Качество воды является важнейшим элементом успешной эксплуатации и управления рециркуляционными системами аквакультуры (RAS) для наземного выращивания рыбы.
Благодаря недавним разработкам в области технологий мониторинг качества воды теперь становится обычным и автоматизированным процессом с интеграцией ряда различных датчиков, а также того, как эти датчики предоставляют данные и обратную связь для управления системой.
В Marineholmen RASLab мы участвуем в ряде проектов и работаем с рядом партнеров над разработкой и тестированием новых сенсорных технологий, а также интеграцией наших нынешних системных датчиков RAS с другими нашими средствами сбора данных, чтобы предоставить инструменты управления и решения, которые могут быть адаптированы к отрасли аквакультуры.
Доктор Марк Пауэлл, генеральный директор Marineholmen RASLab, подробно описывает инновации в измерении качества воды, помогающие улучшить качество наземного рыбоводства
Постоянный мониторинг качества воды
Наши системы RAS регулярно и непрерывно контролируют растворенный кислород, температуру, соленость, расход воды и pH, где мы используем, например, современные оптические датчики кислорода. Тем не менее, существует ряд переменных, которые необходимо измерить вручную, включая углекислый газ с использованием зонда Franatech CO2, но азотистые соединения, такие как аммоний (как в пресной, так и в соленой воде), нитрит, нитрат, мутность, щелочность и взвешенные твердые вещества, все измерено в нашей лаборатории с использованием спектрофотометрического и гравиметрического анализа. Другие ключевые элементы, такие как сероводород и ОВП, также важны для нас для обеспечения оптимальной работы наших систем RAS.
Измерение сероводорода в концентрациях, сублетальных для рыб, является сложной задачей. RASLab имеет партнерское соглашение с SeaRAS, норвежской компанией, которая разработала уникальный тип технологии измерения воды – Aquasense® –, позволяющий измерять концентрации H2S до 0,1 мкг/л. С помощью этой технологии мы провели мониторинг наших систем и видим, что даже при высокой плотности посадки и органических нагрузках мы достигаем максимума менее 0,75 мг/л H2S в наших системах, что значительно ниже любых порогов токсичной воды для атлантического лосося. Фактически в большинстве эксплуатационных условий мы регистрируем значительно более низкие значения. Дальнейшее развитие зондирования аммония находится в стадии разработки: RASLab используется в качестве испытательной лаборатории SeaRAS.
Азотистые соединения в РАН
Для измерения азотистых соединений в РСБУ проблемы более сложны. Пресная вода позволяет использовать ионоселективные электроды для аммония; однако это невозможно в более соленых условиях. В этом случае необходимо использовать методы, основанные на влажной химии. Хотя мы работаем с партнерами над продвижением этих подходов, мы с нетерпением ждем лучшего решения для непрерывного измерения содержания аммония.
Разработка измерений таких соединений, как нитрит и нитрат, сталкивается с проблемами партнерства в рамках европейских программ финансирования ЕАОС. Мы работаем с португальскими партнерами NS2 над новым проектом NOxAqua, где протестируем технологию электрохимических датчиков на основе тест-полосок для измерения нитритов. Подходы к измерению содержания аммония и нитратов также находятся в разработке. Хотя нитрит и не является необходимым для непрерывного измерения, он является критически важным соединением для измерения в RAS, особенно в пресноводных системах. Это конечный продукт окисления аммония в биофильтре –, индикатор этой первой стадии разложения аммония.
Ионы нитрита также конкурируют за ионы хлорида при попадании в рыбу и окисляют гемоглобин, ингибируя транспортировку кислорода эритроцитами, что приводит к ‘заболеваниям коричневой крови’. В то время как борьба с увеличением концентрации хлоридов в операционной воде RAS, мониторинг уровней важен с перерывами (например, ежедневно) для обеспечения безопасного рабочего уровня и мониторинга правильного функционирования биофильтров.
Измерение качества воды с помощью сенсорных технологий имеет ценность только в том случае, если данные можно использовать в управлении и управлении безопасной и продуктивной работой системы RAS. В RASLab мы работаем с португальской компанией Sensaway над проектом BlueRAS, финансируемым ЕЭЗ, где мы можем собирать наши потоки данных из наших систем RAS (включая датчики) и интегрировать их с оперативными измерениями, такими как рост и благополучие рыб. баллы, с целью использования алгоритмов машинного обучения, которые помогут управлять и направлять более эффективную работу системы RAS для оптимизации производства рыбы.
Вместе с нашими партнерами RASLab изучает новые подходы к измерению качества воды, опираясь на традиционные подходы и бросая им вызов новыми инновациями для будущего аквакультуры.
Компании-партнеры
Обратите внимание, что эта статья также появится в двенадцатом издании нашего издания ежеквартальное издание.
