10.2 एक्वापोनिक्स में अपशिष्ट जल उपचार कार्यान्वयन

एक्वापोनिक्स में, ठोस पदार्थों (यानी कीचड़) के साथ लगाए गए अपशिष्ट जल पोषक तत्वों का एक मूल्यवान स्रोत है, और उचित उपचार करने की आवश्यकता है। उपचार के लक्ष्य पारंपरिक अपशिष्ट जल उपचार से भिन्न होते हैं क्योंकि एक्वापोनिक्स ठोस और जल संरक्षण में रुचि है। इसके अलावा, अपशिष्ट जल उपचार के बावजूद, इसका उद्देश्य ठोस पदार्थों को कम करना चाहिए और साथ ही इसके पोषक तत्वों को खनिज बनाना चाहिए। दूसरे शब्दों में, उद्देश्य एक ठोस मुक्त प्रवाह प्राप्त करना है लेकिन मिश्रित पोषक तत्वों (यानी आयनों और फैटायनों) में समृद्ध है जिसे एक युग्मित सेटअप (चित्र 10.1 ए) में पानी के लूप में फिर से सम्मिलित किया जा सकता है या सीधे हाइड्रोपोनिक में एक decoupled सेटअप (चित्र 10.1 बी) में बेड बढ़ते हैं। मछली कीचड़ ठोस मुख्य रूप से अपमानित कार्बनिक पदार्थ से बना है ताकि ठोस कमी को जैविक कमी कहा जा सके। दरअसल, जटिल कार्बनिक अणुओं (जैसे प्रोटीन, लिपिड, कार्बोहाइड्रेट, आदि) मुख्य रूप से कार्बन से बना रहे हैं और क्रमिक रूप से Cosub2/उप और CHSUB4/उप (एनारोबिक किण्वन के मामले में) के अंतिम गैसीय रूपों तक आणविक भार यौगिकों को कम करने के लिए कम हो जाएगा। इस गिरावट प्रक्रिया के दौरान, कार्बनिक अणुओं से बंधे मैक्रोन्यूट्रिएंट (यानी एन, पी, के, सीए, एमजी और एस) और सूक्ष्म पोषक तत्व (यानी फे, एमएन, जेएन, क्यू, बी और मो) जो कार्बनिक अणुओं से बंधे थे, उनके आयनिक रूपों में पानी में जारी किए जाते हैं। इस घटना को पोषक तत्व लीचिंग या पोषक खनिज कहा जाता है। यह माना जा सकता है कि जब उच्च कार्बनिक कमी हासिल की जाती है, तो उच्च पोषक तत्व खनिज भी प्राप्त किया जाएगा। एक तरफ, कीचड़ में अनियंत्रित खनिजों का अनुपात होता है, और दूसरी तरफ, खनिज प्रक्रिया के दौरान कुछ मैक्रो- और सूक्ष्म पोषक तत्व जारी किए जाते हैं। ये जल्दी से एक साथ निकल सकते हैं और अघुलनशील खनिजों का निर्माण कर सकते हैं। अधिकांश मैक्रो- और सूक्ष्म पोषक तत्वों के आयनों और उपजी खनिजों के बीच का राज्य पीएच निर्भर है। बायोरिएक्टरों में निकलने वाले सबसे प्रसिद्ध खनिज कैल्शियम फॉस्फेट, कैल्शियम सल्फेट, कैल्शियम कार्बोनेट, पाइराइट और स्ट्रुवेट (पेंग एट अल। 2018; झांग एट अल 2016) हैं। कॉनरॉय और Couturier (2010) ने देखा कि सीए और पी एनारोबिक रिएक्टर में जारी किए गए थे जब पीएच 6 के नीचे गिरा दिया गया था। उन्होंने दिखाया कि रिलीज कैल्शियम फॉस्फेट के खनिज के लिए बिल्कुल मेल खाती है। Goddek एट अल। (2018) ने पी, सीए और अन्य मैक्रोन्यूट्रिएंट्स के अपफ्लो एनारोबिक कीचड़ कंबल रिएक्टर (यूएएसबी) के समाधान को भी देखा जो अम्लीय हो गया। जंग और लोविट (2011) ने 4 के बहुत कम पीएच मूल्य पर एक्वाकल्चर व्युत्पन्न कीचड़ के 90% पोषक तत्व जुटाने की सूचना दी। इस स्थिति में, सभी मैक्रो- और सूक्ष्म पोषक तत्वों को हल किया गया था। इस प्रकार जैविक कमी और पोषक तत्व खनिज के बीच एक विरोध है। दरअसल, कार्बनिक कमी अधिकतम होती है जब सूक्ष्मजीव कार्बनिक यौगिकों को अपमानित करने के लिए सक्रिय होते हैं, और यह 6—8 की सीमा में पीएच पर होता है। चूंकि पोषक तत्व लीचिंग 6 से नीचे पीएच पर होती है, इष्टतम कार्बनिक कमी और पोषक तत्व खनिज के लिए, सबसे प्रभावी प्रक्रिया को दो चरणों में विभाजित करना होगा, यानी तटस्थ के करीब पीएच पर एक कार्बनिक कमी कदम और अम्लीय स्थितियों के तहत एक पोषक तत्व लीचिंग कदम। हमारे ज्ञान के लिए, इस दो-चरणीय दृष्टिकोण का उपयोग करके कोई ऑपरेशन अभी तक रिपोर्ट नहीं किया गया है। यह अपशिष्ट जल उपचार में एक नया क्षेत्र खोलता है और एक्वापोनिक्स में कार्यान्वयन के लिए अधिक शोध की आवश्यकता होती है।

अंजीर 10.1 एक लूप एक्वापोनिक सिस्टम में कीचड़ उपचार के योजनाबद्ध कार्यान्वयन** (ए) ** और डिकॉप्टेड एक्वापोनिक सिस्टम में** (बी) **

इस संदर्भ में फ़ीड की पसंद भी महत्वपूर्ण है। पशु-आधारित फीड्स में जहां एक प्रमुख घटक अंश अभी भी पशु स्रोतों (जैसे फिशमेल, हड्डी भोजन), बाध्य फॉस्फेट, उदाहरण के लिए एपेटाइट (हड्डी भोजन से व्युत्पन्न) पर आधारित है, अम्लीय परिस्थितियों में आसानी से उपलब्ध है, जबकि पौधे आधारित फ़ीड में एक प्रमुख फॉस्फेट स्रोत के रूप में फाइटेट होता है। इसके विपरीत फाइटेट, उदाहरण के लिए एपेटाइट को एंजाइमेटिक (फाइटेज) रूपांतरण (कुमार एट अल 2012) की आवश्यकता होती है, और इसलिए फॉस्फेट उतना आसानी से उपलब्ध नहीं होता है।