FarmHub
11.8 Majadiliano na Hitimisho
Aquaponics ni mifumo tata ya kiufundi na kibaiolojia. Kwa mfano, maelezo iwezekanavyo kwa samaki si kukua vizuri inaweza kuwa ndogo mgawo wa chakula, ubora mbaya wa maji, matatizo ya kiufundi na kusababisha matatizo, nk Kutokana na biolojia asili polepole, uchunguzi wa kisayansi wa uhalali wa maelezo haya itakuwa tedious na zinahitaji majaribio kadhaa ya majaribio kupata mambo yote muhimu na mwingiliano wao, wakidai vifaa vingi, utaalamu, muda wa utafiti na mali za kifedha.
· Aquaponics Food Production Systems11.6 Multi-kitanzi Aquaponic Modeling
Miundo ya jadi ya aquaponic inajumuisha vitengo vya maji na hydroponic vinavyohusisha kurejesha maji kati ya mifumo ndogo (Körner et al. 2017; Graber na Junge 2009). Katika mifumo hiyo ya aquaponic moja, ni muhimu kufanya biashara kati ya masharti ya mifumo miwili kwa suala la pH, joto na viwango vya virutubisho, kama samaki na mimea hushiriki mazingira moja (Goddek et al. 2015). Kwa upande mwingine, mifumo ya aquaponic ya mara mbili ya kitanzi hutenganisha vitengo vya RAS na hydroponic kutoka kwa kila mmoja, na kujenga mazingira ya detached na faida za asili kwa mimea na samaki.
· Aquaponics Food Production Systems11.5 HP chafu Modeling
Matumizi ya maji ya mazao na matumizi ya virutubisho ni sehemu ya kati ya aquaponics. Sehemu ya HP ni ngumu, kama matumizi safi ya maji na virutubisho kufutwa si tu kufuata uhusiano badala rahisi linear kama, kwa mfano ukuaji wa samaki. Ili kujenga mfano kamili wa kazi, simulator kamili ya chafu inahitajika. Hii inahusisha mifumo ndogo ya mfano wa fizikia chafu ikiwa ni pamoja na controllers ya hali ya hewa na biolojia mazao kufunika michakato ya maingiliano na stressors
· Aquaponics Food Production Systems11.4 Modeling Anaerobic digestion
Mtini. 11.10 Masimulizi ya TAN (XsubnHX-N,1/Sub) katika [mg/l] zaidi ya siku 2 = 2880 min na Q = 300 l/min (bluu) na Q = 200 l/min (machungwa) Mtini. 11.11 Masimulizi ya Nitrate-n (XSubno3-N,1/ndogo) katika [mg/l] zaidi ya siku 50 = 72,000 min na Qsubexc/sub = 300 l/siku (njano), QsubExc/sub = 480 l/siku (machungwa) na QsubExc/sub = 600 l/siku (bluu) Mmeng’enyo wa Anaerobic (AD) wa nyenzo za kikaboni ni mchakato unaohusisha hatua za mtiririko wa hidrolisisi, acidogenesis, acetogenesis na methanogenesis (Batstone et al.
· Aquaponics Food Production Systems11.3 RAS Modeling
Ufugaji wa samaki duniani ulifikia tani milioni 50 mwaka 2014 (FAO 2016). Kutokana na idadi ya watu wanaoongezeka, kuna mahitaji makubwa ya protini za samaki. Ukuaji endelevu wa ufugaji wa maji unahitaji teknolojia za riwaya (bio) kama vile recirculating mifumo ya ufugaji wa maji (RAS). RAS na matumizi ya chini ya maji (Orellana 2014) na kuruhusu kusindika bidhaa excretory (Waller et al. 2015). RAS hutoa hali nzuri ya maisha kwa samaki, kama matokeo ya matibabu ya maji mengi, kama vile kujitenga kwa chembe, nitrification (biofiltration), kubadilishana gesi na udhibiti wa joto.
· Aquaponics Food Production Systems11.2 Background
Ufafanuzi wengi wa mfumo zinapatikana, kuanzia maelezo huru kwa michanganyiko kali ya hisabati. Katika kile kinachofuata, mfumo unachukuliwa kuwa kitu ambacho vigezo tofauti vinaingiliana katika kila aina ya mizani ya muda na nafasi na ambayo hutoa ishara zinazoonekana. Aina hizi za mifumo pia huitwa mifumo ya wazi. Uwakilishi wa picha ya mfumo wa wazi wa jumla (S) na ishara za pembejeo za vector na pato zinawakilishwa kwenye Mchoro 11.2. Hivyo, pembejeo nyingi au matokeo huunganishwa katika mshale mmoja.
· Aquaponics Food Production Systems11.1 Utangulizi
Kwa ujumla, mifano ya hisabati inaweza kuchukua fomu tofauti sana kulingana na mfumo unaojifunza, ambao unaweza kuanzia kijamii, kiuchumi na mazingira hadi mifumo ya mitambo na umeme. Kwa kawaida, mifumo ya ndani ya mifumo ya kijamii, kiuchumi au mazingira haijulikani sana au kueleweka na mara nyingi seti ndogo za data zinapatikana, wakati ujuzi wa awali wa mifumo ya mitambo na umeme ni katika ngazi ya juu, na majaribio yanaweza kufanywa kwa urahisi.
· Aquaponics Food Production Systems10.6 Hitimisho
Samaki sludge matibabu kwa ajili ya kupunguza na kupona virutubisho ni katika awamu ya mwanzo ya utekelezaji. Utafiti zaidi na maboresho yanahitajika na utaona siku na wasiwasi ulioongezeka wa uchumi wa mviringo. Hakika, sludge ya samaki inahitaji kuchukuliwa zaidi kama chanzo muhimu badala ya taka ya kutosha.
· Aquaponics Food Production Systems10.5 Mbinu ya kupima Utendaji wa Kupunguza Sludge na Mineralisation
Kuamua digestion ya matibabu ya sludge ya aquaponic katika bioreactors ya aerobic na anaerobic, mbinu maalum inahitaji kufuatiwa. Njia iliyobadilishwa kwa madhumuni ya matibabu ya sludge ya aquaponic imewasilishwa katika sura hii. Equations maalum kuwa maendeleo kwa usahihi kupima utendaji wao (Delaide et al. 2018), na hizi zinapaswa kutumika kutathmini utendaji wa matibabu kutumika katika mmea maalum aquaponic. Ili kutathmini utendaji wa matibabu, mbinu ya usawa wa molekuli inahitaji kupatikana. Inahitaji kwamba TSS, COD na raia wa virutubisho huamua kwa pembejeo zote za reactor (yaani sludge safi) na matokeo (yaani majivu).
· Aquaponics Food Production Systems10.4 Matibabu ya Anaerobic
Anaerobic digestion (AD) kwa muda mrefu imekuwa kutumika kwa ajili ya utulivu na kupunguza sludge molekuli mchakato, hasa kwa sababu ya unyenyekevu wa operesheni, gharama ya chini na uzalishaji wa biogas kama uwezo chanzo nishati. Uwakilishi mkuu wa stoichiometric wa digestion anaerobic unaweza kuelezewa kama ifuatavyo: $CNHAOB+ (n-a/4-b/2)\ cdot H_2O\ rarr (n/2-a/8+b/4)\ cdot CO_2+ (n/2+a/8-b/4)\ cdot CH4 $ (10.4) Ulinganisho 10.4 Biogas jumla molekuli usawa (Marchaim 1992). Na mkusanyiko wa methane ya kinadharia unaweza kuhesabiwa kama ifuatavyo:
· Aquaponics Food Production Systems