मीडिया बिस्तर तकनीक
मीडिया-भरे बिस्तर इकाइयां छोटे पैमाने पर एक्वापोनिक्स के लिए सबसे लोकप्रिय डिजाइन हैं। अधिकांश विकासशील क्षेत्रों के लिए इस विधि की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है। ये डिज़ाइन अंतरिक्ष के साथ कुशल हैं, अपेक्षाकृत कम प्रारंभिक लागत है और उनकी सादगी के कारण शुरुआती लोगों के लिए उपयुक्त हैं। मीडिया बेड इकाइयों में, माध्यम का उपयोग पौधों की जड़ों का समर्थन करने के लिए किया जाता है और यांत्रिक और जैविक दोनों, फिल्टर के रूप में एक ही मध्यम कार्य भी होता है। यह डबल फ़ंक्शन मुख्य कारण है कि मीडिया बिस्तर इकाइयां सबसे सरल क्यों हैं; निम्नलिखित अनुभाग दिखाते हैं कि एनएफटी और डीडब्ल्यूसी विधियों को निस्पंदन के लिए अलग-अलग और अधिक जटिल घटकों की आवश्यकता होती है। हालांकि, मीडिया बिस्तर तकनीक बड़े पैमाने पर अनावश्यक और अपेक्षाकृत महंगी हो सकती है। यदि मछली मोजा घनत्व बेडों की ले जाने की क्षमता से अधिक हो तो मीडिया भरा हो सकता है, और इसके लिए अलग निस्पंदन की आवश्यकता हो सकती है। मीडिया बिस्तरों में जल वाष्पीकरण अधिक होता है जिसमें सूर्य के संपर्क में अधिक सतह क्षेत्र होता है। कुछ मीडिया बहुत भारी हैं।
मीडिया बेड के लिए कई डिज़ाइन हैं, और यह शायद सबसे अनुकूलनीय तकनीक है। उदाहरण के लिए, * बुमीना* इंडोनेशिया में उपयोग की जाने वाली एक एक्वापोनिक तकनीक है जो इन-ग्राउंड फिश टैंक (सेक्शन 9.4.3) से जुड़े कई छोटे मीडिया बिस्तरों का उपयोग करती है। इसके अलावा, पुनर्नवीनीकरण सामग्री को आसानी से मीडिया और मछली पकड़ने के लिए पुन: प्रस्तुत किया जा सकता है।
जल प्रवाह गतिशीलता
चित्रा 4.50 मछली टैंक, मीडिया बेड, सिंप टैंक और पानी पंप, साथ ही समर्थन के लिए ठोस ब्लॉक सहित मीडिया बेड का उपयोग कर एक एक्वापोनिक प्रणाली के मुख्य घटकों को दर्शाता है। सिस्टम के माध्यम से जल प्रवाह का पालन करके समझना सबसे आसान है। मछली टैंक से गुरुत्वाकर्षण द्वारा पानी एक साधारण यांत्रिक फिल्टर के माध्यम से और मीडिया बिस्तरों में बहता है। ये मीडिया बेड झरझरा बायोफिल्टर मीडिया से भरे हुए हैं जो खनिज के लिए यांत्रिक और जैविक फिल्टर और स्थान दोनों के रूप में कार्य करता है। ये बेड दोनों नाइट्रीफाइंग बैक्टीरिया की कॉलोनी की मेजबानी करते हैं और पौधों के विकास के लिए जगह प्रदान करते हैं। मीडिया बिस्तरों से बाहर निकलने पर, पानी फिर से गुरुत्वाकर्षण द्वारा, सिंप टैंक तक जाता है। इस बिंदु पर, पानी अपेक्षाकृत ठोस और भंग कचरे से मुक्त है। अंत में, यह साफ पानी मछली टैंक में वापस पंप किया जाता है, जिससे पानी का स्तर मछली की टंकी से वापस मीडिया बिस्तरों में बढ़ता है और अधिक प्रवाह होता है, चक्र को पूरा करता है। कुछ मीडिया बिस्तरों को बाढ़ और नाली के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसका अर्थ है कि जल स्तर एक निश्चित बिंदु तक बढ़ जाता है और फिर पूरी तरह से नालियों। यह अमोनिया के बायोफिल्टरेशन में पौधों की जड़ों और एड्स में ऑक्सीजन जोड़ता है। अन्य मीडिया सिंचाई विधियां पानी के निरंतर प्रवाह का उपयोग करती हैं, या तो बिस्तर के एक तरफ प्रवेश करती हैं और दूसरे से निकलती हैं, या ड्रिप सिंचाई सरणी के माध्यम से वितरित की जाती हैं।
मीडिया बिस्तर निर्माण
सामग्री
मीडिया बेड प्लास्टिक, फाइबरग्लास या आधार पर और दीवारों के अंदर पानी-तंग रबर या पॉलीथीन शीटिंग के साथ एक लकड़ी के फ्रेम से बनाया जा सकता है। सबसे लोकप्रिय “स्वयं करो” (DIY) मीडिया बेड प्लास्टिक के कंटेनर, संशोधित आईबीसी या यहां तक कि पुराने बाथटब (चित्रा 4.51) से बने होते हैं।
उपरोक्त सभी को बेड और अन्य प्रकार के टैंकों के रूप में उपयोग करना संभव है जब तक कि वे इन निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करते हैं:
तोड़ने के बिना पानी और बढ़ते मीडिया को पकड़ने के लिए पर्याप्त मजबूत;
मुश्किल मौसम की स्थिति का सामना करने में सक्षम;
खाद्य ग्रेड सामग्री से बना है जो मछली, पौधों और बैक्टीरिया के लिए सुरक्षित है;
सरल नलसाजी भागों के माध्यम से आसानी से अन्य इकाई घटकों से जोड़ा जा सकता है;
और
- अन्य इकाई घटकों के करीब निकटता में रखा जा सकता है।
आकार
मीडिया बेड के लिए मानक आकार एक आयत है, जिसमें लगभग 1 मीटर की चौड़ाई और 1-3 मीटर की लंबाई होती है बड़े बिस्तरों का इस्तेमाल किया जा सकता है/निर्मित किया जा सकता है, लेकिन उन्हें अपना वजन रखने के लिए अतिरिक्त समर्थन (यानी ठोस ब्लॉक) की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, लंबे समय तक बिस्तरों में ठोस पदार्थों के असमान वितरण हो सकते हैं जो पानी के प्रवेश पर जमा होते हैं, जो एनारोबिक स्पॉट के जोखिम को बढ़ाते हैं। बेड इतना चौड़ा नहीं होना चाहिए कि किसर/ऑपरेटर कम से कम आधे रास्ते तक पहुंचने में असमर्थ है।
गहराई
मीडिया बिस्तर गहराई महत्वपूर्ण है क्योंकि यह इकाई है जो सब्जियों के प्रकार है कि उगाया जा सकता है निर्धारित करता है में रूट अंतरिक्ष मात्रा की मात्रा को नियंत्रित करता है। इस तरह के टमाटर, okra या गोभी के रूप में बड़े फलने सब्जियों से बढ़ रहे हैं, मीडिया बिस्तर 30 सेमी की गहराई है, जिसके बिना बड़ी सब्जियों के लिए पर्याप्त रूट स्थान नहीं होगा, रूट चटाई और पोषक तत्वों की कमी का अनुभव होगा, और शायद पर टपकता होगा (चित्रा 4.52)।
छोटी पत्तेदार हरी सब्जियों को केवल 15-20 सेमी मीडिया गहराई की आवश्यकता होती है, जिससे मीडिया बिस्तर का आकार सीमित होता है तो उन्हें एक अच्छा विकल्प बना दिया जाता है। फिर भी, कुछ प्रयोगों से पता चला है कि पोषक तत्व सांद्रता पर्याप्त होने पर भी बड़ी फसलों को उथले बेड में उगाया जा सकता है।
माध्यम का विकल्प
सभी लागू बढ़ते मीडिया में कई सामान्य और आवश्यक मानदंड होंगे। माध्यम को पानी और हवा के लिए पारगम्य रहने के दौरान पर्याप्त सतह क्षेत्र होना चाहिए, इस प्रकार बैक्टीरिया बढ़ने, पानी बहने और पौधों की जड़ें सांस लेने की अनुमति मिलती है। माध्यम निष्क्रिय होना चाहिए, धूल और गैर विषैले नहीं होना चाहिए, और इसमें एक तटस्थ पीएच होना चाहिए ताकि पानी की गुणवत्ता को प्रभावित न किया जा सके। इसे बेड में रखने से पहले मध्यम को अच्छी तरह से धोना महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से ज्वालामुखीय बजरी जिसमें धूल और छोटे कण होते हैं। ये कण सिस्टम को रोक सकते हैं और संभावित रूप से मछलियों की गलियों को नुकसान पहुंचा सकते हैं। अंत में, किसान के लिए आरामदायक सामग्री के साथ काम करना महत्वपूर्ण है। ये आवश्यक मानदंड नीचे सूचीबद्ध हैं:
जीवाणु विकास के लिए बड़े सतह क्षेत्र;
तटस्थ पीएच और निष्क्रिय (जिसका अर्थ है कि माध्यम किसी भी संभावित जहरीले पदार्थों को बाहर नहीं ले जाएगा);
अच्छा जल निकासी गुण;
के साथ काम करने में आसान;
माध्यम के भीतर प्रवाह करने के लिए हवा और पानी के लिए पर्याप्त जगह;
उपलब्ध और लागत प्रभावी;
और
- हल्के वजन, यदि संभव हो तो।
मानदंडों को पूरा करने वाले कई आम मीडिया पर चर्चा की जाती है:
ज्वालामुखीय बजरी (टफ)
ज्वालामुखीय बजरी मीडिया बिस्तर इकाइयों के लिए उपयोग करने के लिए सबसे लोकप्रिय माध्यम है और जहां उपलब्ध (चित्रा 4.53) की सिफारिश की जाती है। ज्वालामुखीय बजरी के तीन सर्वोत्तम गुण हैं कि इसमें मात्रा अनुपात के लिए एक बहुत ही उच्च सतह क्षेत्र है, यह सस्ता और प्राप्त करना आसान हो सकता है, और यह लगभग रासायनिक रूप से निष्क्रिय है। ज्वालामुखीय बजरी में कण आकार के आधार पर लगभग 300 मीटर2/मी3की मात्रा अनुपात के लिए एक सतह क्षेत्र होता है, जो बैक्टीरिया को उपनिवेश करने के लिए पर्याप्त स्थान प्रदान करता है। ज्वालामुखीय बजरी दुनिया भर के कई स्थानों में प्रचुर मात्रा में है। एक बार धूल और गंदगी से धोया, ज्वालामुखी बजरी लगभग पूरी तरह से रासायनिक निष्क्रिय है, जैसे लोहा और मैग्नीशियम और एक इकाई शुरू करने के पहले कुछ महीनों के भीतर फॉस्फेट और पोटेशियम आयनों के अवशोषण के रूप में microelements के छोटे रिलीज को छोड़कर। ज्वालामुखीय बजरी का अनुशंसित आकार व्यास में 8-20 मिमी है। छोटे बजरी ठोस कचरे के साथ रोकना होने की संभावना है और बड़ी बजरी सतह क्षेत्र या पौधे के समर्थन की आवश्यकता के अनुसार प्रदान नहीं करती है।
चूना पत्थर
चूना पत्थर को बढ़ते माध्यम के रूप में अनुशंसित नहीं किया जाता है, हालांकि इसका आमतौर पर उपयोग किया जाता है (चित्रा 4.54)। चूना पत्थर, एक तलछटी चट्टान, अन्य मीडिया की तुलना में कम वांछनीय है क्योंकि इसमें मात्रा अनुपात के लिए कम सतह क्षेत्र है, भारी है और निष्क्रिय नहीं है। चूना पत्थर मुख्य रूप से कैल्शियम कार्बोनेट (CaCo3) से बना है, जो पानी में घुल जाता है और पानी की गुणवत्ता को प्रभावित करता है। चूना पत्थर पानी के केएच में वृद्धि करेगा, जो पीएच को भी बढ़ाएगा (धारा 3.3 देखें)। इसलिए, इस सामग्री का बेहतर उपयोग किया जाता है जहां पानी के स्रोत क्षारीयता या अम्लीय में बहुत कम होते हैं, क्योंकि क्षारीय पानी के मामलों में यह निरंतर एसिड सुधार के लिए कहेंगे
आने वाले पानी। फिर भी, चूना पत्थर का एक छोटा सा जोड़ा नाइट्राइफाइंग बैक्टीरिया के एसिडिफाइंग प्रभाव को संतुलित करने में मदद कर सकता है, जो अच्छी तरह से संतुलित प्रणालियों में नियमित रूप से पानी बफरिंग की आवश्यकता को ऑफसेट कर सकता है। चूना पत्थर रोपण और कटाई के मामले में काम करने के लिए उतना सहज नहीं हो सकता है, और यदि उचित ग्रैनुलोमेट्री नहीं चुना जाता है तो यह क्लोजिंग का अनुभव कर सकता है। हालांकि, यह अक्सर उपलब्ध बजरी का सबसे सस्ता और सबसे आम रूप है। चूना पत्थर केवल एक माध्यम के रूप में स्वीकार्य है यदि कोई अन्य मीडिया उपलब्ध नहीं है, लेकिन पानी की गुणवत्ता पर इसके प्रभाव से अवगत रहें।
लाइट विस्तारित मिट्टी कुल
लाइट विस्तारित मिट्टी कुल ** (** LECA) में विस्तारित मिट्टी कंकड़ होते हैं (चित्रा 4.55)। मूल रूप से, यह छत के निर्माण के थर्मल इन्सुलेशन के लिए निर्मित किया गया था, लेकिन इसका हाल ही में हाइड्रोपोनिक्स में उपयोग किया गया है। ये कंकड़ आकार में गोल होते हैं और अन्य सबस्ट्रेट्स की तुलना में बहुत हल्के होते हैं।
वे छत के उत्पादन के लिए काम करने और आदर्श के लिए बहुत आरामदायक हैं। एलईसीए का सतह क्षेत्र लगभग 250-300 मीटर2/मी3है, जो लक्ष्य सीमा के भीतर है। हालांकि, LECA अपेक्षाकृत महंगा है और दुनिया भर में व्यापक रूप से उपलब्ध नहीं है। यह विभिन्न आकारों में आता है; एक्वापोनिक्स के लिए 8-20 मिमी व्यास के साथ बड़े आकार की सिफारिश की जाती है। यह सामग्री सीधे छत के फर्श (डिजाइन के आधार पर) पर रखे मीडिया बिस्तरों के मामले में उत्पादकों को अतिरिक्त लाभ दे सकती है। इमारत वास्तव में अतिरिक्त इन्सुलेशन से लाभ उठा सकती है, जो घरों के ठंडा/हीटिंग लागत को कम कर सकती है।
अन्य संभावित मीडिया विकल्प
यदि उपर्युक्त सूचीबद्ध मीडिया अनुपलब्ध हैं, तो अन्य मीडिया का उपयोग करना संभव है। विकल्प में शामिल हैं: नदी-बिस्तर बजरी, जो आमतौर पर चूना पत्थर होता है लेकिन ग्रैनुलोमेट्री के आधार पर मात्रा अनुपात के लिए कम सतह क्षेत्र हो सकता है; कुस्र्न (रॉकवूल), एक सफेद/ग्रे ज्वालामुखीय सामग्री भी लोकप्रिय रूप से हाइड्रोपोनिक्स में बढ़ते माध्यम के रूप में उपयोग की जाती है; पुनर्नवीनीकरण प्लास्टिक, हालांकि प्लास्टिक तैरता है और होने की जरूरत है शीर्ष पर बजरी की एक परत के साथ जलमग्न; या नारियल फाइबर, चूरा, पीट का काई या चावल पतवार जैसे कार्बनिक सबस्ट्रेट्स, जो अक्सर सस्ती होते हैं लेकिन अनॉक्सिक बनने का जोखिम होता है, समय के साथ बिगड़ता है और सिस्टम को दबाता है। हालांकि, कार्बनिक सब्सट्रेट का उपयोग एक्वापोनिक्स के भीतर एक समय के लिए किया जा सकता है, और एक बार जब यह बिगड़ना शुरू हो जाता है, तो मीडिया को सिस्टम से हटाया जा सकता है, कंपोस्टेड किया जा सकता है, और मिट्टी की फसलों के लिए एक मूल्यवान मिट्टी के अतिरिक्त के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। टेबल 4.1 ऊपर वर्णित सभी बढ़ते मीडिया के लिए प्रमुख विशेषताओं को सारांशित करता है।
तालिका 4.1
विभिन्न बढ़ते मीडिया के लक्षण
| मीडिया प्रकार | भूतल क्षेत्र (एम2/एम3) | पीएच | लागत | भार | जीवनकाल | जल प्रतिधारण | संयंत्र का समर्थन | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ज्वालामुखीय बजरी (टफ) | 300-400 | तटस्थ | मध्यम | मध्यम | लंबे | मध्यम— गरीब | उत्कृष्ट | साथ काम करने में आसानी |
| ज्वालामुखीय बजरी (कुस्र्न) | 200—300 | तटस्थ | मध्यम - उच्च | प्रकाश | लंबा | मध्यम | मध्यम- गरीब | आसान |
| चूना पत्थर बजरी | 150—200 | बेसिक | कम | भारी | लंबा | गरीब | उत्कृष्ट | मुश्किल |
| विस्तारित मिट्टी (LECA) | 250—300 | तटस्थ | उच्च | प्रकाश | लंबा | मध्यम - गरीब | मध्यम | आसान |
| प्लास्टिक की बोतल कैप | 50—100 | निष्क्रिय | लो | लाइट | लोंग | गरीब | गरीब | आसान |
| नारियल फाइबर | 200—400 (चर) | तटस्थ | कम- मध्यम | प्रकाश | लघु | उच्च | मध्यम | आसान |
मीडिया द्वारा पानी का विस्थापन
माध्यम के आधार पर, यह कुल मीडिया बिस्तर मात्रा का लगभग 30-60 प्रतिशत कब्जा करेगा। यह प्रतिशत प्रत्येक इकाई के लिए सिंप टैंक आकार पर निर्णय लेने में मदद करेगा, क्योंकि कम से कम, कम से कम, सभी मीडिया बिस्तरों में निहित कुल पानी की मात्रा को पकड़ने की आवश्यकता होगी। यह सुनिश्चित करने के लिए कि पंप को कभी भी सूखा चलने के बिना चलाने के लिए पर्याप्त पानी हमेशा होता है, सिंप टैंकों को थोड़ा बड़ा किया जाना चाहिए।
उदाहरण के लिए, 1 000 लीटर (आयाम 2 मीटर लंबा × 2 मीटर चौड़ा × 0.25 मीटर मध्यम गहराई) के मीडिया बिस्तर के लिए, बढ़ते माध्यम इस स्थान के 300-600 लीटर विस्थापित करेगा, और इसलिए मीडिया बिस्तर की पानी की मात्रा 400-700 लीटर होगी। यह अनुशंसा की जाती है कि सिंप वॉल्यूम कुल मीडिया बेड वॉल्यूम का कम से कम 70 प्रतिशत हो। इस उदाहरण के लिए, सिंप टैंक लगभग 700 लीटर होना चाहिए।
निस्पंदन
मीडिया बेड यांत्रिक और जैविक दोनों, बहुत ही कुशल फिल्टर के रूप में काम करते हैं। एनएफटी और डीडब्ल्यूसी सिस्टम (नीचे चर्चा की गई) के विपरीत, मीडिया बेड तकनीक एक संयोजन फिल्टर और संयंत्र बढ़ते क्षेत्र का उपयोग करती है। इसके अलावा, मीडिया बिस्तर खनिज होने के लिए एक जगह प्रदान करता है, जो एनएफटी और डीडब्ल्यूसी सिस्टम में अनुपस्थित है। हालांकि, उच्च मोजा घनत्व (\ >15 किग्रा/मी3) पर, यांत्रिक निस्पंदन अभिभूत हो सकता है और मीडिया को भरा हुआ होने और खतरनाक एनारोबिक स्पॉट बनाने के जोखिम का सामना कर सकता है।
यांत्रिक फ़िल्टर
मध्यम से भरे बिस्तर एक बड़े भौतिक फिल्टर के रूप में कार्य करता है, जिसमें ठोस और निलंबित मछली अपशिष्ट और अन्य अस्थायी कार्बनिक मलबे शामिल हैं। इस फिल्टर की प्रभावशीलता माध्यम के कण आकार पर निर्भर करेगी क्योंकि छोटे कण अधिक घनी पैक होते हैं और अधिक ठोस होते हैं। इसके अलावा, एक उच्च जल प्रवाह दर मीडिया बिस्तर के माध्यम से कणों को मजबूर कर सकती है और फिल्टर से बच सकती है। समय के साथ, कब्जा कर लिया ठोस अपशिष्ट टूट जाएगा और खनिज हो जाएगा। एक उचित संतुलित प्रणाली आने वाली सभी ठोस कचरे को संसाधित करेगी।
जब मीडिया बेड को स्टॉकिंग घनत्व के लिए अनुचित रूप से आकार दिया जाता है, तो मीडिया बिस्तर ठोस पदार्थों से भरा हो सकता है। यह मूल डिजाइन में एक गलती इंगित करता है जब सिस्टम को संतुलित करने के लिए फ़ीड दर अनुपात का उपयोग किया जाता था। इस स्थिति में ठोस अपशिष्ट, खराब पानी परिसंचरण, एनोक्सिक क्षेत्रों और खतरनाक स्थितियों से भरा हुआ बिस्तरों की ओर जाता है। जब ऐसा होता है, तो माध्यम को धोया जाना चाहिए, जो श्रमिक गहन है, पौधे के बढ़ते चक्र को बाधित करता है और नाइट्राइफाइंग बैक्टीरिया को संक्षेप में परेशान कर सकता है।
इस स्थिति से बचने के लिए सुनिश्चित करें कि मूल डिजाइन मोजा घनत्व, खिला व्यवस्था माना जाता है, और मीडिया बिस्तर के आवश्यक क्षेत्र की गणना करने के लिए फ़ीड दर अनुपात का इस्तेमाल किया। वैकल्पिक रूप से, एक और ठोस कब्जा डिवाइस इकाई डिजाइन में एकीकृत किया जा सकता है। यह भी सिफारिश की जाती है जहां स्टॉकिंग घनत्व 15 किलो/मी3 से अधिक हो और/या यदि भोजन दर 50 ग्राम/दिन से ऊपर हो तो बिस्तर के प्रत्येक वर्ग मीटर के लिए। इस अतिरिक्त यांत्रिक फ़िल्टर के लिए कई विकल्प हैं। एक प्राथमिक और सस्ते तकनीक एक पुराने प्रत्यय करने के लिए है, अनाथ नल जहां मछली टैंक से पानी मीडिया बिस्तर में प्रवेश करती है करने के लिए जुर्राब। यह सरल फ़िल्टर प्रत्येक दिन हटाया जा सकता है और धोया जा सकता है। एक और अधिक विस्तृत विधि मीडिया बिस्तर के अंदर 3-5 लीटर बाल्टी को कई छोटे छेद (6-8 मिमी) के साथ साइड सतहों (चित्रा 4.31) में ड्रिल किया गया है। स्पंज, नायलॉन जाल या यहां तक कि बढ़ते मीडिया (ज्वालामुखीय बजरी, LECA) को एक छिद्रपूर्ण निष्क्रिय नेट बैग में बांध दिया जा सकता है और इस बाल्टी में रखा जा सकता है। यह फ़िल्टर ठोस कचरे को फंसाएगा, और फ़िल्टर को समय-समय पर धोया जा सकता है और प्रतिस्थापित किया जा सकता है।
जैविक निस्पंदन
यहाँ उल्लिखित बढ़ते मीडिया के सभी एक बड़े सतह क्षेत्र है जहां नाइट्राइफाइंग बैक्टीरिया उपनिवेश कर सकते हैं। सभी एक्वापोनिक डिज़ाइनों में से, मीडिया बिस्तरों में मीडिया के विशाल क्षेत्र की वजह से सबसे जैविक निस्पंदन होता है जिस पर बैक्टीरिया बढ़ सकता है। बायोफिल्टरेशन क्षमता सीमित या खो सकती है यदि मीडिया बेड एनोक्सिक हो जाते हैं, तो तापमान कम हो जाता है या यदि पानी की गुणवत्ता खराब होती है, लेकिन आम तौर पर मीडिया बिस्तरों में पर्याप्त जैविक निस्पंदन से अधिक होता है।
खनिज
समय के साथ, ठोस और निलंबित मछली अपशिष्ट और अन्य सभी मलबे धीरे-धीरे जैविक और भौतिक प्रक्रियाओं द्वारा सरल अणुओं और आयनों के रूप में सरल पोषक तत्वों में टूट जाते हैं जो पौधों को आसानी से अवशोषित कर सकते हैं। यदि कीचड़ मीडिया बिस्तर में जमा होती है और नहीं छोड़ती है, तो यह संकेत दे सकता है कि खनिज प्रक्रिया पर्याप्त नहीं है। इस मामले में, सिफारिश अधिक प्रभावी यांत्रिक निस्पंदन का उपयोग करना है और फ़िल्टर किए गए कचरे को अलग से संसाधित करना है। इस प्रक्रिया को धारा 4.2.2 और अध्याय 5 में अधिक विस्तार से वर्णित किया गया है।
मीडिया बेड के तीन क्षेत्र - विशेषताओं और प्रक्रियाओं
बाढ़ और नाली मीडिया बिस्तर की प्रकृति तीन अलग-अलग क्षेत्रों को बनाती है जिन्हें माइक्रोइकोसिस्टम माना जा सकता है, जिन्हें उनके पानी और ऑक्सीजन सामग्री से अलग किया जाता है। प्रत्येक क्षेत्र बैक्टीरिया, कवक, सूक्ष्म जीवों, कीड़े, कीड़े और क्रस्टेशियंस के एक विविध समूह को होस्ट करता है। बायोफिल्टरेशन के लिए उपयोग किए जाने वाले नाइट्रीफाइंग बैक्टीरिया सबसे महत्वपूर्ण में से एक है, लेकिन कई अन्य प्रजातियां हैं जो मछली के कचरे को तोड़ने में सभी भूमिका निभाती हैं। इन सभी जीवों से अवगत होना जरूरी नहीं है, लेकिन यह खंड संक्षेप में इन तीन क्षेत्रों और प्रत्येक में होने वाली कुछ पारिस्थितिक प्रक्रियाओं के बीच मतभेदों को रेखांकित करता है।
सूखी क्षेत्र
बिस्तर का शीर्ष 2-5 सेमी शुष्क क्षेत्र (चित्रा 4.56) है। यह क्षेत्र प्रकाश बाधा के रूप में कार्य करता है, जो प्रकाश को सीधे पानी से मारने से रोकता है जिससे अल्गल वृद्धि हो सकती है। यह पौधे के तने के आधार पर कवक और हानिकारक जीवाणुओं के विकास को भी रोकता है, जिससे कॉलर सड़ांध और अन्य पौधों की बीमारियां हो सकती हैं। सूखे क्षेत्र का एक और कारण यह है कि गीले क्षेत्र को सीधे प्रकाश से कवर करके बेड से वाष्पीकरण को कम करना है। इसके अलावा, फायदेमंद बैक्टीरिया सीधे सूर्य के प्रकाश के प्रति संवेदनशील होते हैं।
सूखी/गीला क्षेत्र
यह वह क्षेत्र है जिसमें नमी और उच्च गैस एक्सचेंज दोनों हैं। बाढ़ और नाली तकनीक में (नीचे चर्चा की गई) यह 10-20 सेमी स्थान है जहां मीडिया बिस्तर रुक-रुक कर बाढ़ और नालियों (चित्रा 4.57) है। यदि बाढ़ और नाली तकनीकों का उपयोग नहीं करते हैं, तो यह क्षेत्र वह मार्ग होगा जो पानी माध्यम से बहता है। इस क्षेत्र में अधिकांश जैविक गतिविधि होगी। इस क्षेत्र में मूल विकास, फायदेमंद बैक्टीरिया कालोनियों और लाभकारी सूक्ष्म जीव सक्रिय हैं। पौधों और जानवरों को हवा और पानी के बीच के इंटरफेस के कारण पानी, पोषक तत्व और ऑक्सीजन प्राप्त होता है।
एक आम तकनीक मीडिया बिस्तर पर कीड़े जोड़ रही है जो इस सूखी/गीले क्षेत्र में रहेगी। कीड़े ठोस मछली कचरे के टूटने में योगदान देंगे और वे किसी भी मृत पत्तियों या जड़ों का उपभोग करेंगे। यह गतिविधि कचरे को सिस्टम को पकड़ने से रोक देगी। कीड़े और वर्मीकंपोस्ट के बारे में अधिक जानकारी के लिए धारा 9.1.1 देखें।
गीले क्षेत्र
यह क्षेत्र, बिस्तर के नीचे 3-5 सेमी, स्थायी रूप से गीला रहता है। इस क्षेत्र में, छोटे कण ठोस अपशिष्ट जमा होते हैं, और इसलिए खनिज में सबसे अधिक सक्रिय जीव यहां स्थित हैं। इनमें हेटरोट्रॉफिक बैक्टीरिया और अन्य सूक्ष्म जीव शामिल हैं। ये जीव कचरे को छोटे अंशों और अणुओं में तोड़ने के लिए जिम्मेदार हैं जिन्हें खनिज की प्रक्रिया के माध्यम से पौधों द्वारा अवशोषित किया जा सकता है।
मीडिया बिस्तरों की सिंचाई करना
मीडिया बिस्तरों को पानी देने के लिए विभिन्न तकनीकें हैं, प्रत्येक सामग्री की स्थानीय उपलब्धता, वांछित प्रौद्योगिकी की डिग्री या ऑपरेटरों के अनुभव के आधार पर प्रासंगिक हो सकता है। माध्यम पर समान रूप से वितरित किए गए होल्ड पाइप से पानी को आसानी से घुमाया जा सकता है; यह एक पूरी तरह से स्वीकार्य डिजाइन है। कुछ विशेषज्ञों ने यह दिखाया है कि निरंतर प्रवाह डिजाइन, जहां बढ़ते बिस्तर के भीतर पानी का स्तर हमेशा समान होता है, पौधों की समान वृद्धि दर को और अधिक जटिल तरीकों के रूप में समर्थन करता है। ये जल वितरण प्रणाली ठोस मछली कचरे से भरा हो सकती है और इसे समय-समय पर साफ़ किया जाना चाहिए।
बाढ़ और नाली नामक एक विधि, जिसे ईबबी-और-प्रवाह भी कहा जाता है, का उपयोग किया जा सकता है जहां नलसाजी की प्रणाली मीडिया बिस्तरों को मछली टैंक से पानी से बाढ़ आती है और फिर सिंप टैंक में वापस निकलती है। यह autosiphons या समय पंपिंग के माध्यम से पूरा किया जाता है। बाढ़ और जल निकासी के बीच यह परिवर्तन सुनिश्चित करता है कि पौधों में रूट क्षेत्र में ताजा पोषक तत्व और पर्याप्त वायु प्रवाह दोनों होते हैं। इससे पौधों और जीवाणुओं के लिए ऑक्सीजन के स्तर को भर दिया जाता है। यह भी सुनिश्चित करता है कि हर समय बिस्तर पर पर्याप्त नमी है ताकि बैक्टीरिया अपनी इष्टतम स्थितियों में कामयाब हो सके। आम तौर पर, ये सिस्टम हर घंटे 1-2 बार पूरे चक्र के माध्यम से जाते हैं, लेकिन कुछ सफल सिस्टम केवल प्रति दिन 3-4 बार चक्र करते हैं। बाढ़ और नाली डिजाइन मीडिया बेड के लिए एकमात्र तकनीक नहीं हैं, और पानी के प्रवाह चक्र का प्रबंधन निराशाजनक और नौसिखिया ऑपरेटरों के लिए समय लेने वाली हो सकती है।
यह प्रकाशन संक्षेप में बाढ़ और बिस्तर को निकालने के लिए दो लोकप्रिय तरीकों पर चर्चा करता है, हालांकि अन्य तरीकों, जैसे कि लूपिंग साइफन, मौजूद हैं और वर्तमान शोध का विषय हैं।
बेल साइफन
घंटी साइफन एक प्रकार का autosiphon है जो हाइड्रोडायनामिक्स के कुछ भौतिक कानूनों का शोषण करता है और मीडिया बिस्तर को समय-समय पर बाढ़ और नाली स्वचालित रूप से, टाइमर के बिना (चित्रा 4.58) की अनुमति देता है। साइफन की कार्रवाई, समय और अंतिम सफलता बिस्तर में पानी की प्रवाह दर पर निर्भर होती है, जो स्थिर होती है। बेल साइफन फिर भी नकचढ़ा हो सकते हैं और ध्यान देने की आवश्यकता है।
जल प्रवाह गतिशीलता
निरंतर प्रवाह दर पर प्रत्येक बढ़ते बिस्तर में पानी बहता है। जैसे ही पानी बढ़ता बिस्तर भरता है, यह स्टैंडपाइप के शीर्ष तक पहुंच जाता है, और स्टैंडपाइप के माध्यम से नाबदान टैंक में वापस ड्रिप करना शुरू कर देता है। घंटी साइफन के घंटी हिस्से के बिना, यह निरंतर पानी की ऊंचाई की स्थिति पैदा करेगा। इसके बजाय, जैसा कि पानी स्टैंडपाइप के माध्यम से गिर रहा है, घंटी, जो एक टोपी की तरह स्टैंडपाइप पर बैठती है, एक वायु तंग ताला के रूप में कार्य करती है और एक साइफन प्रभाव पैदा करती है। घंटी के भीतर यह चूषण साइफन शुरू होता है। एक बार शुरू होने पर, बिस्तर से सभी पानी तेजी से स्टैंडपिप को फ्लश करना शुरू कर देता है क्योंकि घंटी अपनी हवा को तंग सील रखती है। स्टैंडपाइप के माध्यम से निकासी मछली टैंक से निरंतर प्रवाह की तुलना में तेज है। जब बढ़ते बिस्तर में पानी नीचे तक नीचे की तरफ निकलता है, तो हवा घंटी के नीचे प्रवेश करती है और तुरंत साइफन बंद कर देती है। पानी फिर धीरे-धीरे वापस भरता है और पूरे चक्र को लगातार दोहराता है। पर अनुभाग देखें आगे पढ़ने घंटी siphons के बारे में अधिक जानकारी के लिए इस प्रकाशन के अंत में।
घंटी साइफन के मुख्य घटक
घंटी साइफन के तीन मुख्य घटक नीचे वर्णित हैं। ध्यान दें कि घंटी साइफन को समझने, निर्माण और अनुकूलित करने के लिए विस्तृत निर्देश, साथ ही साथ इन घटकों की तस्वीरें, परिशिष्ट 8 में पाई जा सकती हैं। स्टैंडपाइप, घंटी और मीडिया गार्ड के आयाम पूरी तरह से बढ़ते बिस्तर और आने वाली जल प्रवाह दर के आकार पर निर्भर हैं। ये आयाम प्रत्येक बिस्तर के लिए 200-500 लिटर/एच की आने वाली जल प्रवाह दर के साथ, 30 सेमी की मीडिया गहराई के साथ 1-3 मीटर2 के मीडिया बिस्तर के लिए इस प्रकाशन में उल्लिखित एक्वापोनिक डिजाइन के लिए प्रदान किए जाते हैं। बड़े बढ़ने वाले बिस्तरों के लिए, सभी घटक बड़े होंगे।
** स्टैंडपाइप** - स्टैंडपाइप 22 सेमी की ऊंचाई के पीवीसी पाइप, 2.5 सेमी व्यास का निर्माण किया गया है। स्टैंडपाइप बढ़ते बिस्तर के नीचे से गुजरता है, जो सिंप से जुड़ता है, और पानी का मार्ग होता है क्योंकि यह नालियों में होता है।
** घंटे** - घंटी एक पीवीसी पाइप, 7.5 सेमी व्यास, 25 सेमी की ऊंचाई है। पाइप शीर्ष पर एक पीवीसी अंत टोपी के साथ छाया हुआ है, और नीचे जहां यह standpipe पर फिट बैठता है पर खुला है। दो आयताकार अंतराल, 1 सेमी × 4 सेमी, घंटी के नीचे स्थित हैं, विपरीत दिशा में 1.5 सेमी ऊपर, जिसके माध्यम से पानी घंटी के अंदर स्टैंडपाइप में खींचा जाता है। एक अंतिम 1 सेमी छेद को नीचे से 5 सेमी ड्रिल किया जाता है ताकि साइफन को तोड़ने में मदद मिल सके ताकि हवा में प्रवेश करने की अनुमति मिल सके।
** मीडिया गार्ड** - मीडिया गार्ड एक पीवीसी पाइप है, 11 सेमी व्यास, 32 सेमी की ऊंचाई का, इसके पक्षों में ड्रिल किए गए कई छोटे छेद हैं। मीडिया गार्ड पानी के प्रवाह को बाधित किए बिना, स्टैंडपाइप में प्रवेश करने और घूमने से बढ़ने वाले बिस्तर से बजरी को रोकता है।
टाइमर तंत्र
बाढ़ और नाली सिंचाई की यह विधि आवधिक बाढ़ और जल निकासी (चित्रा 4.59) को नियंत्रित करने के लिए पानी पंप पर टाइमर स्विच पर निर्भर करती है। इस विधि का लाभ
यह है कि कोई autosiphon नहीं है, जो जांच करने के लिए श्रम-गहन हो सकता है। हालांकि, मछली के टैंकों में कम पानी परिसंचरण और कम वायुमंडल के परिणामस्वरूप कम समग्र निस्पंदन होता है। उच्च घनत्व वाली स्टॉकिंग स्थितियों में यह विधि कम उपयुक्त है, और मछली को पूरक वातन प्रदान करने के लिए सावधानीपूर्वक ध्यान देने की आवश्यकता है।
जल प्रवाह गतिशीलता
पानी बढ़ने वाले बिस्तर में बहता है, जब तक पानी स्टैंडपाइप के शीर्ष तक नहीं पहुंचता तब तक बिस्तर में बाढ़ आती है। पानी तो इस standpipe के माध्यम से और नाबदान टैंक में नीचे नालियों। बड़े स्टैंडपाइप सभी फुलाए हुए पानी को निकालने के लिए पर्याप्त व्यास का है; बड़े स्टैंडपाइप का शीर्ष सबसे गहरा बाढ़ है जो बढ़ते बिस्तर का अनुभव होगा। नीचे के पास स्थित इस समान स्टैंडपाइप में एक छोटा इनलेट, 6-12 मिमी व्यास भी है। यह छोटा इनलेट सभी आने वाले पानी को निकालने के लिए अपर्याप्त है और इसलिए, जब भी पानी छोटे प्रवेश में प्रवेश करता है, तब तक बढ़ने वाला बिस्तर बाढ़ जारी रहता है जब तक कि यह शीर्ष तक नहीं पहुंच जाता। बिस्तर भरने के बाद कुछ बिंदु पर, टाइमर पानी पंप को बिजली में कटौती करता है। मीडिया बिस्तर में पानी छोटे इनलेट छेद के माध्यम से बहने लगता है, जब तक पानी नीचे छेद के स्तर तक नहीं पहुंचता तब तक बढ़ते बिस्तर को निकालना जारी रहता है। इस बिंदु पर, बिजली को पानी पंप में वापस कर दिया जाता है और बढ़ते बिस्तर को ताजा मछली-टैंक पानी से भर दिया जाता है। यह बहुत महत्वपूर्ण है कि मीडिया बिस्तर में बहने वाला पानी स्टैंडपाइप में छोटे इनलेट के माध्यम से बहने वाले पानी से अधिक होता है ताकि बिस्तर पूरी तरह से फिर से बाढ़ आ जाए। बाढ़ और जल निकासी चक्र की लंबाई और टपकाव छेद का व्यास मीडिया बिस्तर के आकार और आने वाली प्रवाह दर से निर्धारित होता है।
पर्याप्त निस्पंदन सुनिश्चित करने के लिए, पूरे मछली टैंक की मात्रा को हर घंटे बढ़ने वाले बिस्तरों के माध्यम से पंप किया जाना चाहिए। अंत में, अस्थायी रूप से स्टैंडपाइप को हटाकर और शेष पानी को निकालने की अनुमति देकर हर सप्ताह एक बार बेड को फ्लश करना सुनिश्चित करें।
इस प्रकाशन में शामिल एक्वापोनिक डिज़ाइन के लिए टाइमर विधि के लिए शामिल सामग्री निम्नानुसार है: 23 सेमी की ऊंचाई का एक स्टैंडपाइप, 2.5 सेमी व्यास, जिसमें माध्यमिक टपकाव छेद होता है, 6-12 मिमी व्यास, नीचे से 2.5 सेमी; एक मीडिया गार्ड, 11 सेमी व्यास और 32 सेमी ऊंचाई, मीडिया को इसे पकड़ने से रोकने के लिए स्टैंडपाइप; और एक टाइमर जो पंप की प्रवाह दर और स्टैंडपाइप की नाली दर के आधार पर कैलिब्रेटेड पंप को नियंत्रित करता है।
*स्रोत: संयुक्त राष्ट्र के खाद्य और कृषि संगठन, 2014, क्रिस्टोफर सोमरविले, मोती कोहेन, एदोआर्डो Pantanella, ऑस्टिन Stankus और एलेसेंड्रो Lovatelli, छोटे पैमाने पर एक्वापोनिक खाद्य उत्पादन, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf। अनुमति के साथ reproduced *