3.2 Удаление отходов

Восстановление и переваривание рыбных стоков важнее в аквапонике, чем удаление отходов. Большая часть корма выводится в виде твердых отходов. Питательные вещества, необходимые для роста растений, попадают в эту концентрированную навозную жижу и должны быть восстановлены для снижения производственных издержек и ограничения потребности в добавках питательных веществ. Восстановление этих питательных веществ перемещает производство аквапоники в сторону системы нулевого разряда. Питательные вещества могут быть восстановлены путем аэробного или анаэробного сбраживания твердых веществ. Может быть целесообразным прямое внесение питательных веществ на пастбищные угодья или компостирование осадка.

_Минерализация: Приблизительно 20% N и 50% P из корма используется рыбой для их роста (Timmons et al. 2018). Остальная часть N и P (70% и 30% соответственно) выводится в виде отходов жабрами и в виде твердых частиц (10% и 20% для N и P соответственно). Отходы твердых частиц также содержат макро- и микропитательные вещества, не поглощенные рыбой. Восстановление этих питательных веществ может улучшить рост растений и ограничить потребность в дополнительных питательных веществах.

Минерализация рыбных стоков функционирует аналогично процессам, происходящим в почве. В АП концентрированные рыбные стоки сбрасываются в автономный резервуар. Микробы аэробно (или анаэробно) разрушают органические твердые материалы, высвобождая растворимые неорганические питательные вещества в воду, которые затем доступны для использования растениями (Delaide et al. 2018, Goddek et al. 2018). Только в неорганической форме питательные вещества доступны для растений. В аэробных условиях интенсивная аэрация применяется к концентрированным твердым веществам (рис. 10). Через 8-10 дней аэрация отключается, разрешается оседать твердые вещества, а очищенная вода поступает в систему (Pattillo 2017). В анаэробных условиях бактерии разлагаются органические вещества в средах без кислорода. Анаэробное сбраживание образует газ метана (CH~4~), который может быть использован в качестве биотоплива (Dana 2010) и концентрированного дигеста, который может применяться к тепличным культурам (Pickens 2015) или использоваться для производства саженцев (Danaher et al. 2009, Pantanella et al. 2011). Анаэробное сбраживание твердых веществ рыбы является более сложным в управлении, чем аэробное сбраживание, и может быть дорогостоящим из-за большого объема, необходимого для реактора (Chen et al. 1997).

Существует ограниченная информация о микробном вкладе или экологических процессах, лежащих в основе эффективной аэробной минерализации рыбных стоков; однако исследования показывают, что восстановление питательных веществ из твердых веществ рыбы может быть значительным (Cerozi and Fitzsimmons 2017, Cerozi and Fitzsimmons 2016, Goddek et al. 2018, Rakocy et al. 2016, Тайсон et al. 2011, Йогев et al. 2016, Хиари et al. 2019, Грабер и Джунге 2009). Предварительные результаты исследований АП на местах в Университете штата Кентукки (KSU) показывают, что аэробная минерализация рыбных стоков в течение 14 дней привела к увеличению фосфата (PO~4~) на 143% (7,61 до 18,5 мг/л), увеличению нитрата на 47% (NO~3~-N; 28,5 до 41,7 мг/л) и увеличению на ≥ 20% Ca (57,97 до 74. 23 мг/л) и К (27,38 - 32,7 мг/л) по сравнению с системной водой (неопубликованной). Однако, даже если питательные вещества извлекаются из сточных вод и предоставляются в правильном виде и количестве, взаимодействие с другими питательными веществами и химическим составом воды может иногда сделать их недоступными для растений (Bryson and Mills 2014).

Direct application: Отходы могут также применяться непосредственно в качестве поправки почвы, компостироваться с помощью традиционных методов термической обработки или с помощью вермикомпоста (компостирования червяка). Прямое внесение следует использовать в качестве низкосортного удобрения или в том случае, если навозная жижа составляет менее одного процента твердых веществ. Тепловое компостирование обезвоженных рыб требует дополнительных знаний и затрат на рабочую силу, но может привести к значительному дополнительному потоку доходов. Вермикомпостирование использует аналогичные методы традиционного компостирования, но не использует тепло для переработки отходов. Черви потребляют органическое вещество, фрагментируют и аэрируют твердый материал и потенциально могут служить дополнительным живым кормом для рыб (Yeo and Binkowski 2010). Компост может включать растительные отходы или другие компостируемые материалы производства. Нередко минерализованные стоки разливаются в бутылки и продаются непосредственно домашним садовникам или мелким теплицам; однако некоторые ограничения могут применяться в зависимости от местных правил.

• Источник: Джанель Хейгер, Ли Энн Брайт, Джош Дуски, Джеймс Тидвелл, 2021 год. Университет штата Кентукки. Руководство по производству аквапоники: практическое пособие для производителей. *