CEA akuaponik — yükler, sistem kapasitesi, izolasyon ve iyileşme

Katı madde tutmayı azot ve fosfor yükünden ayırın

Bulanık suyu ve çözünmüş nitratı tek bir yük olarak adlandırmayın

Önceki kılavuz balık tankı, biyofiltre ve bitki gözlemlerini birbirinden ayırmıştı. Bu kılavuz ise balık katı maddelerini çözünmüş azot ve fosfordan ayırır. Cornell, akuaponiği balık tankları, katı madde toplama, bitki alanları ve dönüş dolaşımından geçen bir yol olarak tanımlar. Cornell Small Farms

Katı madde tutma, parçacık halinde çıkanı ve daha sonra mineralize olanı değiştirir. Çözünmüş azot, nitrifikasyon ve bitki alımından geçer. Fosfor katı maddelerde yoğunlaşabilir ve bir azot denkleminden çıkarım yoluyla tahmin edilmemelidir.

Dört yolu ayrı kayıt defterlerinde tutun

Filtre girişini ve çıkışını birlikte ölçün. Tutulan katı maddelerin atılması, ayrı olarak mineralize edilmesi veya bitkilere geri döndürülmesi, akış aşağısındaki yükü değiştirir.

Sentetik bir yük hesaplayın

Yemden günlük 10 g azot ve 1.2 g fosfor girdisi olduğunu varsayın. Katı madde tutma 3 g N ve 0.8 g P'yi uzaklaştırır; bitkiler 4 g çözünmüş N ve 0.2 g P alır. Kalanlar 3 g N ve 0.2 g P'dir.

inputs = {"N": 10.0, "P": 1.2}
solids = {"N": 3.0, "P": 0.8}
plants = {"N": 4.0, "P": 0.2}
residual = {k: inputs[k] - solids[k] - plants[k] for k in inputs}
print(residual)

Çıktı {'N': 3.0, 'P': 0.2}'dir. Kalanlar nitrifikasyonu, tank depolamasını, başka deşarjları ve ölçüm hatasını içerebilir; bunlar bitki alımı ya da güvenli bir yükleme sınırı değildir.

Tutulan katı maddenin varış noktasını kaydedin

Katı maddeleri başka bir kaba taşımak besin maddelerini ortadan kaldırmaz. Su içeriğini, depolama süresini, arıtmayı ve malzemenin geri döndürülüp döndürülmediğini, kompostlanıp kompostlanmadığını ya da atılıp atılmadığını kaydedin. Arıtılmış sıvı geri döndürülüyorsa, hem besin maddesi hem de sanitasyon kayıt defterlerinde yeni bir parti kaydedin.

Azot oranını varsayarak fosforu veya iz elementleri yeniden doldurmayın. Yem, balık, ortam, bitki biyokütlesi ve deşarj sınırlarını ayırın ve açıklanamayan kalanları zorla sıfıra indirmeyin.

Kapsam

Bu kılavuz katı madde, azot ve fosfor muhasebesi sınırlarını kapsar. Yem bileşimi, filtre tasarımı, mineralizasyon kinetiği, tür sınırları, patojenler ve gıda salım kararları kapsam dışında kalır. Sırada, su kalitesi yükünü balık ve bitki kapasitesine bağlayan tasarım değişkenleri var.

Su kalitesi yükünü balık ve bitki kapasitesine bağlayın

Tek bir balık-bitki oranı bir sistem tasarımı değildir

Önceki kılavuz katı madde, azot ve fosfor yüklerini birbirinden ayırmıştı. Bu kılavuz ise bu yükleri balık tankı, biyofiltre ve bitki kapasitesine bağlar. Oklahoma State University, katı madde giderimini, biyofiltrasyonu ve hidroponik birimi ayrı bileşenler olarak ele alır ve boyutlandırdıktan sonra kapasite eklemeyi önerir.SRAC akuaponik kılavuzu

Bitkiler ve balıklar arasındaki ilişki türe, büyüme aşamasına, besleme oranına, filtrasyona, akışa ve hasat döngüsüne göre değişir. Sabit bir oranı bir güvenlik sınırına veya performans garantisine dönüştürmeyin. Yükü ve kapasiteyi aynı günlük zaman penceresi üzerinden karşılaştırın.

Beş tasarım tablosunu tutun

Balık biyokütlesini yem girdisinin yerine kullanmayın. Balıklar yavru aşamasından hasat aşamasına geçerken, sayı aynı kalsa bile yem ve atık zaman serileri değişir. Yeni dikilen ve hasada hazır bitki alanlarını ayrı aşamalar olarak kaydedin.

Sentetik bir günlük yükü kapasiteye atayın

100 g günlük yem, 10 g azot yükü, katı madde yolunda 3 g azot ve 4 g bitki alımı hedefi olduğunu varsayın. Kalan, biyofiltre işlemesi, tank depolaması, deşarj ve ölçüm hatası dahil olmak üzere 3 g'dır. Bu kalanı sıfıra zorlamak için bitki alanını artırmayın; bir sonraki kapasite sütunlarına atayın.

load = {"feed_g": 100.0, "N_g": 10.0}
paths = {"solids_N_g": 3.0, "plant_target_N_g": 4.0,
         "biofilter_or_other_N_g": 3.0}
assert sum(paths.values()) == load["N_g"]
capacity = {"fish_tank_feed_g": 120.0,
            "biofilter_N_g": 3.5,
            "plant_target_N_g": 5.0}
headroom = {"feed_g": capacity["fish_tank_feed_g"] - load["feed_g"],
            "biofilter_N_g": capacity["biofilter_N_g"] - paths["biofilter_or_other_N_g"],
            "plant_N_g": capacity["plant_target_N_g"] - paths["plant_target_N_g"]}
print(headroom)

Çıktı {'feed_g': 20.0, 'biofilter_N_g': 0.5, 'plant_N_g': 1.0}'dir. Bunlar sentetik kapasite farklarıdır; tür sınırları, gıda güvenliği sonuçları veya patojen kontrolleri değildir. Balık tankının, biyofiltrenin, bitki biriminin veya pompanın ilk kısıt haline gelip gelmediğini belirlemek için en küçük boşluk payını kullanın.

Zaman pencerelerini ve kesinti sınırlarını tutun

Günlük ortalamalar, besleme sonrası zirveleri, gece oksijen düşüşünü, pompa duruşlarını ve temizlik sırasında filtre baypasını gizleyebilir. Besleme zamanını, örnekleme zamanını, akışı, DO'yu, amonyağı, nitriti, nitratı ve katı madde durumunu kaydedin. Kesinti sırasında bitki alanının sistemi güvenli kıldığını varsaymayın; balık tankı, biyofiltre ve bitki iyileşme adımlarını ayrı tutun.

Kapsam

Bu kılavuz, yükü kapasiteye bağlamak için değişkenleri, zaman pencerelerini ve boşluk payını kapsar. Tür eşikleri, donanım filtre tasarımı, yem bileşimi, sıvı hesaplamaları ve gıda salım kararları kapsam dışında kalır. Sırada, balık, mikrop ve bitki gözlemlerinden tasarım tablosuna yönelik işletme güncellemeleri var.

Gözlemlerden yük ve kapasite tablolarını güncelleyin

Gözlemleri tek bir sağlık puanında birleştirmeyin

Önceki kılavuz yem, biyokütle, katı maddeler, biyofiltrasyon, bitki alanı ve akışı kapasite tablolarına ayırmıştı. Bu kılavuz ise bu tabloları balık, mikrop ve bitki gözlemlerinden günceller. Oklahoma State University, balıkları, bakterileri ve bitkileri ayrı ayrı kontrol ederken amonyağı, nitriti, nitratı, pH'yı, sıcaklığı ve çözünmüş oksijeni izlemeyi anlatır. Nitrifikasyon ve Bakım

Zaman damgalı bir anlık görüntü ölçümleri gruplandırabilir, ancak anlamlarını birleştirmemelidir. Düşük balık tankı DO'su, yükselen biyofiltre nitriti ve azalan bitki alımının farklı sınırları ve tepkileri vardır.

Her anlık görüntüde beş sınırı tutun

Her satıra observed_at, örnekleme konumu, birim, yöntem ve eksik veri nedeni ekleyin. Eksik veri, önceki satırdan kopyalanan yeni bir ölçüm değil, bir review durumu haline gelmelidir.

Sentetik verilerle bir boşluk payı değişimi hesaplayın

Sabah ve akşam gözlemlerini önceki kapasite tablosuna karşı yerleştirin. Burada yem, biyofiltre azotu ve bitki alımı boşluk payını hesaplıyoruz.

capacity = {"feed_g": 120.0, "biofilter_N_g": 3.5, "plant_N_g": 5.0}
morning = {"feed_g": 100.0, "biofilter_N_g": 3.0, "plant_N_g": 4.0}
evening = {"feed_g": 108.0, "biofilter_N_g": 3.2, "plant_N_g": 4.4}
headroom = {
    slot: {k: capacity[k] - obs[k] for k in capacity}
    for slot, obs in [("morning", morning), ("evening", evening)]
}
delta = {k: headroom["evening"][k] - headroom["morning"][k] for k in capacity}
print(headroom)
print(delta)

Sabah boşluk payı {'feed_g': 20.0, 'biofilter_N_g': 0.5, 'plant_N_g': 1.0}'dir; akşam {'feed_g': 12.0, 'biofilter_N_g': 0.3, 'plant_N_g': 0.6}'dır; değişim {'feed_g': -8.0, 'biofilter_N_g': -0.2, 'plant_N_g': -0.4}'tür. Negatif bir değişim, kalan boşluk payının azaldığı anlamına gelir. Yemi veya akışı otomatik olarak değiştirme talimatı değildir.

Güncellemeleri durdurma durumlarından ayırın

normal, watch, hold ve isolate gibi durumlar tanımlayın. watch, tekrar örnekleme veya sensör incelemesi talep eder. hold, yeni besleme, transfer veya yeniden tanıtımı durdurur. isolate, bir parti veya bölgeyi ayırır. Durumu kimin serbest bırakabileceğini ve hangi gözlemin gerektiğini kaydedin.

Sensör eksikliği, kalibrasyon yaşı ve değişen bir örnekleme konumu, su kalitesi değerinden ayrı kalite bayraklarıdır. Anormal bir değeri bir ortalamayla gizlemeyin veya başka bir bölgeden bir değerle değiştirmeyin.

Kapsam

Bu kılavuz, gözlem anlık görüntülerini, boşluk payı güncellemelerini ve durum geçişi kayıtlarını kapsar. Tür eşikleri, sensör kalibrasyonu, patojen kararları, gıda salımı ve donanım otomasyonu kapsam dışında kalır. Sırada, gözlem geçmişinden bölge ve parti düzeyinde izolasyon ve iyileşme kayıtları var.

Bölge izolasyonu ve aşamalı iyileşme kayıtları

Yeniden başlatılan bir bölge yine de bekletilen partiler içerebilir

Gözlem güncelleme kılavuzunu takiben, bir olayı izolasyon ve iyileşme kayıtlarına bağlayın. Bir bölge ekipmanı ve su bağlantılarını tanımlar; bir parti ise bir balık kohortunu, bitki üretimini veya hasat partisini ya da toplanan suyu tanımlar. Bölge akışını geri yüklemek, ilişkili her partiyi serbest bırakmaz.

Oklahoma State University, balıklar, bakteriler ve bitkiler için amonyak, nitrit, nitrat, pH, sıcaklık ve çözünmüş oksijenin izlenmesini anlatır. Bkz. Nitrifikasyon ve Bakım. Aşağıdaki kayıt tasarımı, bu izleme ihtiyaçlarından yararlanan özgün bir örnektir; söz konusu üniversite tarafından öngörülen bir iyileşme prosedürü değildir.

Tespitten önceki bağlantıları yeniden kurun

Tespit zamanını, inceleme altındaki dönemden ayrı kaydedin. Önceki geçerli gözlemden bu yana paylaşılan tanklar, balık transferleri ve bitki sulaması yoluyla suyu inceleyin. Eksik dönemleri, temas olmadığını kaydetmek yerine çözümlenmemiş olarak işaretleyin.

Parti soy kütüğü, kökenleri incelemeye yardımcı olur. Şüpheli W-01'den varış noktalarını incelemek için, önce çocuklarını ve torunlarını, ardından sonraki temaslarını takip edin. Mevcut tesisat şeması, bir vana kapanmadan önce yapılan transferleri yeniden oluşturamaz.

İzolasyon sırasında yaşam desteğini koruyun

Paylaşılan bir döngünün bağlantısını kesmek, balık tanklarındaki ve biyofiltrelerdeki su ve oksijen koşullarını değiştirir. Her bölge yolunu, sürdürülen havalandırma ve dolaşım, alternatif yollar ve güç kaybı için saha prosedürlerine bağlayın. Bağlantısı kesilen bitki bölgeleri için de sulama ve drenaj varış noktalarını kaydedin.

isolation_requested'ı isolation_verified'dan ayrı tutun. Bir vana kapatma komutu, baypaslar ve geri akış dahil, fiziksel ayrımı kanıtlamaz. İzolasyonun kullanılamaz hale getirdiği herhangi bir biyofiltre kapasitesini veya bitki alanını kaldırdıktan sonra kapasite tablosunu yeniden değerlendirin.

İyileşme, belirtilen bir yükte gözlem gerektirir

İyileşme incelemesini düzeltici çalışmaya, doğrulanmış ekipman yollarına, gözlem kalitesine, önerilen yük altındaki tepkiye ve sorumlu incelemecinin kararına bağlayın. Gözlem dönemlerini ve kabul edilebilir aralıkları tür, ekipman ve işletme koşulları için ayrı ayrı tanımlayın. Yüksüz durumda iyileşen su kalitesi, önceki besleme yükü için kapasiteyi kanıtlamaz.

Örneğin, bölge A saat 10:00'da sınırlı yeniden başlatma onayı alırken, 08:40'ta aktarılan W-01 ve onun karışık çocuğu W-02 hold durumunda kalabilir. Anormallik saat 11:00'de tekrar ederse, aynı olay kimliği altında yeni bir kayıt ekleyin, sınırlı yeniden başlatmayı iptal edin ve yeniden bağlantı sırasında temas edilen partileri inceleyin. Önceki normal gözlemleri ve bekletme geçmişini koruyun.

Bir iyileşme kaydı oluşturun

Sentetik olay INC-01 için, bölge A'nın sınırlı yeniden başlatması ve W-02'nin devam eden bekletmesi için ayrı satırlar oluşturun. event_id, object_type, object_id, previous_state, new_state, effective_at, recorded_at, evidence_ids, reviewer ve next_review_at dahil edin. Geç girişlerin oluş sırasına göre yeniden oluşturulabilmesi için saat dilimi bilgili zamanlar kullanın.

Üç şeyi kontrol edin: W-02, W-01'e kadar izlenebilir mi; bölge yeniden başlatma onayı su partisi salımından ayrı tutuluyor mu; ve olay tekrarladığında 10:00'dan sonraki temaslar eklenebiliyor mu? Eksik kanıt ve çözümlenmemiş incelemeler görünür şekilde eksik kalmalıdır.

Kapsam ve sonraki adım

Bu kılavuz, olayları, bağlantıları, partileri ve iyileşme kararlarını birbirine bağlayan kayıtlar tasarlar. Ekipman izolasyonunu, tür sınırlarını, patojen testlerini, arıtma koşullarını veya gıda salımını doğrulamaz. Giriş niteliğindeki akuaponik dizisi artık kontrollü mantar yetiştiriciliğinde fungal biyoloji, alt tabakalar ve büyüme aşamalarına yönelir; buradaki varsayımlar fotosentetik bitki modellerinden ayrı olarak geliştirilmelidir.