Kas yra aeracijos plokštė ir kaip ji naudinga akvakultūros veiklai

Kas yra akvariumų aeracijos plokštė? Pagrindinis dizainas ir deguonies pernešimo mechanizmas

Kaip porėtos difuzinės plokštės sukuria smulkius burbulus efektyviam O₂ pernešimui

Orinimo plokštės akvariumams veikia praleisdamos suspaustą orą per porėtus medžiagų sluoksnius, pvz., keramiką ar EPDM membranas, kurios sukuria tuos mažus burbuliukus, kuriuos visi pažįstame ir mėgstame (paprastai nuo pusės milimetro iki dviejų milimetrų skersmens). Šių plokščių konstrukcija padidina dujų ir vandens sąlyčio plotą tuo pačiu metu užtikrindama, kad burbuliukai ilgiau išliktų pakabinti akvariumo vandenyje. Dėl to bendrai į vandenį ištirpsta daugiau deguonies. Paviršiaus orintuvai tiesiog sumaišo vandenį tik vandens paviršiuje, tačiau naudojant po paviršiumi vykstančius difuzijos būdus deguonis išsisklaido visame vandens stulpelyje – nuo dugno iki viršaus. Maži burbuliukai mažiau susilieja vienas su kitu ir taip pat lėčiau kyla, todėl deguonies perdavimas yra 30–50 procentų didesnis lyginant su sistemomis, kuriose naudojami didesni burbuliukai. Žmonėms, kurie eksploatuoja cirkuliacinės akvakultūros sistemas (RAS), tokia įranga leidžia palaikyti nuolat aukštesnį ištirpusios deguonies kiekį nei 5 mg/L – tai absoliučiai būtina žuvų sveikatai užtikrinti ir visai sistemai ilgai išlaikyti subalansuotą bei tinkamai veikiančią būseną.

Keraminės ir EPDM membranos palyginimas: medžiagų poveikis patikimumui ir našumui RAS sistemose

Medžiagų pasirinkimas tiesiogiai veikia našumo ilgumą ir tinkamumą įvairiose akvakultūros aplinkose:

Keraminės plokštės tikrai užtikrina geresnį deguonies perdavimo naudingumą lyginant su kitomis parinktimis, nors jos ganėtinai greitai užsikemša, kai vanduo yra drumzlinas arba organinėmis medžiagomis turtingas. EPDM membranos gali prarasti apie 12–15 procentų SOTE vertės maždaug 2 metrų gylyje, tačiau tai, ko jos praranda naudingumo požiūriu, daug kartų kompensuojama jų ilgaamžiškumu ir mažomis techninės priežiūros reikmėmis. Šios membranos puikiai veikia žemės baseinuose ar bet kurioje sistemoje, kurioje tikėtina, kad susidarys bioplėvelės. Remiantis realaus pasaulio taikymo duomenimis, tiek keraminės plokštės, tiek EPDM membranos energijos naudingumą viršija tradicines mentų sistemas maždaug 40 procentų. Tai patvirtinta įvairiuose akvakultūros ūkiuose atliktuose tyrimuose ir paskelbta „Journal of Aquacultural Engineering“ žurnale, todėl čia kalbama ne tik apie teorinius sprendimus.

Akvariumų oro tiekimo plokščių vieta akvakultūros sistemose

Povandeninio išsklaidomojo oro tiekimo privalumai prieš paviršinio oro tiekimo metodus baseinuose ir talpose

Šios plokštės sukurtos specialiai po paviršiumi išsisklaidančiai aeracijai ir veikia geriau nei paviršinės aeracinės priemonės, kurios mums visiems žinomos – pvz., mentės ar maišytuvai – tiek RAS sistemose, tiek tvenkiniuose. Kas vyksta naudojant paviršinę aeraciją? Na, ji sujudina tik viršutinį vandens sluoksnį, o dauguma žemiau esančio vandens lieka deguonies trūkumo būsenoje. Todėl daugelyje tvenkinių susidaro nemaloniai hipooksiniai (deguonies trūkumo) plotai giliai po paviršiumi, taip pat kyla problemų dėl temperatūrinių sluoksnių susidarymo. Tikroji magija vyksta naudojant po paviršiumi įrengtas plokštes. Jos išskleidžia mažyčius burbulus, kurie lėtai kyla per visą vandens stulpą. Tai reiškia, kad deguonis pasiskirsto visoje sistemoje, o ne lieka tik paviršiuje. Nebeliko „numirusių zonų“ po paviršiumi, ištisinės tirpios deguonies koncentracijos lygio stabilizacija visame tvenkinyje ir, svarbiausia, energijos sąnaudos sumažėja nuo 30 iki 50 procentų lyginant su nuolat veikiančiomis senomis paviršinėmis aeratorėmis. Tai ypač logiška visiems tiems, kurie valdo rimtus akvakultūros ūkius, kur kiekvienas centas turi reikšmę.

Optimalus žemėje įrengtų ir išklotinių akvakultūros tvenkinių oro tiekimo įrenginių vietos pasirinkimas, tarpai ir įrengimo gylis

Veiksmingas diegimas priklauso nuo hidrodinamikos ir sistemos geometrijos:

• Gylis : Įrengti 1,5–2 m gylyje žemėje įrengtuose tvenkiniuose, kad būtų panaudotas hidrostatinis slėgis gerinant oro burbuliukų ištirpimą; išklotiniuose tvenkiniuose pakanka ≥1 m gylies.
• Atstumas : Oro tiekimo plokštes įrengti 3–5 m atstumu viena nuo kitos ratuku arba tinklelio tvarka, kad būtų išvengta mažo deguonies koncentracijos zonų.
• SANDYMAS : RAS (cirkuliuojančios akvakultūros sistemose) plokštes montuoti arti baseino ar tvenkinio dugno, kad būtų užtikrinta vienoda tirpriojo deguonies (DO) pasiskirstymas. Išvengti įrengimo po maitinimo zonomis, kad būtų sumažinta bioplėvelės susidarymo ir užsikimšimo rizika.
  Tvenkiniams, kurių gylis viršija 3 m, vertikali plokščių klojimo schema užtikrina nuolatinę tirpriojo deguonies koncentraciją ≥5 mg/L visame vandens stulpelyje – tai padeda palaikyti sveiką žuvų fiziologiją ir sumažina streso sąlygotą mirtingumą temperatūros svyravimų metu.

Akvariumų oro tiekimo plokščių naudingumo koeficientas palyginti su kitais oro tiekimo įrenginiais

Energijos suvartojimas ir deguonies perdavimo efektyvumas (SOTE): plokštės palyginti su Venturi injektoriais ir mentiniais aeratoriais

Kai reikia į akvariumo vandenį tiekti deguonies, aeracijos plokštės pranašesnės už daugumą kitų variantų, jei vertinti jų energijos suvartojimą ir patikimumą perduodant deguonį. Venturi injektorių SOTE (standartinis deguonies perdavimo efektyvumas) paprastai siekia apie 5–8 procentus, nes jie sukuria turbulenciją tik paviršiuje, o burbulai nepasilieka pakankamai ilgai vandenyje, kad efektyviai su juo sąveikautų. Paddlewheel sistemos taip pat nėra daug geriau: jos sunaudoja nuo 1,5 iki 3,5 kilogramo deguonies vienam kilovatvalandėje, o gilesniuose baseinuose efektyvumas dar labiau mažėja. Aeracijos plokštės išsprendžia daugelį šių problemų, išleisdamos mažus burbulus giliai vandens stulpelyje. Šie maži burbulai ilgiau išlieka vandenyje, kol pasiekia paviršių, todėl kiekvienam suvartotam elektros energijos vienetui į vandenį ištirpsta daugiau deguonies. Žuvų auginimo ūkių savininkai taip pat pastebėjo realias sąnaudų taupymo naudas: remiantis JAV žemės ūkio departamento ir gamtos išteklių apsaugos tarnybos (USDA-NRCS) rekomendacijomis dėl tinkamo akvakultūros praktikos atliktų tyrimų duomenimis, komercinėse sistemose eksploatacijos sąnaudos sumažėjo nuo 30 iki 50 procentų.

Realus SOTE duomenų rinkinys: 12–18 % esant 2 m gyliui patvirtina akvariumų aeracinės plokštės veiksmingumą

Matavimai, atlikti tikruose RAS veiklos režimuose ir tradicinėse žemės baseinuose, reguliariai parodo SOTE rodmenis nuo 12 % iki 18 % maždaug 2 metrų gylyje, kas patvirtina, kad šie sistemos praktikoje veikia puikiai. Kodėl tokia gera našumas? Tai susiję su keliais veiksniais, veikiančiais kartu: mažesniais burbulais, kurie ilgiau lieka pakabinti, kontroliuojamu išleidimo tempu, kuris neleidžia švaistyti energijos, bei vienodai pasiskirstymu visame vandens stulpelyje. Visa tai padeda palaikyti tirpinto deguonies kiekį virš 5 mg/L net tada, kai vyksta intensyvi biologinė veikla. Paviršiaus aeratoriai negali prilygti šiam našumui, kai jų naudojimo gylis viršija apytiksliai 1 metrą. Būtent čia ypač gerai pasireiškia aeracinės plokštės, kurios efektyviai perduoda deguonį būtent ten, kur ji labiausiai reikalinga žuvims – šiuose tankiai užaugintuose plotuose. Teisingai įrengtos plokštės leidžia tvarkyti žuvų tankumą iki 40 kg kubiniame metre be papildomos aeracinės įrangos. Tai labai svarbu, nes sumažina žemos deguonies koncentracijos riziką karštomis vasaros dienomis arba kritinėmis ankstyvosiomis ryto valandomis, kai deguonies lygis natūraliai sumažėja.