结构与设计
2.5 水池
水池是系统的最低点，并且根据需要将水分配到整个系统中。 在这里可以采集水质样品，并且可以在不压倒鱼类或水培成分的情况下进行修正。 虽然不是一个要求，但添加一个水槽可以防止水位在鱼缸或水培组件中发生变化。 在实施保障措施的其他情况下，可以使用鱼缸或水培组件作为水槽。 资料来源：珍妮尔·海格，利·安·布赖特，乔什·杜西，詹姆斯·蒂德威尔，2021 年。 肯塔基州立大学 水果生产手册：种植者实用手册。 *
· Kentucky State University2.4 植物培养或水培子系统
！ [图片-2] (https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/0d5381dd-97ff-4c54-8f85-90c5364ded80.jpg) 该系统的水培部分涵盖了大部分设施占地面积。 使用三种主要设计：介质床、深水培养 (DWC) 和 NFT。 _ 基于媒体的系统 _：基于媒体的系统（有时称为洪水和排水）的设计相当简单。 装满基质的容器定期被鱼缸中的水淹没。 然后水排回水池（或鱼缸），吸入氧气进入基底，用于植物根部和硝化细菌。 介质床支持植物生长，并用作固体和生物过滤器（图 6）。 由于部件相对较少，易于施工和操作，这些系统非常适合业余爱好者和发展中地区。 然而，仅使用媒体床的商业生产并不常见，因为它们的生产力低于下文讨论的其他类型。 介质系统的经验法则详见表 1。 表 1：基于介质的水生子系统的经验法则。 基 于介质的 Aquaponic 系统的经验法则基 板特性 多孔增加氧气和水的保持 提供足够的排 水 易于处理 轻量 性价比 系统设计 工厂床应至少 12 英寸（30 厘米）深 水应保持在介质表面以下 2 英寸以防藻类生长在介质表面 介质取代 60% 体积的植物床。 鱼缸或水槽的大小应该确定，以便泵不会干燥，罐体在洪水和排水循环期间不会溢出。 鱼缸体积与植物床体积的比例为 1:1，设计简单，仅涉及鱼缸和植物床。 通过添加水池可以实现 2:1 或 3:1 的比例（图 5） 承载能力 低鱼放养密度 提高鱼类密度需要独立的固体过滤 喂养率比深水培养的报告值少 25-40% 水流管理 鱼缸容量应通过工厂床每小时循 环水流 维护 需要定期清洁以清除固体 物质 红虫可以添加移动固体被困在床 上 ！ [图片-3] (https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/526a0a60-bfa6-42e0-8975-437938fa5e12.jpg) 各种材料可用作基材，包括豌豆砾石、熔岩岩、膨胀粘土卵石或其他惰性介质；从业人员可能受到当地可用的材料的限制。 系统中的水流由定时器或虹吸管控制。 使用计时器方法，抽水一定的时间，从而使床填充。
· Kentucky State University2.3 生物过滤
生物过滤是指通过自然产生的硝化细菌将氨（NH~3~ 和 NH~4~+）分解成亚硝酸盐（NO~2~），然后进一步分解为硝酸盐（NO~3~）。 这些细菌生活在一个储罐中的介质的表面区域 — 统称为生物过滤器。 将在关于水质的章节中详细介绍氨转化为硝酸盐的过程。 在 RAS 中，生物过滤器设计用于在低压下工作。 有一个专用的罐体填充基材，如 Kaldnes 介质、颗粒介质、塑料球或其他惰性材料，每单位体积的介质具有较大的比表面积或表面积。 比表面积越高，细菌在介质上生长得越多，从而转化为更高的氨去除能力。 RAS 的典型生物过滤器设计包括涓流塔、浸没介质、流化床、砂过滤器和静态床过滤器。 在水生学中，生物过滤器可以是一个单独的单元或系统的一部分。 在深水培养 (DWC) 中，植物槽壁、筏底和植物根部为硝化细菌提供了显著的表面积，以便进行殖民。 与 RAS 不同，AP 系统本身通常为细菌提供充足的表面积，特别是适当大小的耦合系统。 营养膜技术 (NFT) 系统 (见下文部分) 是一个例外，因为只有一层薄薄的水被施加到植物上。 如果生物过滤器是一个单独的单元，它应该位于固体去除装置之后。 资料来源：珍妮尔·海格，利·安·布赖特，乔什·杜西，詹姆斯·蒂德威尔，2021 年。 肯塔基州立大学 水果生产手册：种植者实用手册。 *
· Kentucky State University2.2 固体过滤
有效的固体过滤是运行良好的系统的关键组成部分，也可能是最重要的方面，因为它会影响所有其他工艺的效率。 固体大多来自未食用的饲料、鱼类废料和细菌生物膜（分类为悬浮固体）（Timmons 和 Ebeling 2013）。 如果废物没有去除，它可以沉淀在植物根部（防止吸收养分），在低水流的地区收集（导致水质差），导致有毒气体的积聚和堵塞管道（阻止足够的水流）（Somerville et al，2014 年）。 所使用的固体过滤取决于进入系统的饲料的质量和数量，所有设计都直接采用 RAS 技术。 固体过滤的两个主要类别是沉积和机械过滤（伦纳德，2012 年）。 _ 沉积物：_ 沉积是指通过重力从水柱中沉降的固体物质，这种物质发生在澄清器中。 澄清器或（固体去除）设计包括挡板、径向流量过滤器和涡流分离器（图 3a、b、c）。 径向流分离器最常用，在去除可沉降的固体方面比 RAS 中的涡流过滤器更有效（Davidson 和 Summerfelt，2005 年）。 挡板和涡流净化器在固体去除效率方面类似（达纳赫 et al，2013 年）。 建筑材料建议遵循上述鱼缸的建议。 ！ [图片-3] (https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/6ecb0d8f-0134-4c2d-acbe-53b817360bde.jpg) 对于有效去除固体物质至关重要，适当的净化器尺寸和适当的水流速。 如果仅依靠澄清器去除可沉降的固体，则需要 30 分钟的保留时间。 这只是意味着大多数可以通过重力沉降的固体将在 30 分钟内完成。 小型罐体的水流速为每分钟 5 加仑，大型罐体的水流速为每分钟 25 加仑，以计算所需过滤罐的大小。 过滤尺寸不足（或流速过快）将不足以去除鱼类固体，从而导致系统中进一步积累。 同样，过大尺寸也不是理想的，因为它会增加前期成本，需要更大的设施占用空间，并且由于排放效率低下而导致更多的用水量。 ！ [图片-4] (https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/d034a719-68fa-4999-ba41-4bd5757f11f9.jpg) 净化器只能去除水中的大型固体颗粒，使太小的固体无法从水中沉淀（Summerfelt et al，2001 年）。 必须去除这些悬浮的固体。 维尔京群岛大学普遍采用的做法是通过装满果园网的水箱从澄清器输送水（图 4）。 网状材料可捕获细微的固体，从而使清洁的水从表面脱脂。 除去悬浮固体的其他选择包括细网袋、女式丝袜、过滤垫等。 如果澄清器中不能有效去除可沉降的固体，这些物品可能很快就会堵塞。 ！ [图片-3] (https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/37e9ebd5-cf80-45a8-ba3e-00765f06b97c.jpg) _ 机械分离：_ 机械分离是通过屏幕或介质主动去除固体（伦纳德 2012 年）。 这些过滤器非常高效，可去除大于 50 微米的固体，因为它们具有方便的自动反洗功能，从而减少了清洁和维护时间。 这些过滤器的示例包括鼓式过滤器（图 5a）和加压磁珠过滤器（图 5b）。
· Kentucky State University2.1 鱼类养殖
！ [图片-图片-图片-https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/93a3fac4-4e13-4b07-816d-ddae6fd2b049.jpg 用于水鱼的鱼缸有各种形状、尺寸和材料，主要是根据养殖品种进行选择。 大多数大型系统使用的圆形罐体要么具有平底或锥底。 在圆形罐中使用切向流可防止死区（图 2）。 锥底储罐允许固体集中在底部（在锥体内），并可轻松从系统中冲洗。 平底罐的使用范围更广，但固体去除需要额外的步骤，以确保正确清除分散在罐底部的有机材料。 方形罐可能还需要额外的清洁，因为固体或碎片可能会沉淀在拐角处（萨默维尔 et al，2014 年）。 鱼类养殖罐的尺寸遵循 RAS 原则，宽高比为 3:1，非常适合水的适当运动和流动。 鱼缸通常是系统的最高点，水通过重力流向固体过滤部件。 商用级罐体通常由坚固的紫外线稳定材料制成，如高密度聚乙烯 (HDPE) 塑料或玻璃纤维。 在较小规模或资源有限的地区，可以使用中型散装集装箱或内衬水泥槽。 食品级和抗紫外线材料是必要的，因为许多重新用途的罐体可能存放了化学品或危险材料，使其不适合用于食用的鱼类。 资料来源：珍妮尔·海格，利·安·布赖特，乔什·杜西，詹姆斯·蒂德威尔，2021 年。 肯塔基州立大学。 水果生产手册：种植者实用手册。 *
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