В перспективе, зоотроны оснастят беговыми дорожками и роботизированными системами выгула микростад, бассейном (по одному на зоотрон), держателями и манипуляторами для щёточного массажа, генераторами искусственного тумана, дождевателями, «умной» системой освещения, с имитацией светового дня и света луны, учитывающей особенности восприятия спектров для конкретного вида животных, манипуляторами для закалки холодной водой и воздухом. Через колонки животным будут транслировать классическую музыку, расслабляющий эффект которой положительно влияет на молокоотдачу, и природные звуки, имитирующие журчание воды, порывы ветра, жужжание насекомых, данные звуки поднимают иммунитет, снижают уровень беспокойства и повышают эмоциональный фон. Данные устройства минимизируют последствия содержания животных в замкнутом пространстве, как в визуальном, так и в эмоциональном плане. В будущем не исключаем применение простых по конструкции VR-очков с имитацией летнего поля. Во всяком случае, контрольные испытания показали увеличение удоя на пятнадцать процентов.
Третье сельскохозяйственное направление — коммерческое выращивание гидробионтов, достигающих товарного веса за четыре-пять месяцев в замкнутых, неосвещенных, рециркуляционных аквакультурных системах объёмом от ста до тысячи кубометров. Австралийский сибас, карп, линь, клариевый сом, тиляпия, морские гребешки, миноги, креветки и морские черви — гэбул. Группа сорок два доработала технологию «Биофлок».
— Ирина, вы, пожалуйста, поясняйте термины, а тут многие не в курсе.
— «Флоки» — затравка небольшого размера, сгусток из водорослей и бактерий определенных видов. Можно сказать, что это частицы активного ила, включающие сообщества из бактерий, простейших, грибов, водорослей и многочисленных микроскопических животных — дафнии, коловратки, копеподы, нематоды, циклопы и прочие. Затравку, как правило, выливают в ёмкость для выращивания рыбы, и она там самостоятельно развивается.
— Что-то похожее на бактериальные затравки для морских аквариумов.
— Так они по сути и есть. В нашем биоцентре наработано двести видов флоков для морских и пресноводных животных. Флоки позволят выращивать рыбу на ограниченной площади и поддержат высокое качество воды. Биологический фильтр, представляющий из себя совокупность мелких неразложенных частиц растительных и животных организмов или их выделений (детрит), взвешенных в воде или осевших на дно водоёма, с аммоно-, нитро- и денитрифицирующими бактериями, водорослями и простейшими формирует нижнюю ступень пищевой цепочки рыб, — пояснила Ирина. — При интенсивной аэрации продукты жизнедеятельности рыб усваиваются бактериями, которые в свою очередь образуют колонии, перерабатывающие органические соединения углерода, азота и фосфора из сложных продуктов жизнедеятельности рыбы в простые соединения и протеин. Бактерии, в свою очередь, потребляют планктоны (реснички, копеподы, коловратки, нематоды). А рыбы потребляют планктоны активно или пассивно. Таким образом, мы получаем рециркуляцию питательных веществ, уменьшение энергии на циркуляцию воды и обогащение воды кислородом.
Благодаря использованию флоков мы исключили сложные системы, оставив только кавитаторы и недорогие фильтры из кварцевого песка. Для кормов планируем наладить производство муки из флоков с уникальным составом. Флоки будут в ферментерах с наполнителем — шарообразным пористым кварцем, на котором будут формироваться плёнки из пробиотических и гетеротрофных бактерий. Бактерии выделяют полимерный межклеточный (внеклеточный) матрикс, состоящий из смеси ферментов, предназначенный для защиты, обмена и питания бактерий.
На матрикс подселяют различные инфузории, коловратки, амёбы, нематоды. Такие гидробионты как тиляпии, кефали, карпы, креветки и раки могут непосредственно переваривать флоки, извлекая из них питательные вещества. Включение муки из флоков в рационы питания животных и рыб значительно усилит их иммунитет. Флоки убивают патогенные микроорганизмы и снабжают рыбу кислородом из «зелёной» воды, что значительно повышает их продуктивность. Замкнутый цикл регенерации отходов и большой объём воды на особь, а также дешевые корма с растительными белками позволят нам снизить цену рыб до двадцати рублей за килограмм. Пищевой цикл производства кормов для рыб дополним биомассой дрожжей, кормовой хлореллой и зоопланктоном, выращиваемых в типовых реакторах.
Альтернативой промышленному производству рыбы в больших ёмкостях-тоннелях станет выращивание рыб в танках-контейнерах с высокой плотностью. В воде, в значительных количествах накапливаются продукты обмена рыб. Окисление этих продуктов и остатков кормов приводит к накоплению в воде значительного количества нитратов и фосфатов. Их концентрация зависит от плотности посадки рыб, норм кормления и возможности удаления отходов при помощи различных отстойников и фильтров.
Продукты азотного обмена послужат для выращивания овощных и иных культур в качестве питательных веществ. Разработаны замкнутые системы совместного выращивания рыб и растений в сорокафутовых контейнерах-акватронах с помощью флоков и активного ила. Химикатов, в том числе и пестицидов, не требуется. Очистка воды происходит биологически активным илом с помощью мембранных реакторов, которые отделяют воду от ила без процедуры отстаивания присущей классическим способам фильтрации.
Ничего сложного в конструкции нет, пакеты полупроницаемых мембран из биопластика опускаются в аэротэнк с иловодяной смесью, а через них уже выкачивается очищенная вода. Из схемы очистки исключаются громоздкие отстойники, реакторы с прикрепленной загрузкой и фильтры доочистки. Кавитационной и ультрафиолетовой обработки воды хватает с запасом. Постепенно происходит рост ила в аэротэнке. Чем больше его накапливается, тем активней идут биологические процессы. Система циркуляции перерабатывает метаболиты и остатки корма рыб и позволяет снимать два-три урожая в год, каждый из которых минимум на пятьдесят процентов выше, чем в комплексах с классической (химической) гидропоникой.
И пара слов про утилизацию отходов. Кругооборот воды в фито и зоотронах происходит через трубы, конденсаторы влаги и фильтры, содержащие ионообменные смолы, цеолиты и активированный уголь. Минерализацию продуктов жизнедеятельности человека и животных проводят ступенчато.
Первый этап — разделение на фракции и кавитационное обеззараживание в импульсном генераторе-диспергаторе.
Второй — окисление в аэробных ферментерах и газовихревых биореакторах в присутствии окисных катализаторов. Метан из них пойдёт для топливных элементов, а растворы для непосредственного питания водорослевых реакторов или гидро-ионитопонных растворов. Кругооборот газов, воды и минералов замкнут и рассчитан для каждого зоотрона. Оборудование для очистки спроектировано в виде универсальных модулей со стандартизируемыми коннекторами подвода и удаления газов, растворов, местами установки датчиков, сенсоров, мешалок и индукционных нагревателей. Модули масштабируемые и объединяются в стойки.
Для очистки промышленных отходов, медицинских и других опасных стоков и нейтрализации прочих вредных химических веществ будем производить катализаторы из биогеля и порошковых ферросплавов. Гель, проходя несколько циклов замораживания и оттаивания, становится прочным и упругим, наделяется способностью сцепляться с другими веществами. Гель смешивают с полимерами, а затем подвергают состав сжиганию методом СВС-синтеза, чтобы получить фильтры заданной формы, обладающие повышенной твердостью и уникальной пористой структурой.
