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8.2 खनिज लूप

2 years ago

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आरएएस में, पानी की गुणवत्ता बनाए रखने के लिए सिस्टम से ठोस और पोषक तत्व युक्त कीचड़ हटा दी जानी चाहिए। एक अतिरिक्त कीचड़ रीसाइक्लिंग पाश जोड़कर, आरएएस कचरे को जमा करने के बजाय पौधों द्वारा पुन: उपयोग के लिए भंग पोषक तत्वों में परिवर्तित किया जा सकता है (Emerenciano et al. 2017)। बायोरिएक्टरों के भीतर, सूक्ष्मजीव इस कीचड़ को जैव उपलब्ध पोषक तत्वों में तोड़ सकते हैं, जिसे बाद में पौधों को दिया जा सकता है (डेलाइड एट अल। 2018; गोडडेक एट अल। कई एक-लूप एक्वापोनिक्स सिस्टम में पहले से ही एरोबिक (राकोसी एट अल 2004) और एनारोबिक (योगेव एट अल 2016) शामिल हैं पोषक तत्वों को बदलने के लिए पाचन जो मछली कीचड़ में फंस गए हैं और उन्हें पौधों के लिए जैव उपलब्ध बनाते हैं। हालांकि, इस तरह के एक सिस्टम को एक युग्मित एक-लूप एक्वापोनिक्स सिस्टम में एकीकृत करने के कई नुकसान हैं:

1। पोषक तत्व युक्त अपशिष्टों के लिए कमजोर पड़ने वाला कारक बहुत अधिक होता है जब उन्हें केवल हाइड्रोपोनिक्स इकाई में निर्वहन करने के संबंध में एकल-लूप सिस्टम में निर्वहन किया जाता है। प्रभावी रूप से, मछली पालन पानी की बड़ी मात्रा के संपर्क में प्रवेश करके पतला पोषक तत्व।

2। मछली अनावश्यक रूप से खनिज रिएक्टर के अपशिष्ट के संपर्क में हैं; उदाहरण के लिए एनारोबिक रिएक्टरों के प्रदूषण में अस्थिर फैटी एसिड (वीएफए) और अमोनिया शामिल हो सकते हैं जो संभवतः मछली को नुकसान पहुंचा सकते हैं; ऐसे रिएक्टर भी रोगजनकों के संभावित परिचय के लिए एक अतिरिक्त स्रोत का प्रतिनिधित्व करते हैं।

3। कीचड़ में फंसे हुए लगभग 90% पोषक तत्वों को पुनर्प्राप्त किया जा सकता है जब रासस्लज को 4 (जंग और लोविट 2011) के पीएच पर बनाए रखा जाता है। इस तरह के एक कम पीएच संभव नहीं है जब लगभग 7 पीएच (Goddek एट अल। 2018) पर बायोरिएक्टरों का संचालन होता है, जो एक-लूप एक्वापोनिक्स सिस्टम के भीतर सामान्य व्यापार-बंद पीएच मान है।

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अंजीर 8.3 विभिन्न सिस्टम घटकों के साथ-साथ प्रक्रिया के पानी के लगभग पीएच। '~' ने एक सन्निकटन का संकेत दिया

पीएच के संबंध में, चित्र 8.3 संबंधित प्रक्रिया के अनुमानित पीएच मान दिखाता है पानी एक बहु-लूप एक्वापोनिक्स सिस्टम में बहता है (उदाहरण के लिए चित्र 8.1 सी में प्रस्तुत किया गया है)। चित्रा 8.3 Goddek एट अल द्वारा प्रस्तावित एनारोबिक रिएक्टरों के आधार पर पूरी तरह से सिस्टम के प्रदर्शन पर खनिज रिएक्टरों के प्रभाव को भी दिखाता है। (2018)। इस तरह की एक प्रणाली चैप में चर्चा वैकल्पिक तरीकों के साथ, कीचड़ के इलाज के लिए केवल एक संभावित समाधान का प्रतिनिधित्व करती है। 10। आरएएस सबसिस्टम से बहने वाली प्रक्रिया के पीएच में कमी के रूप में चित्र में दिखाया गया है। 8.3 पोषक तत्व एकाग्रता लूप में अम्लीकरण को दर्शाता है (यानी demineralized पानी 7 का पीएच है)। इस प्रकार, प्रवाह में आरएएस आउटलेट की तुलना में कम पीएच होता है, जो पौधों के इष्टतम विकास की स्थिति के लिए पीएच को समायोजित करने की आवश्यकता को कम करता है।

** तालिका 8.1** मछली और पौधों के लिए इष्टतम विकास की स्थिति का अवलोकन और कीचड़ पोषक तत्व रीसाइक्लिंग उपचार के लिए पसंदीदा परिचालन स्थितियों

तालिका थैड tr वर्ग = “हेडर” Thsubsystem/वें Thspecies/ फ़ंक्शन/वें THPH/वें Thतापमान (C) /वें ThnitRate (नोसुब 3/सब) (मिलीग्राम/एल) /वें /tr /thead tbody tr वर्ग = “अजीब” टीडी रोस्पान = “2"जलीय कृषि प्रणाली (आरएएस) /टीडी को पुन: परिचालित करना टीडियोरोक्रोमिस नीलोटिकस/आई (नील तिलापिया) /टीडी टीडी 7-9 (रॉस 2000) /टीडी टीडी 27-30 (एल-सैयद 2006) /टीडी td<100—200 (डाल्सगार्ड एट अल। 2013) /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि TdionCorhynchus mykiss/i (इंद्रधनुष ट्राउट) /टीडी टीडी 6.5-8.5 (एफएओ 2005) /टीडी टीडी 15 (कोघलान और रिंगलर 2005) /टीडी td<40 (डेविडसन एट अल। 2011; श्रेडर एट अल 2013) /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी रोस्पान = “2"हाइड्रोपोनिक/टीडी Tdilactuca sativa/i (सलाद पत्ता) /टीडी टीडी 5.5-6.5 (रेश 2012) /टीडी टीडी 21—25 (रेश 2012) /टीडी टीडी 730 (रेश 2012) /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीलीकोपर्सिकॉन एस्क्यूलेंटम (टमाटर) /टीडी td6.3—6.5 (रेश 2002) /टीडी टीडी 18-24 (रेश 2002) /टीडी टीडी 666 (सोननेवेल और वूग 2009) /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी रोस्पान = “2"एनारोबिक रिएक्टर/टीडी टीडीमेथेनोजेनेसिस/टीडी td6.8-7-4 (डे लेमोस चेर्निचारो 2007) /टीडी टीडी 30-35 (अल्वारेज़ और लिडन 2008; डी लेमोस चेर्निचारो 2007) /टीडी टीडी—/टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि TDSludge जुटा/टीडी td4.0 (जंग और लोविट 2011) /टीडी टीडीएन/ए/टीडी टीडी—/टीडी /tr /टीबीओडी /तालिका दो-चरण रिएक्टर सिस्टम निम्नानुसार काम करता है:

  • पहले चरण में (मीथेनोजेनेसिस के लिए इष्टतम स्थितियां प्रदान करने के लिए लगभग 7 पीएच; तालिका 8.1), उच्च स्तर के मीथेन उत्पादन (यानी कार्बन हटाने) को बनाए रखने के लिए कार्बनिक पदार्थ टूट गया है। मिर्ज़ोयन और सकल (2013) ने लगभग 90% की कुल निलंबित ठोस कमी की सूचना दी, अपफ्लो एनारोबिक कीचड़ कंबल रिएक्टर प्रौद्योगिकी का उपयोग कर। इसका लाभ यह है कि (1) बायोगैस को नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत के रूप में काटा जाता है और दूसरे चरण में (2) कम वीएफए तैयार किए जाते हैं। दूसरे चरण के भीतर कीचड़ (जैसे कैल्शियम फॉस्फेट एकत्रीकरण) में संचित पोषक तत्वों को हटाने से पहले, पहले चरण में कीचड़ अवधारण समय कई महीनों होना चाहिए।

  • _दूसरे चरण में, निलंबित ठोस पदार्थों में पोषक तत्व प्रभावी रूप से जुटाए जाते हैं और पौधे के तेज के लिए उपलब्ध हो जाते हैं। यह जुटाना कम-पीएच वातावरण (गोडडेक एट अल। 2018; जंग और लोविट 2011) में सबसे प्रभावी है। एक बार अम्लीय रिएक्टरों का पीएच कम हो जाने के बाद, यह आमतौर पर स्थिर रहता है; इस प्रकार हाइड्रोपोनिक इकाई में कम पीएच विनियमन की आवश्यकता होती है।

पोषक तत्वों में समृद्ध पदार्थों को मापा कुल निलंबित ठोस और वीएफए की मात्रा के आधार पर कुछ पोस्ट-उपचार की आवश्यकता हो सकती है। हालांकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि अमोनिया पौधों के विकास को प्रोत्साहित कर सकता है, उदाहरण के लिए पत्तेदार साग, जब यह कुल नाइट्रोजन एकाग्रता का 5- 25% (जोन्स 2005) के लिए खाते हैं। हालांकि, टमाटर या मिठाई मिर्च जैसे फल सब्जियां पोषक तत्व समाधान में अमोनिया के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील होती हैं। उन प्रकार की फसलों को बढ़ाने वाली प्रणालियों में एक एरोबिक पोस्ट-फ्लुएंट उपचार या एक अच्छी तरह से वायुकृत हाइड्रोपोनिक्स सिंप की आवश्यकता होगी।

8.2.1 पानी और पोषक तत्व प्रवाह निर्धारित करना

सिस्टम आकार (संप्रदाय 8.4) के लिए, रिएक्टर (एस) के माध्यम से आरएएस सिस्टम से बहने वाले पानी की मात्रा हाइड्रोपोनिक्स इकाई (क्यूसबमिन/सब) को ज्ञात करने की आवश्यकता है (ईक 8.1):

$ Q_ {MIN} (किग्रा/दिन) =\ frac {n_ {फ़ीड}\ बार k_ {कीचड़}} {\ pi_ {कीचड़}} $ (8.1)

जहां nsubfeed/उप किलो में मछली फ़ीड की मात्रा है, ksubsludge/उप कीचड़ के रूप में समाप्त होने वाली मछली फ़ीड का अनुपात गुणांक है, और πsubsludge/उप खनिज पाश में प्रवेश कीचड़ जल प्रवाह में कुल ठोस (यानी कीचड़) का अनुपात है।

कीचड़ एकाग्रता biorecators से पहले एक गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण डिवाइस जोड़कर बढ़ाया जा सकता है, वापस आरएएस प्रणाली के लिए 'स्पष्ट' supernatant निर्देशन। इस सूत्र का उपयोग हाइड्रोलिक प्रतिधारण समय के आधार पर रिएक्टर को आकार देने के लिए इनपुट प्राप्त करने के लिए भी किया जा सकता है (चैप 10)। मछली फ़ीड के 20 और 40% के बीच रास-व्युत्पन्न कीचड़ (Timmons और Ebeling 2013) में कुल निलंबित ठोस के रूप में समाप्त होता है। उदाहरण के तौर पर, यह पाया गया है कि टिलिपिया कीचड़ में लगभग 55% पोषक तत्व होते हैं जो फ़ीड के माध्यम से सिस्टम में जोड़े गए थे (नेटो और ओस्ट्रेंस्की 2013; यवज़कन यिल्डिज़ एट अल। 2017) जो फसल विकास के लिए एक मूल्यवान संसाधन का प्रतिनिधित्व करता है।

खनिज प्रक्रिया के माध्यम से पुनर्प्राप्त किए जा सकने वाले मुख्य पोषक तत्व एन और पी पी के रूप में हैं (कीचड़ के प्रमुख घटकों में से एक) लागत और फसल उत्पादन की उपलब्धता के मामले में सबसे मूल्यवान मैक्रोन्यूट्रिएंट है, यह एक्वापोनिक सिस्टम में अनुकूलित होने वाला पहला तत्व होना चाहिए।

खनिज लूप की खनिज दर की गणना निम्नानुसार की जाती है:

$ खनिज (ग्राम/दिन) = (n_ {फ़ीड}\ बार 1000) π_ {फ़ीड}\ बार π_ {कीचड़}\ बार _ {मिनट} $ (8.2)

जहां nsubfeed/sub सिस्टम (किग्रा में) में फ़ीड इनपुट है; πsubfeed/subis फ़ीड फॉर्मूलेशन में पोषक तत्व का अनुपात; πsubsludge/subis कीचड़ में समाप्त होने वाले एक विशिष्ट फीड-व्युत्पन्न तत्व का अनुपात; और submin/subis रिएक्टर सिस्टम की खनिजीकरण और जुटाने दक्षता ।

अंतिम चरण खनिज लूप के प्रवाह में संबंधित तत्व की एकाग्रता निर्धारित करना होगा:

$ पोषक तत्व\ एकाग्रता\ (मिलीग्राम/एल) =\ frac {खनिज\ बार 1000} {Q_ {MIN}} $ (8.3)

** उदाहरण 8.1**

हमारी आरएएस प्रणाली प्रति दिन 10 किलो मछली फ़ीड से खिलाया जाता है। हम मानते हैं कि खिलाया फ़ीड का 25% कीचड़ के रूप में समाप्त होता है। हमारी प्रणाली में, हम कीचड़ को 1% शुष्क पदार्थ पर ध्यान केंद्रित करने के लिए रेडियल फ्लो सेटलर (आरएफएस) का उपयोग करते हैं। नतीजतन, खनिज लूप के माध्यम से आरएएस से एचपी तक प्रवाह की गणना निम्नानुसार की जाती है:

$ Q_ {MIN}\ (किग्रा/दिन) =\ frac {10kg\ बार\ 0.25} {0.01} =250\ लगभग 250 किग्रा/दिन $

हम पी हमारे फ़ीड की सामग्री (ज्यादातर मामलों में फ़ीड निर्माता द्वारा प्रदान की) पर हमारे सिस्टम आकार का फैसला 1.5% और 55% कीचड़ (नेटो और Ostrensky 2013) में समाप्त होता है। हम मानते हैं कि हमारे रिएक्टर इस तत्व के लिए 90% की खनिज दक्षता प्राप्त करते हैं। इसलिए, पी के ग्राम प्रत्येक दिन हाइड्रोपोनिक्स इकाई में स्थानांतरित किए जा सकते हैं:

$ खनिज\ (ग्राम/दिन) = (10 किग्रा\ बार 1000)\ बार 0.55\ बार 0.015\ बार 0.9 = 74.25$

फलस्वरूप में प्रवाह की एकाग्रता:

$ पोषक तत्व\ एकाग्रता\ (मिलीग्राम/एल) =\ frac {74,25g\ बार 1000} {250L} =297\ मिलीग्राम/एल $

उपरोक्त उदाहरण बॉक्स में प्रवाह में पी की यह एकाग्रता अधिकांश हाइड्रोपोनिक्स पोषक तत्वों के समाधानों की तुलना में लगभग छह गुना अधिक है। (2018) का शोध इस सैद्धांतिक संख्या को कम करता है, और वे रिपोर्ट करते हैं कि उनके आरएएस कीचड़ में क्रमशः दो स्वतंत्र प्रणालियों के लिए 150 और 200 मिलीग्राम/एल पी शामिल हैं (1% टीएसएस कीचड़), मछली फ़ीड पी सामग्री 0.83% के साथ उत्तरार्द्ध (200 मिलीग्राम/एल) के लिए सूखी पदार्थ फ़ीड।


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