3-2 التخلص من النفايات

إن استعادة و هضم النفايات السائلة السمكية أكثر أهمية في علم الأحياء المائية من التخلص من النفايات. ويفرز جزء كبير من الأعلاف كنفايات صلبة. و تقع المغذيات الأساسية لنمو النبات داخل هذا الطين المركزة و ينبغي استرجاعها لخفض تكاليف الإنتاج و الحد من الحاجة إلى التكميل بالمغذيات. و يؤدي استرداد هذه العناصر الغذائية إلى نقل الإنتاج المائي نحو نظام التفريغ الصفري. يمكن استرداد المغذيات من خلال الهضم الهوائي أو اللاهوائي للمواد الصلبة. وقد يكون من المناسب استخدام المغذيات مباشرة على أراضي المحاصيل أو حمأة تحويل السماد العضوي.

Mineralization: يتم استخدام ما يقرب من 20% من N و 50% من P من الأعلاف من قبل الأسماك لنموها (Timmons et al. 2018). ويفرز ما تبقى من N وP (70 في المائة و30 في المائة على التوالي) كمنتج نفايات بواسطة الخياشيم وكنفايات جسيمية (10 في المائة و20 في المائة للN وP، على التوالي). كما تحتوي نفايات الجسيمات على المغذيات الكلية والصغرى التي لا تمتصها الأسماك. ويمكن لاسترداد هذه العناصر الغذائية تحسين نمو النبات والحد من الحاجة إلى المغذيات التكميلية.

و يعمل تمعدن النفايات السائلة على نحو مماثل لل عمليات التي تحدث في التربة. في AP، يتم تصريف النفايات السائلة المركزة في خزان احتجاز غير متصل بالشبكة. الميكروبات الهوائية (أو اللاهوائية) تتحلل المواد العضوية الصلبة، وتطلق المواد الغذائية غير العضوية القابلة للذوبان في الماء، والتي تتوفر بعد ذلك للنباتات لاستخدامها (Delaide et al. 2018, Goddek et al. 2018). فقط في شكل غير عضوي هي المواد الغذائية المتاحة للنباتات. في ظل الظروف الهوائية، يتم تطبيق التهوية الثقيلة على المواد الصلبة المركزة (الشكل 10). بعد 8-10 أيام، يتم إيقاف التهوية، ويسمح للمواد الصلبة لتسوية، ويتم تحرير المياه واضحة في النظام (Pattillo 2017). في ظل الظروف اللاهوائية، تتحلل البكتيريا المادة العضوية في بيئات لا تحتوي على أكسجين قليل أو معدومة. وينتج الهضم اللاهوائي غاز الميثان (CH~ 4 ~) الذي يمكن استخدامه كوقود أحيائي (Dana 2010) ومركّز يمكن تطبيقه على محاصيل الاحتباس الحراري (Pickens 2015) أو استخدامه لإنتاج الشتلات (Danaher et al. 2009، Pantanella et al. 2011). أما عملية الهضم اللاهوائي للمواد الصلبة للأسماك فهي أكثر تعقيداً من عملية الهضم الهوائي، وقد تكون باهظة التكلفة بسبب حجم الهضم الكبير اللازم (Chen et al. 1997).

توجد معلومات محدودة عن المساهمة الميكروبية أو العمليات البيئية التي تقوم عليها التمعدن الهوائي الفعال للنفايات السائلة السمكية؛ ومع ذلك، تشير الدراسات إلى أن استعادة المغذيات من المواد الصلبة للأسماك يمكن أن تكون كبيرة (Cerozi and Fitzsimmons 2017، Cerozi and Fitzsimmons 2016، Goddek et al. 2018، راكوسي et al. 2016, تايسون et AL. 2011, يوغيف et al. 2016, خياري et al. 2019, غرابر و جونج 2009). تظهر النتائج الأولية لأنظمة أبحاث AP في الموقع في جامعة ولاية كنتاكي أن التمعدن الهوائي للنفايات السائلة لمدة 14 يوماً أدى إلى زيادة بنسبة 143% (7.61 إلى 18.5 ملغم/لتر) في الفوسفات (PO ~ 4 ~)، وزيادة بنسبة 47% في النترات (NO~ 3 ~ -N؛ 28.5 إلى 41.7 ملغ/لتر)، وزيادة بنسبة ≥20% في كاليفورنيا (57.97 إلى 74. 23 ملغم/لتر) و K (27.38 إلى 32.7 ملغم/لتر) مقارنة بمياه النظام (غير منشورة). ومع ذلك، حتى إذا تم استرداد المغذيات من النفايات السائلة وتوفيرها بالشكل والكمية المناسبين، فإن التفاعلات مع العناصر الغذائية الأخرى وكيمياء المياه يمكن أن تجعلها في بعض الأحيان غير متاحة للنباتات (Bryson and Mills 2014).

Direct application: يمكن أيضا تطبيق النفايات مباشرة كتعديل للتربة، أو تسميد من خلال طرق المعالجة الحرارية التقليدية، أو عن طريق السماد الدودة. يجب استخدام الاستخدام المباشر كسماد منخفض الدرجة أو إذا كان الطين أقل من واحد في المئة من المواد الصلبة. ويتطلب تحويل المواد الصلبة للأسماك المنزوعة الماء إلى سماد حراري خبرة إضافية وتكلفة لليد العاملة ولكنه يمكن أن يضيف تيارًا إضافيًا هامًا للدخل. يستخدم Vermicomposting أساليب مشابهة للتسميد التقليدي ولكنه لا يعتمد على الحرارة لمعالجة النفايات. وتستهلك الديدان المادة العضوية، وتشظيتها وتهوية المواد الصلبة، ويمكن أن توفر تغذية حية تكميلية للأسماك (يو وبينكوفسكي 2010). يمكن أن يشمل السماد النفايات النباتية أو غيرها من المواد السماد القابل للإنتاج. ليس من غير المألوف أن يتم تعبئة النفايات السائلة المعدنية وبيعها مباشرة إلى البستانيين المنزليين أو عمليات الاحتباس الحراري الصغيرة؛ ومع ذلك، قد تطبق بعض القيود اعتمادا على اللوائح المحلية الخاصة بك.

• المصدر: جانيل هاغر، لي آن برايت، جوش دوسي، جيمس تيدويل. 2021. جامعة ولاية كنتاكي دليل إنتاج Aquaponics: دليل عملي للمزارعين. *