Capitolo 8 Sistemi Acquaponici disaccoppiati
8.7 Impatto ambientale
Sulla base dell’esempio 8.2, vi è evidenza che il trattamento dei fanghi nei digestori può avere un impatto benefico sul riutilizzo dei nutrienti, in particolare il fosforo. I sistemi a bioreattore, come un sistema sequenziale di reattori UASB a due stadi, possono aumentare l’efficienza di riciclo del fosforo fino al 300% ([cap. 10](/comunità/articoli/capitolo-10-trattamenti aerobici-e-anaerobici-for-acquaponico-fango-riduzione e mineralizzazione)). In precedenza, in cap. 2, abbiamo discusso il paradosso del fosforo in relazione sia alla scarsità di fosfato che ai problemi di eutrofizzazione.
· Aquaponics Food Production Systems8.6 Impatto economico
Le tecnologie che generano meno profitti, ma sono migliori per l’ambiente di solito vengono implementate solo quando gli operatori ricevono un incentivo sotto forma di sovvenzioni o politiche li costringono a farlo. Nel caso dei sistemi acquaponici a ciclo unico, l’appello risiede nella nuova tecnologia e nell’approccio del sistema all’uso sostenibile delle risorse piuttosto che nel suo potenziale economico. Tuttavia, le recenti pubblicazioni forniscono prove di un aumento della produzione: i verdi a foglia verde crescono meglio in ambienti disaccoppiati rispetto ai sistemi idroponici sterili (Delaide et al.
· Aquaponics Food Production Systems8.5 Monitoraggio e controllo
Nel controllo di feedback classico, come PI o PID (Proportional-Integral-Derivative), le variabili controllate (CV) vengono misurate direttamente, confrontate con un setpoint, e successivamente restituite al processo attraverso una legge sul controllo del feedback. In Fig. 8.10, i segnali, senza l’argomento del tempo, sono denotati da una lettera minuscola, dove y è la variabile controllata (CV) che viene confrontata con il segnale di riferimento (setpoint) r. L’errore di tracciamento ε (cioè r - y) viene inserito nel controller, sia in hardware che software, da cui l’ingresso di controllo u, nota anche come variabile manipolata (MV), viene generato.
· Aquaponics Food Production Systems8.4 Sistemi di dimensionamento multi-loop
Il dimensionamento di un sistema acquaponico richiede un bilanciamento dell’input e dell’output dei nutrienti. Qui, fondamentalmente applichiamo lo stesso principio del dimensionamento di un sistema a ciclo singolo. Tuttavia, questo approccio è un po ‘più complicato, ma sarà pienamente illustrato con l’aiuto di un esempio. Figura 8.5 Schema che mostra il bilancio di massa all’interno di un sistema acquaponico a quattro loop; dove msubfeed/sub sono i nutrienti disciolti aggiunti al sistema tramite feed.
· Aquaponics Food Production Systems8.3 Ciclo di distillazione/dissalazione
Nei sistemi acquaponici disaccoppiati, esiste un flusso unidirezionale dal RAS all’unità idroponica. In pratica, le piante assorbono l’acqua fornita dal RAS, che a sua volta è ricoperta da acqua fresca (cioè rubinetto o pioggia). Il deflusso necessario dall’unità RAS è pari alla differenza tra l’acqua che esce dal sistema HP attraverso gli impianti (e attraverso l’unità di distillazione) e l’acqua che entra nell’unità idroponica dal reattore di mineralizzazione, se il sistema include un reattore (Fig.
· Aquaponics Food Production Systems8.2 Ciclo di mineralizzazione
In RAS, i fanghi solidi e ricchi di nutrienti devono essere rimossi dal sistema per mantenere la qualità dell’acqua. Aggiungendo un ulteriore ciclo di riciclaggio dei fanghi, gli accumuli di rifiuti RAS possono essere convertiti in nutrienti disciolti per il riutilizzo da parte delle piante piuttosto che scartati (Emerenciano et al. 2017). All’interno dei bioreattori, i microrganismi possono abbattere questi fanghi in nutrienti biodisponibili, che possono essere successivamente consegnati alle piante (Delaide et al.
· Aquaponics Food Production Systems8.1 Introduzione
Come discusso in Chaps. 5 e 7, i sistemi di acquaponica a ciclo singolo sono ben studiati, ma tali sistemi hanno un’efficienza complessiva non ottimale (Goddek et al. 2016; Goddek e Keesman 2018). Poiché l’acquaponica raggiunge la produzione a livello industriale, si è posto l’accento sull’aumento della redditività economica di tali sistemi. Una delle migliori opportunità per ottimizzare la produzione in termini di resa del raccolto può essere ottenuta sganciando i componenti all’interno di un sistema acquaponico per garantire condizioni di crescita ottimali sia per i pesci che per le piante.
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