Suv yetishtirish samaradorligini oshirishda aylanma akvakultura tizimlarining (RAS) tahlili
*14-besh yillikda-Baliqchilikni rivojlantirish milliy rejasida* ochiqdan-ochiq aqlli baliqchilikni rivojlantirish, akvakultura uskunalarini modernizatsiya qilishni rag‘batlantirish, naslchilik samaradorligi va resurslardan foydalanish darajasini oshirish ko‘zda tutilgan. Hovuzli akvakulturaning an'anaviy modellari suvdan ko'p foydalanish, erning sezilarli darajada ishg'ol etilishi va atrof-muhitga ta'siri kabi muammolarga duch keladi, bu esa zamonaviy akvakulturani rivojlantirish talablarini qondirishni qiyinlashtiradi. Qayta aylanma akvakultura tizimi (RAS) yangi intensiv dehqonchilik modeli sifatida suvni tozalash va qayta ishlash texnologiyalaridan suvda yashovchi organizmlarni nisbatan yopiq muhitda yuqori-zichlikda etishtirish uchun foydalanadi va aniq texnik afzalliklarni beradi.
1. Qayta aylanma akvakultura tizimlariga umumiy nuqtai
1.1 Asosiy tushunchalar va strukturaviy komponentlar
Qayta aylanma akvakultura tizimi (RAS) suvni tozalash va qayta ishlash texnologiyalari orqali nisbatan yopiq muhitda suv organizmlarini yuqori-zichlikda etishtirishga erishadigan yuqori intensiv zamonaviy akvakultura modelidir. RAS asosan uchta funktsional moduldan iborat: madaniyat birligi, suvni tozalash bo'limi va suv sifatini nazorat qilish va nazorat qilish bloki.
1.2 Ishlash printsipi
The operation of RAS is based on the principle of water purification and recycling. During the culture process, pollutants such as suspended solids and ammonia nitrogen produced by metabolism are first removed via mechanical filtration for particulate matter. The water then enters a biofilter where nitrifying bacteria convert toxic ammonia nitrogen into nitrite, which is further oxidized to nitrate. A protein skimmer removes dissolved organic matter through bubble adsorption, and a UV device eliminates pathogenic microorganisms. The multi-stage treated water is re-oxygenated, temperature-adjusted, and recirculated back into the culture tanks. During system operation, online monitoring equipment continuously tracks key parameters like pH (6.5–8.0), dissolved oxygen (>5 mg/l) va ammiak azot (<0.5 mg/L), which are regulated via automated control devices to maintain the optimal culture environment
2. RASda ishlab chiqarish samaradorligini tahlil qilish
2.1 Suv muhitini nazorat qilish qobiliyati
RAS ning suv muhitini nazorat qilish qobiliyati asosan suv sifati parametrlarini aniq tartibga solish va atrof-muhitning stress omillariga tezkor javob berishda namoyon bo'ladi. Keng miqyosdagi RAS bazasida uchta parallel sinov tizimi (har biri 50 m³ hajm, zahira zichligi 25 kg/m³) bilan olib borilgan ushbu tadqiqot 180 kun davomida doimiy ravishda ma'lumotlarni kuzatib, quyidagi natijalarni berdi:1-jadval.
Ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, RAS erigan kislorodni tartibga solishda juda yaxshi ishlaydi. Kechasi kislorod iste'molining eng yuqori nuqtasida ham, ideal darajalar o'zgaruvchan chastotali haydovchi (VFD) nasoslarining sinergik ta'siri va mikro gözenekli shamollatish orqali saqlanadi. Avtomatik gidroksidi dozalash tizimi bilan birgalikda onlayn monitoring yordamida pH regulyatsiyasi doimiy monitoring natijalarida yaxshi barqarorlikni ko'rsatdi. Ammiak azotini olib tashlash uchun standart sharoitlarda biofiltrning nitrifikatsiya samaradorligi an'anaviy usullarga nisbatan sezilarli darajada yaxshilandi.
PID boshqaruv algoritmlariga ega titan quvurli issiqlik almashtirgichlar yordamida erishilgan haroratni nazorat qilish atrof-muhit haroratining sezilarli o'zgarishi sharoitida ham suv haroratini barqaror ushlab turdi.
180 kunlik uzluksiz ishlash orqali tizimdagi barcha suv sifati ko'rsatkichlarining muvofiqlik darajasi va barqarorligi an'anaviy madaniyat modellari bilan solishtirganda sezilarli darajada yaxshilandi, bu suv muhitini nazorat qilishda RASning texnik afzalliklari va qo'llanilishi qiymatini to'liq ko'rsatdi. Bundan tashqari, suv sifatining asosiy ko'rsatkichlari bo'yicha muvofiqlik darajasi 98,5% ga yetdi, erigan kislorod, pH va ammiak azot kabi asosiy ko'rsatkichlarning barqarorligi an'anaviy madaniyatga qaraganda 47% yuqori.
2.2 Biologik o'sish ko'rsatkichlari
Ushbu tadqiqot RAS va an'anaviy hovuz madaniyati o'rtasidagi o'sish ko'rsatkichlari farqlarini solishtirish uchun mavzu sifatida chuchuk suv baliq o't amurini (Ctenopharyngodon idella) tanladi. Sinov guruhi uchta 50 m³ RAS qurilmasidan iborat bo'lgan, nazorat guruhi esa 180 kunlik tsikl davomida uchta 500 m² standart madaniyat suv havzalaridan foydalangan (ma'lumotlar bo'limda ko'rsatilgan).2-jadval).
Natijalar shuni ko'rsatdiki, RASda aniq ekologik nazorat va oziqlantirishni boshqarish o't amurining o'sish ko'rsatkichlarini sezilarli darajada yaxshilagan. Doimiy harorat ta'siri va suv sifati barqarorligi oziqlantirish faolligini oshirdi va ozuqa konversiyasi samaradorligini oshirdi.
2.3 Ob'ektlar va jihozlarning operatsion samaradorligi
RAS ning operatsion samaradorligi, birinchi navbatda, quyidagi tarzda hisoblangan Kompleks energiya iste'moli indeksi (IEC) orqali baholanadi:
IEC=(P × T × ķ) / (V × Y)
Qayerda:
IEC=Keng qamrovli energiya iste'moli indeksi (kVt·soat/kg)
P=Jami oʻrnatilgan tizim quvvati (kVt)
T=Ishlash vaqti (h)
ē=Uskunaning yuklanish koeffitsienti
V=Madaniy suv hajmi (m³)
Y=Suv hajmi birligi uchun hosil (kg/m³)
Operatsion ma'lumotlarning tahlili asosiy RAS uskunalari uchun quyidagi asosiy ishlash parametrlarini ko'rsatdi: nasos tizimining ishlash samaradorligi 85% ga yetdi, an'anaviy nasoslarga nisbatan 18% yaxshilandi; biofiltrning ammiak azotini tozalash yuki 0,8 kg/m³·d ni tashkil etdi, bu an'anaviy biofiltrlarga nisbatan 40% ga oshdi; va UV dezinfeksiya birligi 99,9% dan yuqori sterilizatsiya samaradorligini saqlab qoldi.
Tizim uskunalari suv sifati parametrlari asosida ish quvvati va ish vaqtini avtomatik ravishda sozlaydigan aqlli ulanish boshqaruvidan foydalanadi. Masalan, haroratni nazorat qilish uskunasi barqaror haroratli davrlarda kamaytirilgan yukda (masalan, 30%) ishlashi mumkin, aeratsiya tizimlari esa kechasi kislorod kam iste'mol qilinadigan vaqtlarda energiyani tejash-o'zgaruvchan chastota rejimida ishlashi mumkin. Ushbu aqlli uskunani boshqarish orqali tizimning o'rtacha Yam-quvvat energiya iste'moli indeksi 2,1 kVt · soat / kg ni tashkil etdi, bu an'anaviy madaniyat modellaridan 45% ga past.
3. RASning keng qamrovli foydalarining miqdori
3.1 Ishlab chiqarish foydasining miqdoriy ko'rsatkichlari
Ushbu tadqiqot uch o'lchovni o'z ichiga olgan RAS ishlab chiqarish foydalari uchun miqdoriy baholash tizimini yaratdi: mahsulot foydasi, sifat foydasi va vaqt foydasi. Oʻnta yirik{1}}RAS bazasidan olingan maʼlumotlarni tahlil qilish asosida tizimning toʻliq ishlab chiqarish foydasi indeksi 0,85 ga yetdi, bu anʼanaviy madaniyat modellariga nisbatan 56% yaxshilandi.
Chiqarilgan foydani baholashda mahsulot sifatining yaxshilanishi natijasida-qo‘shilgan qiymat ham hisobga olinadi. RAS suv mahsulotlari an'anaviy madaniyatga nisbatan go'sht tuzilishi va mushak ichiga yog 'miqdori kabi sensorli ko'rsatkichlarda sezilarli yaxshilanishlarni ko'rsatdi va bozorda 15% dan 20% gacha bo'lgan mukofot darajasiga erishdi. Sifat foydasi nuqtai nazaridan, tizimdagi aniq oziqlantirish va atrof-muhitni nazorat qilish mahsulot hajmining yanada bir xil bo'lishiga va yuqori sifatli mahsulot darajasining sezilarli o'sishiga olib keldi. Madaniyatning keyingi bosqichlarida mahsulot hajmining bir xilligi 92% dan oshdi, bu esa standartlashtirilgan qayta ishlash va yirik{7}}sotishlarni osonlashtirdi.
3.2 Resurs iste'molini baholash
Tizimning ishlashi davomida resurs iste'molini miqdoriy aniqlash uchun hayot aylanishini baholash (LCA) usuli ishlatilgan. Asosiy baholash ko'rsatkichlari chuchuk suv iste'moli, elektr energiyasi iste'moli va ozuqa kiritishni o'z ichiga oladi (ma'lumotlar3-jadval).
Resurslardan foydalanish samaradorligini tahlil qilish shuni ko'rsatdiki, tizim suvni qayta ishlash va qayta ishlash texnologiyalari orqali yuqori samaradorlik va resurslarni tejashga erishadi, bunda suv va er resurslarida eng katta tejamkorlik kuzatilmoqda. Atrof-muhitga ta'sirni baholash natijalari shuni ko'rsatdiki, tizimning uglerod emissiyasi intensivligi an'anaviy madaniyatga qaraganda 52% past.
Tizimning resurslarni tejashdagi afzalliklari ozuqadan foydalanish samaradorligini oshirishda ham yaqqol namoyon bo'ladi. Suv sifati monitoringi ma'lumotlari bilan birgalikda aqlli oziqlantirish tizimlaridan foydalanish aniq, miqdoriy oziqlantirishni ta'minladi va ozuqa chiqindilarini sezilarli darajada kamaytiradi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, RASda ozuqa konversiyasi an'anaviy madaniyatga nisbatan 25% -30% ga yaxshilanadi. Inson resurslaridan foydalanishga kelsak, avtomatlashtirish va aqlli monitoring orqali bir tonna mahsulot uchun ish vaqti an'anaviy madaniyatda 0,48 soatdan 0,15 soatgacha kamaydi, bu esa mehnat sarfini sezilarli darajada qisqartirish va ish muhitini yaxshilash imkonini berdi.
3.3 Iqtisodiy texnik-iqtisodiy tahlil
Iqtisodiy maqsadga muvofiqlik aniq joriy qiymat (NPV) va to'lov davri usullari yordamida baholandi. Dastlabki investitsiyalar qurilish qurilishi, uskunalar sotib olish, o'rnatish va ishga tushirishni o'z ichiga oladi. Operatsion xarajatlarga energiya, mehnat, ozuqa va texnik xizmat ko'rsatish kiradi. Daromad manbalariga suv mahsulotlarini sotish va suv resurslarini tejashdan olinadigan foyda kiradi.
EC= S [ (Ct - Ot) / (1 + r)^t ] - I0
Qayerda:
NPV=sof hozirgi qiymat (10 000 CNY)
I0=Dastlabki sarmoya (10 000 CNY)
Ct=t yilidagi pul tushumi (yiliga 10 000 CNY)
Ot=t yilidagi naqd pul oqimi (yiliga 10 000 CNY)
r=chegirma stavkasi (%)
t=Hisoblash davri (yillar)
Yillik 500 tonna ishlab chiqarish miqyosi uchun hisoblangan tizim 8,5 million CNY boshlang'ich sarmoyasini, yillik operatsion xarajatlari 4,2 million CNY va yillik savdo daromadi 7,5 million yuanni talab qiladi. 8% lik benchmark diskont stavkasidan foydalangan holda, to'lov muddati 3,2 yil va moliyaviy ichki daromad darajasi (IRR) 28,5% ni tashkil qiladi. Sezuvchanlik tahlili shuni ko'rsatadiki, loyiha mahsulot narxining ±20% o'zgarishi bilan ham yaxshi xavfga chidamliligini saqlaydi.
4. Xulosa
Qayta aylanma akvakultura tizimlari (RAS) suv muhitini nazorat qilish, biologik o'sish ko'rsatkichlari va uskunalarning ishlash samaradorligi nuqtai nazaridan an'anaviy madaniyat modellaridan sezilarli darajada ustundir. Kelgusida olib boriladigan tadqiqotlar tizimning razvedka darajasini oshirishga, uskunaning ishlash samaradorligini optimallashtirishga va akvakulturani qayta ishlashning keng qamrovli afzalliklarini yanada yaxshilash uchun-keng miqyosda reklama qilish modellarini o‘rganishga qaratilishi kerak.