Mizinga ya kuzaliana samaki (ukubwa, namba na kubuni) huchaguliwa kulingana na ukubwa wa uzalishaji na aina za samaki zinazotumiwa. Rakocy et al. (2006) alitumia mizinga minne kubwa ya uvuvi kwa ajili ya uzalishaji wa kibiashara wa O. niloticus katika mfumo wa UVI aquaponic (USA). Pamoja na uzalishaji wa aina za samaki za omnivorous au piscivorous, kama C. gariepinus, mizinga kadhaa inapaswa kutumika kutokana na kutengeneza madarasa ya ukubwa na uzalishaji uliojaa (Palm et al. 2016). Mizinga ya samaki inapaswa kuundwa ili yabisi ambayo hukaa chini ya mizinga inaweza kuondolewa kwa ufanisi kwa njia ya majivu chini. Hii imara kuondolewa taka ni ya kwanza muhimu maji matibabu hatua katika aquaponics pamoja kama ilivyo katika aquaculture na decoupled aquaponics. Taka hutokana na malisho yasiyotiwa, nyasi za samaki, biomasi ya bakteria na flocculants zinazozalishwa wakati wa uzalishaji wa maji, kuongeza BOD na kupunguza ubora wa maji na upatikanaji wa oksijeni kuhusiana na vitengo vyote vya ufugaji wa samaki na hydroponic. Katika ufugaji wa maji taka imara huwa kwa kiasi kikubwa cha kaboni hai, ambayo hutumiwa na bakteria ya heterotrophic kuzalisha nishati kupitia matumizi ya oksijeni. Bora kuondolewa kwa taka imara, bora utendaji wa jumla wa mfumo kwa samaki na mimea, yaani. na viwango vya oksijeni bora na hakuna mkusanyiko wa chembe katika rhizosphere kuzuia matumizi ya virutubisho, na kwa mizinga ya mviringo au mviringo inayoonyesha kuwa yenye ufanisi hasa (Knaus et al. 2015).

Uzalishaji wa samaki katika aquaponics pamoja katika FishglasShouse nchini Ujerumani ilijaribiwa kwa mizani tofauti ili kuhakikisha ufanisi wa gharama. Hii ilifanyika kwa ufanisi kama kina (max. 50 kg, 35 samaki msup-3/sup) au kubwa (max. 200 kilo, 140 samaki msup-3/sup) uzalishaji wa samaki wa Afrika. Uzalishaji wa nusu kubwa (max. 100 kg, 70 samaki msup-3/sup) hauwezi kupendekezwa kutokana na usawa hasi wa faida ya gharama. Katika hali ya uzalishaji wa nusu kubwa, matengenezo ya mfumo, kazi na pembejeo ya malisho yalikuwa kama vile chini ya uzalishaji mkubwa lakini kwa pato la samaki na mimea iliyopungua, na faida yoyote ya kiuchumi katika kitengo cha ufugaji wa maji haikulipa (Palm et al. 2017). Hii ilisababisha mahitaji ya juu biochemical oksijeni (BOD), denitrification ya juu kwa sababu ya upatikanaji kupunguzwa oksijeni, viwango vya juu kiasi kubadilishana maji, unategemea anaerobic mineralization na precipitation tofauti, chini P na K-ngazi kama vile chini PH maadili na kiasi kidogo samaki pato ikilinganishwa na hali kubwa. Kwa upande mwingine, uzalishaji mkubwa wa samaki uliruhusu upatikanaji wa oksijeni wa juu na viwango vya chini vya kubadilishana maji na upatikanaji bora wa virutubisho kwa ukuaji wa mimea Kwa hiyo, chini ya hali ya hapo juu, kitengo cha uzalishaji wa samaki cha RAS kwa aquaponics pamoja kwa hiyo hufanya kazi chini ya hali kubwa au kubwa ya uzalishaji wa samaki, na hali ya kati inapaswa kuepukwa.

7.4.1 Filtration

Clarifiers, wakati mwingine pia huitwa sedimenters au separators swirl (pia angalia [Chap. 3](/jamii/makala/sura ya 3-recirculating-aquaculture-teknolojia)), ni vifaa vinavyotumika mara nyingi kwa ajili ya kuondolewa kwa taka imara katika aquaponics pamoja (Rakocy et al. 2006; Nelson na Pade 2007; Danaher. 2013, Mtini 7.4). Mambo makubwa ya chembe yanapaswa kuondolewa kwenye mfumo ili kuepuka maeneo ya anoxic na madhara ya kudhoofisha au maendeleo ya HSU2/subs. Wafafanuzi wengi hutumia kuingiza lamella au sahani ili kusaidia katika kuondolewa kwa yabisi. Vipande vya conical husaidia mkusanyiko wa sludge chini wakati wa operesheni na kusafisha, wakati vifungo vya gorofa vinahitaji kiasi kikubwa cha maji ili kuvuta nje na kuondoa sludge. Wakati wa operesheni, yabisi huzama chini ya ufafanuzi ili kuunda sludge. Kulingana na pembejeo ya kulisha na wakati wa uhifadhi, sludge hii inaweza kujenga ili kuunda tabaka zenye nene. Shughuli ya microbial ndani ya tabaka za sludge hatua kwa hatua hubadilika kuelekea hali ya anaerobic, kuchochea uharibifu wa microbial. Utaratibu huu hupunguza mimea inapatikana nitrati na inapaswa kuepukwa, hasa kama mchakato wa maji ni kutumika kwa ajili ya uzalishaji hydroponic kupanda. Kwa hiyo, denitrification inaweza kuwa counterproductive katika aquaponics pamoja.

Uzito wa taka imara iliyoondolewa na ufafanuzi ni ya chini, ikilinganishwa na teknolojia nyingine, matengenezo ni ya muda mwingi, na kusafisha ufafanuzi na maji safi ni wajibu wa kupoteza maji kuu ya mfumo mzima. Kiasi kinachohitajika cha maji kinaathiriwa na muundo wake wa jumla, sura ya chini na upatikanaji wa baffles za PVC kwa maji ya kusafisha (Mchoro 7.4a, b). Kuongezeka kwa samaki kuhifadhi msongamano zinahitaji kiasi kikubwa cha kubadilishana maji (kila siku katika wiki chini ya hali kubwa) kudumisha ubora bora wa maji kwa ajili ya uzalishaji wa samaki, ambayo inaweza kusababisha hasara ya kiasi kikubwa cha maji mchakato, pia kupoteza kiasi kikubwa cha virutubisho required kwa ajili ya kupanda ukuaji wa uchumi. Aidha, badala ya maji safi utangulizi calcium na magnesiamu carbonates ambayo inaweza kisha precipitate na phosphates. Kwa hiyo, matumizi ya clarifiers vile manually kuendeshwa hufanya utabiri juu ya mchakato wa utungaji maji kuhusiana na ukuaji bora wa mimea karibu haiwezekani (Palm et al. 2019). Ingekuwa na ufanisi zaidi kufuata mfano wa Naegle (1977) wa kutenganisha sludge ya aerobic na anaerobic na kutokwa kwa nitrojeni ya gesi na mfumo wa sludge mbili.

Mtini. 7.4 Kanuni ya filtration aquaponic na sedimenter (a-b) na (c) disc-filter (Pal-Aquakulur GmbH, Abtshagen, Ujerumani) ya samaki wa kibiashara wa Afrika (Clarias gariepinus) RAS katika Fishglasshouse (Chuo Kikuu cha Rostock, Ujerumani)

Ufanisi zaidi imara kuondolewa taka inaweza kupatikana kwa ngoma moja kwa moja- au diskfilters ambayo kutoa vikwazo mitambo kwamba kushikilia nyuma yabisi, ambayo ni kisha kuondolewa kwa njia ya kusafisha. Maendeleo mapya yanalenga kupunguza matumizi ya maji ya suuza kupitia teknolojia ya kusafisha utupu, kuruhusu mkusanyiko wa yabisi jumla katika sludge hadi 18% (Dr. Günther Scheibe, Pal-Aquakultur GmbH, Ujerumani, mawasiliano binafsi, Kielelezo 7.4c). Uondoaji huo wa taka una ushawishi mzuri juu ya utungaji wa sludge, kuboresha udhibiti wa maji machafu ili kukidhi mahitaji ya maua. Chaguo jingine ni matumizi ya clarifiers nyingi (sedimenters) au vipengele vya kuondolewa kwa sludge-mfululizo.

Biofilters ni sehemu nyingine muhimu ya RAS, kama wao kubadilisha nitrojeni amonia kupitia oxidation microbial kwa nitrate (nitrification). Ingawa mizizi ya mimea na mfumo yenyewe hutoa nyuso za bakteria za nitrifying, uwezo wa kudhibiti ubora wa maji ni mdogo. Mifumo ambayo haina biofiltration ni vikwazo kwa mitambo mini au hobby na pembejeo za kulisha chini. Mara baada ya majani ya samaki na pembejeo ya kulisha kuongezeka, uwezo wa ziada wa biofilter unahitajika kudumisha ubora wa maji wa kutosha kwa ajili ya utamaduni wa samaki na kutoa kiasi cha kutosha cha nitrati kwa ukuaji wa mimea.

Kwa aquaponics ya ndani na ndogo ndogo, vyombo vya habari vya mimea (changarawe au udongo ulioenea kwa mfano) vinaweza kutosha kama biofilters yenye ufanisi. Hata hivyo, kutokana na uwezekano mkubwa wa kuziba na hivyo mahitaji ya kusafisha mara kwa mara mwongozo na matengenezo, mbinu hizi hazistahili kwa aquaponics kubwa ya kibiashara (Palm et al. 2018). Zaidi ya hayo, Knaus na Palm (2017a) walionyesha kuwa matumizi ya biofilter rahisi katika bypass tayari imeongeza pembejeo ya kila siku ya kulisha katika mfumo wa aquaponic wa nyuma kwa takribani 25%. Biofilters ya kisasa ambayo hutumiwa katika RAS kubwa ni bora katika kutoa uwezo wa kutosha wa nitrification kwa samaki na uzalishaji wa mimea. Kwa sababu ya kuongezeka kwa gharama za uwekezaji, vipengele vile ni zaidi husika katika kati- na kubwa wadogo kibiashara mifumo aquaponic.

7.4.1.1 Hydroponics katika Aquaponics ya pamoja

Katika aquaponics pamoja, mifumo mingi ya hydroponic inaweza kutumika (pia angalia [Chap. 4](/jamii/makala/sura-4-hydroponic teknolojia)) kulingana na kiwango cha operesheni (Palm et al. 2018). Isipokuwa kazi haina athari kubwa juu ya mavuno (au faida) na mfumo si mkubwa mno, mifumo tofauti ya hydroponic inaweza kutumika kwa wakati mmoja. Hii ni ya kawaida katika aquaponics ya ndani na maandamano ambayo mara nyingi hutumia mifumo ya vyombo vya habari vya kitanda substrate (mchanga, changarawe, perlite, nk) katika mabwawa na mtiririko, vituo vya DWC (utamaduni wa kina wa maji au mifumo ya raft) na hata mara nyingi hujifanya njia za filamu za virutubisho (NFT). Kazi nyingi ni vitanda vya chini vya vyombo vya habari (mchanga/changarawe) katika mabwawa ya bomba na mtiririko, ambayo yanaweza kuziba kutokana na uhifadhi wa detritus na mara nyingi inahitaji kuosha (Rakocy et al. 2006). Kutokana na utunzaji wa substrates, mifumo hii ni kawaida mdogo kwa ukubwa. Kwa upande mwingine, mifumo ya hydroponic ya DWC inahitaji kazi ndogo na haipatikani na matengenezo, na kuruhusu kupitishwa kwa maeneo makubwa ya kupanda. Kwa sababu hii, mifumo ya DWC hupatikana hasa katika mifumo ya ndani na ndogo/semicommercial, hata hivyo, si kawaida katika mifumo mikubwa ya aquaponic. Kwa uzalishaji mkubwa wa aquaponic wa kibiashara, uwiano wa kazi na matengenezo katika mfumo wa DWC bado unaonekana kuwa wa juu sana. Hata matumizi ya rasilimali za maji na nishati kwa kusukumia pia haifai kwa mifumo mikubwa.

Ikiwa mifumo ya aquaponic imefungwa imeundwa kwa ajili ya uzalishaji wa faida, matumizi ya kazi yanapaswa kupungua wakati eneo la uzalishaji linapaswa kuongezeka. Hii inawezekana tu kwa kurahisisha uzalishaji wa samaki pamoja na matumizi ya mifumo rahisi ya hydroponic. Mbinu ya filamu ya virutubisho (NFT) inaweza, kwa sasa, kuchukuliwa kuwa mfumo wa hydroponic ufanisi zaidi, kuchanganya kazi ndogo na maeneo makubwa ya kilimo cha mimea na uwiano mzuri wa gharama za maji, nishati na uwekezaji. Hata hivyo, sio mimea yote ya aquaponic inakua vizuri katika mifumo ya NFT na hivyo ni muhimu kupata uchaguzi sahihi wa mimea kwa kila mfumo wa hydroponic, ambayo kwa upande inahusiana na ugavi wa virutubisho wa aina maalum ya samaki iliyounganishwa katika kubuni maalum ya mfumo wa hydroponic. Kwa aquaponics pamoja, mzigo wa chembe wakati mwingine wa juu katika maji unaweza kuwa tatizo kwa kuziba matone, mabomba na valves katika mitambo ya NFT. Kwa hiyo, mifumo kubwa ya aquaponic inapaswa kuwa na usimamizi wa maji wa kitaaluma na filtration ya ufanisi wa mitambo ili kuepuka kuzuia kuzuia upya. Wakati ugavi wa maji unaoendelea unahakikisha kupitia mabomba, mfumo wa NFT unaweza kutumika katika aina zote za mifumo ya pamoja ya maji, lakini inashauriwa zaidi kwa uzalishaji chini ya mifumo ndogo/nusu ya kibiashara na mifumo mikubwa (Palm et al. 2018).