10.2 Utekelezaji wa Matibabu ya Maji machafu katika Aquaponics

Katika aquaponics, maji machafu yanayoshtakiwa na yabisi (yaani sludge) ni chanzo muhimu cha virutubisho, na matibabu sahihi yanahitajika kufanywa. Malengo ya matibabu hutofautiana na matibabu ya kawaida ya maji machafu kwa sababu katika maji yabisi na uhifadhi wa maji ni ya riba. Aidha, bila kujali matibabu ya maji machafu yaliyotumika, lengo lake linapaswa kuwa kupunguza yabisi na wakati huo huo mineralise virutubisho vyake. Kwa maneno mengine, lengo ni kupata imara ya bure majivu lakini matajiri katika virutubisho solubilised (yaani anions na cations) ambayo inaweza kuwa reinserted katika kitanzi maji katika kuanzisha pamoja (Kielelezo 10.1a) au moja kwa moja katika hydroponic kukua vitanda katika kuanzisha decoupled (Kielelezo 10.1b). Samaki sludge yabisi ni hasa linajumuisha degradable hai jambo ili kupunguza imara inaweza kuitwa kikaboni kupunguza. Hakika, tata molekuli kikaboni (kwa mfano protini, lipids, wanga, nk) ni hasa linajumuisha kaboni na itakuwa mfululizo kupunguzwa kwa misombo ya chini Masi uzito mpaka mwisho aina ya gesi ya COsub2/Sub na Chsub4/sub (katika kesi ya Fermentation anaerobic). Wakati wa mchakato huu wa uharibifu, macronutrients (yaani N, P, K, Ca, Mg na S) na micronutrients (yaani Fe, Mn, Zn, Cu, B na Mo) ambazo zilifungwa kwa molekuli za kikaboni hutolewa ndani ya maji katika fomu zao za ionic. Jambo hili linaitwa leaching ya virutubisho au mineralisation ya virutubisho. Inaweza kudhani kuwa wakati kupunguzwa kwa kikaboni kunapatikana, mineralisation ya juu ya virutubisho pia itapatikana. Kwa upande mmoja, sludge ina uwiano wa madini yasiyofanywa, na kwa upande mwingine, baadhi ya macro-na micronutrients hutolewa wakati wa mchakato wa mineralisation. Hizi zinaweza haraka kuziba pamoja na kuunda madini yasiyokuwa na madini. Hali kati ya ions na madini yaliyopunguzwa ya zaidi ya macro- na micronutrients ni pH tegemezi. Madini inayojulikana zaidi ambayo hupunguza katika bioreactors ni phosphate ya kalsiamu, sulphate ya kalsiamu, carbonate ya kalsiamu, pyrite na struvite (Peng et al. 2018; Zhang et al. 2016). Conroy na Couturier (2010) aliona kuwa Ca na P zilitolewa katika Reactor anaerobic wakati pH imeshuka chini ya 6. Walionyesha kuwa kutolewa kulifanana hasa na mineralisation ya kalsiamu phosphate. Goddek et al. (2018) pia aliona ufumbuzi wa P, Ca na macronutrients nyingine katika upflow anaerobic sludge blanketi Reactor (UASB) kwamba akageuka tindikali. Jung na Lovitt (2011) waliripoti uhamasishaji wa virutubisho 90% wa sludge inayotokana na maji kwa thamani ya chini sana ya pH ya 4. Katika hali hii, macro-na micronutrients wote walikuwa solubilised. Hivyo kuna uhasama kati ya kupunguza kikaboni na madini ya madini. Hakika, kupunguza kikaboni ni maximal wakati microorganisms ni kazi kwa kuharibu misombo ya kikaboni, na hii hutokea katika pH katika aina mbalimbali ya 6—8. Kwa sababu leaching virutubisho hutokea katika pH chini ya 6, kwa mojawapo kupunguza kikaboni na madini madini madini, ufanisi zaidi itakuwa kugawanya mchakato katika hatua mbili, yaani kikaboni kupunguza hatua katika pH karibu na upande wowote na virutubisho leaching hatua chini ya hali tindikali. Kwa ujuzi wetu, hakuna operesheni kwa kutumia mbinu hii ya hatua mbili bado imeripotiwa. Hii inafungua shamba jipya katika matibabu ya maji machafu na utafiti zaidi wa utekelezaji katika aquaponics unahitajika.

Kielelezo 10.1 Utekelezaji wa mchoro wa matibabu ya sludge katika mfumo mmoja wa kitanzi cha aquaponic ** (a) ** na katika mfumo wa aquaponic uliokatwa ** (b) **

Uchaguzi wa kulisha pia ni muhimu katika muktadha huu. Katika milisho ya mnyama ambapo sehemu kubwa ingredient bado inategemea vyanzo vya wanyama (kwa mfano samaki, unga wa mfupa), phosphate iliyofungwa, kwa mfano kama apatite (inayotokana na mlo wa mfupa), inapatikana kwa urahisi chini ya hali ya tindikali, ambapo milisho ya mimea yenye makao yana phytate kama chanzo kikuu cha phosphate. Phytate kinyume na, kwa mfano apatite inahitaji kubadilika kwa enzymatic (phytase) (Kumar et al. 2012), na hivyo phosphate haipatikani kwa urahisi.