При высоких скоростях омывания поверхности субстрата поток воды не позволяет закрепиться колонии бактерий, как следствие скудная колония бактерий на достаточно большой площади поверхности.
Низкая скорость водообмена еще более негативно сказывается на протекании жизнеобеспечивающих процессов:- отсутствие турбулентности в движении потока непосредственно в области обитания гидробионтов приводит к образованию застойных зон, в которых накапливаются вредные элементы, в таких участках отсутствует растворенный кислород и концентрация аммония нитратов и нитритов превышает допустимую концентрацию, невысокая скорость омывания поверхности субстрата приводит отсутствию питания для аэробных бактерий и как следствие минимальная популяция, снижение растворенного в воде кислорода, одновременно при дыхании рыб в воде растет содержание диоксида углерода, изменяя при этом водородный показатель (рН) воды в сторону кислотности.
В промышленных установках замкнутого водоснабжения для разведения рыб показатель водообмена рассчитывается индивидуально на основании заданных условий. Основная цель водообмена поддержание концентрации веществ, влияющих на жизнедеятельность рыбы, в заданном диапазоне значений. Во время расчета УЗВ определяют предельные допустимые концентрации кислорода, аммонийного азота, углекислого газа, нитратов и нитритов, а также взвешенных веществ и оценивают рабочие параметры системы подготовки воды. Затем для всех предельных допустимых концентраций отдельно рассчитывают значение водообмена, которое позволит поддерживать предельную концентрацию. В итоге расчета выбирают предельно допустимое значение, относительно которого будут рассчитываться остальные параметры. Водообмен рассчитывают для каждого отдельного вещества на основании уравнения баланса масс, смысл которого сводится к равенству покидающих бассейны веществ и сумму поступивших, произведенных и потребленных веществ за единицу времени. Расчет по кислороду при заданной минимальной концентрации и подготовке воды в оксигенаторе при содержании рыбы c выбранным максимальным удельным потреблением (для каждого вида рыб выбирается по справочнику) с использованием уравнения баланса масс будет выглядеть в формульном представлении следующим образом: О2’ * V – N * NO2 = О2 * V
где:
О2 – минимальная концентрация кислорода в воде, мг/л;
О2’ – концентрация кислорода в блоке водоподготовки (окигенаторе) мг/л;
N – масса рыбы в системе жизнеобеспечения кг;
NО2 – максимальное удельное потребление кислорода г/час;
V – скорость водообмена л/час;
Выбирая по справочнику предельные концентрации по аммонийному азоту, определяем выбранные значения. Исходя из расчетов поверхности биофильтра, принимаем значение эффективности работы блока биологической очистки. Подставим данные в уравнения баланса масс которое примет вид:
NNOx” * V + NNOx‘ * N = NNOx * V
где:
NNOx – предельно-допустимая концентрация аммонийного азота в воде, мг/л;
NNOx’ – предельное значение выделение аммонийного азота рыбой г/ч;
N – масса рыбы в системе жизнеобеспечения кг;
V – скорость водообмена л/час;
NNOx”= W” * NNOx
где:
W” – эффективность работы биологического фильтра;
NNOx – предельно-допустимая концентрация аммонийного азота в воде, мг/л;
NNOx” – значение концентрации аммония в системе после биологического фильтра г/час;
Проведя расчет по всем основным показателям выбираем определяющий минимальный расход воды в системе оборотного водоснабжения и проводим пересчет других показателей приводя к полученному значению минимального расхода воды.
