Аквакультура

Чрезмерный рыболовный промысел и уничтожение различных видов рыб привело к тому, что аквакультура стала одной из самых быстроразвивающихся областей промышленности. В то же время огромная нагрузка возлагается на естественные водные ресурсы. Благодаря разведению рыб в области открытых систем, как на пример разведение лосося в Скандинавии или Шотландии, происходит сильное загрязнение воды вредными питательными веществами (азот, фосфор, органические вещества и т.д.) Кроме того, в этих системах усиленно используются медикаменты (антибиотики), вредное влияние которых на прилегающие экологические системы неизбежно.

Многообещающей альтернативой являются наземные проточные системы и системы циркуляций. При этом водные ресурсы щадятся насколько это возможно.
Для закрытых аквакультур необходимо менять ежедневно от 2% до 10 % воды относительно к объёму сооружения. Самым важным компонентом является механико-биологическая очистка сточных вод.  Вообще же систему циркуляции следует понимать как одну общую систему.


Подготовка (обработка) воды в системе циркуляции происходит в серийном распорядке отдельных ступеней обработки в главном потоке воды.
Первой ступенью обработки воды является удаление твёрдых веществ из воды. Сюда относятся остатки корма, рыбные испорожнения, бактериальная биомасса. Находящиеся в воде твёрдые вещества вредят не только состоянию здоровья рыб, но и процессу деградации на биоплёнке в прилегающих биофильтрах. Значительная часть твёрдых частичек меньше 50 μm и обычными фильтрами не очищается. Современные системы циркуляции должны иметь многоступенчатую сепарацию твёрдых веществ, чтобы удалить из воды все частицы твёрдых веществ.

После сепарации твёрдых веществ в аэробных биологических фильтрах происходит распад токсического метаболита аммоньяка (или водного раствора аммониума) в процессе нитрификации на нитрит и нитрат. Очистка воды от растворённых в ней соединений углерода и удаление частиц вещества из воды оказывает  положительный эффект на нитрификацию. Нитраты представляют собой менее токсичное для культивируемых организмов соединение азота и могут быть удалены из воды с помощью неаэробных биологических фильтров. Процесс денитрификации происходит, как правило, не в основном потоке воды, а в побочном потоке.
 
В дальнейших процессах подготовки воды в основном потоке происходит её насыщение кислородом, установка кислотно- щелочного равновесия (pH), температуры и содержания соли, прежде чем вода попадёт назад в бассейн для разведения организмов.

Для циркуляции воды в системах применяются насосы, которые работают на электроэнергии, тепло от работы насосов может попадать в циркуляционную систему. По этой причине с давних времён используется принцип Air-лифт, при котором циркуляция воды осуществляется при помощи поднимающегося воздуха. Этот способ имеет следующие преимущества: сокращается количество потребляемой энергии, не производится дополнительное тепло, кроме того, подаваемый воздух производит насыщение воды кислородом.
Развитие современных циркуляционных систем должно быть направлено на то, чтобы добиться стабильного функционирования биологического равновесия. Для контроля и регулирования элементарных процессов необходима измерительная и регулирующая техника.