7.4 जलीय कृषि इकाई

मछली पालन टैंक (आकार, संख्या और डिजाइन) उपयोग में उत्पादन और मछली प्रजातियों के पैमाने के आधार पर चुना जाता है। राकोसी एट अल। (2006) ने यूवीआई एक्वापोनिक सिस्टम (यूएसए) में ओ निलोटिकुस के वाणिज्यिक उत्पादन के लिए चार बड़े फिशरिंग टैंकों का इस्तेमाल किया। इस तरह के सी gariepinus के रूप में सर्वव्यापी या piscivorous मछली प्रजातियों के उत्पादन के साथ, आकार वर्गों और कंपित उत्पादन (पाम एट अल 2016) की छंटाई के कारण कई टैंकों का उपयोग किया जाना चाहिए। मछली टैंकों को डिजाइन किया जाना चाहिए ताकि टैंक के नीचे स्थित ठोस पदार्थों को प्रभावी ढंग से नीचे एक प्रवाह के माध्यम से हटाया जा सके। यह ठोस अपशिष्ट हटाने युग्मित एक्वापोनिक्स में पहला महत्वपूर्ण जल उपचार कदम है जैसा कि एक्वाकल्चर और डिकॉप्टेड एक्वापोनिक्स में मामला है। अपशिष्ट जलीय कृषि उत्पादन के दौरान उत्पादित असमान फ़ीड, मछली मल, बैक्टीरियल बायोमास और फ्लोककल्लेंट्स से निकलता है, बीओडी में वृद्धि करता है और जलीय कृषि और हाइड्रोपोनिक दोनों इकाइयों के संबंध में पानी की गुणवत्ता और ऑक्सीजन की उपलब्धता को कम करता है। जलीय कृषि में, ठोस अपशिष्ट में कार्बनिक कार्बन की एक बड़ी मात्रा होती है, जिसका उपयोग हेटरोट्रॉफिक बैक्टीरिया द्वारा ऑक्सीजन खपत के माध्यम से ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। बेहतर ठोस अपशिष्ट हटाने, मछली और पौधों दोनों के लिए प्रणाली का सामान्य प्रदर्शन बेहतर है, यानी। इष्टतम ऑक्सीजन के स्तर के साथ और पोषक तत्वों को बाधित करने वाले rhizosphere में कणों का कोई संचय, और गोल या अंडाकार टैंकों के साथ विशेष रूप से कुशल साबित होता है (Knaus एट अल। 2015)।

जर्मनी में फिशग्लासहाउस में युग्मित एक्वापोनिक्स में मछली उत्पादन लागत प्रभावशीलता का पता लगाने के लिए विभिन्न तराजू पर परीक्षण किया गया था। 50 किलोग्राम, 35 मछली msup-3/sup) या गहन (अधिकतम. 200 किलोग्राम, 140 मछली msup-3/sup) अफ्रीकी कैटफ़िश उत्पादन। अर्द्ध-गहन उत्पादन (अधिकतम 100 किलो, 70 मछली एमएसयूपी -3/एसयूपी) को नकारात्मक लागत लाभ संतुलन के कारण अनुशंसित नहीं किया जा सकता है। अर्ध-गहन उत्पादन मोड में, सिस्टम रखरखाव, श्रम और फ़ीड इनपुट गहन उत्पादन के तहत उतना ही थे लेकिन कम मछली और पौधे बायोमास आउटपुट के साथ, और जलीय कृषि इकाई में किसी भी आर्थिक लाभ का भुगतान नहीं किया गया (पाम एट अल। 2017)। इसके परिणामस्वरूप उच्च जैव रासायनिक ऑक्सीजन की मांग (बीओडी), कम ऑक्सीजन उपलब्धता की वजह से उच्च denitrification, अपेक्षाकृत उच्च पानी विनिमय दर, मुख्य रूप से अलग वर्षा, कम पी और कश्मीर के स्तर के साथ एनारोबिक खनिज और साथ ही कम पीएच-मूल्यों की तुलना में बहुत कम मछली उत्पादन के साथ गहन परिस्थितियों के साथ। इसके विपरीत, व्यापक मछली उत्पादन ने कम पानी विनिमय दरों और पौधों के विकास के लिए बेहतर पोषक तत्व उपलब्धता के साथ उच्च ऑक्सीजन उपलब्धता की अनुमति दी। इस प्रकार, उपरोक्त स्थितियों के तहत, युग्मित एक्वापोनिक्स के लिए एक आरएएस मछली उत्पादन इकाई इसलिए व्यापक या गहन मछली उत्पादन स्थितियों के तहत कार्य करती है, और मध्यवर्ती स्थितियों से बचा जाना चाहिए।

7.4.1 निस्पंदन

क्लैरिफायर, जिसे कभी-कभी सेडिमेंटर्स या भंवर विभाजक भी कहा जाता है (यह भी देखें [चैप। 3](/दायिक/लेख/अध्याय -3-रीसर्कुलिंग-एक्वाकल्चर-टेक्नोलॉजीज)), युग्मित एक्वापोनिक्स में ठोस कचरे को हटाने के लिए सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले उपकरण हैं (राकोसी एट अल। अंजीर 7.4)। बड़ा कण मामलों denitrifying प्रभाव या HSUB2/SUBs के विकास के साथ anoxic क्षेत्रों से बचने के लिए प्रणाली से हटा दिया जाना चाहिए। अधिकांश स्पष्टीकरण ठोस हटाने में सहायता के लिए लैमेला या प्लेट आवेषण का उपयोग करते हैं। शंक्वाकार पैंदा ऑपरेशन और सफाई के दौरान तल पर कीचड़ एकाग्रता का समर्थन करते हैं, जबकि फ्लैट पैंदा को बड़ी मात्रा में पानी की आवश्यकता होती है ताकि कीचड़ को बाहर निकाला जा सके। ऑपरेशन के दौरान, ठोस कीचड़ बनाने के लिए स्पष्टीकरण के नीचे डूब जाते हैं। फ़ीड इनपुट और अवधारण समय के आधार पर, यह कीचड़ अपेक्षाकृत मोटी परतें बनाने के लिए निर्माण कर सकती है। कीचड़ परतों के अंदर माइक्रोबियल गतिविधि धीरे-धीरे एनारोबिक स्थितियों की ओर बढ़ जाती है, जो माइक्रोबियल डेनिट्रिफिकेशन को उत्तेजित करती है। यह प्रक्रिया संयंत्र को उपलब्ध नाइट्रेट को कम कर देती है और इसे टाला जाना चाहिए, खासकर अगर हाइड्रोपोनिक प्लांट उत्पादन के लिए प्रक्रिया का पानी इस्तेमाल किया जाए। नतीजतन, युग्मित एक्वापोनिक्स में डेनिट्रिफिकेशन प्रतिकूल हो सकता है।

स्पष्टीकरण द्वारा हटाए गए ठोस कचरे का घनत्व अन्य प्रौद्योगिकियों की तुलना में कम है, रखरखाव समय लेने वाली है, और मीठे पानी के साथ स्पष्टीकरण की सफाई पूरे सिस्टम के मुख्य जल हानि के लिए जिम्मेदार है। पानी की आवश्यक मात्रा अपने सामान्य डिजाइन, नीचे के आकार और पीवीसी बाफल्स की पहुंच से पानी को फ्लश करने के लिए प्रभावित करती है (चित्र 7.4 ए, बी)। मछली के उत्पादन के लिए इष्टतम पानी की गुणवत्ता बनाए रखने के लिए मछली के उत्पादन के लिए उच्च मात्रा में पानी का आदान-प्रदान (हर दिन गहन परिस्थितियों में सप्ताह में) की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी मात्रा में प्रक्रिया के पानी में कमी आ सकती है, पौधे के लिए आवश्यक पोषक तत्वों की पर्याप्त मात्रा भी खो सकती है विकास। इसके अलावा, मीठे पानी के साथ प्रतिस्थापन कैल्शियम और मैग्नीशियम कार्बोनेट का परिचय देता है जो तब फॉस्फेट से निकल सकता है। इसलिए, इस तरह के मैन्युअल रूप से संचालित स्पष्टीकरण का उपयोग लगभग असंभव पौधों के इष्टतम विकास के संबंध में प्रक्रिया जल संरचना पर भविष्यवाणी करता है (पाम एट अल। 2019)। एक दोहरी कीचड़ प्रणाली के साथ एरोबिक और एनारोबिक कीचड़ और गैसीय नाइट्रोजन निर्वहन को अलग करने के Naegle के (1977) उदाहरण का पालन करना अधिक प्रभावी होगा।

अंजीर 7.4 वाणिज्यिक अफ्रीकी कैटफ़िश (Clarias gariepinus) आरएएस के एक तलछटी (** ए-बी**) और (** सी**) डिस्क-फ़िल्टर (पीएएल-एक्वाकुलूर जीएमबीएच, एबटशेगन, जर्मनी) के साथ एक्वापोनिक निस्पंदन का सिद्धांत फिंदन फिशन (रॉस्टॉक यूनिवर्सिटी, जर्मनी)

अधिक प्रभावी ठोस अपशिष्ट हटाने स्वचालित ड्रम द्वारा प्राप्त किया जा सकता- या diskfilters जो यांत्रिक बाधाओं कि ठोस वापस पकड़ प्रदान, तो rinsing के माध्यम से हटा दिया जाता है जो। नई घटनाओं का उद्देश्य वैक्यूम सफाई प्रौद्योगिकियों के माध्यम से कुल्ला पानी के उपयोग को कम करना है, जिससे 18% तक कीचड़ में कुल ठोस पदार्थों की एकाग्रता की अनुमति मिलती है (डॉ। गुंथर स्कीबे, पाल-एक्वाकुल्टूर जीएमबीएच, जर्मनी, व्यक्तिगत संचार, छवि 7.4 सी)। इस तरह के प्रभावी अपशिष्ट हटाने का कीचड़ संरचना पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है, जिससे बागवानी आवश्यकताओं को बेहतर ढंग से पूरा करने के लिए प्रवाह जल नियंत्रण में सुधार होता है। एक और विकल्प एक पंक्ति में कई स्पष्टीकरण (सेडिमेंटर्स) या कीचड़ हटाने वाले घटकों का उपयोग होता है।

बायोफिल्टर आरएएस का एक और अनिवार्य हिस्सा हैं, क्योंकि वे अमोनिया नाइट्रोजन को माइक्रोबियल ऑक्सीकरण के माध्यम से नाइट्रेट (नाइट्रीफिकेशन) में परिवर्तित करते हैं। हालांकि पौधे की जड़ें और प्रणाली स्वयं जीवाणुओं को नाइट्राइफाइंग करने के लिए सतहें प्रदान करती है, पानी की गुणवत्ता को नियंत्रित करने की क्षमता सीमित है। सिस्टम जिनके पास बायोफिल्टरेशन नहीं है, वे कम फ़ीड इनपुट के साथ मिनी या शौक प्रतिष्ठानों तक ही सीमित हैं। जैसे ही मछली के बायोमास और फीड इनपुट बढ़ता है, मछली संस्कृति के लिए पर्याप्त पानी की गुणवत्ता बनाए रखने और पौधों के विकास के लिए पर्याप्त नाइट्रेट मात्रा प्रदान करने के लिए अतिरिक्त बायोफिल्टर क्षमता की आवश्यकता होती है।

घरेलू और छोटे पैमाने पर एक्वापोनिक्स के लिए, प्लांट मीडिया (उदाहरण के लिए बजरी या विस्तारित मिट्टी) प्रभावी बायोफिल्टर के रूप में पर्याप्त हो सकती है। हालांकि, क्लोजिंग के लिए उच्च क्षमता और इस प्रकार नियमित मैन्युअल सफाई और रखरखाव की आवश्यकता के कारण, ये विधियां बड़े पैमाने पर वाणिज्यिक एक्वापोनिक्स (पाम एट अल। 2018) के लिए उपयुक्त नहीं हैं। इसके अतिरिक्त, Knaus और पाम (2017a) ने दिखाया कि बाईपास में एक साधारण बायोफिल्टर का उपयोग पहले से ही बैकयार्ड कॉप्टेड एक्वापोनिक सिस्टम में संभावित दैनिक फीड इनपुट में लगभग 25% तक बढ़ गया है। गहन आरएएस में उपयोग किए जाने वाले आधुनिक बायोफिल्टर मछली और पौधों के उत्पादन के लिए पर्याप्त नाइट्रिफिकेशन क्षमता प्रदान करने में प्रभावी हैं। निवेश लागत में वृद्धि के कारण, ऐसे घटक मध्यम और बड़े पैमाने पर वाणिज्यिक एक्वापोनिक सिस्टम में अधिक लागू होते हैं।

7.4.1.1 युग्मित एक्वापोनिक्स में हाइड्रोपोनिक्स

युग्मित एक्वापोनिक्स में, हाइड्रोपोनिक सबसिस्टम की एक विस्तृत श्रृंखला का उपयोग किया जा सकता है (यह भी देखें [चैप 4](/दायिक/लेख/अध्याय -4-हाइड्रोपोनिक-टेक्नोलॉजीज)) ऑपरेशन के पैमाने पर निर्भर करता है (पाम एट अल। 2018)। जब तक श्रम का उपज (या लाभ) पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ता है और सिस्टम बहुत बड़ा नहीं होता है, तब तक विभिन्न हाइड्रोपोनिक सबसिस्टम का उपयोग एक ही समय में किया जा सकता है। यह घरेलू और प्रदर्शन एक्वापोनिक्स में आम है जो अक्सर ईबीबी और प्रवाह गर्त, डीडब्ल्यूसी चैनलों (गहरे पानी की संस्कृति या बेड़ा प्रणाली) और यहां तक कि अक्सर स्वयं निर्मित पोषक तत्व फिल्म चैनल (एनएफटी) में मीडिया बेड सब्सट्रेट सिस्टम (रेत, बजरी, perlite, आदि) का उपयोग करते हैं। अधिकांश श्रमसाध्य मीडिया सब्सट्रेट बेड (रेत/बजरी) ईबीबी और प्रवाह गर्त में हैं, जो डिट्रिटस के बयान के कारण रोक सकते हैं और अक्सर धोया जाना चाहिए (राकोसी एट अल। 2006)। ट्रेट्स के संचालन के कारण, ये सिस्टम आमतौर पर आकार में सीमित होते हैं। दूसरी ओर, डीडब्ल्यूसी हाइड्रोपोनिक उपप्रणालियों को कम श्रम की आवश्यकता होती है और रखरखाव की संभावना कम होती है, जिससे उन्हें बड़े रोपण क्षेत्रों के लिए अपनाया जा सकता है। इस कारण से, डीडब्ल्यूसी उपप्रणाली मुख्य रूप से घरेलू में छोटे/सेमीकमर्शियल सिस्टम में पाए जाते हैं, हालांकि, आमतौर पर बड़े पैमाने पर एक्वापोनिक सिस्टम में नहीं। बड़े वाणिज्यिक एक्वापोनिक उत्पादन के लिए, डीडब्ल्यूसी प्रणाली में श्रम और रखरखाव का अनुपात अभी भी बहुत अधिक माना जाता है। यहां तक कि पम्पिंग के लिए जल संसाधनों और ऊर्जा का उपयोग भी बड़े पैमाने पर प्रणालियों के लिए प्रतिकूल है।

यदि बंद एक्वापोनिक सिस्टम लाभ-उन्मुख उत्पादन के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, तो उत्पादन क्षेत्र में वृद्धि होने पर श्रम का उपयोग कम होना चाहिए। आसान-टूज़ हाइड्रोपोनिक उपप्रणाली के आवेदन के साथ मिलकर मछली उत्पादन को व्यवस्थित करके यह संभव है। पोषक फिल्म तकनीक (एनएफटी) वर्तमान में, सबसे कुशल हाइड्रोपोनिक प्रणाली माना जा सकता है, जो बड़े पौधों की खेती क्षेत्रों के साथ कम श्रम और पानी, ऊर्जा और निवेश लागत का एक अच्छा अनुपात है। हालांकि, सभी एक्वापोनिक पौधों एनएफटी सिस्टम में अच्छी तरह से विकसित नहीं है और इस प्रकार प्रत्येक हाइड्रोपोनिक सबसिस्टम के लिए सही पौधे विकल्प खोजने के लिए आवश्यक है, जो बदले में एक विशिष्ट हाइड्रोपोनिक सबसिस्टम डिजाइन में एकीकृत विशिष्ट मछली प्रजातियों के पोषक तत्वों की आपूर्ति से संबंधित है। युग्मित एक्वापोनिक्स के लिए, कभी-कभी पानी में उच्च कण भार एनएफटी प्रतिष्ठानों में ड्रिप, पाइप और वाल्वों को दबाने से समस्याग्रस्त हो सकता है। इसलिए, बड़े एक्वापोनिक प्रणालियों को पुन: परिसंचरण रुकावटों से बचने के लिए प्रभावी यांत्रिक निस्पंदन के साथ पेशेवर जल प्रबंधन शामिल करना पड़ता है। जब पाइप के माध्यम से पानी की निरंतर आपूर्ति सुनिश्चित की जाती है, तो एनएफटी प्रणाली का उपयोग सभी प्रकार के युग्मित एक्वापोनिक प्रणालियों में किया जा सकता है, लेकिन छोटे/अर्ध-वाणिज्यिक प्रणालियों और बड़े पैमाने पर सिस्टम (पाम एट अल। 2018) के तहत उत्पादन के लिए सबसे अधिक सिफारिश की जाती है।