8.3 डिस्टिलेशन/डिसलिनेशन लूप

डीकॉप्टेड एक्वापोनिक्स सिस्टम में, आरएएस से हाइड्रोपोनिक्स इकाई तक एक तरफा प्रवाह होता है। व्यावहारिक रूप से, पौधे आरएएस द्वारा आपूर्ति किए गए पानी को लेते हैं, जो बदले में ताजा (यानी टैप या बारिश) पानी के साथ सबसे ऊपर है। आरएएस इकाई से आवश्यक बहिर्वाह पौधों (और आसवन इकाई के माध्यम से) और खनिज रिएक्टर से हाइड्रोपोनिक्स इकाई में प्रवेश करने वाले पानी के माध्यम से एचपी प्रणाली छोड़ने के बीच अंतर के बराबर है, अगर सिस्टम में रिएक्टर (चित्र 8.4) शामिल है। एक सरल सारांश यह है कि आरएएस से एचपी तक लंबी अवधि के जल प्रवाह की आवश्यकता पौधों के बायोमास में evapotransignation और संयंत्र जल भंडारण द्वारा फसल के पानी की खपत के बराबर है।

अंजीर 8.4 पानी के प्रवाह की योजना और एक decoupled aquaponics प्रणाली में पोषक तत्वों की विभिन्न सांद्रता, जहां Q, एल में प्रवाह मात्रा; ρ, मिलीग्राम/एल में पोषक तत्व एकाग्रता; आरएएस, जलीय कृषि प्रणाली को पुन: परिचालित; MIN, खनिज रिएक्टर; डीआईएस, आसवन इकाई; और एक्स, अज्ञात/लचीला प्रवाह पैरामीटर

हालांकि, बड़े पैमाने पर संतुलन के संदर्भ में, पौधों के माध्यम से हाइड्रोपोनिक्स प्रणाली को छोड़ने वाले पोषक तत्वों की मात्रा को निरंतर संतुलन सुनिश्चित करने के लिए प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए। यह एक दुविधा बन गया है, क्योंकि आरएएस में अधिकतम सहनशील पोषक एकाग्रता एचपी में आवश्यक चीज़ों की तुलना में बहुत कम है। हिमाचल प्रदेश के लिए उच्च पोषक तत्व प्रवाह (_ρ_subras/उप $\ बार$ _Q_Subras/उप) इस प्रकार कम आरएएस पोषक सांद्रता द्वारा पूरा नहीं किया जा सकता है। इसके बजाय, डिस्टिलेशन/डिसलिनेशन लूप के बिना, हाइड्रोपोनिक्स सिस्टम में घटते समय आरएएस में पोषक एकाग्रता में वृद्धि होगी। एक संभावित उपाय आरएएस पानी (और इस प्रकार भी पोषक तत्वों) को निर्वहन करना है ताकि पोषक तत्व एकाग्रता को कम किया जा सके और हाइड्रोपोनिक्स पोषक तत्व समाधान में उर्वरक जोड़ा जा सके। पर्यावरण और आर्थिक प्रभाव के संदर्भ में, यह समाधान कम संतोषजनक है और बंद लूप संयुक्त उत्पादन के उद्देश्य को पूरा नहीं करता है।

चित्र 8.3 में दिखाए गए आसवन इकाई का कार्यान्वयन इस दुविधा के लिए एक संभावित समाधान का प्रतिनिधित्व करता है। इस तरह के आसवन प्रौद्योगिकियों (जैसे थर्मल झिल्ली आसवन) में पानी से भंग लवण और पोषक तत्वों को अलग करने की क्षमता होती है (शाहजाद एट अल। 2017; सुब्रमानी और जैकाएंजेलो 2015)। मल्टी-लूप एक्वापोनिक्स सिस्टम के संदर्भ में, और इसी अतिरिक्त लागत के साथ अतिरिक्त निषेचन और पानी के रक्तस्राव के विकल्प के रूप में, यह तकनीक न केवल सिस्टम को ताजा पानी प्रदान कर सकती थी बल्कि संबंधित उपप्रणालियों (गोडडेक और केसमैन के लिए वांछित पोषक तत्व सांद्रता भी प्राप्त कर सकती थी 2018)।

इस तरह के एक आसवन इकाई के कार्यान्वयन (यानी आकार) के लिए, सरल द्रव्यमान संतुलन समीकरणों का उपयोग किया जा सकता है। शेष प्रणाली, हालांकि, पहले से आकार की जानी चाहिए (या तो अंगूठे के नियमों के माध्यम से या बड़े पैमाने पर संतुलन समीकरणों के माध्यम से; देखें [संप्रदाय 8.5](/समुदाय/लेख/8-5-निगरानी और नियंत्रण)), क्योंकि सिस्टम में प्रवेश करने वाले पोषक तत्व फसल द्वारा उठाए गए जैव उपलब्ध पोषक तत्वों के साथ संतुलन में होना चाहिए (** _Note: _** decoupled सिस्टम का मीठा स्थान इसकी लचीलापन है। नतीजतन, कोई भी सिस्टम के हाइड्रोपोनिक्स हिस्से को बड़ा कर सकता है हालांकि इससे अधिक उर्वरक के उपयोग की आवश्यकता होगी)। पोषक तत्व तेज अनुमान लगाने का सबसे आसान तरीका इस धारणा का उपयोग करना है कि पोषक तत्वों को सिंचाई के पानी में भंग आयनों के समान ही लिया जाता है/अवशोषित किया जाता है (यानी कोई तत्व विशिष्ट रासायनिक, जैविक या शारीरिक प्रतिरोध नहीं)। नतीजतन, संतुलन बनाए रखने के लिए, पोषक तत्व समाधान में निहित फसल द्वारा उठाए गए सभी पोषक तत्वों को हाइड्रोपोनिक्स प्रणाली (ईक 8.4) में वापस जोड़ा जाना चाहिए।

$\ phi_ {आरएएस} +\ phi_ {MIN} -\ phi_ {HP} =0 $ (8.4)

जहां __Subras/उप आरएएस प्रणाली से हाइड्रोपोनिक्स प्रणाली तक पोषक तत्व प्रवाह है, __submin/उप खनिज इकाई से हाइड्रोपोनिक्स प्रणाली तक पोषक तत्व प्रवाह है और __SUBHP/SUB पोषक संयंत्र तेज है। इस समीकरण के लिए, यह माना जाता है कि आसवन प्रणाली में 100% के करीब दक्षता है। इस प्रकार, _Q_subdis/उप हाइड्रोपोनिक्स सबसिस्टम पर वापस जाता है।

फलस्वरूप:

$ (\ rho_ {HP}\ टाइम्स Q_ {HP}) = (\ rho_ {आरएएस}\ बार Q_ {आरएएस}) + (\ rho_ {MIN}\ बार Q_ {MIN}) $ (8.5)

जहां क्यू एल में प्रवाह मात्रा है, और ρमिलीग्राम/एल में पोषक तत्व एकाग्रता है।

जैसा कि ऊपर बताया गया है, हाइड्रोपोनिक्स इकाई के लिए आरएएस से प्रवाह हाइड्रोपोनिक्स प्रणाली (यानी QSUBHP/उप + QSubx/उप) और बायोरिएक्टर (QSubmin/उप) से प्रवाह, यानी Qsubras/उप = Qsubhp/उप + QSubx/उप - QSubmin/उप, जो हमें निम्नलिखित की ओर जाता है समीकरण:

$ (\ rho_ {HP}\ टाइम्स Q_ {HP}) = (\ rho _ {RAS}\ बार Q_ {HP}) + (\ rho _ {RAS}\ बार Q_ {X}) - (\ rho_ {RAS}\ बार Q_ {MIN}) + (\ rho_ {MIN}) $ (8.6)

लक्षित चर आसवन प्रवाह (QSubx/उप) है जो हाइड्रोपोनिक्स प्रणाली में पोषक तत्व एकाग्रता संतुलन बनाए रखने के लिए आवश्यक है। इसके लिए, ईक 8.6 को निम्न चरणों में QSubx/उप के लिए हल किया गया है:

$ (\ rho_ {आरएएस}\ टाइम्स Q_ {X}) = (\ rho_ {HP}\ बार Q_ {MIN}) - (\ rho_ {RAS}\ बार Q_ {HP}) + (\ rho_ {RAS}\ बार Q_ {MIN}) $ (8.7)

$ Q_ {X} =\ frac {\ rho_ {HP}\ बार Q_ {HP}} {\ rho_ {RAS}} -\ frac {\ rho_ {MIN}\ टाइम्स Q_ {MIN}} {\ rho_ {RAS} -Q_ {HP} +Q_ {MIN} $ (8.8)

ध्यान दें कि आसवन प्रवाह QSUBX/उप अत्यधिक गतिशील है और पौधों, जो जलवायु पर निर्भर है की evapotranspirging दर पर निर्भर करता है। गतिशील परिणाम, हालांकि, आसवन इकाई का आकार बदलने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। आसवन इकाई में आवश्यक प्रवाह की गणना करने के लिए, निम्न सूत्र का उपयोग किया जा सकता है:

$ Q_ {DIS} = Q_ {X}\ टाइम्स\ frac {100} {\ eta_ {DIS}} $ (8.9)

जहां क्यू एल में प्रवाह मात्रा है और η प्रयुक्त डिवाइस (% में) की demineralization दक्षता है।

इसलिए आसवन प्रौद्योगिकी बहु-लूप एक्वापोनिक्स प्रणालियों के पानी और पर्यावरण (यानी उर्वरक उपयोग) पदचिह्न को काफी कम कर सकती है। हालांकि, उनके कार्यान्वयन पर विचार करते समय एक्वापोनिक्स सिस्टम और भी जटिल हो जाते हैं। भले ही यह अतिरिक्त लूप छोटे पैमाने पर सिस्टम के लिए कोई समझ नहीं सकता है, फिर भी इसमें बड़े वाणिज्यिक प्रणालियों को एक नए स्तर पर लेने की क्षमता है। फिर भी, किसी को यह विचार करना होगा कि थर्मल आसवन प्रौद्योगिकी को उच्च मात्रा में थर्मल ऊर्जा की आवश्यकता होती है और शायद हर जगह आर्थिक रूप से उचित नहीं हो सकती है। उच्च वैश्विक सौर विकिरण स्तर या भूतापीय ऊर्जा स्रोतों वाले क्षेत्र इस तकनीक के लिए सबसे उपयुक्त हो सकते हैं। ऐसी प्रणालियों की आर्थिक स्थिरता इसके परिणामस्वरूप भी स्थान निर्भर है।

ध्यान में रखना एक और बिंदु आसवन इकाई से आसुत जल और नमकीन का उच्च तापमान है। पर्यावरण की स्थिति और उपयोग की जाने वाली मछली प्रजातियों के आधार पर, आरएएस पानी को गर्म करने के लिए गर्म आसवन पानी का उपयोग किया जा सकता है; हालांकि, एचपी सबसिस्टम को फिर से दर्ज करने से पहले नमकीन को ठंडा करने की आवश्यकता है।