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第八章分离水联系统

1. 8.1 导言

   Original publication 2019 · 首次发布于 FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   正如第 [5] 章（/社区/文章/第二部分特定的水壶技术）和 7所讨论的那样，单环水壶系统研究得很好，但这些系统的整体效率不佳（Goddek 等人，2016 年和 Kedman）。 随着水生产逐步扩大到工业一级的生产，人们强调提高这种系统的经济可行性。 在收获产量方面优化产量的最佳机会之一是通过在水生系统中解开组件，以确保鱼类和植物的最佳生长条件。 分离系统与耦合系统失眠不同，因为它们将水产养殖单元和水培单元的水和养分循环相互分离，从而对两个系统中的水化学进行控制。 图 8.1 提供了传统耦合系统 (A)、解耦双环系统 (B) 和解耦多环系统 (C) 的示意图概述。 然而，由于分离的水生系统需要更多的基础设施，在经济上是否比较传统的系统具有优势，存在着相当大的争论。 为了回答这个问题，有必要考虑不同的系统设计，以查明它们的长处和弱点。

   如图 8.1a 所示，耦合单循环水生养系统的概念可视为所有水生养殖系统的传统基础，其中水在水产养殖单位和水培单位之间自由循环，同时排出养分中心污泥。 这种系统的主要缺点之一是，有必要在两个子系统的饲养条件中就 pH 值、温度和营养浓度作出权衡（表 8.1）。

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   ** 图 8.1** 水生系统的演变。 (a) 显示了传统的单环水生系统, (b) 一个简单的分耦水生系统, (c) 一个分离的多环水生系统. 蓝色字体代表水输入、输出和流量，红色代表废弃物

   相比之下，分离或双环水养殖系统将水产养殖和水产养殖单元彼此分离（图 8.1b）。 在这方面，水培单元的大小是一个关键方面，因为理想情况下，它需要直接或通过污泥矿化（例如，从污泥中提取养分并以可溶性形式提供给植物）吸收鱼类单位提供的营养物质。 事实上，植物面积大小和环境条件（例如表面、叶面指数、相对湿度、太阳辐射等）都决定了可蒸发的水量，并且是决定 RAS 水替代率的主要因素。 因此，从 RAS 送到水培单元的水由清洁水取代，从而降低营养浓度，从而提高水质 (Monsees 等人, 2017a, b)。 可替换的水量取决于植物的蒸发蒸散速率，而植物受净辐射、温度、风速、相对湿度和作物种类的控制。 值得注意的是，存在季节性依赖性，在温暖、阳光较强的季节，更多的水蒸发，这也是植物生长率最高的时候。 Goddek 等人（2015 年）和 Kloas 等人（2015 年）提出了这种方法，作为改进单环系统设计和更好地利用能力以确保最佳植物生长性能的一种方法。 除其他外，德国柏林的 ECF_ 和荷兰海牙现已破产的城市农民采用了这一概念。

   尽管具有潜在优势，但采用分耦单环设计的初始实验仍然存在严重的缺点。 这是由于需要在水培循环中添加大量的额外营养素，因为从 RAS 流入水培循环的工艺水完全依赖于蒸发蒸散（Goddek 等人，2016 年；Kloas 等人，2015 年；Reyes Lastiri 等人，2016 年）。 当蒸发蒸散率较低时，营养素也会在 RAS 系统中积累，并且可能达到临界水平，因此需要定期从水中出血（Goddek 2017）。

   克服这些缺点需要实施额外的循环，以减少系统中产生的废弃物量（Goddek 和 Körner 2019）。 图 8.1c 概述了这种多循环系统，并加强了双循环方法 (8.1b)，在接下来的两个小章以及第 [10] 章 (社区/条款/第 10 章-有氧和厌氧治疗-水生-贫民窟-还原和矿化) 和 11:

   1. 利用两级厌氧反应器系统，有效的营养成分矿化和调集，减少通过鱼类污泥从系统中排出的养分

   2. 热蒸馏/海水淡化技术，将营养溶液集中在水培设备中，以减少对额外肥料的需求

   这种方法部分得到了各种水产生产商的采用，如西班牙公司 NerBreen（图 8.1）（戈德克和基斯曼 2018）以及肯尼亚内罗毕的 Kikaboni 农业风险有限公司（van Gorcum 等人，2019 年）（图 8.2）。

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   ** 图 8.2** 在 (1) 西班牙 (NerBreen) 和 (2) 肯尼亚 (基卡博尼农业风险有限公司) 现有多环系统的图片. 虽然 NerBreen 系统位于受控环境中，但 Kikaboni 系统使用的是半开放式薄膜隧道系统

   在经济优势方面（Goddek 和 Körner 2019；Delide 等人，2016 年），通过减少废物排放和改善各自的水生系统环路优化生长条件对植物和鱼类都具有固有的优势（Karimanzira 等人，2016 年；Kloas 等人，2015 年）营养回收和供应（戈德克和基斯曼 2018 年；卡里曼齐拉等人，2017 年；约盖夫等人，2016 年）。 在他们的工作中，德莱德等人（2016 年），戈德克和维默伦（2018 年），以及伍德考克（pers. Comm.) 表明，分离式水肺系统比其各自的单环水上乐器和水耕对照组具有更好的生长性能。 尽管如此，仍有各种问题需要解决，包括技术问题，例如系统扩展、参数优化以及不同区域情景下温室技术的工程选择。 在本章其余部分，我们将重点讨论当前的一些事态发展，以概述当前的挑战以及该领域的有希望的事态发展。

2. 8.2 矿化环

   Original publication 2019 · 首次发布于 FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   在 RAS 中，必须从系统中去除固体和营养丰富的污泥，以保持水质。 通过增加一个额外的污泥回收循环，累积的 RAS 废物可转化为溶解的营养物质，供植物再利用，而不是丢弃（Emerenciano 等人，2017 年）。 在生物反应器内，微生物可以将这些污泥分解为生物可利用的营养物质，随后可以输送到植物（Deleide 等人，2018 年；Goddek 等人，2018 年；Monsees 等人，2017a，b）。 许多单循环水生系统已经包括有氧（Rakocy 等人，2004 年）和厌氧（Yogev 等人，2016 年）消化器，用于转化被困在鱼类污泥中的营养物质，使它们能够用于植物。 然而，将这种系统集成到耦合单循环水生系统中有几个缺点：

   1. 如果将富含营养的废水排放到单循环系统，则仅将其排放到水培单元，则稀释系数要高得多。 有效地，营养物质通过进入接触大量的鱼饲养水稀释。

   2. 鱼类不必要地接触到矿化反应堆的废水；例如，厌氧反应堆的废水可能包括挥发性脂肪酸和氨，可能会对鱼类造成伤害；这种反应堆也是引入病原体的另一个来源。

   3. 当 RassLudge 保持在 pH 值为 4 时，大约 90% 被困在污泥中的营养物质可以回收（荣格和洛维特，2011 年）。 当使用 pH 值约为 7 的生物反应器时，这种低 pH 值是不可能的（Goddek 等人，2018 年），这是单环水生系统中通常的 pH 值平衡。

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   ** 图 8.3** 不同系统组件以及工艺用水中水的近似 pH 值。 '~' 表示近似

   关于 pH 值，图 8.3 显示了多循环水生系统中各自工艺水流量的近似 pH 值（如图 8.1c 所示）。 图 8.3 还显示了根据 Goddek 等人（2018 年）提出的厌氧反应堆，矿化反应堆对整个系统性能的影响。 这种制度只是处理污泥的一种可能的解决办法，第 [10] 章讨论了替代办法（社区/文章/第 10 章-有氧和厌氧处理-水喉-污泥-还原和矿化）。 从 RAS 子系统流入水培循环的过程水 pH 值下降，如图 8.3 所示，表明营养浓度循环中的酸化（即脱盐水的 pH 值为 7）。 因此，污水的 pH 值低于 RAS 出口，从而减少了调整 pH 值以实现最佳植物生长条件的需要。

   ** 表 8.1** 鱼类和植物的最佳生长条件和污泥养分回收处理的首选操作条件概览

   表 海神 tr 类 = "标题” 系统/th 物种/功能/th thphH/th 温度（摄氏度）/次 硝酸盐（硝酸盐/子）（毫克/升）/次 /tr /thead Tbody tr 类 = "奇数” td 罗斯潘 = "2" 再循环水产养殖系统 (RAS) /td 二氧化铬尼罗提库斯 /i（尼罗罗非鱼）/td Td7-9（罗斯 2000 年） Td27—30（埃尔赛义德，2006 年） td<100—200 (达尔斯加尔德等人，2013 年) /td /tr tr 类 = "偶数” /i（虹鳟鱼）/td (粮农组织 2005 年) TD15 (科格兰和林格勒 2005 年) /td td<40 (戴维森等人，2011 年；施拉德等人，2013 年) /td /tr tr 类 = "奇数” td 罗斯班 = "2" 水培 /TD /i (生菜) /td 第 5 至第 6.5 段（2012 年瑞典） Td21—25 (2012 年瑞士) Td730 (2012 年瑞士) /tr tr 类 = "偶数” TDLYOCH（西红柿）/td 第 6.3—6.5 号决议（2002 年修订） 第 18 至 24 段（2002 年重新开始） td666 (索内费尔德和沃格特 2009) /td /tr tr 类 = "奇数” td. 罗斯潘 = "2" 厌氧反应器 /td TD/甲基发生/TD TD6.8—7-4 (德莱莫斯切尔尼查洛 2007) /td TD30—35（阿尔瓦雷斯和利登 2008 年；德莱莫斯切尔尼查洛 2007 年）/td TD-/td /tr tr 类 = "偶数” TD化/td TD4.0（荣格和洛维特 2011 年）/td tdn/A/td TD-/td /tr /tbody /表格 两级反应堆系统的工作原理如下：

   -在第一阶段（pH 值约为 7，以便为甲烷生成提供最佳条件；表 8.1），对有机物进行细分，以维持高度的甲烷生产（即碳去除）。 Mirzoyan 和 Gross（2013 年）报告，采用上流厌氧污泥毯式反应器技术，悬浮固体总量减少了 90% 左右。 这样做的好处是：(1) 沼气作为可再生能源收获，(2) 在第二阶段产生的 VFA 减少。 第一阶段的污泥保留时间应为几个月，然后在第二阶段去除污泥中累积的营养物质（例如磷酸钙聚集）。

   -_ 在第二阶段 _，悬浮固体中的营养物质被有效地调动，并可用于植物摄取。 这种动员在低 pH 值环境中最有效（Goddek 等人，2018 年，荣格和洛维特 2011 年）。 一旦酸性反应器的 pH 值降低，它通常保持稳定；因此水培单元需要较少的 pH 调节。

   富含营养物质的废水可能需要进行一些后处理，具体取决于测量的悬浮固体和 VFAs 的总量。 然而，重要的是要记住氨可以刺激植物生长，例如绿叶蔬菜，当它占总氮浓度的 5—25%（琼斯，2005 年）。 然而，水果蔬菜，如西红柿或甜椒是特别敏感的氨在营养液中。 在种植这些类型作物的系统中，需要进行有氧废水后处理或充气充足的水培水槽。

   8.2.1 确定水和营养物流

   对于系统尺寸（第 8.4 节），需要知道从 RAS 系统通过反应堆流入水培装置（QSubmin/Sub）的水量（如下所示）：

   $Q_ {分钟}（公斤/天）=\ 碎片 {n_ {饲料}\ 次 k_ {污泥}} {\ pi_ {污泥}} $ (8.1)

   其中，nsubfeed /suba 是鱼饲料量（以公斤为单位），ksubslud/sub 是鱼饲料最终成为污泥的比例系数，而 πsubslud/sub 是进入矿化循环的污泥水流中总固体（即污泥）的比例。

   通过在生物反应器之前添加重力分离装置，将 “透明” 上清剂引回 RAS 系统，可以增加污泥浓度。 这一公式也可用于根据水力保持时间获得反应堆大小的投入（第 10 章）。 20 到 40% 的鱼饲料最终成为 RAS 衍生污泥中的总悬浮固体（蒂蒙斯和 Ebeling 2013 年）。 例如，已经发现罗非鱼污泥含有大约 55% 的营养物质通过饲料添加到系统中（Neto 和 Ostrensky 2013；Yavuzan Yildiz 等人，2017 年），这是作物生长的宝贵资源。

   可以通过矿化过程回收的主要营养物质是 N 和 P. 由于污泥的主要成分之一) 在作物生产的成本和可用性方面是最有价值的大量营养素，因此它应该是水生系统中优化的第一个元素。

   矿化循环的矿化率计算如下：

   美元矿化（克/天）=（n_ {饲料}\ 次 1000）π_ {饲料}\ 乘以 π_ {污泥}\ 乘以 _ {分钟} $ (8.2)

   其中 _n_subfeed /sub 是给系统的饲料输入（以千克为单位）；_π_subfeed/亚是饲料配方中营养物的比例；_π_subslud/ 子是特定饲料衍生元素最终在污泥中的比例；submin/亚是反应器系统的矿化和动化效率。

   最后一步是确定矿化循环废水中各自元素的浓度:

   美元营养成分\ 浓度\（毫克/升）=\ FRAC {矿化\ 次 1000} {Q_ {分钟}} $ (8.3)

   ** 示例 8.1**

   我们的 RAS 系统每天供应 10 公斤鱼饲料。 我们假设 25% 的美联储饲料最终成为污泥。 在我们的系统中，我们使用径向流沉淀器 (RFS) 将污泥浓缩到 1% 的干物质。 因此，通过矿化环路从 RAS 到 HP 的流量计算如下：

   $_ {最小值}\（公斤/天）=\ 碎片 {10 千克\ 次\ 0.25} {0.01} =250\ 约 250 公斤/天 $

   我们决定在 P 上调整我们的系统。我们饲料的 P 含量（在大多数情况下由饲料制造商提供）为 1.5%，其中 55% 最终进入污泥（Neto 和 Ostrensky 2013）。 我们假设我们的反应堆实现了 90% 的矿化效率。 因此，可以确定每天转移到水培单元的 P 克：

   美元矿化\（克/天）=（10 千克\ 乘以 1000）\ 乘以 0.55\ 乘以 0.015\ 倍 0.9 倍 = 74.25 美元

   污水的浓度因此：

   美元营养成分\ 浓度\（毫克/升）=\ 弗拉克 {74 25 克\ 倍 1000} {250 升} =297\ 毫克/立升

   上述示例框中污水中的 P 浓度大约高于大多数水培养营养液的六倍。 Goddek 等人（2018 年）的研究是这一理论数据的基础，他们报告说，两个独立体系的 RAS 污泥分别含有 150 和 200 毫克/升的 P（1% TSS 污泥），后者的干物质饲料中鱼饲料 P 含量为 0.83%（200 毫克/升）。

3. 8.3 蒸馏/海水淡化循环

   Original publication 2019 · 首次发布于 FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   在分离的水生系统中，从 RAS 到水耕单元的单向流动。 在实践中，植物采用 RAS 提供的水，然后再装上淡水（即自来水或雨水）。 RAS 装置的必要流出等于通过设备（并通过蒸馏装置）离开 HP 系统的水与从矿化反应堆进入水培装置的水之间的差值（如果系统包括一个反应器）（图 8.4）。 一个简化的总结是，从 RAS 到 HP 的长期水通量要求等于植物生物量中蒸发蒸散和植物储水所产生的作物用水量。

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   ** 图 8.4** 解耦水生系统中水通量和不同营养物浓度的方案，其中 Q，流量为 L；__，营养浓度（毫克/升）；RAS，再循环水产养殖系统；MIN，矿化反应器；DIS，蒸馏单位；X，未知/柔性流动参数

   然而，就质量平衡而言，需要更换通过植物离开水培系统的营养物质，以确保持续的平衡。 这就造成了一个困境，因为 RAS 中的最大可容忍营养素浓度远低于 HP 所需的水平。 因此, 低 RAS 营养浓度无法实现惠普的高营养流动 (分/次 $\ 次 $ _Q_Subras/Sub). 相反，如果没有蒸馏/海水淡化循环，RAS 中的营养浓度会增加，而水培系统中的营养浓度则会降低。 一种可能的补救办法是排出 RAS 水（从而也包括营养物质），以降低那里的营养浓度，并将肥料添加到水培养液中。 在环境和经济影响方面，这种解决方案不太令人满意，不符合闭环联合生产的目标。

   如图 8.3 所示，蒸馏装置的实施代表了解决这一困境的潜在解决方案。 这种蒸馏技术（例如热膜蒸馏）具有从水中分离溶解盐和营养物质的潜力（Shahzad 等人，2017 年；Subramani 和雅卡杰罗，2015 年）。 在多循环水生养系统的背景下，作为额外施肥和水流失的替代品，这种技术不仅可以为该系统提供淡水，而且可以达到相应子系统所需的营养浓度（Goddek 和 Keesman）2018 年）。

   对于这样一个蒸馏装置的实现（即大小），可以使用简单的质量平衡方程。 然而，其余系统必须事先确定大小（通过经验法则或通过质量平衡方程；见 Sect.8.5），因为进入系统的营养物质应与作物所占用的生物利用营养物质保持平衡（** 注意：_**分离系统的最佳点在于它的灵活性。 因此，人们也可以超大系统的水培部分，尽管这将需要使用更多的肥料）。 估计营养摄取量的最简单方法是假设营养物质被吸收/吸收与灌溉水中溶解离子大致相同（即没有特定元素的化学、生物或物理抗性）。 因此，为了保持平衡，作物吸收的所有营养物质都需要重新添加到水培系统（Eq. 8.4）。

   $\ phi_ {RAS} +\ phi_ {分钟}-\ phi_ {惠普} =0$ (8.4)

   其中 __Subras/Sub 是从 RAS 系统到水培系统的营养物流，__Submin/Sub 是从矿化单元到水培系统的养分流，__Subhp/Sub 是养分植物的吸收。 对于这个方程式，假定蒸馏系统的效率接近 100%。 因此，_Q_subdis/Sub 可以回到水培子系统。

   因此：

   $ (\ ho_ {HP}\ 次 Q_ {HP}) = (\ ho_ {RAS}\ 次 Q_ {RAS}) + (\ ho_ {最小}\ 乘 Q_ {分钟}) $ (8.5)

   其中 Q 是以 L 为单位的流量，是以毫克/升为单位的营养浓度。

   如上所述，从 RAS 到水培单元的流量是离开水培系统（即 QSubHP/Sub + QSubx/Sub）和生物反应器（QSubmin /Sub）的流入量之和之差，即 QSubHP/Sub = QSubx/Sub-QSubmin/Sub，这导致我们。方程：

   $ (\ rho _ {HP}\ 次 Q_ {HP}) = (\ rho _ {RAS}\ 次 Q_ {HP}) + (\ rho _ {RAS}\ 次 Q_ {X})-(\ ho_ {RAS}\ 次 Q_ {分钟}) + (\ 霍 _ 最小}\ 次 Q_ {分钟}) $ (8.6)

   目标变量是维持水培系统中营养浓度平衡所需的蒸馏流程 (QSubx/Sub)。 为此，通过以下步骤解决 QSubx/sub 的问题 8.6：

   $ (\ ho_ {RAS}\ 次 Q_ {X}) = (\ ho_ {HP}\ 次 Q_ {最小})-(\ ho_ {RAS}\ 次 Q_ {HP}) + (\ ho_ {RAS}\ 次 Q_ {最小}) $ (8.7)

   $Q_ {X} =\ FRAC {\ ho _ {HP}\ 次 Q_ {HP}}} {\ ho _ {RAS}}-\ fx {最小}\ 次 Q_ {\ ho}} {\ ho _ {RAS}}-Q_ {惠普} +Q_ {最小} $ (8.8)

   请注意，蒸馏流 QSubX/Sub 是高度动态的，取决于植物的蒸散速率，这与气候相关。 然而，动态结果可用于精馏装置的尺寸。 要计算蒸馏装置所需的流入量，可以使用以下公式：

   $Q_ {DIS} = Q_ {X}\ 次\ f2 {100} {\ ETA_ {DIS}} $ (8.9)

   其中 Q 是以 L 为单位的流量，其中所用设备的脱矿效率（以% 为单位）。

   因此，蒸馏技术可以大大减少多循环水生系统的水和环境（即肥料使用）足迹。 然而，在考虑其实施时，水生系统变得更加复杂。 尽管这种额外的循环对于小型系统来说可能没有任何意义，但它有可能将较大的商业系统提升到一个新的水平。 然而，人们必须考虑到，热蒸馏技术需要大量的热能，在任何地方都可能不合理。 全球太阳辐射水平高或地热能源较高的区域可能最适合采用这种技术。 因此，这种系统的经济可持续性也取决于地点。

   另一点需要注意的是蒸馏装置中的蒸馏水和盐水的高温。 根据环境条件和所使用的鱼类种类，热蒸馏水可用于加热 RAS 水；但是，盐水需要冷却后再重新进入 HP 子系统。

4. 8.4 规模多环路系统

   Original publication 2019 · 首次发布于 FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   确定水生养系统的大小需要平衡营养输入和输出。 在这里，我们基本上应用与调整单循环系统大小相同的原则。 然而，这种方法有点复杂，但将在一个例子的帮助下充分说明。

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   图 8.5 显示四环水生生物系统中的质量平衡方案；其中 msubfeed /suba 是通过饲料添加到系统中的溶解营养物质。 添加标签：QSubdis/Sub-QSubx/Sub 蒸馏物返回惠普; 用于进入反应堆的营养物质的 “污泥”

   图 8.5 显示了我们系统方法的质量平衡图。 在最佳情况下，系统只有一个输入和输出。 然而，在实践中，人们将不得不添加额外的营养物质到水培部分，以优化植物生长。 这一模型可用于对系统进行规模调整，例如，以磷为基础，这是一种不可再生资源（第 2 章）。 对系统的输入（msubfeed /sub）是鱼类以溶解形式排出的营养物的部分。 其余部分作为生物量积聚在鱼类中，或最终成为污泥（见上一节）。 输出是植物的营养吸收。 确定植物的营养吸收取取决于许多因素，而且非常复杂；粗略估计的最简单方法是考虑植物呼吸作为营养素吸收的主要驱动因素（Goddek 和 Körner 2019）。

   蒸发蒸散速率高度依赖于气候，直接或间接受到吸收的短波辐射、相对湿度、温度和 COSub2/Sub 浓度的影响。 由于多环系统的复杂性很高，我们假设植物位于气候控制的温室中，因此我们只需要将全球辐射视为决定吸收多少短波辐射的动态变量。 换句话说，我们首先需要确定有多少添加的营养成分可用于植物，然后确定植物实际占用了多少。

   8.4.1 馈送输入

   鱼饲料速率取决于系统中的总生物量和饲料转换率 (FCR)。 Timmons 和 Ebeling（2013 年）为确定不同鱼种的鱼类生长率提供了一种简单的方法。 但是，我们建议采用工业数据，以便更精确地确定生物量。 卢帕奇和基西尔 (1998) (Eq. 8.10) 提供了一个通用的生长公式，Goddek 和 Körner (2019) 使用数学软件环境 MATLAB (内部函数 'fitnlm') 和尼罗河 Tilapi 的经验数据，通过曲线拟合确定生长系数。 附加的初始权重和最终权重、系统的水温以及特定物种生长系数的输出，见表 8.2。 将这些参数插入 Eq. 8.10 给了我们这种鱼类在特定日期的权重。

   $W_ {t} = [W_0^ {1-\ 测试版 W} +（1-\ 测试版 _w）\ {\ 伽玛} T] ^ {\ fAc {1} {1-\ 测试版 w}} $ (8.10)

   其中 WSUT/sub (g) 是指特定时间 (天) 的鱼重，WSuB0/Sub (g) 是初始鱼重，T 为水温（以 ˚C 为单位），αw βw 和 γw 为特定物种的生长系数（无单位），t 是时间（以天为单位）。

   ** 表 8.2** 给定水温 (T) 下 Eq 8.10 的鱼类生长参数。 WSUB0/Sub 和 WSUF/Sub 可以根据自己的需要进行调整

   表 海神 tr 类 = "标题” 功能/th 线程参数/th 说明/th 价值/th /th /tr /thead Tbody tr 类 = "奇数” td 罗斯特 = "4" 鱼类生长 /td TDWSUB0/SU/TD

   • 罗非鱼 * 鱼的初始重量 (g) /td TDD 例如，55/td 德戈德克和科尔纳（2019 年）/td /tr tr 类 = "偶数” TDWSF /小组/td 目标收获鱼的重量 (g) /td TDD 例如，600/td 德戈德克和科尔纳（2019 年）/td /tr tr 类 = "奇数” TD/TD RAS 的热水温度（以摄氏度为单位）/td Td30/td TDTimmons 和埃伯林（2013 年）/td /tr tr 类 = "偶数” TDα 瓦；βW；γ/td TD物种特定生长系数/td 以及 德戈德克和科尔纳（2019 年）/td /tr /tbody /表格

   根据上述方程式的输出，我们能够确定每个生长阶段鱼需要多少饲料。 大多数情况下，进料速率（体重的 X%）或 FCR 是由特定品种的饲料制造商提供的。 然而，Timmons 和 Ebeling（2013 年）为罗非鱼的 FCR 提供了一个粗略的指导原则：重量小于 100 克的罗非鱼 0.7—0.9，重量超过 100 克的罗非鱼 1.2—1.3，这是通过以下方程完成的。

   进料率\ (g) = FCR\ 乘以 WG\ 乘以 m_ {鱼} $ (8.11)

   其中 FCR 是饲料转换比，WGSUT/Sub 是体重增加（每天），而面鱼/次是鱼缸中鱼的数量。

   每天的体重增加 (WG) 可以用 Eq. 8.10 通过从第 11 天的重量减去重量来确定，例如第 10 天的重量。 这可以为每个坦克完成。 图 8.6 显示了使用上述方程式向系统输入 _ 罗非鱼 _ 的鱼饲料。 系统完全循环后，每天的平均进给输入量为 165 kg。

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   ** 图 8.6** 生物量平衡在 13 个组群中饲养的 _ 罗非鱼 _ 的生物量平衡示例，总体积（包括生物过滤器和水槽）最大为 482.000 升。 为期 2 年的总生物量为 80 吨，包括起步阶段，平均鱼重量 (a)（每条生产线代表一个罐/队列）和每日总饲料速率 (b)（数据取自 Goddek 和 Körner 2019）

   8.4.2 营养物质可用性

   尼托和奥斯特兰斯基（2013 年）报告，饲养尼罗河时，可溶性 N 排泄量为 33%，可溶性 P 排泄量为 17%（Niloticus_，L.）。 这些是最终积累在 RAS 系统中的营养物质，可以被植物吸收。

   8.4.3 植物摄取

   表 8.3 概述了与全球辐射有关的特定作物蒸散量 (ETSUBC/Sub) 率. 每平方米 1 毫米 ET 等于 1 L. 对于简单的尺寸，应采用年平均每日（见下一节）。

   ** 表 8.3** 全球外辐射水平亚北极、温带海洋和干旱条件概况 (基于 Goddek 和 Körner 2019) 及其各自作物蒸散量 _ (等等，毫米天-1) _ 在 20 摄氏度的受控温室环境中种植的生长率和 80% 的相对温室环境湿度。 生菜种植全年连续种植；1 月份种植番茄，12 月份（法罗群岛和荷兰）或 7 月和 6 月（纳米比亚）

   表 海神 TR 第一个行跨 = "3" 个月/个 日科尔潘 = "3" 法罗群岛 /th 日科尔潘 = "3" 荷兰/日 日科尔潘 = "3" 纳米比亚 /th /tr tr 类 = "标题” 全球放射/th 小组委员会/子/生文/TH 小组/子/番茄/th 全球放射/th 小组委员会/子/生文/TH 小组/子/番茄/th 全球放射/th 小组委员会/子/生文/TH 小组/子/番茄/th /tr tr 类 = "标题” Thmol msup-2/sup 日间供应-1/SUP /个人 个大肠杆 = "2" 公斤 mSup-2/SUP 日间可用 1/ Thmol msup-2/sup 日间供应-1/SUP /个人 个大肠杆 = "2" 公斤 mSup-2/SUP 日间可用 1/ Thmol msup-2/sup 日间供应-1/SUP /个人 个大肠杆 = "2" 公斤 mSup-2/SUP 日间可用 1/ /tr /thead Tbody tr 类 = "奇数” 一月/B/TD TD1.4/td TD0.78/td TD0.52/d TD4.5/td TD0.78/td TD0.53/td TD54.2/td TD2.74/td TD4.55/td /tr tr 类 = "偶数” TDBB. 二月/B/td TD5.2/td td0.85/td TD1.38 td9.1/td td0.93 TD1.40/td TD53.7/td TD2.70/td TD4.47/td /tr tr 类 = "奇数” TDBM/B/TD td13.7/td TD1.20/td TD2.12/td td17.0/td TD1.28 TD2.14 /td TD51.2/td TD2.42/td TD3.96 /tr tr 类 = "偶数” TDBAPRIL/B/TD TD30.6/td TD1.90 TD3.05/td TD27.9/td TD1.82/td TD2.90/td TD40.2/td TD3.05/td TD5.38 /tr tr 类 = "奇数” TDBMay/B/TD TD39.2/td TD2.29/td TD3.57/td TD32.2/td TD2.40/td TD3.74/td TD30.0/td TD2.70/td TD4.59/td /tr tr 类 = "偶数” TDBJU/B/TD TD39.6/td TD2.33/td td3.60/td TD26.6/td TD2.52/td TD3.91/td TD30.5/td TD2.28 TD3.80/td /tr tr 类 = "奇数” TDBJUL/B/TD TD34.5/td TD2.17 /td TD3.37/td TD36.4/td TD2.54/td TD3.51/td Td37.5/td TD2.61/td TD3.92/td /tr tr 类 = "偶数” TDBU /B/TD TD21.3/td TD1.67/td TD2.73/td TD31.7/td TD2.28 TD3.51/td Td37.5/td TD2.61/td TD3.92/td /tr tr 类 = "奇数” TDB 9 月份 /B/TD td13.2/td TD1.20/td TD2.04/td td23.1/td TD1.75/td TD2.77/td TD43.2/td td2.00 /td TD3.02/td /tr tr 类 = "偶数” TDbotober/B/TD TD6.0/td td0.91 TD1.77/td td13.3/td TD1.17 /td TD1.94/td TD51.6/td TD2.07/td TD3.09/td /tr tr 类 = "奇数” TDB 11 月 /B/TD TD2.1/td TD0.78/td td1.60/td TD6.2/td td0.87/td TD1.62/td TD57.9/td TD2.30/td TD3.58/d /tr tr 类 = "偶数” TDB 十二月份 /B/TD TD0.4/td TD0.79/td TD1.66/td TD3.5/td TD0.77/td TD1.52/d TD59.8/td TD2.44/td TD3.95/td /tr tr 类 = "奇数” td 水/U/b /td tdu17.3/u/td tdu1.41/u/td tdu2.28/u/td tdu20.6/u/td tdu1.59/u/td tdu2.50/u/td TD3.83/td tdu2.47/u/td tdu3.83/u/td /tr /tbody /表格

   8.4.4 平衡子系统

   平衡环路对于调整系统的大小是必要的。 输入应等于输出（图 8.5）。 在一个含有生物反应器单元的分离水生物系统中，我们有两个营养流入流：(1) 以可溶性形式排出到 RAS 系统中的饲料部分和 (2) 生物反应器设法矿化和调动的鱼类污泥中养分的比例。 营养物质的主要流出流 (除了定期清除去矿化污泥外) 是植物的营养吸收. 差分均衡器 8.12. 表示这种平衡：

   $ 矿化\ (问题 8.2) +m_ {饲料} =\ frac {\ 下划线 {Q_ {HP}}\ 倍\ {HP}} {1000} $ (8.12)

   $（\ 下划线 {\ eta_ {饲料}}\ 乘 10000\ 倍\ pi_ {饲料}\ 次\ pi_ {饲料}\ 次\ 倍\ eta_ {分钟}) +\ 下划线 {m_ {饲料}} =\ 下划线 {问题 {问题}}\ 次\ rho _ {HP} {{{HP} {{{{{{{{{{{{{{{{{}}} {{{{{{{{{}}} $} {{{{{{{{{{{{}}} {{{{{{{{{}}} {{{{{{{{{{}}} {{{{{{{{{{}}}}}

   其中 $\ 下划线 {\ eta_ {feed}} $ 是进入 RAS 系统的平均饲料（以千克为单位），子喂料/亚是饲料配方中养分的比例，πsubslud/sub 是特定原料衍生元素最终在污泥中的比例，而 submin/sub 是矿化和动员效率，UQSubhp/Sub/u 是鱼类以溶解形式排便的营养物的平均量，UQSubhp/Sub/u 是平均总蒸发量，而在水培子系统中特定营养素的营养浓度的目标（即最佳）。

   但是，为了能够确定所需面积，需要重新定义两个变量才能解决这个方程。 公式 8.14 显示了如何计算可溶性营养物排泄的方法。 在 Eq. 8.15 中，我们表明，平均总蒸散量是该地区的乘积，以及每 msup2/sup 植物特定蒸散率（此处显示为平均值）。

   $\ 下划线 {m_ {饲料}} =\ 下划线 {n_ {饲料}}\ 次\ pi_ {上传数据}\ 次\ 次\ eta_ {不含} $ (8.14)

   其中，subexcr/sub 表示鱼类以可溶性形式排出的营养物质的比例。

   $\ 下划线 {Q_ {HP}} = A\ 乘以\ 下划线 {ET_c} $ (8.15)

   其中 $\ 下划线 {Q_ {HP}} $ 表示平均总蒸发量（单位：L），A 表示面积，$\ 下划线 {ET_ {c}} $ 平均作物特定蒸发量，单位为 mm/msup2/sup（即 L/mSUP）。

   通过结合 Eqs. 8.14 和 8.15 来找到 A 来求解 Eq. 8.13，我们能够根据平均进料输入 (Eq 8.15) 计算所需的工厂面积。

   $A=\ frac {(\ 下划线 {\ eta_ {饲料}\ 乘以 1000\ 次\ pi_ {饲料}\ 次\ 次\ eta_\ 次 1000}) + (\ 下划线 {\ eta_ {饲料}}\ 乘以 1000 次\ pi_ {饲料}\ 次\ pi_ 次\ p_ {下划线} {下划线} 次) ET_C}\ 倍\ {惠普}} $ (8.16)

   ** 示例 8.2**

   在此示例中，我们希望相对于 P 来调整系统的大小（即平衡）。我们假定系统的 RAS 组件需要 150 kg 的平均每日进料输入。 制造商报告鱼饲料的 P 含量为 1%。 我们估计最终在污泥中的 P 为 55%，鱼类以可溶性形式排泄的 P 为 17%。 生物反应器的性能相当好，矿化约 85% 的 P。

   在产量方面，我们计算了生菜特定作物的平均蒸发率（例如，通过使用粮农组织 Penman-Monteith 方程）。 在我们的位置，它是约 1.3 毫米/天（即 1.3 升/天）。 据报告，营养溶液的最佳 P 成分为 50 毫克/升（瑞希 2013 年）。 找到吸收系统产生的 P 所需的植物种植面积，然后通过以下方法解决：

   $A=\ frac {(\ 下划线 {\ eta_ {饲料}\ 乘以 1000\ 次\ pi_ {饲料}\ 次\ 次\ 次\ 转换 1000}) + (\ 下划线 {\ eta_ {饲料}}\ 乘 1000 次\ pi_ {饲料}\ 次\ pi_ 次\ p_ {下划线} {下划线} {ET_C}\ 倍\ {惠普}} $

   $A=\ 折扣 {（15 万\ 倍 0.01\ 乘以 0.17\ 乘以 1000) + (15 万\ 乘以 0.01\ 乘以 0.55\ 乘以 0.85\ 乘以 1000)} {1.3\ 乘以 50} $

   加拿大美元

   美元 = 14711 立方米

   上面的例子表明，水培单元中的大部分 P 源自生物反应器。 因此，在分离系统内实施生物反应器对 P 可持续性产生了很大的影响。 相比之下，为了确定简单的单循环水生系统的大小，通常采用经验法则。 对于大约 40—50 克的绿叶植物和果味植物，每个 msup2/sup 种植面积需要大约 50—80 克的饲料（粮农组织 2014 年）。 如果查看上述示例中的饲料输入 = 150 kg，并将其除以 45（叶植物近似值的平均值），则建议的种植面积约为 3750 msup2/sup。 在排除污泥矿化的情况下，我们的例子建议在 P 上测定系统时，培养面积为 3333 msup2/sup。

   8.4.5 蒸馏装置的作用

   蒸馏装置的作用是将 RAS 系统和水培系统的营养浓度保持在各自期望的水平。 由于在依赖于 QSubhp/Sub 和 QSubx/Sub 流量的 RAS 系统中，营养素积累和相应的比营养密度是动态的（即取决于 ETSubC/Sub 速率）（图 8.5），因此无法使用微分方程确定蒸馏装置的大小。 因此，需要一个时间序列模型来确定 RAS 中的营养素浓度随着时间的推移。 在特定时间的营养浓度是能够在系统内执行质量平衡方程的必要条件（Sect. 8.3）。

   ！ [图片-3

   ** 图 8.7** 比较 RAS 水系统中 NO3-N 浓度对蒸馏流（无，实线；5000 L h-1，虚线）对 ** (a) ** 纳米比亚和 ** (b) ** 荷兰，即低和高的水培学（黄色，—-）和 RAS（蓝色，—-）营养液浓度的影响的模拟利用当地气候数据和气候调整温室作为模型投入，在 36 个月期间（包括系统启动阶段）内实现纬度（纳米比亚 22.6˚S 和荷兰，52.1˚N）

   对于系统的平衡（即输入 = 输出），我们可以给出一个关于这样一个蒸馏装置所需容量的一般指导方针。 目的是避免 RAS 系统中的养分积累。 图 8.7a, b 显示了蒸馏流对水培和 RAS 营养液的影响 — — 在两个不同纬度没有矿化循环 _。 两个系统具有相同的进料输入（平均每天 158.6 千克-1/sup；见图 8.6）。 然而，通过考虑到环境条件和气候调整的温室，必要和最佳的水培区域因地理位置而异 (见 第 11 章)。 在高纬度地区 (即远离赤道) 常见的地方，潜在蒸发率低的水耕系统需要比较接近赤道的地方更大的耕种面积。 与此同时，这些地区的辐照和蒸腾年度变化较高，因此对水和营养物质季节变化的需求较高（见图 8.7）。 然而，在温室种植方面，可能需要补充照明，在挪威等国家，几乎没有补充照明的蔬菜种植。 此外，作物叶片总面积也有所不同；单位地面积叶面积较高的作物（即叶面积指数）比叶面积较小的作物更多，可以看出番茄作物和生菜作物之间存在明显的差异。 所有这些因素都需要在规划和确定水生系统的大小时予以考虑。

   在下文中，我们概述了上述水生系统的优化水培面积大小：根据场景模拟单一种植面积的面积为 250 msup2/sup，以找到生菜或西红柿的配合面积，以适当地平衡系统没有辅助照明（生菜或番茄，分别）：

   -为法罗群岛提供 17.000 澳元/苏特，或 11.750 澳元/苏特/墨西哥

   -为荷兰提供 15.500 澳元/苏特，或 11.000 澳元/苏克

   -为纳米比亚提供 8750 兆塞特/苏克，或 6500 兆塞/苏克

   尽管这些系统的规模各不相同，但每年的平均营养摄取量也相似。 但是，在整合消化系统时，我们必须考虑额外的营养来源（图 8.1c）。 改变一个组件不可避免地导致系统失衡，但系统必须旨在为 RAS 和 HP 提供最佳营养素。 例如，RAS 中的 NO3-N 必须低于一定阈值\ 200 毫克 L< SUP-1/SUP，而惠普中的 PO4-P 应尽可能接近建议的 50 毫克 LSUP 浓度，以实现优质植物栽培。 因此，模拟研究有助于确定分离的闭合多环水生系统中成分的尺寸，从而实现鱼类和植物的最佳养分供应。 为此，Goddek 和 Körner（2019 年）创建了一个数字水仿真器。

   然而，规划一个水生系统需要一些基本的系统理解，以便达成平衡，最大限度地减少不必要的营养物供求峰值。 由于养分动态的驱动力是作物的蒸发量（HP 系统中的 ETSubC/Sub），这主要是由小气候和吸收光驱动的。 在一个完美平衡的系统中，这将是一个全自动和控制的环境（见 Sect.8.5监测和控制）环境，具有 24 小时照明。 植物需要大约 4—6 h 的一定黑暗时期，所以最佳平衡系统是在封闭的工厂里完成水生活，仅使用人工光源。 然而，这需要高昂的电力投入和投资成本，只有在产品价格非常高的情况下才可行。 因此，我们建议使用辅助照明（如果有必要，如果能够获得回报）的温室生产作为一种实用和经济上可行的方式来建造水生装置。 将植物和鱼类置于相同的物理结构中会带来额外的协同效应，包括通过 COSub2/Sub 升高而减少供热和增加植物生长（Körner 等人，2017 年）。

   除了这些技术问题之外，植物种植程序 (该系统的实际园艺部分) 必须根据水产养殖的需要进行调整，以便作物营养需求不断 (假设气候和光线相同)，如表 8.3 所示。 生菜和其他绿叶蔬菜的种植持续进行（Körner 等人，2018 年），而较大的作物，如西红柿、黄瓜或甜椒等水果蔬菜，通常在冬季播种，第一次收获通常是在晚冬/早春，然后再去除植物和另一个作物播种在冬季收获再次。 如果没有相互种植，即同一系统中的各种作物种类或全年种植水果蔬菜以维持营养需求，则会出现营养需求低和营养水平高的时期。 基于 Goddek 和 Körner（2019 年），我们显示了 RAS 中 NSub3/SubN 的变化，如果三个气候区（法罗群岛、荷兰和纳米比亚）没有使用辅助照明时番茄（水生鱼片通常不调整）和生菜（图 8.8）。 通过动态辅助照明控制增加日常光积分（即 24 小时内收到的摩尔光总和），可实现系统平衡（Körner 等人，2006 年）。

   ！ 图片-3

   ** 图 8.8** RAS 中的 NO3-N 与惠普在三个气候区和降低纬度（法罗群岛 62.0N、荷兰 52.1˚N、纳米比亚 22.6˚S）生长的番茄或生菜相结合，并利用当地气候数据和气候调整的温室进行了 36 个月的模拟模型输入

   应用蒸馏/海水淡化技术有助于显著降低 RAS 中的营养素水平，同时将 HP 系统中的水平调整到更接近优化水平，即该单元将营养成分浓缩到植物所需的水平。 图 8.9 说明了当涂抹在 0 到 5000 升高浓度/吸水和系统 1/ 吸水之间时，海水淡化装置对 RAS NOSuB3/AN 浓度的影响。 显然，随着海水淡化通量的增加，RAS 系统中 NOSub3/subN 浓度正在下降。 该单元，然而，由 HP 系统中 PoSub4/Sub 的需求控制。 需要避免峰值，如上所述，可以通过创造一个稳定的气候环境和动态光控制来实现这一目标。 显然，在太阳辐射年度差异较少的气候区域，ETSubC/Sub 的变化较小，整个系统更稳定。 安装灯具并保持至少 10 mol msup-2/sup 的日常光线整体可以弥补季节性变化。 互种和混合作物生产有助于将传统番茄种植方案产生的峰值与年轻植物在冬季的时候

   ！ 图片-3

   ** 图 8.9** 在 RAS 中，NO3-N 与惠普与西红柿（右）或生菜（左）相结合，在三个气候区域和纬度下降（法罗群岛 62.0˚N、荷兰 52.1˚N、纳米比亚 22.6˚S）的海水淡化在 0 至 5000 升之间供应 1 个水。使用当地气候数据和气候调整温室作为模型投入

   气候 (低辐射) 和种植 (小植物, 低潜力 ETSUC/Sub) 有助于养分积累.

5. 8.5 监测和控制

   Original publication 2019 · 首次发布于 FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   在传统反馈控制中，如 PI 或 PID（比例积分-导数）控制，受控变量 (CV) 直接与设定点进行比较，然后通过反馈控制定律反馈到过程中。

   在图 8.10 中，没有时间参数的信号用一个小字母表示，其中 y 是与参考（设定点）信号 r 进行比较的受控变量 (CV)。跟踪误差 ε (即 r-y) 被送入控制器，无论是硬件还是软件，控制输入_u_，也称为操纵变量 (MV)。 输入 u 直接影响输出 (y) 的结果过程 (P)。 随后将采样输出与 r 进行比较，后者关闭了循环。 在实践中，此循环一直持续到控制器关闭为止。 有大量关于反馈控制的文献（Doyle 等人，1992 年；莫里斯 2001 年；绪方 2010 年），多年来，这是一个研究的主题，从博德（1930 年）和奈奎斯特（1932 年）的作品开始。

   ！ 图片-3

   ** 图 8.10** 带控制器 (C) 和过程 (P) 的反馈控制. r 参考信号, eps 跟踪误差, u 输入信号, y 输出西格玛

   在 RAS 中，典型的 CV 为温度、pH 值和溶解氧 (DO) 浓度，这些浓度具有可靠的传感器。 因此，可以很容易地实现对这些水质参数的反馈控制。 然而，在实践中，大多数情况下，输入和输出信号受到噪声过程的干扰，例如未知的随机输入和测量噪声。 此外，由于生长、成熟、衰老等原因，整个过程 (P) 可能会随着时间的推移而变化。鱼饲料是对鱼类生长的另一种投入，其对鱼类生长的影响无法直接观察或测量。 对于这些参数，通常引入基于模型的控制器（例如前馈、模型预测和最佳控制）来预测控制输入变化的响应。 然而，鱼饲料通常是根据表格或配方中的值添加的，但这种基于规则的控制可能需要在实际实践中进行一些调整，以充当反馈控制器。 鱼类行为是一种传统的反馈控制措施，因为鱼类在运动、位置、饲料接受性等方面会对环境变化产生生生理反应。

   水培生产通常在温室或植物工厂等受保护的环境中进行，在这些环境中需要控制根部和空中环境。 对最佳航空环境进行预测建模的开关控制器在实验研究中已被证明是优秀的，但商业化进展缓慢，而反馈控制器是大多数气候控制温室的标准设备。 然而，执行器因配有加热阀和通风口的控制器类型而异，通常由反馈控制，但照明通常具有 ON-OFF 机构，只有少数可调光。 依赖于传感器或数据输入的控制器可以响应受保护的环境中的快速增长，并产生高质量的农产品，从而提高其成本效益。 许多商业温室仍有位于中心位置的传感器，悬挂在农作物上方 1—2 米，占地数百平方米，但仍在使用多个覆盖较小区域的无线传感器，尽管许多详细数据无法使用，因为相当大气候区是由相同的执行器控制。 与建模软件相连的传感器技术（例如小气候温度传感器、图像处理器、实时气体交换或叶绿素荧光测量）的进步可以利用决策支持系统，并成为自动控制系统。

   在典型的生物反应器系统中，通过温度、pH 值、加气系统中的溶解氧以及厌氧系统中的气体通量都会通过可用温度、pH 值和溶解氧控制器进行连续测量和调整。 除此之外，液压 (HRT) 和污泥保留 (SRT) 时间也经常通过控制 (废) 水流和生物质废物流来确定。

6. 8.6 经济影响

   Original publication 2019 · 首次发布于 FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   利润较少但对环境更好的技术通常只有在经营者获得补贴形式的奖励或政策迫使他们这样做的情况下才得到实施。 就单循环水生系统而言，吸引力在于新技术和该系统对可持续资源利用的方法，而不是其经济潜力。 然而，最近的出版物提供了生产收益的证据：叶绿在分离环境中的生长优于无菌水培系统（Delide 等人，2016 年；Goddek 和 Vermeulen 2018），分离水生生物系统中的生菜的增长优势大约为 40%最先进的水培方法。

   尽管可以预期增长率较高，但多环水生系统仍然比水耕系统复杂得多，因此需要大量的初步投资才能实施。 大多数地理位置都需要一个高科技温室来控制环境条件（即相对湿度为 80%，恒定温度在 20℃ 左右）。 可再生能源可用于冷却和取暖，但目前这种系统只有在良好的市场条件下大规模（即\ > 1 公顷）安装时才有利可图。

7. 8.7 环境影响

   Original publication 2019 · 首次发布于 FarmHub Learn 2020-06-04 · Aquaponics Food Production Systems

   根据例 8.2，有证据表明，在消化器中处理污泥可以对营养物质的再利用产生有益的影响，尤其是磷。 生物反应器系统，例如连续两级 UASB 反应堆系统，可将磷回收效率提高到 300%（第 10 章）。 此前，在 第 2 章中，我们讨论了磷酸盐稀缺性和富营养化问题的相关性。 生物反应器具有显著优势，可提高污泥中的营养回收率，从而有助于关闭水生物系统中的营养循环。 然而，需要进一步研究，完善这些系统，以优化特定营养物质的生物利用度。 图 8.11、8.12 和 8.13 显示了独立水产养殖和水培系统与分离水产养殖系统相比的输入、产出和废物流。 可以看出，分离的办法构成了减少废物和再循环系统的一个有希望的农业概念。

   ！ 图片-3

   ** 图 8.11** 独立水培系统中的输入、输出和损耗流

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   ** 图 8.12** 独立水产养殖系统中的输入、输出和损失流

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   ** 图 8.13** 由厌氧反应器系统组成的分耦多环水生系统中的输入、输出和损耗流