į vandenį šaltinis, gali tiesiogiai paveikti žuvų sveikatą. Vandens užterštumo mažinimo būdus reikėtų gerai apgalvoti. Susidarę teršalai turi būti pašalinti iš rezervuarų kuo greičiau, nesukeliant turbulencijos ir nenaudojant mechaninio maišymo.

Vandenyje esantys teršalai gali būti kelių tipų: skendintys, skęstantys ir smulkios dalelės ar ištirpusios medžiagos. Auginant žuvis URS svarbiausia pašalinti skęstančius ir skendinčius teršalus.

Dažniausiai URS sudaro vandens tiekimo sistema, mechaninis ir biologinis filtrai, siurbliai, aeracijos ar deguonies tiekimo sistema, papildomi įrenginiai vandens rodikliams optimizuoti.

URS turi ir trūkumų - reikalauja nemažų investicijų, valdymo sistema yra sudėtinga (reikalingas kvalifikuotas personalas ir praktinė žuvų auginimo patirtis), aukšta produkcijos savikaina.

Pagrindiniai įrenginiai ir vandens valymo technologijos

Auginimo rezervuaras turi kuo labiau atitikti žuvų poreikius. Jo konstrukcija, dydis ir forma, vandens gylis, savaiminio išsivalymo galimybės ir kt. pritaikomi visų rūšių žuvims.

Polietileniniai rezervuarai populiarūs dėl žemos kainos ir ilgaamžiškumo. Jie lengvi (galima greitai įrengti ir, jei reikia, perkelti į kitą vietą), ilgas jų naudojimo laikas - iki 25 metų; lygų tokių baseinų paviršių paprasta valyti.

Dažnai URS įrengti naudojami stiklo pluošto baseinai. Jie gali būti gaminami įvairaus dydžio ir formų. Rečiau naudojami klijuotos medžio faneros ir betono baseinai.

JAV populiarūs vadinamieji Cornell tipo baseinai. Jie skiriasi tuo, kad juose įrengiami du ištekėjimo vamzdžiai - pagrindinė (švaresnė) vandens dalis iš auginimo rezervuaro išteka pro baseino sienoje įrengtą ištekėjimo vamzdį (apie 80-95 proc. viso reikiamo išvalyti vandens), o likusi šalintina vandens dalis (5-20 proc.) pašalinama pro baseino dugne įrengtą vamzdį.

Teršalų sėsdintuvai

Kitas įrenginys - teršalų sėsdintuvai. Sėsdinimo baseinas - tai paprasta talpa, kurioje vanduo teka lėtai, tad teršalai nusėda ant dugno. Šių baseinų privalumas - paprastas naudojimas, nedideli energijos poreikiai ir nedidelės statybos kainos. Trūkumai - palyginti dideli matmenys, nedidelis mažų ar žemo tankumo dalelių pašalinimo efektyvumas, nitratų išplovimas iš nusėsdintų teršalų atgal į sistemą, kai nuosėdos yra laikomos sėsdintuve. Teršalai nusėda nejudamoje zonoje ir turi būti periodiškai nuplaunami su sifonu ar siurbliu.

Teršalams surinkti naudojami ir sukūriniai atskirtuvai (separatoriai) arba hidrociklonai. Jais lengva pašalinti teršalus (nuosėdas), šalinimo efektyvumas didelis, gali būti pagamintas įvairaus dydžio ir našumo įrenginys. Stiklinio atskirtuvo privalumas tas, kad, pasirodžius maisto likučiams, galima nustatyti, kada žuvys yra sočios.

Skendintiems teršalams pašalinti dažniausiai naudojami sietiniai filtrai (horizontalūs, vertikalūs, besisukantys, būgniniai) ir filtrai su įkrova (slėginiai su įkrova, slėginiai smėlio, maišeliniai). Šiuo metu skendintiems teršalams šalinti dažnai naudojami mikrosietai, kurių filtras sulaiko skendinčias daleles, didesnes už filtro akutes (40-60 mikronų). Besisukantys sietiniai filtrai gaminami įvairių dydžių ir našumo, juos lengva įrengti ir valdyti. Beveik visi jie sulaiko daleles filtro būgne, nuo sieto jos pašalinamos purškiant vandenį. Sietas gali būti keičiamas, o akučių dydis paprastai apskaičiuojamas pagal reikiamo išvalyti vandens savybes, reikiamos kokybės vandens debito, kainos ir nuotekų debito tūrį. Šios sistemos trūkumas - aukšti eksploatavimo reikalavimai (turi dirbti kvalifikuoti žmonės) ir didelės valdymo išlaidos.

Granulių filtrai veikia leidžiant vandenį kabančiais nešmenimis per granuliuotos medžiagos sluoksnį. Labiausiai paplitusi įkrova iš rutuliukų, nes tuomet hidrauliniai nuostoliai yra maži, filtrui plauti reikia nedaug vandens (filtrai turi būti periodiškai plaunami - atliekamas vadinamasis atbulinis plovimas). Didžiausias jų trūkumas - didelis vandens poreikis plaunant filtrą.

Jei vandens kokybei keliami aukšti reikalavimai, naudojami slėginiai smėlio filtrai.

Labai smulkias daleles ir organines medžiagas sunku pašalinti mikrofiltruose arba smėlio filtruose. Tam naudojamos kitos technologijos, pavyzdžiui, putų frakcionavimas ar proteinų atskyrimas, kai smulkios dalelytės įelektrinamos arba į vandenį leidžiami maži oro burbuliukai. Vykstant šiam procesui, oro burbuliukai kyla į viršų, fiziškai absorbuodami smulkias skendinčias daleles ir ištirpusias organines medžiagas - burbuliukai sukuria putą vandens paviršiuje. Tokiu būdu valomos organinės atliekos. Kartais šalinimo efektyvumui pagerinti, kartu ir padaryti vandenį nekenksmingą, burbuliukams sudaryti vietoje oro naudojamas ozonas.

Biofiltrai

Azotas yra maistinė medžiaga, reikalinga daugumai gyvų organizmų. URS azoto atliekos yra išskiriamos per žuvų žiaunas, šlapalą ir fekalijas. Šių azoto junginių irimas yra svarbus intensyviose URS, kadangi amoniakas ir nitritai yra nuodingi. Iki tam tikros ribos nitratai irgi nuodingi.

Amoniakas, nitritai ir nitratai yra labai tirpūs vandenyje. Didėjant pH ir temperatūrai, proporcingai didėja ir amoniako kiekis. Amoniakui šalinti naudojami biofiltrai. Norint pasiekti geriausią biofiltro valymo efektyvumą, turi būti išlaikoma pusiausvyra tarp įkrovos paviršiaus ploto, nuotekų tūrio ir įkrovos tuštumų. Įkrova turi būti inertinė, nesuspausta ir biologiškai nesuirusi. Bakterijai nesvarbu, kur augti, todėl įkrovai gali būti naudojamos įvairios medžiagos. Dažniausiai naudojamas smėlis, įvairių formų plastikas ar keraminė rutuliukų, žiedų, sferų formos medžiaga. Biofiltrus reikia suprojektuoti taip, kad būtų išvengta deguonies trūkumo ir besaikės nuotekų apkrovos.

Lašelinis bokštas yra tipinis biologinis filtras, sujungiantis biofiltraciją, aeraciją ir degazavimą. Vanduo krenta iš tam tikro aukščio per tam tikrą įkrovą, kurioje auga bakterijos. Šie įrenginiai gali būti įvairių matmenų. Svarbu efektyviai paskirstyti įtekantį vandenį virš įkrovos tiek vertikaliai, tiek horizontaliai. Šie filtrai pigesni, juos nesunku valdyti.

Uždarose recirkuliacinėse sistemose naudojamas bioreaktorius su judančia įkrova ir papildomu aeravimu. Įkrova, tekant vandeniui pro biofiltrą, tarsi kabo vandenyje, kuris yra aktyviai aeruojamas. Didelė turbulencija ir aeracija gerai viską sumaišo ir užtikrina kontaktą su įkrova. Lašelinių filtrų ir bioreaktorių privalumas yra tas, kad jie padidina deguonies kiekį vandenyje ir pašalina anglies dioksidą.

Daugumai žuvų rūšių, auginamų URS, ištirpusio deguonies kiekio koncentracija vandenyje turi būti nuo 4 iki 6 mg/l. Deguonį naudoja ne tik žuvys, jis reikalingas ir biofiltre esančioms heterotrofinėms bakterijoms. Norint užtikrinti biofiltro valymo efektyvumą, būtina užtikrinti reikiamą ištirpusio deguonies koncentraciją vandenyje. Papildyti deguonies kiekį galima naudojant orapūtes arba oksigeneratorius (grynam deguoniui). Taip pat gali būti naudojami kūginiai, žemo slėgio, ežektoriniai oksigeneratoriai ir difuzoriai deguonies kiekiui vandenyje papildyti.

Anglies dioksidas susidaro kaip žuvies kvėpavimo produktas, taip pat jį išskiria ir bakterijos, esančios žuvų auginimo rezervuaruose. Esant nedideliam žuvų tankumui, anglies dioksidas pašalinamas maišant vandenį - jis paprasčiausiai išgaruoja. Bet auginant žuvis URS, kur siekiama jų užauginti kuo daugiau, žuvų tankumas didelis. Per didelis anglies dvideginio kiekis sunkina žuvų kvėpavimą ir sumažina kraujo galimybes pernešti deguonį. Anglies dvideginis tiesiogiai lemia visos sistemos savybes didindamas pH, kuris verčia žuvį stresuoti ir slopina nitrifikacijos bakterijas biofiltruose. Anglies dioksidas gali būti kontroliuojamas dujų keitimosi būdu lašeliniuose filtruose ir kontroliuojant pH sistemoje.

Padaryti nekenksmingą

URS gali būti naudojami du kenksmingumo šalinimo būdai - UV lempos ir (ar) ozono dujos. Su UV lempomis kenksmingumas šalinamas naudojant šviesos bangų ilgius, kurie naikina biologinių organizmų DNR. Žuvų auginimo atveju taikinys yra ligas sukeliančios bakterijos ir vienaląsčiai organizmai. UV lempų efektyvumą lemia veikiamų organizmų dydis ir rūšis bei vandens drumstumas. UV lempos geriau veikia, kai įrengiamos po vandeniu. Įrengtų vandens paviršiuje lempų efektyvumas gali sumažėti dėl vandens paviršiaus atspindėjimo.

Ozonas yra labai efektyvus naikinant nepageidaujamus organizmus, stipriai oksiduojantis organines medžiagas ir biologinius organizmus. Auginant žuvis yra retai naudojamas, nes yra labai nuodingas ne tik žuvims, bet ir žmonėms. Daugeliu atveju apdorojimas UV yra gera ir saugesnė alternatyva.

***

Pereidamas nuo tradicinio žuvų auginimo prie auginimo recirkuliacinėse sistemose, ūkininkas tampa žuvų ir vandens „vadybininku". Norint sėkmingai auginti žuvis URS, kasdien reikia stebėti ištirpusio deguonies kiekį, vandens lygius baseinuose, vandens debitus, vandens temperatūrą ir oro slėgį. Kiti parametrai (pH, amoniakas, nitritai, nitratai, anglies dvideginis) taip greitai nekinta, tad pakanka juos stebėti kartą per savaitę.

Projektuojant URS, būtina numatyti atsarginį generatorių elektrai gaminti, nes, sutrikus elektros tiekimui vidutinėje šiltavandenių žuvų auginimo sistemoje, deguonies lygis nukrenta iki stresinio per 15 min., o jei tankumas didelis - per 5 min. Pakanka vienos klaidos, kad žūtų viskas, kas gyvena URS. Eksploatuojant uždaras recirkuliacines žuvų auginimo sistemas, būtinas nuolatinis duomenų registravimas ir derinimas, siekiant sukurti optimalią aplinką auginamoms žuvims.