Provzdušňování nádrže je nasycení vody vzduchem, tedy kyslíkem. Je důležitý a nezbytný pro život všech obyvatel nádrže, včetně vodních rostlin. Provzdušňování má příznivý vliv na ryby a jejich aktivitu, pomáhá nastolit potřebnou ekologickou rovnováhu v nádrži. Také zajištění provzdušňování v nádrži lze nazvat výhodnou investicí do jejího rozvoje.
Provzdušňování jezírka je nutné průběžně po celý rok. Pokud máte jezírko a chováte v něm ryby, doporučuje se zakoupit provzdušňovací zařízení a nasytit ho kyslíkem. Vzhledem k tomu, že nedostatek rozpuštěného kyslíku ve vodě, jeho nízký obsah, může vést k úhynu ryb a rozvoji různých chorob v jezírku. Nedostatek kyslíku je příčinou špatného skusu. To platí pro zimní i letní období. Veškeré snahy zaměřené na organizaci rybolovu tak nebudou opodstatněné.
Je známo, že světlo, síla a směr větru a změny atmosférického tlaku mají negativní dopad na chování ryb. Pokud je však ve vodě nedostatek rozpuštěného kyslíku, můžeme s jistotou říci, že to nebude dobré sousto.
Provzdušňování v létě
Provzdušňování v letní sezóně pomáhá nasytit hlubší vrstvy vody v nádrži kyslíkem. V důsledku toho se začnou aktivovat procesy koloběhu dusíku, které blahodárně působí na obyvatele obývající nádrž.
Spolu s nasycením vody kyslíkem dochází při procesu provzdušňování také k promíchávání vody umístěné v různých hloubkách nádrže. Studené spodní vrstvy vody se pohybují nahoru a mísí se s teplými vrstvami vody. Díky tomu se teplota vody v jezírku stabilizuje, to znamená, že v různých hloubkách jezírka nabývá stejné hodnoty.
Provzdušňování v podzimní sezóně
Provádění prací na provzdušňování nádrže v podzimních měsících přispívá k procesu jejího samočištění a její jedinečné přípravě na běžné zazimování. Zvyšování koncentrace kyslíku ve vodě totiž podporuje činnost heterotrofních a nitrifikačních bakterií, které se podílejí na procesu zpracování různých organických odpadů v nádrži. Tento odpad se zase přeměňuje na vodu, dusík a oxid uhličitý, které jsou bezpečné pro nádrž a všechny její obyvatele.
Provzdušňování v zimě a na jaře
V zimním období provzdušňovací práce čistí vodu od škodlivých plynů, které se hromadí pod ledovou pokrývkou a mají závažný negativní vliv na kyslíkový režim nádrže.
Na jaře se teplota vzduchu a vody zvyšuje. Provzdušňování v této době přispívá k tomu, že svou činnost zahajují speciální bakterie, které svou životně důležitou činností přispívají k výraznému zlepšení ekologické rovnováhy v nádrži.
Optimální koncentrace kyslíku
Pro různé druhy ryb existují různé prahové koncentrace kyslíku ve vodě. Není však třeba se na ně spoléhat, protože tento ukazatel je kritický a může způsobit vážný stres a následnou smrt mezi obyvateli nádrže.
Snížení koncentrace kyslíku ve vodě na polovinu normy vede k pomalejšímu růstu ryb v důsledku snížené spotřeby potravy.
Přijatelné rozmezí pro okouny, candáty, pstruhy a jesetery je od 50 do 90 %. Když obsah kyslíku klesne pod tuto normu, dojde k výraznému snížení aktivity ryb. Existují důkazy, že na podzim a v zimě, kdy hladina kyslíku klesne na 45 %, pstruzi úplně přestanou klovat. Obsah kyslíku v kaprovém jezírku je 5-7 mg/l a snese hladiny kyslíku až do 3 mg/l. Charakteristickým znakem nedostatku kyslíku v jezírku je vynoření kaprů na hladinu.
S přihlédnutím ke všemu výše uvedenému se farmám, které chovají ryby a organizují placený rybolov, doporučuje neustále provzdušňovat nádrže, zvyšovat obsah kyslíku ve vodě na 90 nebo 100 % (v zimě je to 12-13 mg/l a v létě – 6-8 mg/l) .
Typy provzdušňovačů
Pro obohacení vody v nádržích kyslíkem existují speciální zařízení – provzdušňovače. Klasifikace F. Wheatona rozděluje všechny provzdušňovače do čtyř hlavních typů:
- povrchní;
- gravitace;
- turbína;
- difúze
Existují také perlátory, které kombinují vlastnosti různých výše uvedených typů.
Kromě toho existují ejektorové, sprejové a provzdušňovače ve tvaru U. Výběr provzdušňovače pro nasycení vody kyslíkem a výpočet jeho účinnosti je složitý proces. Za tímto účelem se provádějí speciální výpočty. Je známo, že účinnost jakéhokoli provzdušňovače závisí na stupni nasycení vody v nádrži kyslíkem. Když například nasycení vody kyslíkem dosáhne 70 %, účinnost provzdušňovačů dále rapidně klesá.
Pokud jde o energetické náklady na proces provzdušňování, podle F. Wheatona je na zavedení jednoho kilogramu kyslíku do vody potřeba vynaložit až 103 kW/hod.
Určení počtu perlátorů a jejich výkonu
Existuje několik možností, jak určit počet zařízení potřebných k provzdušňování v nádrži a také jejich výkon.
Zvažme jednu z možností:
1. Je nutné určit množství kyslíku potřebného pro konkrétní vodní ekosystém. K tomu spočítejte množství kyslíku spotřebovaného půdou, vodními rostlinami a rybami a také biochemickou spotřebu kyslíku vody.
Pro tyto účely se provádějí speciální terénní a laboratorní studie. Tento výpočet je jedním z nejsložitějších a nejodpovědnějších. Na základě získaných výsledků výzkumu je stanovena celková spotřeba kyslíku zásobníku, na které přímo závisí volba zařízení pro provzdušňování.
2. Dále je třeba určit Kla – to je celkový koeficient přechodu kyslíku. Zde se provede korekce na teplotu a použije se následující rovnice: (Kla)t = (Kla)20 C(t-20), kde Kla označuje rychlost přenosu kyslíku při teplotě t; (Kla) 20 je rychlost přenosu kyslíku při teplotě 20 0 S; a C je konstanta rovna 1,0102.
3. Hodnota Kla je stanovena pro čistou vodu a vodu v nádrži za stejných podmínek.
4. Během provozu provzdušňovacího zařízení se předpokládá budoucí gradient kyslíku.
5. Stanoví se rychlost, kterou kyslík přechází do vody za jednu hodinu: PC = Kla (Cs-C) V 106. Zde Kla je celkový koeficient přechodu kyslíku, h-1; Cs – udává nasycení vody v nádrži kyslíkem za daných podmínek, mg/l, C – znamená koncentraci kyslíku ve vodě při provozu aeračního zařízení, mg/l; V je objem vody procházející provzdušňováním, l.
6. Ukazatel celkového příkonu provzdušňovacího zařízení. K tomu se potřeba kyslíku vydělí rychlostí nasycení vody O2 na kW za hodinu, která je charakteristická pro konkrétní typ perlátoru.
7. Dále se pomocí dříve získaných indikátorů určí požadovaný počet provzdušňovačů pro nasycení vody v nádrži kyslíkem. K tomu se celkový příkon vydělí výkonem konkrétního typu perlátoru.
8. Umístění provzdušňovačů v nádrži je určeno tak, aby byly umístěny rovnoměrně po celé ploše.
Aerací se rozumí zvýšení obsahu kyslíku rozpuštěného ve vodě v důsledku jeho absorpce ze vzduchu. Voda je provzdušňována při pěstování ryb, přepravě a skladování v klecích.
Množství spotřebovaného kyslíku rybami
Intenzita spotřeby kyslíku rybami závisí na jeho obsahu ve vodě a teplotě; Když teplota stoupá, spotřeba roste, a když teplota zůstává konstantní a obsah kyslíku klesá, klesá. Minimální obsah kyslíku ve vodě (v mg/l), při kterém mohou ryby přežít, se nazývá prahový obsah kyslíku.
Mezní obsah kyslíku ve vodě při různých teplotách
| Druh ryby | Mezní obsah kyslíku ve vodě při teplotě | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 0 C | 4 C | 10 C | 15 C | 20 C | |
| Bream | 0,3 / – | 0,3 / 0,5 | 0,15 / 0,60 | – / 0,5 | – / 0,3 |
| Sudak | 0,5 / – | 0,7 / 0,8 | – / 0,7 | – / 0,8 | – / 0,5 |
| Střelec | 0,3 / – | 0,4 / 0,4 | 0,5 / 0,4 | – / 0,4 | – / 0,8 |
| Pike | 0,3 / – | 0,4 / 0,45 | 0,20 / 0,25 | – / 0,25 | – / – |
| Kapr | 0,3 / – | 0,3 / 0,4 | 0,1 / 0,2 | – | – |
Čitatel udává prahový obsah kyslíku v zimě, jmenovatel – v létě.
Tato hodnota není stejná pro různé druhy ryb, ale je velmi stabilní pro každý daný druh. U užitkového kapra je tedy prahový obsah kyslíku 0,3 – 0,5 mg/l a u rybáků – 0,1 – 0,5 mg/l; obsah kyslíku, při kterém dýchání začíná slábnout, je 2,0 – 2,5 mg/l, respektive 5,0 – 6,0 mg/l.
Pro výpočet hustoty obsádky ryb při jejich chovu a přepravě je nutné znát závislost rozpustnosti kyslíku ve vodě na teplotě. Rozpustnost kyslíku klesá s rostoucí teplotou vody:
Rozpustnost kyslíku v závislosti na teplotě
| Teplotní kódy, 0 C | Rozpustnost kyslíku, mg/l | Teplotní kódy, 0 C | Rozpustnost kyslíku, mg/l |
|---|---|---|---|
| 12 | 10,99 | 22 | 9,06 |
| 14 | 10,54 | 24 | 8,78 |
| 16 | 10,13 | 26 | 8,48 |
| 18 | 9,74 | 28 | 8,22 |
| 20 | 9,39 | 30 | 7,98 |
Množství kyslíku spotřebovaného rybami za hodinu závisí na jejich druhu a hmotnosti. Při teplotě vody 10 0 C tedy kapr o váze 500 – 700 g spotřebuje 45 mg kyslíku, kapr o váze 320 – 350 g – 65 mg a roční mláďata – 120 mg. Tyto hodnoty jsou uvedeny do 1 kg hmotnosti ryby.
Podle Van Hoffova pravidla se při zvýšení teploty o 10 0 C zvyšuje přibližná spotřeba kyslíku ryb 2 – 3x.
Například je nutné stanovit množství vody potřebné k udržení nebo přepravě 500 kg komerčního kapra při teplotě vody 18 0 C po dobu 20 hodin.
Podle výše uvedených údajů spotřebuje komerční kapr o hmotnosti 500 – 700 g za 1 hodinu při 10 0 C 45 mg kyslíku na 1 kg hmotnosti. Při teplotě 18 0 C bude spotřeba více než 45 * 1,8 = 81 mg/h. Při teplotě 18 0 C obsahuje 1 litr vody 9,74 mg kyslíku. Pro přežití kaprů je nutné mít zbytkový (prahový) obsah kyslíku 0,3 – 0,5 mg/l. Předpokládejme, že se rovná 0,5 mg/l. Potom lze z 9,74 mg použít 9,74 – 0,5 = 9,24 mg kyslíku. Protože je potřeba 1 mg na 18 kg kapra za 0 hodinu při 1 81 C, lze toto množství získat z 81 / 9,24 = 8,766 litrů vody. Při skladování 500 kg kapra na 20 hodin bude potřeba 8,766 * 500 * 20 = 87 660 litrů vody (za předpokladu, že se do vody nedostane vzdušný kyslík).
Tak velké množství vody není prakticky vždy k dispozici a takové skladování či přeprava by byla příliš drahá, proto je potřeba provzdušňování vody, které může dramaticky snížit spotřebu vody a zvýšit obsah kyslíku v ní.
Metody provzdušňování vody v umělé nádrži s rybami
Existuje několik způsobů provzdušňování vody v umělé nádrži:
- biologický
- fyzikální
- chemické
- mechanický.
V praxi se v chovu ryb používají především metody mechanického provzdušňování, které se provádějí těmito způsoby:
- stříkání vody do vzduchu (kropení)
- pumpování vzduchu do vody
- odhrnování horních vrstev vody.
Provzdušňování vody v umělé nádrži rozstřikováním vody
Stříkání vody ve vzduchu. Voda je z jezírka odebírána čerpadly a přiváděna do nejvyšší možné výšky za současného rozstřikování nebo rozprašování pomocí trysek, trysek a rozprašovačů. Čerpadla odebírají jezírkovou vodu ochuzenou o kyslík a rozstřikují ji do vzduchu, v důsledku čehož je nasycena kyslíkem. Navíc, čím menší jsou částice vody, tedy čím větší je jejich počet (což znamená povrch kontaktu se vzduchem) a čím déle jsou ve vzduchu, tím intenzivnější je proces provzdušňování.
Když voda přiváděná do vzduchu proudem padá zpět do jezírka, dochází také k provzdušňování v důsledku povrchového rozrušování a tvorby vodopádů.
Experimentálně bylo prokázáno, že provzdušňování vody s nízkým obsahem kyslíku je účinnější, pokud je voda do jezírka přiváděna v souvislém nebo přerušovaném proudu, spíše než ve formě deště. Vysvětluje se to tím, že malé kapky klidně dopadají na hladinu vody, zatímco nestříkající proud dopadající na hladinu způsobuje bublání, pěnu a rozruch. V důsledku toho proud s sebou unáší vzduch do tloušťky provzdušňované vody a zároveň zlepšuje podmínky povrchového provzdušňování. Zvýšenou účinnost proudového provzdušňování lze vysvětlit i tím, že celková kontaktní plocha vzduchu a vody je v tomto případě větší než u kapkového (dešťového) provzdušňování.
Pro provzdušňování vody rozprašováním se doporučuje použít čerpadla, která nasměrují vodu pod tlakem do zásobníku a proud by měl směřovat šikmo k hladině zásobníku.
Pro prevenci a eliminaci úhynu ryb je velmi důležité provádět co největší cirkulaci vody, to znamená, že účinnost provzdušňovacích prostředků závisí na jejich produktivitě.
Metoda provzdušňování kropením se používá při pěstování ryb, jejich přepravě a zejména skladování v rybích pastích a klecích. Při skladování ryb je vhodné provádět kropení neustále, protože v tomto případě je objem konstrukcí lépe využit z důvodu zhutnění výsadby při stejném průtoku vody a často s jeho snížením.
Postřik se také používá při zásobování nádrží a konstrukcí, ve kterých se nacházejí ryby, vodou. K tomu se používají chrliče a tlakové potrubí přívodu vody s tryskami a otvory, stejně jako kaskádové stupně, které rozkládají přiváděný proud vody na rozstřiky, které absorbují kyslík ze vzduchu. Způsob provzdušňování rozprašováním za stejných podmínek je méně účinný než čerpání vzduchu do vody a lopatou a měrná spotřeba energie je pro něj vyšší.
Provzdušňování vody v umělé nádrži vstřikováním vzduchu do vody
Vstřikování vzduchu do vody. Tento způsob provzdušňování se provádí přiváděním vzduchu pod tlakem do provzdušňovaného vodního sloupce. Nasycení vody kyslíkem se provádí pomocí kompresorů, které pumpují vzduch pod tlakem hadicemi s rozprašovači. Účinnost saturace vody kyslíkem závisí na délce kontaktu vzduchových bublin s vodou a jejich velikosti.
Čím menší jsou bubliny a čím větší je jejich počet, tím větší je povrch kontaktu mezi vzduchem a vodou a tím větší je rozpustnost kyslíku. Například při průchodu vrstvou vody o tloušťce 1 m stoupá vzduchová bublina o průměru 6,5 mm rychlostí 4 cm/s (doba stoupání je 25 s), bublina o průměru 1 mm stoupá rychlostí 12 cm/s. rychlost 8 cm/s (doba náběhu je 2 s) a bublina o průměru 24 mm – při rychlosti 4 cm/s (náběh 2 s). Procento rozpuštěného kyslíku kolísá mezi 3 a XNUMX % v závislosti na teplotě.
Množství vzduchu Q, které musí být profouknuto vodou za 1 hodinu, aby se udržela vitální aktivita 1 kg rybí hmoty, lze určit pomocí vzorce:
Q = a/l*n
kde a je rychlost dýchání ryby, tj. spotřeba kyslíku za 1 hodinu na 1 kg hmoty, (v cm3);
l je obsah kyslíku v 1 litru vyčištěného plynu, (cm 3 );
n je koeficient rozpuštění kyslíku z vyčištěného plynu, vyjádřený v desetinných částech.
Intenzitu dýchání, tedy množství spotřebovaného kyslíku na jednotku hmotnosti ryby, určíme vydělením množství spotřebovaného kyslíku číslem 1,44. Při nižším obsahu kyslíku ve vodě je intenzita rozpouštění kyslíku z vyčištěného plynu větší a naopak. Tuto okolnost je třeba vzít v úvahu při přepravě a skladování živých ryb pro stanovení hustoty obsádky.
Pro úspěšné provzdušňování vody vstřikováním vzduchu má prvořadý význam volba prostředků pro rozprašování vzduchu. V závislosti na velikosti umělé nádrže a množství ryb v ní žijících se používají buď provzdušňovače od holandské firmy Velda, model Silenta Pro, nebo AirEco, provzdušňovače AirPro od společnosti Aquacontrol (USA).
Uvažovaný způsob provzdušňování se používá jak při pěstování a údržbě, tak při přepravě a skladování živých ryb.
Provzdušňování vody v umělé nádrži lopatou
Metoda vodní lopaty zahrnuje smíchání horních vrstev vody s atmosférickým vzduchem. Lopaty se obvykle provádějí pomocí mechanických (méně často hydraulických) zařízení, pomocí kterých se voda na povrchu uvádí do pohybu (hoření a pěnění). Díky tomu je intenzivně nasycen vzdušným kyslíkem za současného uvolňování oxidu uhličitého a dalších plynů. Pohyblivá a zejména rotující zařízení s lopatkami přitom zachycují vodu a vyhazují ji do vzduchu a také zachycují vzduch a pumpují jej do tloušťky. Lopatou je tedy kombinace dvou dříve diskutovaných metod provzdušňování.
Výzkum ukazuje, že metoda vodní lopaty je nejúčinnější. Navíc lze takové provzdušňování provádět současně s prováděním různých operací, například lopatkovými koly a lodními šrouby samohybných člunů (trstinové sekačky, dávkovače krmiva, plovoucí zařízení hnojiva), rotačními bubny poháněnými proudem vody při dodává se do jezírek, klecí a lapačů ryb atd. Tato kombinace provzdušňování s různými pracemi je jednou z hlavních výhod této metody.
U naplněných jezírek je však jednou z významných nevýhod této metody to, že kyslíkem jsou nasyceny hlavně horní vrstvy vody, zatímco spodní vrstvy, ve kterých je obsah kyslíku vždy nižší, potřebují provzdušňování nejvíce.
Srovnávací účinnost různých způsobů provzdušňování vody sestává z následujících ukazatelů: čerpání vzduchu do vody je o 20 – 30 % účinnější než vyhazování proudu vody do vzduchu a mechanické házení vody lopatkami na svislé hřídeli je 4 – 5krát účinnější než první dvě metody. Tyto hodnoty byly získány při přibližně stejné spotřebě energie.
