Автори: Ze Zhu, Amit Gross, Uri Yogev
Аквапоніка (інтеграція аквакультури та гідропоніки) набуває все більшого інтересу для зміцнення продовольчої безпеки (FAO, 2022), причому найпоширенішими її типами є роз’єднані (DAP) та з’єднані (CAP) системи (Baganz et al., 2021). Однак кілька обмежень, включаючи попит на ресурси та енергію, дисбаланс поживних речовин та управління відходами, обмежують їх широке застосування (Palm et al., 2023). Ефективна обробка рибного мулу та рослинних відходів на місці як відновлюваних ресурсів для повторного використання поживних речовин (наприклад, азоту та фосфору), відновлення енергії та повторного використання води є перспективним рішенням (Zhu et al., 2023, 2022), що зосереджується на вуглецевому циклі та відновленні енергії, яке було досягнуто завдяки додаванню анаеробної обробки потоків твердих відходів на місці. Після стабілізаційного етапу за системою ретельно спостерігали протягом чотирьох місяців. Вода для резервуару з рибами рециркулювала через реактори для твердих відходів та нітрифікації, з яких 66% було рециркульовано до рибного резервуару безпосередньо, а 34% – опосередковано через рослини, що вирощуються на гідропоніці. Рибні тверді відходи піддавалися анаеробній обробці, енергія відновлювалася, а багата поживними речовинами надосадова рідина поверталася на заводи для підвищення продуктивності. Рослинні відходи також перероблялися анаеробним способом для подальшого відновлення енергії та поживних речовин. Щільність зариблення становила 15,3 і з часом досягла приблизно 40 кг/м3, де її підтримували. Корм (45% вмісту протеїну. Zhu et al. (2021) продемонстрували, що відходи аквапоніки можна ефективно переробляти за допомогою анаеробного зброджування (AD). Ми дослідили баланси поживних речовин, води та енергії в DAP, CAP та новій автономній системі аквапоніки з нульовим скиданням з UASB (CAP-AD). Ми також оцінили ефективність рекуперації поживних речовин з UASB для підвищення врожайності та ефективності використання ресурсів. Експерименти проводилися в пустельній аквапонічній установці в теплиці з RAS і прилеглій теплиці-з гідропонікою глибоководних культур в Університеті Бен-Гуріона в Негеві, Ізраїль. Соми (Clarias gariepinus) були зарибнені з щільністю ~50 кг/м3 при щоденному годуванні 2% від загальної біомаси зариблення. Розсаду салату (Lactuca sativa cv. Noga) висаджували на плавучі плоти гідропоніки. Після стабілізаційного етапу за системою ретельно спостерігали протягом чотирьох місяців. Було розроблено модель «витрати-випуск» для підтримки балансів для трьох систем аквапоніки (Zhu, 2023). Усі системи продемонстрували хороші показники у виробництві рибної та овочевої продукції. Типові показники риби, що спостерігались, це виживання >97% і коефіцієнти конверсії корму від 1,21 до 1,33. Крім того, 33% загального вхідного азоту та 37% фосфору було вилучено з рибного мулу за допомогою AD, що забезпечило високу загальну ефективність використання поживних речовин – 76% азоту та 80% фосфору. Нова система також продемонструвала в 1,6 рази вищу продуктивність рослин, в 2,1 рази менше використання води та на 16% менше споживання енергії на кілограм корму порівняно з (традиційними) системами DAP та CAP. Виробництво біогазу становило 0,84 м3/кг для рибного мулу та 0,67 м3/кг для сухого рослинного матеріалу, що забезпечувало близько 84% потреби в енергії для його роботи. Поглинання CO2 було в 1,4 рази вищим за поглинання вуглецю з корму, що дозволило зменшити вуглецевий слід системи на 64%. Поєднання анаеробного зброджування з аквапонікою має значний потенціал для підвищення ефективності системи та просування циркулярної економіки шляхом переробки та повторного використання потоків відходів, особливо в посушливих зонах.
Повний збірник тез AQUA2024 ABSTRACRS
