12-3 الطحالب
12-3-1 الخلفية
الطحالب الدقيقة هي فوتوأوتوتروفس أحادي الخلية (تتراوح من 0.2 ميكرومتر إلى 100 ميكرومتر) وتصنف في مجموعات تصنيفية مختلفة. ويمكن العثور على الطحالب الدقيقة في معظم البيئات ولكنها توجد في الغالب في البيئات المائية. العوالق النباتية مسؤولة عن أكثر من 45٪ من الإنتاج الأولي في العالم، فضلا عن توليد أكثر من 50٪ من الغلاف الجوي OSub2/sub. بشكل عام، لا يوجد فرق كبير في التمثيل الضوئي للطحالب الدقيقة والنباتات العليا (Deppeler et al. 2018). ومع ذلك، نظرا لصغر حجمها وانخفاض عدد العضيات الفسيولوجية التنافسية داخليا، يمكن أن تنمو الطحالب الدقيقة بشكل أسرع بكثير من النباتات الأعلى (Moheimani et al. 2015). ويمكن أن تنمو الطحالب الدقيقة أيضاً في ظل ظروف غذائية محدودة ولها القدرة على التكيف مع مجموعة أوسع من الظروف البيئية (Gordon and Polle 2007). والأهم من ذلك أن زراعة الطحالب الدقيقة لا تتنافس مع إنتاج المحاصيل الغذائية فيما يتعلق بالأراضي الصالحة للزراعة والمياه العذبة (Moheimani et al. 2015). وعلاوة على ذلك، يمكن للطحالب الدقيقة أن تستخدم بكفاءة المغذيات غير العضوية من النفايات السائلة (Ayre et al. 2017). وبوجه عام، تحتوي الكتلة الأحيائية للطحالب الدقيقة على نسبة تصل إلى 50 في المائة من الكربون مما يجعلها مرشحة مثالية لعلاج الغلاف الجوي Cosub2/sub (Moheimani et al. 2012).
وقد أدت الزيادة في الزراعة الواسعة النطاق وتربية الحيوانات على نطاق العالم إلى زيادات كبيرة في النيتروجين والفوسفور المتوافرين بيولوجيا الداخلين إلى المحيط الحيوي الأرضي (غالاوي وآخرون 2004). وتسهم نظم زراعة المحاصيل والحيوانات والصرف الصحي بكميات كبيرة في هذه الأحمال من المغذيات (Schoumans et al. 2014). ويمكن أن يتسبب تسلل هذه المغذيات إلى مجاري المياه في مشاكل بيئية هائلة مثل تكاثر الطحالب الضارة ومعدل الوفيات الجماعية للأسماك. ففي الولايات المتحدة الأمريكية، على سبيل المثال، يُعترف بتلوث المغذيات الناجم عن الزراعة باعتباره أحد المصادر الرئيسية للتغذية بالمغذيات (Sharpley et al. 2008). فالتحكم في تدفق المغذيات من العمليات الزراعية إلى البيئة المحيطة يؤدي إلى تحديات تقنية واقتصادية يجب التغلب عليها للحد من هذه الآثار. وقد تم تطوير العديد من العمليات الناجحة لمعالجة النفايات السائلة ذات الأحمال العضوية العالية. ومع ذلك، فإن جميع هذه الطرق تقريبًا ليست فعالة جدًا في إزالة العناصر غير العضوية من الماء. وعلاوة على ذلك، بعض هذه الأساليب مكلفة إلى حد ما للعمل. طريقة واحدة بسيطة لمعالجة النفايات العضوية هي الهضم اللاهوائي (AD). عملية مكافحة الإغراق مفهومة جيدا، وعندما تعمل بكفاءة، فإنها يمكن أن تحول أكثر من 90٪ من المسائل العضوية في مياه الصرف الصحي إلى الميثان الحيوي و Cosub2/sub (Parkin and Owen 1986). ويمكن استخدام الميثان لتوليد الكهرباء ويمكن استخدام الحرارة المولدة لأغراض إضافية مختلفة. ومع ذلك، فإن عملية مكافحة الإغراق تؤدي إلى خلق تدفق للهضم اللاهوائي (ADE) وهو غني جداً بالفوسفات غير العضوية والنيتروجين، فضلاً عن ارتفاع الطلب على أكسجين الكربون (COD). وفي بعض المواقع، يمكن معالجة هذه النفايات السائلة باستخدام الطحالب الدقيقة والطحالب الكلية (Ayre et al. 2017).
12.3.2 أنظمة نمو الطحالب
ومنذ أن أوصت لجنة الأمم المتحدة باستكمال المحاصيل الزراعية التقليدية بأغذية عالية البروتين من أصل غير تقليدي، أصبحت الطحالب الدقيقة مرشحة طبيعية (ريتشموند وبيكر 1986). تم تحقيق أول زراعة للطحالب الدقيقة على الرغم من ذلك في عام 1890 عن طريق زراعة\ كلوريلا_ الشاملة (بوروفيتسكا 1999). يرجع ذلك إلى حقيقة أن الطحالب الدقيقة تقسم عادة في وقت معين من اليوم، تم تطوير مصطلح cyclostat من أجل إدخال دورة ضوء/داكنة (الساعة البيولوجية) للثقافة (Chisholm والعلامة التجارية 1981). ومن المحتمل أن يكون الاستزراع الواسع النطاق للطحالب الدقيقة والاستخدام الجزئي لكتلتها الحيوية وخاصة كقاعدة لمنتجات معينة مثل الدهون قد بدأ بشكل جدي في وقت مبكر يرجع إلى عام 1953 بهدف إنتاج الأغذية من ثقافة واسعة النطاق ل*Chlorella\ * (Borowitzka 1999). عادة، يمكن استنزاف الطحالب في سائل باستخدام البرك المفتوحة (بورويتزكا وموهيماني 2013)، والمفاعلات الحيوية الضوئية المغلقة (موهيماني وآخرون 2011)، أو مزيج من هذه النظم. ويمكن أيضا أن تستزرع الطحالب كما الأفلام الحيوية (Wijihastuti وآخرون. 2017).
**مفاعلات ضوئية مغلقة (بعد موهيماني وآخرون 2011): لا تتعرض مزارع الطحالب المغلقة (المفاعلات الحيوية الضوئية) للغلاف الجوي ولكنها مغطاة بمادة شفافة أو محتواة داخل أنابيب شفافة. تتمتع المفاعلات الحيوية الضوئية بميزة متميزة تتمثل في منع التبخر. وتستخدم المفاعلات البيولوجية الضوئية المغلقة وشبه المغلقة أساسا لإنتاج منتجات الطحالب عالية القيمة. ونظرا للتكلفة الإجمالية لنفقات التشغيل (OPEX) والنفقات الرأسمالية (CAPEX)، فإن المفاعلات البيولوجية الضوئية المغلقة أقل اقتصادا من النظم المفتوحة. ومن ناحية أخرى، هناك تلوث أقل وخسائر أقل من COSUB2/sub، ومن خلال تهيئة ظروف زراعية قابلة للتكرار ومرونة في التصميم التقني، فإن ذلك يجعلها بديلاً جيداً عن البرك المفتوحة. ويمكن التغلب على بعض نقاط الضعف في الأنظمة المغلقة عن طريق (أ) تقليل مسار الضوء، (ب) حل تعقيد القص (الاضطراب)، والحد من تركيز الأكسجين، (ج) نظام التحكم في درجة الحرارة. وتنقسم المفاعلات البيولوجية الضوئية المغلقة أساسا إلى (أ) كربويز، (ب) أنبوبي، (ج) نقل جوي، (د) مفاعلات ضوئية بيولوجية صفيحة.
أحواض مفتوحة (بعد بورويتزكا وموهيماني 2013): تستخدم البرك المفتوحة الأكثر شيوعاً لزراعة الطحالب الصغيرة في الهواء الطلق على نطاق واسع. و يستند الإنتاج التجاري الرئيسي لل طحالب إلى قنوات مفتوحة) مجاري (تكون أقل تكلفة و أسهل في البناء و التشغيل بالمقارنة بالمفاعلات الحيوية الضوئية المغلقة. وبالإضافة إلى ذلك، يواجه نمو الطحالب الدقيقة صعوبات أقل في نظم الزراعة المفتوحة مقارنة بنظم الزراعة المغلقة. ومع ذلك، تم زراعة عدد قليل من أنواع الطحالب الدقيقة (مثل Dunaliella salina، Spirulina sp.، Chlorella sp.) بنجاح في أحواض مفتوحة. تكاليف إنتاج الطحالب الصغيرة التجارية مرتفعة، وتقترب من أن تكون بين 4 و 20\ $الولايات المتحدة/GSUP-1/SUP. وقد تطورت الاستزراع التجاري للطحالب الصغيرة على نطاق واسع في الهواء الطلق على مدى السنوات السبعين الماضية، وتم تطوير كل من البرك (غير المتقلبة) والبرك المهيجة واستخدمت على أساس تجاري. يتم بناء البرك المفتوحة الكبيرة جدا غير المقلدة ببساطة من أحواض المياه الطبيعية ذات الأسرة المفتوحة التي عادة ما يكون عمقها أقل من 0.5 متر. في بعض الأحواض الصغيرة، قد يكون السطح مبطنًا بألواح بطانة بلاستيكية. تمثل البرك المفتوحة غير المثمرة الأكثر اقتصادا وأقل الطرق التقنية من جميع أساليب الاستزراع التجاري، وقد استخدمت تجاريا لإنتاج Dunaliella salina β-carotene في أستراليا. وتقتصر هذه البرك بشكل رئيسي على الطحالب الدقيقة المتنامية القادرة على البقاء في ظروف سيئة أو تتمتع بميزة تنافسية تسمح لها بتفوق الملوثات مثل الطحالب الطحالب الدقيقة غير المرغوب فيها والفيروسات والبكتيريا. من ناحية أخرى تتمتع البرك المهيجة بميزة نظام الخلط. معظم البرك المهيجة هي إما (أ) البرك الدائرية ذات المحرضات الدوارة أو (ب) أحواض القناة الواحدة أو المشتركة.
وقد استخدمت الأحواض المستزرعة الدائرية في المقام الأول في زراعة الطحالب الدقيقة على نطاق و اسع و خاصة في جنوب شرق آسيا. يتم الكشف عن البرك الدائرية التي يصل قطرها إلى 45 مترًا وعمقها عادة من 0.3 إلى 0.7 متر، ولكن هناك بعض الأمثلة التي تغطيها القباب الزجاجية. ويتم إنتاج الضغوط المنخفضة القص اللازمة لإنتاج الطحالب الدقيقة في هذه النظم ولا سيما في وسط البركة، وهذه ميزة مميزة لهذه الأنواع من النظم. وتشمل بعض العيوب الهياكل الخرسانية باهظة الثمن، واستخدام الأراضي غير الفعال مع آثار أقدام كبيرة، والصعوبات في السيطرة على حركة جهاز التحريض والتكلفة المضافة في توريد Cosub2/sub.
و المجاري المائية التي تحركها عجلات التجديف هي أكثر النظم التجارية لزراعة الطحالب الصغيرة شيوعا. وعادة ما يتم إنشاء المجاري المائية إما في قناة واحدة أو في شكل قنوات مرتبطة. وعادة ما تكون المجاري الضحلة (من 0.15 إلى 0.25 متر)، ويتم بناؤها في حلقة وتغطي عادة مساحة تتراوح بين 0.5 و 1.5 هكتار تقريبا. وتستخدم المجاري المائية في الغالب ويوصى بها للاستزراع التجاري الرئيسي لثلاثة أنواع من الطحالب الدقيقة بما في ذلك Chlorella و_Spirulina_ و_Dunaliella_. و تشكل العيوب الرئيسية لهذه النظم المفتوحة مخاطر التلوث و انخفاض الإنتاجية الناجمة أساسا عن سوء نظم الخلط و اختراق الضوء. وفي المجاري المائية، تبين أن تركيزات الكتلة الحيوية تصل إلى 1000 ملغ من الوزن الجاف. LSUP-1/سوب وإنتاجية 20 غرام من الوزن الجاف.
و سعر إنتاج الطحالب الدقيقة يجعل الإنجاز الاقتصادي يعتمد اعتمادا كبيرا على تسويق المنتجات الباهظة الثمن و الحصرية, التي يكون الطلب عليها مقيدا بشكل طبيعي. وتعد المجاري المائية أيضاً أكثر نظم الزراعة استخداماً المستخدمة لمعالجة مياه الصرف الصحي (الحدائق وكراغس 2010).
زراعة الصلبة (بعد Wijihastuti et al. 2017): طريقة بديلة لزراعة الطحالب الدقيقة هي شل حركة الخلايا في مصفوفة البوليمر أو ربطها بسطح الدعم الصلب (فيلم حيوي). وبوجه عام، فإن محصول الكتلة الحيوية لهذه المزروعات ذات الكتلة الحيوية أكثر تركيزاً بنسبة 99 في المائة على الأقل من المزارع القائمة على السوائل. نزح الماء هو واحد من أغلى الأجزاء وأكثرها كثافة في الطاقة في أي إنتاج طحالب جماعي. والميزة الرئيسية لنمو الفيلم الحيوي هي إمكانية الحد من عملية نزح المياه وما يتصل بها من استهلاك الطاقة وبالتالي التكاليف. كما يمكن لزراعة الفيلم الحيوي أن تزيد من التقاط الضوء الخلوي، وتقلل من الإجهاد البيئي (مثل الأس الهيدروجيني، والملوحة، والسمية المعدنية، والإشعاع العالي جداً)، وتقلل من تكلفة الإنتاج، وتقلل من استهلاك المغذيات. و يمكن استخدام أساليب الزراعة الصلبة لمعالجة مياه الصرف الصحي (إزالة المغذيات و المعادن). وهناك ثلاث طرق رئيسية لزراعة الأغشية البيولوجية هي: (أ) المغمورة مباشرة بنسبة 100 في المائة في المتوسط، (ب) المغمورة جزئياً في المتوسط، (ج) استخدام الركيزة المسامية لنقل المغذيات والرطوبة من الوسط إلى الخلايا.
12.3.3 نمو الطحالب الاحتياجات من المغذيات
وهناك عدد من العوامل الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية المثبطة يمكن أن تمنع ارتفاع إنتاج الطحالب الدقيقة. و يرد وصف لهذه العناصر في الجدول 12-1.
ومن المحتمل أن تكون المعرفة الأساسية بقيود النمو الحرجة هي العامل الأكثر أهمية قبل تطبيق أي طحالب دقيقة على أي عملية. الضوء هو إلى حد بعيد أهم عامل تقييد يؤثر على نمو أي طحالب. وتعتبر درجة الحرارة أيضاً عاملاً حاسماً لإنتاج الطحالب الضخمة (موهيماني وبارليفيت 2013). ومع ذلك، يصعب السيطرة على هذه المتغيرات (موهيماني وبارليفيت 2013). وإلى جانب الضوء ودرجة الحرارة، فإن العناصر الغذائية هي أهم العوامل المقيدة التي تؤثر على نمو أي طحالب (موهيماني وبورويتزكا 2007)، وتميل كل نوع من أنواع الطحالب الدقيقة إلى الحصول على متطلباته الغذائية المثلى. أهم العناصر الغذائية هي النيتروجين والفوسفور والكربون (أوزوالد 1988). الاكثر
الجدول tbody tr عوامل ثابيوتيك/ث TD الضوء (النوعية والكمية) /td /tr tr class = «غريب» TD/td TD درجة الحرارة /td /tr tr class = «حتى» TD/td TD تركيز المغذيات /td /tr tr class = «غريب» TD/td TD OSUB2/الفرعية /td /tr tr class = «حتى» TD/td TD Cosub2/الفرعية ودرجة الحموضة /td /tr tr class = «غريب» TD/td TD الملوحة /td /tr tr class = «حتى» TD/td TD المواد الكيميائية السامة /td /tr tr class = «غريب» عوامل ثبيوتيك /ث TD مسببات الأمراض (البكتيريا والفطريات والفيروسات) /td /tr tr class = «حتى» TD/td TD المنافسة من قبل الطحالب الأخرى /td /tr tr class = «غريب» العوامل التشغيلية/ث TD القص المنتجة عن طريق الخلط /td /tr tr class = «حتى» TD/td TD معدل التخفيف /td /tr tr class = «غريب» TD/td TD العمق /td /tr tr class = «حتى» TD/td TD تردد الحصاد /td /tr tr class = «غريب» TD/td TD إضافة بيكربونات /td /tr /tbody /الجدول
** الجدول 12-1** حدود نمو الطحالب الدقيقة وإنتاجيتها (موهيماني وبورويتزكا 2007)
تستجيب الطحالب للحد من N-Nعن طريق زيادة محتواها من الدهون (Moheimani 2016). فعلى سبيل المثال، أفاد شيفرين وتشيشولم (1981) أنه في 20 إلى 30 نوعا من الطحالب الدقيقة التي فحصتها، زادت الطحالب محتواها من الدهون في ظل الحرمان من النيت-النوعي. والفوسفور هو أيضا المغذيات الهامة اللازمة لنمو الطحالب الدقيقة لأنه يلعب دورا أساسيا في استقلاب الخلايا وتنظيمها، حيث يشارك في إنتاج الإنزيمات والفوسفاتية والمركبات الموردة للطاقة (سميث 1983). أظهرت دراسات براون وبوتون (1979) على الطحالب الخضراء Selenastrum capricornutum وجود قيود نمو واضحة عندما كان تركيز الفوسفات للوسط أقل من 10 نانومتر. كما أن مادة Cosub2/sub هي مادة غذائية حاسمة لتحقيق إنتاجية عالية للطحالب (Moheimani 2016). على سبيل المثال، إذا لم يتم إضافة Cosub2/sub إضافية إلى ثقافة الطحالب، يمكن تخفيض متوسط الإنتاجية بنسبة تصل إلى 80% (Moheimani 2016). ومع ذلك، فإن إضافة Cosub2/sub إلى برك الطحالب مكلفة إلى حد ما (Moheimani 2016). الطريقة الأكثر اقتصادا لإدخال Cosub2/sub إلى وسائل الإعلام الثقافية هي النقل المباشر للغاز إلى وسائل الإعلام عن طريق الفقاعات من خلال الحجارة المسامية المتكلس أو استخدام الأنابيب تحت صفائح بلاستيكية مغمورة كحاقن Cosub2/sub (Moheimani 2016). لسوء الحظ، في جميع هذه الأساليب لا يزال هناك فقدان كبير للكوسوب2/سوب في الغلاف الجوي بسبب الوقت القصير للاحتفاظ بفقاعات الغاز في تعليق الطحالب.
على الرغم من أن إضافة N و P و C أمر بالغ الأهمية، إلا أن العناصر الغذائية الأخرى تؤثر أيضا على نمو الطحالب الدقيقة والتمثيل الغذائي ومن المعروف أيضا أن نقص العناصر الغذائية الأخرى، مثل المنغنيز (Mn) ومختلف الكاتيونات الأخرى (MgSup2+/SuP، KSUP+/Sup و CasUP2+/سوب)، يقلل من نمو الطحالب (Drooop 1973). كما أن العناصر النزرة بالغة الأهمية لنمو الطحالب الدقيقة كما تتطلب بعض الطحالب الدقيقة الفيتامينات لنموها (Croft et al. 2005). تتمثل إحدى الطرق الفعالة وغير المكلفة لتوريد المغذيات في الجمع بين ثقافة الطحالب ومعالجة مياه الصرف الصحي التي تتم مناقشتها أدناه مباشرة.
12-3-4 معالجة الطحالب ومياه الصرف الصحي
ومع ازدياد التدهور البيئي و زيادة الحاجة إلى توليد مصادر بديلة لل أغذية و الطاقة, فإن هناك قوة دافعة لاستكشاف جدوى المعالجة البيولوجية لل مياه المستعملة مقترنة باسترداد الموارد. وقد كانت معالجة مياه الفضلات الدقيقة جذابة بشكل خاص بسبب أنشطة التخليق الضوئي الطحالب، حيث يتم نقل الضوء إلى كتلة حيوية مربحة. وفي ظل ظروف معينة، يمكن أن تكون الكتلة الأحيائية الطحالب الدقيقة المزروعة بالمياه المستعملة مكافئة أو متفوقة في إنتاج الكتلة الحيوية بالنسبة إلى الأنواع النباتية الأعلى. وهكذا، يمكن للعملية أن تحول منتج النفايات إلى منتجات مفيدة (مثل علف الحيوانات، وعلف تربية الأحياء المائية، والأسمدة الحيوية والطاقة الحيوية). وبالتالي، فإن النفايات السائلة لم تعد ناتجًا سلبيًا، ولكنها تصبح ركيزة قيمة لإنتاج مواد هامة، وقد تم الإبلاغ عن المعالجة الحيوية الناجحة لمياه الطحالب المجهرية لأكثر من نصف قرن (أوزوالد وغوتس 1957؛ Delrue et al. 2016). ويوفر العلاج النباتي للطحالب بالفعل حلاً مواتياً بيئياً لمعالجة مياه الصرف الصحي حيث يمكنه استخدام المغذيات العضوية وغير العضوية بكفاءة (Nwoba et al. 2017). وتنطوي مزارع الطحالب الدقيقة على إمكانات هائلة للخطوات اللاحقة لمعالجة مياه الصرف الصحي، خاصة للحد من «N» و «P» و «COD» (Nwoba et al. 2016). وعلاوة على ذلك، فإن القدرة المضافة للطحالب الدقيقة على النمو عن طريق ظروف تغذوية مختلفة مثل الظروف التصويرية الضوئية، والمختلطة، والظروف غير الغذائية تعزز أيضا قدراتها على إزالة مختلف أنواع الملوثات والمواد الكيميائية من المصفوفات المائية. وتتيح قدرة الطحالب الدقيقة في عزل الكربون (Cosub2/sub) المعالجة البيولوجية للكوسوب2/الفرعية. كما أن العلاقة المتزامنة مع البكتيريا الجبرية التي أنشئت هي أيضا تآزر مثالي من أجل المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي (مونوز وغييس 2006). ومن خلال عملية التمثيل الضوئي، توفر الطحالب الدقيقة الأكسجين الذي تتطلبه البكتيريا الهوائية لتمعدن المادة العضوية وكذلك أكسدة NHSub4/subsup+/SuP (مونوز وغييس 2006). وفي المقابل، توفر البكتيريا ثاني أكسيد الكربون لنمو الطحالب الدقيقة، مما يقلل بشكل كبير من كمية الأكسجين اللازمة لعملية معالجة مياه الصرف الصحي الشاملة (Delrue et al. 2016). وبصفة عامة، فإن النفايات السائلة ذات نسب منخفضة من الكربون إلى النيتروجين مناسبة بشكل أساسي لنمو الكائنات الاصطناعية الضوئية. و الأهم من ذلك أن معالجة المياه المستعملة المنزلية و الزراعية لل طحالب الدقيقة هي خيار جذاب لأن التكنولوجيا سهلة نسبيا و تتطلب طاقة منخفضة جدا مقارنة بمعيار معالجة النفايات السائلة. إن تحسين معالجة مياه الفضلات الدقيقة في أحواض المجاري الكبيرة أمر جذاب لأنه يجمع بين المعالجة الفعالة لمنتج النفايات الضارة وإنتاج الكتلة الحيوية الطحالب الغنية بالبروتين التي يمكن أن تكون ذات قيمة. و يلخص الشكل 12-1 نظام حلقة مغلقة لمعالجة أي نفايات عضوية عن طريق الجمع بين الهضم اللاهوائي و زراعة الطحالب.
12.3.5 الطحالب والأكوا المائية
و غالبا ما ينظر إلى الطحالب الدقيقة في تربية الأحياء المائية وفي النظم المائية على أنها مصدر إزعاج لأنها يمكن أن تحد من تدفق المياه عن طريق انسداد الأنابيب, و استهلاك الأكسجين,
** الشكل 12-1** نظام معالجة متكامل لاستخدام الاستزراع الطحالب لمعالجة النفايات العضوية والمستخدمين النهائيين المحتملين. (تم تصميم العملية بناء على معلومات من آير وآخرون 2017 وموهيماني وآخرون 2018)
قد تجتذب الحشرات، وتقلل من نوعية المياه وعندما تتحلل يمكن أن تستنزف الأكسجين. ومع ذلك، تظهر تجربة أجراها آدي وآخرون (2017) أن الطحالب يمكن أن تحسن نوعية المياه في نظام أكوابوني، وتساعد في السيطرة على قطرات الأس الهيدروجيني المتعلقة بعملية النتريجة، وتوليد الأكسجين المذاب في النظام، «وإنتاج الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة كعلف الأسماك ذات القيمة المضافة وإضافة التنوع وتحسين القدرة على التكيف مع النظام’. واحدة من «الكباب المقدسة» من أكوابونيكش هو إنتاج جزء على الأقل من الطعام الذي يتم تغذيته للأسماك كجزء من النظام، وهنا يلزم البحث في إنتاج الطحالب التي يمكن زراعتها مع جزء من المياه المائية المائية، على الأرجح في حلقة منفصلة، والتي يمكن بعد ذلك تغذيتها كجزء من النظام الغذائي للأسماك.