Основные компоненты аквапоника

6 июл. 2020 г. · Food and Agriculture Organization of the United Nations

Все системы аквапоники имеют несколько общих и важных компонентов. К ним относятся: аквариум, механический фильтр, биофильтр и гидропонные контейнеры. Все системы используют энергию для циркуляции воды через трубы и водопровод во время аэрации воды. Как было указано выше, существует три основных проекта растениеводческих площадей, в том числе: выращивать клумбы, выращивать трубы и выращивать каналы. В этом разделе рассматриваются обязательные компоненты, включая резервуары для рыбы, механический фильтр, биофильтр, сантехнику и насосы. Следующие разделы посвящены отдельным гидропонным методам, и проводится сравнение, чтобы определить наиболее подходящее сочетание методов для различных обстоятельств.

Рыбный бак

Аквариаторы для рыб являются важным компонентом в каждой единице. Таким образом, рыбные емкости могут составлять до 20 процентов от всей стоимости аквапоника. Рыба требует определенных условий, чтобы выжить и процветать, и поэтому аквариум должен выбираться мудро. Необходимо учитывать несколько важных аспектов, включая форму, материал и цвет.

Форма бака

Хотя любая форма аквариума будет работать, рекомендуется круглая цистерна с плоскими днищами. Круглая форма позволяет воде равномерно циркулировать и транспортирует твердые отходы к центру резервуара с помощью центробежной силы. Квадратные резервуары с плоскими днищами вполне приемлемы, но требуют более активного удаления твердых отходов. Форма резервуара сильно влияет на циркуляцию воды, и довольно рискованно иметь резервуар с плохой циркуляцией. Танки художественной формы с негеометрическими формами со многими изгибами и изгибами могут создавать мертвые пятна в воде без циркуляции. Эти районы могут собирать отходы и создавать аноксичные, опасные условия для рыб. В случае использования цистерны нечетной формы может потребоваться добавление водяных или воздушных насосов для обеспечения надлежащей циркуляции и удаления твердых веществ. Важно выбрать резервуар, который соответствовал бы характеристикам выращиваемых водных видов, поскольку многие виды донных обитающих рыб демонстрируют лучший рост и меньше стресса при достаточном горизонтальном пространстве.

Материал

Рекомендуется использовать сильный инертный пластик или стекловолокно из-за их долговечности и длительного срока службы. Металл невозможен из-за ржавчины. Пластик и стекловолокно удобны в установке (также для сантехники) и достаточно легки и маневренны. Обычно используются желобы для полива животных, так как они, как правило, дешевы. При использовании пластиковых контейнеров убедитесь, что они устойчивы к УФ-излучению, потому что прямой солнечный свет может уничтожить пластик. В целом, резервуары из полиэтилена низкой плотности (ПВД) являются предпочтительными из-за их высокой стойкости и пищевых характеристик. Действительно, ЛДПЭ является наиболее часто используемым материалом для резервуаров для хранения воды в гражданских целях. Другой вариант — это подземный пруд. Природные пруды очень трудно управлять для аквапоники, потому что естественные биологические процессы, которые уже происходят в субстрате и грязи на дне, могут быть трудно манипулировать, и питательные вещества часто уже используются водными растениями. Цементные или пластиковые пруды гораздо более приемлемы и могут быть недорогим вариантом. Внутриземные пруды могут усложнить работу сантехники, и до того, как приступать к этому варианту, необходимо тщательно продумать конструкцию сантехники. Одним из простейших резервуаров для рыбы является отверстие, выкопанное в земле, выложенное кирпичом или шлакоблоков, а затем облицованное водонепроницаемым вкладышем, таким как полиэтиленовый пластик. Другие варианты включают бывшие в употреблении контейнеры, такие как ванны, бочки или контейнеры средней грузоподъемности для массовых грузов (КСГМГ). Очень важно убедиться, что контейнер не использовался ранее для хранения токсичного материала. Загрязняющие вещества, такие как химические вещества на основе растворителей, проникают в сам пористый пластик и их невозможно удалить с помощью промывки. Таким образом, тщательно выбирайте использованные контейнеры и знайте продавца, если это возможно.

Цвет

Настоятельно рекомендуется использовать белый или другие светлые цвета, поскольку они облегчают просмотр рыбы, с тем чтобы легко проверить поведение и количество отходов, расположенных на дне цистерны (рис. 4.22-4.24). Белые резервуары также будут отражать солнечный свет и держать воду прохладной. Кроме того, снаружи цистерн более темного цвета можно окрашивать в белый цвет. В очень жарких или холодных зонах может потребоваться дополнительная теплоизоляция цистерн.

Обложки и затенение

Все емкости для рыбы должны быть покрыты. Тени покрытия предотвращают рост водорослей. Кроме того, чехлы предотвращают выпрыгивание рыбы (часто встречается с вновь добавленной рыбой или если качество воды является неоптимальным), предотвращают попадание листьев и мусора и предотвращают нападения на рыбу хищников, таких как кошки и птицы. Часто используются сельскохозяйственные затенения сетки, блокирующие 80-90 процентов солнечного света. Ткань оттенка может быть прикреплена к простой деревянной раме, чтобы обеспечить вес и сделать крышку легко удалить.

Отказоустойчивость и избыточность

Не позволяйте аквариуму потерять воду; рыба погибнет, если аквариум случайно дренится. Хотя некоторые несчастные случаи неизбежны (например, дерево, падающее на резервуар), большинство катастрофических убийств рыб являются результатом человеческой ошибки. Убедиться, что резервуар не может сливаться без преднамеренного выбора со стороны оператора. Если водяной насос расположен в аквариуме, обязательно поднимите насос с дна, чтобы бак никогда не мог быть перекачивается. Используйте стоящую трубу внутри резервуара, чтобы гарантировать минимальный уровень воды. Этот вопрос рассматривается далее в разделе 4.2.6.

Фильтрация - механическая и биологическая

Механическая фильтрация

Для RASs механическая фильтрация, пожалуй, является наиболее важным аспектом конструкции. Механическая фильтрация — это разделение и удаление твердых и взвешенных рыбных отходов из емкостей для рыб. Необходимо удалить эти отходы для здоровья системы, поскольку вредные газы высвобождаются анаэробными бактериями, если твердые отходы разлагаются внутри емкостей для рыбы. Кроме того, отходы могут засорять системы и нарушать поток воды, вызывая аноксические условия для корней растений. Маломасштабная аквапоника обычно имеет более низкую плотность заноса, чем интенсивные методы RAS, для которых изначально были разработаны эти механические фильтры, но некоторый уровень механической фильтрации необходим для здоровых аквапонных резервуаров, независимо от типа используемого гидропонного метода.

Существует несколько типов механических фильтров. Самый простой способ - экран или фильтр, расположенный между аквариумом и растительным слоем. Этот экран улавливает твердые отходы, и его необходимо часто промывать. Точно так же вода, выходящая из аквариума, может проходить через небольшой контейнер с твердыми частицами, отделенный от слоя среды; этот контейнер легче промывать периодически. Эти методы применимы к некоторым мелкомасштабным аквапонным установкам, но недостаточны в более крупных системах с большим количеством рыбы, где большое количество твердых отходов имеет важное значение. Существует множество типов механических фильтров, включая отстойники, радиальные осветлители, фильтры для песка или буса и перегородки; каждый из них может использоваться в зависимости от количества твердых отходов, которые необходимо удалить. Однако, поскольку эта публикация посвящена мелкомасштабной аквапонике, наиболее подходящими фильтрами являются осветлители или механические сепараторы. Осветлители, как правило, могут удалять до 60 процентов от общего количества съемных твердых веществ. Дополнительную информацию о различных методах механической фильтрации можно найти в разделе, посвященном дальнейшему чтению в конце этой публикации.

Механические сепараторы (осветлители)

Осветлитель — это специальный сосуд, который использует свойства воды для разделения частиц. Как правило, вода, которая движется медленнее, не может нести столько частиц, сколько вода, которая течет быстрее. Поэтому осветлитель сконструирован таким образом, чтобы ускорить и замедлить воду, чтобы частицы концентрировались на дне и могли быть удалены. В вихревом осветлителе вода из аквариума попадает в нижнюю середину осветлителя через трубу. Эта труба размещается по касательной к емкости, тем самым заставляя воду закручиваться круговым движением внутри контейнера. Центростремительная сила, создаваемая круговым движением воды, заставляет твердые отходы в воде в центр и дно контейнера, потому что вода в центре вихря медленнее, чем снаружи. После того, как эти отходы собираются на дне, труба, прикрепленная к днищу контейнера, может периодически открываться, позволяя твердым отходам вымываться из контейнера.

Оточненная вода выходит из осветлителя в верхней части через большую прорезную трубу, покрытую вторичным сетчатым фильтром, и впадает в биофильтр или в подложки среды. На рисунках 4.25-4.27 показаны примеры простых механических сепараторов для малых и крупных установок. Твердые отходы, попавшие в ловушку и удаленные, содержат питательные вещества и очень полезны для систем или садовых растений в целом; минерализация твердых отходов рассматривается в следующем разделе. Общее руководство для малых агрегатов заключается в том, чтобы размер контейнера механического сепаратора составлял примерно одну шестую от объема аквариума, но это зависит от плотности заготовки и точной конструкции. В приложении 8 содержится подробная пошаговая инструкция по изготовлению каждой части этих систем.

Надлежащая предварительная механическая фильтрация особенно важна для установок NFT и DWC, используемых для улавливания и удаления твердых отходов. Без этого предварительного процесса твердые и взвешенные отходы будут накапливаться в растущих трубах и каналах и засорять поверхности корней. Накопление твердых отходов приводит к блокированию насосов и сантехнических компонентов. Наконец, нефильтрованные отходы также создадут опасные анаэробные пятна в системе. Эти анаэробные пятна могут содержать бактерии, которые производят сероводород, очень токсичный и смертоносный газ для рыб, получаемый в результате брожения твердых отходов, которые часто обнаруживаются как гнилой запах яиц.

Биофильтрация

Биофильтрация представляет собой превращение аммиака и нитрита в нитрат живыми бактериями. Большинство рыбных отходов не фильтруется с помощью механического фильтра, так как отходы растворяются непосредственно в воде, а размер этих частиц слишком мал, чтобы их можно было механически удалить. Поэтому для обработки этих микроскопических отходов аквапонная система использует микроскопические бактерии. Биофильтрат имеет важное значение для аквапоники, поскольку аммиак и нитрит токсичны даже при низких концентрациях, в то время как растения нуждаются в нитратах для роста. В аквапонике биофильтр является специально установленным компонентом для размещения большинства живых бактерий. Кроме того, динамическое движение воды в биофильтре приведет к разрушению очень тонких твердых частиц, не улавливаемых осветлителем, что еще больше предотвращает образование отходов на корнях растений в NFT и DWC. Однако некоторые крупные аквапонные установки, разработанные в Университете Виргинских островов, не используют отдельный биофильтр, поскольку они в основном зависят от влажных поверхностей установок, корней растений и непосредственного поглощения растений для переработки аммиака. Отдельная биофильтрация не нужна в технике медиа-постели, потому что сами растительные ложи являются идеальными биофильтрами.

Биофильтр предназначен для того, чтобы иметь большую площадь поверхности, снабженной кислородом водой. Биофильтр устанавливается между механическим фильтром и гидропонной емкостью. Минимальный объем этого биофильтра должен составлять одну шестую меньше, чем у аквариума. На рис. 4.28 показан пример биофильтра для маломасштабных установок.

Одним из широко используемых биофильтров является патентованный продукт Bioballs®, доступный в магазинах аквакультуры, хотя существуют аналогичные универсальные бренды (рис. 4.29). Они предназначены для идеального биофильтра, потому что это небольшие, специально формованные пластиковые изделия, которые имеют очень большую площадь поверхности для их объема (500-700 м2/м3). Могут использоваться и другие среды, включая вулканический гравий, пластиковые колпачки для бутылок, нейлоновые душевые пуфы, сетку, поливинилхлорид (ПВХ) стружку и нейлоновые скрабовые подушечки. Любой биофильтр должен иметь высокое соотношение площади поверхности к объему, быть инертным и легко смывать. Bioballs^® имеет почти вдвое отношение площади поверхности к объему вулканического гравия, и оба имеют более высокое соотношение, чем пластиковые колпачки. При использовании субоптимального биофильтра важно как можно больше заполнять биофильтр, но даже при этом поверхность, обеспечиваемая средой, может быть недостаточной для обеспечения адекватной биофильтрации. Во время начальной конструкции всегда лучше увеличить размер биофильтра, но при необходимости можно добавить вторичные биофильтры. Биофильтры иногда нуждаются в перемешивании или перемешивании, чтобы предотвратить засорение, а иногда нуждаются в промывке, если твердые отходы засорили их, создавая аноксические зоны. Дополнительную информацию о требованиях к размерам биофильтрации для маломасштабных установок см. в главе 8 и добавлении 4.

Другим необходимым компонентом для биофильтра является аэрация. Нитрифицирующие бактерии нуждаются в адекватном доступе к кислороду для окисления аммиака. Одним из простых решений является использование воздушного насоса, помещающего воздушные камни в нижней части контейнера. Это гарантирует, что бактерии имеют постоянно высокие и стабильные концентрации DO. Воздушные насосы также помогают разрушить любые твердые или взвешенные отходы, не улавливаемые механическим сепаратором, перемешивая и постоянно перемещая плавающие Bioballs®. Для дальнейшей улавливания твердых веществ в биофильтре также можно вставить небольшое цилиндрическое пластиковое ведро, полное нейлоновой сеткой (например, Perlon®), губки или сетчатый пакет с вулканическим гравием на входе биофильтра (рис. 4.30). Отходы улавливаются этим вторичным механическим фильтром, позволяя оставшуюся воду стекать вниз через небольшие отверстия, просверленные на дне ведра в контейнер биофильтра. Загрязненные отходы также подвержены минерализации и разложению бактерий.

Минерализация

Минерализация, с точки зрения аквапоники, относится к тому, как твердые отходы обрабатываются и метаболизируются бактериями в питательные вещества для растений. Твердые отходы, попадающие в ловушку механического фильтра, содержат питательные вещества; хотя обработка этих отходов отличается от биофильтрации и требует отдельного рассмотрения. Сохранение твердых веществ в общей системе приведет к добавлению в растения больше питательных веществ. Любые отходы, которые остаются на механических фильтрах, в биофильтрах или в растительных клубах, подвергаются некоторой минерализации. Оставление отходов на месте дольше позволяет больше минерализации; более длительное время пребывания отходов в фильтрах приведет к большей минерализации и сохранению большего количества питательных веществ в системе. Однако эти твердые отходы, если они не будут надлежащим образом управляться и минерализованы, будут блокировать поток воды, потреблять кислород и привести к аноксическим условиям, что, в свою очередь, приведет к опасному производству сероводорода и денитрификации. Поэтому некоторые крупные системы преднамеренно оставляют твердые отходы в фильтрах, обеспечивая достаточный поток воды и насыщение кислородом, чтобы высвободить максимум питательных веществ. Однако этот метод непрактичен для маломасштабных систем NFT и DWC.

Если решено намеренно минерализовать эти твердые вещества, есть простые способы облегчить разлом бактерий в отдельном контейнере, просто сохраняя эти отходы в этом отдельном контейнере с адекватным оксигенацией с использованием воздушных камней. Через неограниченное время твердые отходы будут потребляться, метаболизироваться и преобразовываться гетеротрофными бактериями. В этот момент вода может быть декантирована и повторно добавлена в аквапонную систему, а оставшиеся отходы, которые уменьшились в объеме, могут быть добавлены в почву.

Кроме того, эти твердые отходы могут быть отделены, удалены и добавлены в любое земледелие, садовое хозяйство или компост в качестве ценного удобрения. Однако потеря этих питательных веществ может привести к недостаткам в растениях, которые затем могут потребовать добавления питательных веществ (см. главу 6).

Использование среды для сочетания механической и биологической фильтрации

Кроме того, в установках NFT и DWC можно использовать заполненный средами слой для механической и биофильтрации (рис. 4.31 и 4.32). Это может иметь важное значение в тех случаях, когда невозможно получить материалы, необходимые для вихревого сепаратора и/или отдельного биофильтра. Хотя более подробно обсуждается в главе 8, здесь достаточно сказать, что на каждые 200 г корма для рыбы в день биофильтр должен составлять 300 литров в объеме. Этот небольшой гравий обеспечит адекватную биофильтрацию около 20 кг рыбы. Хотя этот слой среды обеспечит адекватную биофильтрацию для установки NFT или DWC, а также улавливает и удерживает твердые отходы, иногда рекомендуется установить дополнительное устройство улавливания твердых веществ, с тем чтобы предотвратить засорение слоя среды твердыми веществами рыб. Кровать нужно будет периодически промывать, чтобы удалить твердые отходы.

Короче говоря, некоторый уровень фильтрации необходим для всех аквапоник, хотя плотность залова рыбы и конструкция системы определяют, насколько необходима фильтрация. Механические фильтры отделяют твердые отходы для предотвращения токсичного накопления, а биофильтрат преобразует растворенные азотные отходы в нитрат (рис. 4.33 и 4.34). При использовании этой техники сами подложки действуют как механические фильтры, так и биофильтры, но иногда требуется дополнительная механическая фильтрация для более высокой плотности рыб (15 кг/м³). Без сред, таких как в блоках NFT и DWC, необходима автономная фильтрация. Минерализация твердых отходов возвращает в систему больше питательных веществ. Минерализация происходит в средах, но в системах NFT и DWC необходимы отдельные аппараты.

Гидропонные компоненты - медиа-кровати, NFT, DWC

Гидропонный компонент — это термин для описания сечений растениеводства в блоке. Существует несколько конструкций, три из которых подробно обсуждаются в данной публикации, но каждый из них заслуживает отдельного раздела. Этими тремя конструкциями являются: блоки сред, иногда называемые сажевыми клубами, где растения растут в пределах субстрата (рис. 4.35 и 4.36); блоки технологии биогенной пленки (NFT), где растения растут с корнями в широкие трубы, снабженные струйкой культурной воды (рис. 4.37 и 4.38); и глубоководная культура ( DWC), которые также называются плотными аквапониками или системами плавучего слоя, где растения подвешиваются над резервуаром воды с помощью плавучего плота (рис. 4.39 и 4.40). Каждый метод имеет преимущества и недостатки, все с различными стилями компонентов в соответствии с потребностями каждого метода. Подробную информацию о каждом из них см. в разделах 4.3-4.6.

Движение воды

Движение воды имеет основополагающее значение для сохранения живых организмов в аквапонике. Проточная вода перемещается из емкостей для рыбы, через механический сепаратор и биофильтр и, наконец, к растениям в их средах, трубах или каналах, удаляя растворенные питательные вещества. Если движение воды прекратится, самым непосредственным эффектом будет сокращение DO и накопление отходов в аквариуме; без механического фильтра и биофильтра рыба может страдать и умереть в течение нескольких часов. Без потока воды вода в средах или блоках DWC будет застоя и превратиться в аноксию, а системы NFT высохнут.

Обычно цитируемое руководство для водопроводных систем с плотным запасом состоит в том, чтобы циклировать воду два раза в час. Например, если аквапоник имеет общий объем воды 1 000 литров, расход воды должен составлять 2 000 л/ч, так что каждый час вода циклируется два раза. Однако при низкой плотности запасов такая скорость оборота не нужна, и воду нужно переводить только один раз в час. Существует три широко используемых метода перемещения воды через систему: погружные рабочие насосы, воздушные подъемники и человеческая сила.

Погружной водяной насос рабочего колеса

Чаще всего в качестве центра аквапоники используется погружной водяной насос с крыльчатым колесом, и рекомендуется использовать этот тип насоса (рис. 4.41).

Можно использовать внешние насосы, но они требуют дополнительной сантехники и более подходят для более крупных конструкций. Лучше всего использовать высококачественные водяные насосы, чтобы гарантировать долгий срок службы и энергоэффективность. Высококачественные насосы сохранят свою производительность и эффективность в течение не менее 1-2 лет с общим сроком службы 3-5 лет, в то время как низшие продукты потеряют свою мощность насоса в более короткие сроки, что приведет к значительному сокращению потоков воды. Что касается расхода, то маломасштабные установки, описанные в настоящей публикации, нуждаются в скорости 2 000 л/ч на высоте головы 1,5 метра; погружной насос этой мощности будет потреблять 25-50 Вт/ч. Полезным приближением для расчета энергоэффективности погружных насосов является то, что насос может перемещать 40 литров воды в час за каждый потребляемый ватт в час, хотя некоторые модели утверждают, что эффективность в два раза выше.

При проектировании сантехники для насоса важно понимать, что мощность насоса снижается на каждом трубопроводном фитинге; до 5 процентов общего расхода может быть потеряно при каждом соединении трубы при подаче воды. Таким образом, используйте минимальное количество соединений между насосом и емкостями для рыбы. Важно также отметить, что чем меньше диаметр труб, тем больше потеря потока воды. Труба диаметром 30 мм имеет вдвое больше, чем труба 20 мм, даже если она подается из насосов с одинаковой производительностью. Кроме того, более крупная труба не требует технического обслуживания для удаления накопления твердых веществ, накапливающихся внутри. В практическом плане это приводит к существенной экономии на электроэнергии и эксплуатационных расходах. При установке аквапоника не забудьте разместить погружной насос в доступном месте, так как необходима периодическая очистка. Действительно, внутренний фильтр будет нуждаться в чистке каждые 2-3 недели. Погружные водяные насосы сломаются, если они работают без воды; никогда не запускайте насос сухим.

Воздушные перевозки

Еще одним методом подъема воды являются воздушные перевозки (рис. 4.42). Они используют воздушный насос, а водяной насос. Воздух высасывается на дно трубы внутри аквариума, образуются и лопнут пузырьки, а во время их подъема на поверхность пузырьки транспортируют воду с ними. Одно из преимуществ заключается в том, что воздушные перевозки могут быть более эффективными, но только на небольших высотах головы (30-40 см). Воздушные подъемники накапливают мощность в более глубоких резервуарах и лучше всего выдерживают глубину более одного метра. Дополнительная ценность заключается в том, что воздушные подъемники не засоряют так, как это делают погружные насосы крыльчатого типа. Кроме того, вода также насыщается кислородом через вертикальное движение, управляемое пузырьками воздуха. Однако объем закачиваемого воздуха должен быть достаточным для перемещения воды по трубе. Воздушные насосы обычно имеют более длительный срок службы, чем погружные водяные насосы. Основным преимуществом является экономия масштаба - один воздушный насос может быть приобретен как для аэрации, так и для циркуляции воды, что снижает капитальные вложения в второй насос.

Человеческая сила

Некоторые аквапонные системы были разработаны для использования энергии человека для перемещения воды (рис. 4.43).

Вода может быть поднята в ведрах или с помощью шкивов, модифицированных велосипедов или других средств. Резервуар может быть заполнен вручную и может медленно стекать в течение дня. Эти методы применимы только к небольшим системам, и их следует рассматривать только в тех случаях, когда электричество отсутствует или ненадежно. Зачастую эти системы будут иметь низкое содержание DO и недостаточное смешивание питательных веществ, хотя их можно успешно использовать в сочетании с некоторыми модифицированными методами, описанными в главе 9.

Аэрация

Воздушные насосы вводят воздух в воду через воздушные трубы и воздушные камни, которые лежат внутри резервуаров для воды, тем самым повышая уровень DO в воде (рис. 4.44).

Дополнительный DO является жизненно важным компонентом подразделений NFT и DWC. Воздушные камни расположены в конце воздушной линии и служат для рассеивания воздуха на мелкие пузырьки (рис. 4.45). Мелкие пузырьки имеют большую площадь поверхности и, следовательно, высвобождают кислород в воду лучше, чем крупные пузырьки; это делает систему аэрации более эффективной и способствует экономии затрат. Рекомендуется использовать качественные воздушные камни для получения самых маленьких пузырьков воздуха. Будет происходить биообработка, и воздушные камни должны регулярно очищаться сначала раствором хлора для уничтожения бактериальных отложений, а затем, при необходимости, с очень мягкой кислотой для удаления минерализации, или заменить, когда поток пузырьков несовместим. Качественные воздушные насосы являются незаменимым компонентом аквапонных систем, и многие системы были спасены от катастрофического коллапса из-за обилия DO. По возможности предпочтительнее использовать комбинированный воздушный насос переменного/постоянного тока в случае нехватки электроэнергии, так как при отключении от переменного тока во время отключения питания заряженные батареи постоянного тока могут продолжать работать.

Калибровка аэрационных систем

В случае небольших установок с емкостями для рыбы объемом около 1 000 литров рекомендуется разместить в аквариуме не менее двух воздушных линий, также называемых инжекторами, с воздушными камнями, и один инжектор в контейнере для биофильтра. Чтобы понять объем воздуха, поступающего в систему, стоит измерить расход. Для этого просто инвертировать объемный измерительный прибор (2-литровый флакон, мерный стакан, градуированный стакан) в аквариум. С помощью ассистента начните секундомер в то же время, когда пузырьковый воздушный камень вставляется в измерительный прибор. Остановите секундомер, когда контейнер полон воздуха. Затем определите расход в литрах в минуту, используя соотношение. Цель для описанных здесь систем составляет 4-8 л/мин для всех воздушных камней вместе взятых. Всегда лучше иметь дополнительные DO, а не достаточно.

Постарайтесь разместить воздушные камни таким образом, чтобы они не приостанавливали оседающие твердые частицы, тем самым предотвращая их удаление через центральный слив.

Сифоны Вентури

Низкотехнологичные и простые в построении сифоны Вентури являются еще одним методом повышения уровня DO в аквапонике. Эта техника особенно ценна в каналах DWC. Проще говоря, сифоны Вентури используют гидродинамический принцип, который тянет воздух извне (аспирация), когда вода под давлением протекает с более высокой скоростью через участок трубы меньшего диаметра. При постоянном потоке воды, если диаметр трубы уменьшается, скорость воды должна увеличиваться, и это более быстрая скорость создает отрицательное давление. Сифоны Вентури представляют собой короткие участки трубы (диаметр 20 мм, длина 5 см), вставленные внутри магистрального водопровода большего диаметра (25 мм). Поскольку вода в магистральной трубе проходит через более узкую секцию, она создает эффект струи (рис. 4.46). Этот эффект струи всасывает окружающий воздух в поток воды через небольшое отверстие, нарезанное во внешней сужающей трубе. Если сифон Вентури находится под водой, небольшое отверстие может быть соединено с длиной трубки, которая подвергается воздействию атмосферы. Сифоны Вентури могут быть интегрированы в каждую притоковую трубу в каналах DWC, что повысит содержание DO канала. Они также могут служить резервированием для аэрации аквариума при выходе из строя воздушного насоса. Дополнительные источники информации см. в разделе «Дальнейшее чтение».

Бак отстойника

Бак отстойника представляет собой резервуар для сбора воды в самой низкой точке системы; вода всегда идет вниз по склону к отстойнику (рис. 4.47).

Это часто место расположения погружного насоса. Резервуары отстойников должны быть меньше, чем резервуары для рыбы, и они должны иметь возможность удерживать от одной четверти до одной трети объема аквариума. Для спальных мест типа «эбб и поток» картер должен быть достаточно большим, чтобы удерживать по крайней мере весь объем воды в растущих слоях (см. раздел 4.3). Внешние резервуары в основном используются в установках для сред, однако для блоков DWC фактический гидропонный канал может использоваться также в качестве резервуара для отстойника или насоса. Хотя это полезно, он не является важным компонентом системы, и во многих конструкциях не используется внешний резервуар для отстойников. Очень маленькие агрегаты, с емкостями для рыбы до 200 литров, могут просто перекачивать воду из аквариума в растущие клумбы, откуда вода проникает обратно в рыбный бак. Однако для больших агрегатов очень полезно иметь отстойник.

Наиболее распространенным методом аквапоники, рекомендованным здесь, является размещение насоса в резервуаре для отстойника. Широко используемая аббревиатура описывает ключевые моменты данной конструкции, а именно: постоянная высота в аквариуме - насос в резервуаре для отстойника (CHIFT- PIST). Использование этого метода означает, что любые потери воды, включая как испарение, так и протекающие компоненты, проявляются только в резервуаре картера и не влияют на объем аквариума. Затем можно легко измерить обычные потери в результате испарения и рассчитать, как часто вода нуждается в пополнении, и сразу же определить, существует ли утечка. Возможно, что еще важнее, любые утечки в гидропонной системе не навредят рыбе. В разделе 9.2 рассматриваются различные способы обеспечения уровня воды.

Сантехнические материалы

Каждая система требует выбора труб из ПВХ, соединений из ПВХ и фитингов, шлангов и труб (рис. 4.48). Они обеспечивают каналы для потока воды в каждый компонент. Также необходимы клапаны переборки, Uniseals® (далее унисекс), силиконовый герметик и тефлоновая лента. Компоненты ПВХ соединены друг с другом постоянным способом с использованием ПВХ цемента, хотя силиконовый герметик может быть временно использован, если сантехника не является постоянной, а соединения не находятся под высоким давлением воды. Кроме того, необходимы некоторые общие инструменты, такие как молотки, сверла, ручные пилы, электрические пилы, измерительные ленты, плоскогубцы, блокирующие каналы плоскогубцы, отвертки, уровни и т.д. трубы в резервуары для рыбы и фильтры, а также для изготовления отверстий в местах выращивания ПВХ или полистирола в системах NFT и DWC. В добавлении 8 содержится подробный перечень материалов, необходимых для каждого блока, описанного в настоящей публикации.

Убедитесь, что трубы и сантехника, используемые в системе, никогда ранее не использовались для хранения токсичных веществ. Также важно, чтобы водопроводная техника была пригодной для пищевых продуктов, чтобы предотвратить возможное проникновение химических веществ в воду системы. Также важно использовать трубы, которые являются черными и/или непрозрачными для света, что позволит остановить рост водорослей.

Наборы для тестирования воды

Простые испытания воды являются обязательным требованием для каждого устройства аквапоники. Комплекты для тестирования пресной воды с цветовой кодировкой легко доступны, достаточно экономичны и просты в использовании, и поэтому они рекомендуются. Их можно приобрести в аквариумных магазинах или онлайн. Эти комплекты включают испытания на pH, аммиак, нитрит, нитрат, GH и KH (рис. 4.49).

Убедитесь, что производители надежны и что срок годности остается в силе. Другие методы включают цифровые счетчики или тестовые полоски. При использовании цифровых счетчиков для pH или нитрата обязательно калибруйте устройства в соответствии с указаниями производителя. Для измерения температуры воды необходим термометр. Кроме того, если есть риск засоления в исходной воде, стоит использовать дешевый гидрометр или более точный, но более дорогой рефрактометр. Более подробная информация об использовании колориметрических испытательных комплектов содержится в разделе 3.3.6.

Источник: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2014 год, Кристофер Сомервилл, Моти Коэн, Эдоардо Пантанелла, Остин Станкус и Алессандро Лователли, мелкомасштабное производство продуктов питания аквапоники, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Воспроизводится с разрешения. *