7.5 Масштабирование связанных аквапонических систем

Типичная соединенная аквапонная система варьируется от малых до средних и крупных систем (Palm et al. 2018). Расширение масштабов остается одной из будущих задач, поскольку для этого требуется тщательное тестирование возможных комбинаций рыб и растений. Оптимальные размеры агрегатов могут быть повторены для формирования многомодульных систем, независимо от масштаба производства. Согласно Palm et al. (2018), диапазон аквапонных систем был разделен на (1) мини, (2) хобби, (3) домашние и задворные, (4) мелко/полукоммерческие и (5) крупные (r) масштабные системы, как описано ниже:

Рис. 7.5 Принцип внутренней связанной мини-аквапонной системы (\ 2 m<sup2/sup, после Palm et al. 2018) с аэрацией (a) и насосом (b), гидропоника (c) действуют как биофильтр

Мини-установки (рис. 7.5) обычно состоят из небольшого резервуара для рыб, такого как аквариум или аквариум, на котором растения растут на поверхности или внутри небольшого гидропонного слоя. Обычно используются обычные аквариумные фильтры, аэрация и насосы. Мини-системы обычно имеют размер 2 msup2/sup или меньше (Palm et al. 2018). Эти небольшие аквапонные системы могут быть использованы в домашних условиях с небольшим количеством растений для домашнего потребления и посажены с такими растениями, как помидоры, травы или декоративные растения. Такие системы добавляют новые ценности в жизненное пространство человека, добавляя «природу» обратно в семейную жизнь, которая особенно популярна в больших городах. Некоторые мини-системы состоят только из растительной вазы и одной или нескольких рыб без фильтра и насоса. Однако эти системы работают лишь в краткосрочной перспективе, поскольку отсутствует регулируемая фильтрация.

Рис. 7.6 Принцип совмещенной домашней аквапонной системы хобби (2—10 мсуп2/суп после Palm et al. 2018) с (а) аквариумом и аэрацией, (б) седиментором или осветлителем, измененным после Нельсона и Паде (2007), (c) слой гидропоники, например, гравий с различными культурами, который действует как биофильтр и (d) насос

Хобби аквапоники классифицируются для достижения максимального размера 10 мсуп2/суп (Palm et al. 2018). При более высокой плотности залова рыбы, большем количестве кормов и аэрации требуется механическая установка осаждения (седиментер/осветлитель) (рис. 7.6). Седиментор удаляет из системы твердые частицы — «шлаки», такие как фекалии и несъеденные корма без использования энергии. Вода течет силой тяжести из аквариума в седиментор, а затем через гидропонные резервуары, а затем опускается в отстойник, откуда насос или воздушный подъемник перекачивает воду обратно в резервуары для рыбы. В установках для хобби, растительные клумбы действуют как естественный микробный фильтр и часто используются подложки слоя, такие как песок, мелкий гравий или перлит. Хобби аквапонные системы больше относятся к категории трюков, которые не нацелены на производство продуктов питания. Они скорее пользуются функциональностью интегрированной системы. Хобби системы, как следует из названия, обычно устанавливаются любителями, которые заинтересованы в выращивании различных водных организмов и растений для собственного использования и для «развлечения».

Домашняя аквапоника имеет целью внешнее домашнее использование производства рыбы и растений, характеризующихся как имеющие максимальную производственную площадь 50 мсуп2/суп (Palm et al. 2018). Эти системы построены энтузиастами. Конструкция технически дифференцирована за счет более высокой добычи рыбы, дополнительной аэрации и более высокой подачи корма. Принцип связанной аквапоники применяется с использованием одного одного насоса, который рециркулируетs вода из отстойника (нижняя точка) в более высокие резервуары для рыб, а затем с помощью гравитации через седиментер и биофильтр (с аэрацией и субстратами бактерий) в гидропонные агрегаты (рис. 7.7).

Рис. 7.7 Принцип соединенной внутренней аквапонной системы, 10—50 мсуп2/суп (от Palm et al. 2018) с (a) аквариумом и аэрацией, (b) седиментором или осветлителем, измененным после Нельсона и Паде (2007), (c) биофильтр с субстратами и аэрацией, (d) гидропонный агрегат, который может состоять из комбинированного плота или каналы DWC, e) система подложки гравия или песка, f) технология NFT-каналов питательной пленки и g) отстойник с одним насосом

Для биофильтрации можно также использовать обычные фильтры для постели, как описано в Palm et al. (2014a, b, 2015). В аквапонике задних дворов гидропоника может состоять отдельно или вместе из плотов или DWC (глубоководной культуры) корытаs, подсистем подложки, таких как грубовая/песчаные отливы и проточные ящики или каналы технологии питательной пленки (NFT). В северном полушарии, на внешних установках, производство ограничивается весенним, летним и ранним осенним периодами из-за погодных условий. При таком масштабе эксплуатации рыба и растения могут быть произведены для частного потребления (и производство может быть расширено за счет мелкого тепличного производства), но также возможны прямые продажи в небольших количествах.

Small и semi-commercial масштабные аквапонные системы характеризуются наличием до 100 мсуп2/суп (Palm et al. 2018) с производством, ориентированным на розничный рынок. Эти системы характеризуют большее количество резервуаров, часто с более высокой плотностью хранения, дополнительные фильтры и системы очистки воды, а также большую гидропонную зону с более разнообразными конструкциями.

Крупные (r) масштабные коммерческие операции, превышающие 100 мсуп2/суп (Palm et al. 2018) и достигающие многих тысяч квадратных метров, достигают самой высокой сложности и требуют тщательного планирования систем подачи и очистки воды (рис. 7.8). К общим компонентам относятся несколько емкостей для рыб, сконструированных как системы интенсивной рециркуляции аквакультуры (РАС), точка переноса воды или отстойник, обеспечивающий обмен водой между рыбой и растениями, а также коммерческие предприятия по производству растений (аквапоника s.s./s.l.). Поскольку рыбное производство предназначено для интенсивной плотности выпаса, такие компоненты, как дополнительная фильтрация с помощью барабанных фильтров, подача кислорода, обработка ультрафиолетового света для микробного контроля, автоматическая контролируемая подача и компьютеризация, включая автоматический контроль качества воды, классифицируют эти системы.

Эти системы имеют многомодульную конструкцию, способную масштабировать при полностью закрытой рециркуляции воды, что также позволяет производить поэтапное производство, параллельное культивирование различных растений, требующих различных гидропонных подсистем, и лучше контролировать различные установки в случае вспышки болезни и растений борьба с вредителями.