Hidrológiai Közlöny 1987 (67. évfolyam)

2-3. szám - Ruttkay András–Kepenyes János: Új módszer a haltermelés vízigényének számításához

RÚTTKAY A.—KEPENYES J.: Oj módszer 97 Az ábrán — részben önkényesen —- négy inezőt különítettünk el. Az 1. jelű a szennyvízzel táplált halastavakat reprezentálja, amikor az x

t

l értéke válik negatívvá (C

0=- G). A 2. mező a halastavakat jelöli, ahol a vízáramigény — általában — nem folyamatos, inkább technikai jellegű (feltöltés, a párolgási, szivárgási veszteségek pótlása). A 3. és 4. mező között nincsen éles határ, az előbbi a „lassú", az utóbbi a „gyors" átfolyású rendszereket jellemzi, ahol a k/S vízáram igényt csökkentő szerepe minimális. Hangsúlyozni kell, hogy az itt bemutatott összefüggés nem ad szigorú mennyiségi viszonyt, a k értéke ugyanis ebben az esetben a természeti folyamatok függvénye (biológiai oxigén termelés, metabolitelbontás, felvétel stb.). A (10) képlet elsősorban az iparszerű rendszerek méretezéséhez ad segítséget , melyet az alábbi példával szeretnénk igazolni. 7. Gyakorlati számítások Alapadatok Halfaj, méret = ponty, 100—150 g/db Vízhőmérséklet =23 °C A víz pH-ja =8,0 Telítési oxigénkoncentráció (C

s) =8,6 g/m

3 Az oxigénkoncentráció minimuma (C) =4,0 g/m

3 A ponty fajlagos oxigénfogyasztása (m) = 10,0 g/kg -d A napi takarmányadag =30,0 g/kg-d Első lépésként kiszámítjuk az oxigéndeficitet: n =C

S—(7 = 8,6—4,0=4,6, majd a q-1: m 10,0 1 =" D 4,6 = 2,17 m

3/kg -d C =--Cnh-N+NIL-N = 4 A CnHí-n 0,04 0,05 0,05 = 0,8 g/m

3 lehet. A pontyok a takarmány mennyiségével ós minőségével arányosan adnak le nitrogénvegyületeket a vízbe. Feltételezve, hogy az etetett takarmány fehérje tartalma 33% és a pontyba a fehérjebeépülés 30%-os (PPV=0,3), valamint a fehérjének 16%-a nitrogén, 1 g takarmány után a nitrogénleadás: m' =0,33(1—0,3)0,16 =0,037 g Mivel a halak napi takarmányadagja 30 g/kg ós a leadott nitrogénnek átlagosan 0,9-ed része ammóniumnitrogén, a napi fajlagos NH

4—N ürítés: m =0,037 -0,9 -30 =1,0 g/kg -d Az ammóniaeltávolítás fajlagos vízigénye tehát m 1,0 C 0,8 = 1,25 m

3/kg -d Ha feltételezzük, hogy a befolyó víz oxigénre nézve nein teljesen telített ((7

0=8,0 g/m

3) és annak NH,—N koncentrációja 0,08 g/m

3, a fajlagos vízáramok az alábbiak lesznek: D—D o D 4,6—0,6 4,6 -0,87 2,17 0,87 = 2,49 m

3/kg -d az oxigenre nezve, míg c—c„ c 0,8—0,08 o7s 0,90 m ~C 1,25 "

= 0 90 = 1,3

9 '»

3/kg.d az ammóniára nézve. A halak fajlagos vízáramigónye tehát 2,49 m

3/kg -d lesz, mivel a limitáló tényező az oxigénellátás. A vízáram azonban csökkenthető, ha „külső" oxigénellátást veszünk igénybe. Ennek egyik módja lehet a befolyó víz oxigénben való túltelítóse, melynek mértékét úgy kell megválasztani, hogy a fajlagos vízáram, mely az ammónia eltávolításához szükséges (1,39 m

3/kg d), éppen fedezze az oxigénigónyt: 2,17 = 1,56 Ez a fajlagos vízáram tehát azt a minimális igényt adja, mely ahhoz szükséges, hogy a pontyok oxigénigényét az átfolyó víz biztosítsa. A további számítás a (szabad) ammóniára vonatkozik. Mint ismeretes, az ammóniumionok egy része — a vízhőinérsóklettől és pH-tól függően — szabad ammónia (NH

3) formájában van jelen, mely a halakra toxikus. 23 °C ós pH =8,0 esetén az ammóniumionok 0,05-öd része szabad ammónia. A megengedhető szabad ammónia (NH

3—N) koncentrációt 0,04 g/m

3-nek veszszük fel. Ezek szerint a víz maximális ammónium (NHj—N + NH

3—N) koncentrációja D q 1,39 A befolyó víz oxigén- „deficitje" tehát D

0 = D—(Dx

0) =4,6—(4,6 -1,56) =—2,58 g/m

3 és oxigén koncentrációja: C

0 =Ci—D

0 =8,60 +2,58 = 11,18 g/m

3 lesz, amely 11,18/8,60=1,30, vagyis 130%-os telítettségnek felel meg. Az oxigénszükséglet kielégítésének másik módja a halas medencében való közvetlen levegőztetés lehet. A számítás lényege egy olyan k tényezőjű levegőztető berendezés megválasztása, amely az adott halsűrűség és fajlagos vízáram (1,39) mellett a pontyok oxigén igényét is biztosítja. A ^-tényezőt a (7) képletből kifejezve, az alábbi összefüggést kapjuk: k = (1/d) Példánk szerint az ?n/D =2,17, a q = 1,39 és x

0 =0,87. Ha az S értékét 10-nek, 30-nak és 100-nak (kg/m

3) vesszük fel, a hozzájuk tartozó i-k értékei a következők IöszugIÍ * k

l

0 = 9,6 k

3

0 =28,8 fc, 0

0=96 A k értéke tehát a halsűrűsóggel egyenesen arányos. Vizsgáljuk meg azonban, hogy mi következik abból, ha a levegőztetőnk k értéke kisebb mint amire szükség van. Alkalmazzuk például a k =28,8-as berendezést 50 kg/m

3 halsűrűség mellett: 1 I f m * ) 1 i 28,8 x

0 \ { D S ) 0,87 { 50 = 1,83 m

3/kg-d, vagyis az eredeti vízáramot növelni kell: 1,83—1,39 = = 0,44 m

3/kg -d-vel. Nézzük meg a fordított esetet, amikor ugyanezt a berendezést 10 kg/m

3 halsűrűségnél alkalmazzuk: q = -JL(—^ = _i C2,17 = 1 x, { D S ) 0,87 l 10 ) = —0,82 m

3/kg -d Az eredmény látszólag értelmetlen, mivel negatív vízáram nincsen, ráadásul az ammónia eltávolítása érdekében az 1,39 m

3/kg-d értéket tartanunk kell. Nyilvánvaló, hogy az x

0 értékén kell változtatni: ( m k \ 1 S { D S )q (2,17-2,88)1,39 - = —0,51