Оксигенация и озонирование пресной воды

В рыбоводстве применяются следующие разновидности осксигенации воды:
- пневматическая оксигенация, смысл которой заключается в подаче кислорода в воду через мелкодисперсные распылители. Это малоэффективный метод, а КПД использования кислорода, как правило, низок. Применяется в основном при перевозке живой рыбы;
- механическая оксигенация, суть которой состоит в механическом смешении кислорода с водой. Это более эффективный метод, позволяющий растворять кислород почти целиком. Механические оксигенаторы выпускаются несколькими зарубежными фирмами и устанавливаются, как правило, непосредственно в рыбоводные бассейны или подающие каналы;
- распылительная оксигенация под давлением, суть которой состоит в распылении воды в кислороде внутри герметичного оксигенатора (например, оксигенаторы конструкции И.В. Проскуренко). Это достаточно эффективный метод, позволяющий насыщать воду кислородом до высоких концентраций. При этом метод довольно энергозатратный, требующий высокого давления, как воды, так и кислорода;
- струйная оксигенация, основанная на гидродинамическом эффекте увеличения скорости в сужении, что обеспечивает как эжекцию (всасывание) так и дробление кислорода в воде, в чистом виде в рыбоводстве не применяется и является слишком энергозатратным;
- оксигенация с применением оксгенационных конусов. Суть этой технологии сводится к тому, что вертикально установленный  широкой частью вниз конус является ловушкой для пузырьков газа при движении воды сверху вниз. Из-за того что в узкой части конуса скорость движения воды выше скорости всплывания пузырьков, а в нижней части скорость движения воды ниже этой скорости, газ не может никуда выйти из конуса. Если соотношение газа и воды, а также давление внутри конуса подобраны правильно, то весь введённый в него кислород всецело растворяется в воде.

В качестве источников кислорода для систем осксигенации могут использоваться как покупной сжатый или сжиженный кислород, так и кислород, вырабатываемый на месте из воздуха при помощи PSA или VPSA генераторов кислорода. Использование сжатого кислорода в баллонах экономически невыгодно и используется только при перевозке рыбы или в аварийных ситуациях. В Европе многие рыбные фермеры используют сжиженный кислород, тогда как на территории бывшего СССР генераторы кислорода оказываются экономически выгоднее. Как правило, чем выше давление кислорода на выходе генератора, тем больше он потребляет электроэнергии. Кроме этого, кислород, полученный из баллонов или жидкого кислорода, не пригоден в использовании для синтеза озона.

Применение осксигенации экономически оправдано во всех случаях, когда рыбу растят в бассейнах или ваннах, но не садках или прудах. При этом работа должна быть организована таким образом, чтобы концентрация кислорода в ёмкостях с рыбой не превышала 150% от насыщения (равновесия с атмосферным воздухом),  более высокие концентрации не сказываются положительно на выращивание рыбы. При выращивании малька и молоди желательно не превышать 100 – 110% чтобы молодь имела впоследствии адаптивные свойства жить и расти при разных и реальных концентрациях растворенного кислорода.

Нами разработана и внедрена собственная система осксигенации, которая представляет собой сочетание конусного и струйного методов. При этом используются конусы из нержавеющей стали собственного производства, которые обладают исключительной коррозионной стойкостью. Они могут работать как при заданном давлении, так и без давления и обеспечивать желаемую концентрацию кислорода (до 500%) в желаемом объеме воды. Применение струйных аппаратов перед конусами позволяют повысить эффективность их работы, кроме того снимают все требования к давлению кислорода, что позволяет использовать генераторы кислорода низкого давления, которые потребляют меньше электроэнергии. Таким образом, оксигенация может быть оптимизирована по затратам электроэнергии. Все материалы, которые используются в системе осксигенации, являются озоностойкими, поэтому в такую систему в любое время на линии кислорода может быть врезан генератор озона подходящей производительности и система обеспечит растворение озона в воде вместе с кислородом без необходимости что-либо менять и утилизировать остаточный нерастворённый озон в газе.

Озонирование воды в рыбоводстве может быть двух видов. Собственно озонирование, целесообразно совмещенное с оксигенацией, позволяет вводить в воду до 4-5 мг озона на литр воды (чаще всего так много не нужно) с целью в первую очередь обеззараживания воды, также и для улучшения её химического состава (снижение нитритов, окисление некоторых токсичных органических загрязнений, снижение цветности, дезодорация). При таком подходе на каждый миллиграмм озона в воду вводится 10-15 мг кислорода. Делается такое озонирование вместе с вышеописанной нашей системой осксигенации путём врезания в линию кислорода генератора озона. Современные генераторы озона позволяют электрическим путём регулировать производство озона от 0 до 100% их производительности, т.о. можно легко регулировать дозу озона в зависимости от загрязнённости воды так чтобы не вызвать отравление остаточным в воде озоном рыбы и получать нужную степень обеззараживания и очистки.

Второй вид озонирования является в чём-то аналогом флотации для морской воды. При этом пресная вода пенится гораздо хуже морской, поэтому для того чтобы она пенилась, используется озоно-водушная смесь (чаще всего разбавленная воздухом озоно-кислородная смесь), мелкодисперсные озоностойкие распылители и другая конструкция реакторов чем для флотаторов (протеин-скимеров) морской воды. Такая обработка воды не насыщает её растворённым кислородом выше 100% и не гарантирует высокой степени обеззараживания или окисления нитритов, зато она даёт эффект удаления мелкодисперсных и коллоидных загрязнений и делает воду прозрачной при относительно небольших затратах электроэнергии.