Глава 8 Развязанные системы аквапоники
8.7 Воздействие на окружающую среду
Основываясь на примере 8.2, имеются данные о том, что обработка осадка в реакторах может оказать благотворное воздействие на повторное использование питательных веществ, особенно фосфора. Биореакторные системы, такие как последовательная двухступенчатая система реактора УАСБ, могут повысить эффективность рециркуляции фосфора до 300% ([глава 10](/сообщество/изделия/глава 10-аэробная и анаэробная обработка для аквапонического шлама-восстановления и минерализации)). Ранее в [главе 2](/communitity/articles/глава 2-аквапоника - закрытие цикла - на ограниченных водных ресурсах и питательных веществах) мы обсуждали фосфорный парадокс в отношении как дефицита фосфатов, так и проблем с эвтрофикацией.
· Aquaponics Food Production Systems8.6 Экономические последствия
Технологии, которые приносят меньшую прибыль, но лучше для окружающей среды, обычно внедряются только тогда, когда операторы получают стимул в виде субсидий или политики, заставляют их делать это. В случае одноконтурных систем аквапоники привлекательность заключается в новой технологии и подходе системы к устойчивому использованию ресурсов, а не в ее экономическом потенциале. Тем не менее, последние публикации свидетельствуют об увеличении производства: зелень растет лучше в развязанных средах, чем в стерильных гидропонных системах (Delaide et al.
· Aquaponics Food Production Systems8.5 Мониторинг и контроль
В классическом управлении обратной связью, как PI или PID (пропорционально-интегрально-производная), контролируемые переменные (CV) непосредственно измеряются, сравниваются с уставкой, и впоследствии возвращаются в процесс через закон управления обратной связью. На рис. 8.10 сигналы, без аргумента времени, обозначаются маленькой буквой, где y - управляемая переменная (CV), которая сравнивается с эталонным сигналом r. Ошибка отслеживания ε (т.е. r - y) подается в контроллер, либо в аппаратном или программном обеспечении, с которого входной сигнал управления u, также известный как управляемая переменная (MV), генерируется.
· Aquaponics Food Production Systems8.4 Калибровка многоконтурных систем
Для определения размера системы аквапоники требуется балансировка входных и выходных питательных веществ. Здесь мы в основном применяем тот же принцип, что и размер одноконтурной системы. Тем не менее, этот подход немного сложнее, но он будет полностью проиллюстрирован на примере. Рис. 8.5 Схема, показывающая баланс массы в четырехконтурной системе аквапоники; где msubfeed/sub - это растворенные питательные вещества, добавляемые в систему через корм. Добавить этикетки: Qsubdis/Sub - Qsubx/Sub для дистиллята, возвращаемого в HP; «шлам» для питательных веществ, поступающих в реактор
· Aquaponics Food Production Systems8.3 Цикл перегонки и опреснения
В развязанных системах аквапоники наблюдается односторонний поток из РАС в узел гидропоники. На практике растения забирают воду, поставляемую РАС, которая, в свою очередь, пополняется пресной (например, водопроводной или дождевой) водой. Необходимый отток из блока RAS равен разнице между водой, покидающей систему ВД через установки (и через дистилляционную установку), и водой, поступающей из реактора минерализации в гидропонике (рис. 8.4). Упрощенное резюме заключается в том, что долгосрочная потребность в потоке воды от RAS до HP равна потреблению сельскохозяйственной воды в результате эвапотранспирации и хранения растительной воды в растительной биомассе.
· Aquaponics Food Production Systems8.2 Цикл минерализации
В RAS для поддержания качества воды из системы необходимо удалить твердый и насыщенный питательными веществами ил. Добавляя дополнительный цикл рециркуляции ила, накапливающиеся отходы РАС могут быть преобразованы в растворенные питательные вещества для повторного использования растениями, а не выброшены (Emerenciano et al. 2017). В биореакторах микроорганизмы могут разбить этот шлам на биодоступные питательные вещества, которые впоследствии могут быть доставлены растениям (Delaide et al. 2018; Goddek et al. 2018; Monsees et al. 2017a, b).
· Aquaponics Food Production Systems8.1 Введение
Как обсуждалось в главах 5 и [7](/community/articles/chapter-7 пар аквапоники), одноконтурные системы аквапоники хорошо исследованы, но такие системы имеют субооптимальную общую эффективность (Goddek et al. 2016; Goddek and al.. По мере того, как аквапоника доходит до промышленного производства, особое внимание уделяется повышению экономической жизнеспособности таких систем. Одна из лучших возможностей для оптимизации производства с точки зрения урожайности может быть реализована путем развязки компонентов в системе аквапоники для обеспечения оптимальных условий роста как рыбы, так и растений.
· Aquaponics Food Production Systems