Aqu @teach: Uhusiano, mwendo wa maji na aeration

Mabomba

Mabomba ya PVC hutumiwa kwa kawaida kwa mabomba. Zinapatikana kwa ukubwa wa kawaida, ni gharama nafuu, rahisi kukata na kukabiliana na aina mbalimbali za adapters na viunganisho, na pia hudumu kwa muda mrefu. Vifaa vingine pia vinaweza kutumika, lakini lazima iwe salama kwa samaki na mimea, na kwa ajili ya uzalishaji wa chakula. Baadhi ya ushauri wa jumla kuhusu mabomba:

• mabomba yanapaswa kuwa ‘haki tu’ - ikiwa mabomba ni ndogo sana kutakuwa na tatizo na uvujaji, na ikiwa ni kubwa mno yabisi hayatafutwa kwa sababu shinikizo la maji litakuwa chini sana

• mabomba rahisi yanapaswa kuepukwa ili kupunguza hatari za mtiririko wa maji na biofouling. Biofouling au fouling ya kibiolojia ni mkusanyiko wa microorganisms, mimea, mwani, au wanyama kwenye nyuso mvua (< https://en.wikipedia.org/wiki/Biofouling >).

• uhusiano kati ya vipengele tofauti vya mfumo lazima iwe mfupi na sawa iwezekanavyo. Hii inaruhusu harakati za maji laini. Kila Curve au kitanzi inawakilisha kikwazo kwa mtiririko wa maji laini.

Mtiririko wa maji na pampu

Mara vipengele vya aquaponic vimeunganishwa na kujazwa na maji, maji yanapaswa kudumisha kiwango cha mara kwa mara na sawa katika vipengele vyote. Hata hivyo, kwa kuwa inapaswa kuzunguka, maji yanapaswa kuhamishwa na mvuto au kusukumia. Hydraulic mifumo kubuni ifuatavyo mfano katika Sura ya 2. Baada ya kuchora mchoro wa mtiririko wa mchakato, katika hatua ya kina ya kubuni kila bomba inapaswa kupanuliwa, kipenyo kilichochaguliwa kulingana na mtiririko wa kiasi na kasi ya mtiririko (mahesabu mapema), na hufafanuliwa na urefu, fittings na elbows/bends. Hasara za msuguano basi zinahitaji kuhesabiwa. Hasara hizi za msuguano zinapaswa kulipwa fidia kwa tofauti ya shinikizo la maji kati ya urefu tofauti wa kiwango cha maji. Pumping inapaswa kufanyika tu kwa wakati mmoja katika mtiririko wote wa recirculation (pamoja na pampu mbili zilizopigwa kwa sambamba) ili kuhakikisha hali ya mtiririko imara.

Pampu ni sehemu muhimu sana ya mfumo wa aquaponic kama inahakikisha mzunguko wa maji wa kuaminika katika mfumo. Maji yanahitaji kusambazwa tena ili kutoa microorganisms na mimea yenye virutubisho muhimu, na kutoa samaki na mazingira yasiyo ya vipengele vya hatari. Pumpu isiyofaa au isiyoaminika inaweza kusababisha ugavi wa kutosha au wa kutosha wa virutubisho, ambayo inaweza kuharibu bakteria, samaki na mimea. Ukosefu wa recirculation, au recirculation ambayo ni haraka sana au polepole sana, itaathiri haraka maisha yote katika mfumo wa aquaponic.

Kuna pampu mbalimbali sokoni lakini zinaweza kugawanywa katika makundi mawili makuu: pampu za submersible au pampu za inline (centrifugal). pampu submersible ni kuzama katika maji tank ambayo husaidia kuwaweka baridi. Kwa kawaida hawana ufanisi zaidi kuliko pampu za ndani na zinafaa zaidi kwa mifumo ndogo. Pampu za ndani au centrifugal ni pampu za hewa kilichopozwa na ziko nje ya tank. Wanaweza kuwa na injini za juu zinazoweza kusukumia maji mengi.

Wakati wa kupima pampu kwa mfumo wa aquaponic, kiwango cha mtiririko kinapaswa kuamua kwanza -yaani. ni kiasi gani cha maji pampu kinaweza kuhamia kipindi cha wakati fulani. Kwa kawaida hupimwa kwa lita kwa dakika au lita kwa saa. Pampu inapaswa kuwa na uwezo wa kurejesha kiasi kikubwa cha maji katika mfumo. Hii inaweza kutofautiana kutoka mara 3 kwa saa katika mifumo kubwa sana kwa mara chache tu kwa siku katika mifumo ya kina. Hakuna utawala wa kidole. Njia pekee ya kuhesabu kiwango cha recirculation cha maji kinachohitajika ni kufanya hesabu sahihi ya mtiririko wa wingi (angalia Zoezi la 7). Kwa ujumla, ni bora kununua pampu yenye nguvu zaidi kwani itawawezesha marekebisho ya mtiririko. Hata hivyo, pampu hizo ni ghali.

Ili ukubwa pampu yako ni muhimu pia kuhesabu urefu wa kichwa kwa kuhesabu hasara zote za kichwa zilizoelezwa katika Zoezi la 7. Hasara hii ya kichwa inapaswa kulipwa fidia kwa tofauti ya kiwango cha maji, ambayo itakuwa sawa na urefu wa ngazi mbili za maji pampu ina kuinua maji katikati. Kwa kawaida tank ya samaki na kitanda cha kukua kitakuwa katika ngazi tofauti. Umbali mkubwa au kichwa kikubwa, nishati zaidi inahitajika kupiga maji. Kitu chochote kinachoweza kufanywa ili kupunguza kichwa kitafanya mfumo mzima ufanisi zaidi.

Hatua ya mwisho katika kuamua ukubwa wa pampu sahihi ni kuchanganya kiwango cha mtiririko na urefu wa kichwa. Kwa ujumla, pampu nyingi huja na chati inayochanganya kiwango cha mtiririko na urefu wa kichwa. Ikiwa sio, basi kawaida kiwango cha mtiririko wa kiwango cha juu (Qmax) na urefu wa kusukumia upeo (Hmax) umeelezwa. Kama huna mchoro pampu una kudhani pampu ina ni mojawapo ya kusukumia ufanisi karibu Hmax/2, ambayo kwa kawaida karibu Qmax/2.

Mfano wa kubuni: Ikiwa unapaswa kurejesha 10 m³/h kwa m 2, kisha kwanza uamua ikiwa unataka kutumia pampu moja au mbili. Ikiwa unataka kutumia pampu mbili kwa sambamba, kila pampu inapaswa kupiga 5 m³/h kwa m 2 ikiwa ni pamoja na hasara za msuguano katika bomba la kusukumia. Kwa hiyo unahitaji pampu mbili, kila mmoja na Hmax = 4 m na Qmax = 10 m³.

Gharama ya nishati inayotumiwa kuendesha pampu ni sehemu muhimu ya muundo wa gharama kwa kuendesha mfumo wa aquaponic. Kwa hiyo ni muhimu kujua matumizi ya umeme ya pampu unayopanga kununua, ambayo ina maana kujua idadi ya watts pampu inatumia. Pampu bora itapata kazi kufanyika wakati wa kutumia kiasi kidogo cha nishati iwezekanavyo. Unapotumia pampu usisahau pia kununua pampu ya ziada ikiwa kwanza hupungua, au kuendesha mfumo na pampu mbili kwa sambamba (inapendekezwa sana) na uwe na pampu moja ya salama.

Mtiririko wa maji na udhibiti wa kiwango cha maji

Kiwango cha mtiririko wa lengo katika mabomba ni karibu 0.7-1 m/s.Kama iko chini ya 0.7 m/s kuna hatari ya utuaji wa sludge, wakati juu ya 1 m/s kuna hasara ya lazima ya nishati kwa msuguano. Kiwango cha mtiririko wa maji katika mfumo kinaweza kubadilishwa kwa kufunga:

• pampu ambapo mtiririko unaweza kudhibitiwa

• valve ya udhibiti

• timer ya umeme iliyounganishwa na pampu

• mdhibiti wa ngazi ya maji kuelea au bila sensor ya kiwango cha maji

Katika mifumo ya aquaponic, hasa katika mifumo ya kitanda cha kuongezeka kwa vyombo vya habari, siphon ya kengele hutumiwa sana kwa mtiririko wa maji na udhibiti wa kiwango. Bell siphons kuruhusu maji kutoka kitanda kukua kuwa moja kwa moja mchanga ndani ya tank samaki na pampu kisha inachukua maji kutoka tank samaki katika kitanda kukua. Mbali na udhibiti wa moja kwa moja wa maji ambayo huokoa muda na jitihada, siphons za kengele zina faida nyingine kadhaa wakati unatumiwa na mifumo ya aquaponic:

• aeration zaidi kwa mizizi ya mimea

• harakati ya mara kwa mara na thabiti ya maji

• mchakato ni moja kwa moja

• kuhakikisha ufanisi wa kiwango cha juu

• rahisi na ya kuaminika

Kuna njia nyingine rahisi za kudhibiti kiwango cha maji kwa kutumia bulkheads, standpipes au siphons za kitanzi (Castelo 2018).

Matatizo na harakati za maji

Ikiwa maji hayazunguka au kiwango cha mtiririko kinapunguzwa, kunaweza kuwa na sababu kadhaa; kwa mfano:

• pampu haifanyi kazi

• propellers ya pampu ni fujo/kuharibiwa na mchanga/kuongezeka vyombo vya habari

• hakuna maji ya kutosha katika mfumo

• Bubbles hewa kuvuruga mtiririko wa maji

• mabomba yanafungwa

• kuna samaki waliokufa katika mabomba

Hasara ya maji na akiba ya maji

Maji mengine yatapotea kutoka kwa mfumo kutokana na evapotranspiration. Matatizo makuu ni upotevu wa maji kutokana na uvujaji (ambao husababishwa na kuziba) au kuvunjika kwa pampu. Mtu lazima awe na ufahamu kwamba kila shimo, kila muhuri, kila uhusiano wa bomba na kila uharibifu wa mitambo ni hatari ambayo inaweza kusababisha kuvuja. Hata hivyo, ikiwa mabomba yameundwa kwa usahihi, na imefungwa vizuri/glued, basi hii haipaswi kuwa tatizo. Ni muhimu kupima mtiririko wa maji wakati wa kuanza mfumo ili kuhakikisha kuwa hakuna uvujaji.

Pia fikiria nini kitatokea ikiwa pampu inachaacha kufanya kazi au ikiwa kuna umeme. Je! Maji yatapita wapi? Sahihi mifumo ya kubuni ni pamoja na buffer kiasi katika ngazi ya chini ya mfumo (kawaida pampu sump) kuhifadhi maji yote kufurika kutoka pointi ya juu katika mfumo. Ikiwa imeundwa vizuri, mizinga ya samaki itapoteza kati ya 5-10 cm ya kina cha maji ambayo inaweza kuhifadhiwa kwa kiasi cha vipuri cha sump pampu na biofilter. Hii ndiyo sababu biofilter na pampu sump kawaida kuangalia tupu kabisa katika mfumo iliyoundwa vizuri. Mmoja anahitaji kufunga kengele zinazofaa na, hata bora, mbinu za kubadili moja kwa moja pampu za salama, zilizounganishwa na jenereta ya umeme. Maji yaliyopotea yanapaswa kuongezeka kila siku (1.5% wakati wa operesheni ya kawaida, kushindwa sio pamoja). Tangi ya sump ya kiasi cha kutosha inahitajika, au uhusiano wa kuaminika sana na chanzo kingine cha maji.

*Hakimiliki © Washirika wa Mradi wa Aqu @teach. Aqu @teach ni Ushirikiano wa Kimkakati wa Erasmus+katika Elimu ya Juu (2017-2020) unaongozwa na Chuo Kikuu cha Greenwich, kwa kushirikiana na Chuo Kikuu cha Zurich cha Sayansi Applied (Uswisi), Chuo Kikuu cha Ljubljana na Kituo cha Biotechnical Naklo (Slovenia) . *