Edição 18 - Purificadores de nutrientes

Edição 18
Setembro / outubro - 1994
História Título: purificadores de nutrientes
Autor: Steven Carruthers

A disposição adequada dos grandes volumes de resíduos de solução nutritiva em breve poderá se tornar um grande dilema para os produtores hidropônicos comerciais. Steven Carruthers relatórios sobre o relvado de algas Scrubber, que pode nos fornecer furtue alternativo ao dumping.

Quando nos aproximamos do século 21, os produtores de todos os quadrantes vai enfrentar a realidade que eles terão de passar uma auditoria ambiental, e para os produtores hidropônicos que significa que eles não serão capazes de se desfazer de nutrientes no solo gastaram menos sua composição elementar cumpre os de Estado e vários regulamentos federais. Para com essas reduções, os produtores terão de praticar um reforço das políticas de gestão, como o aumento da eficiência nutritiva, a eficiência do sistema, e um meio seguro de eliminar gastos solução nutritiva, de modo que não constituem uma ameaça para o meio ambiente.

Com atitudes societaI exigindo a conservação e preservação dos recursos naturais, cultivo sem solo pode tornar-se o método preferido de hortaliças, frutas e flores, na Austrália, se as lições da Europa, nomeadamente Holanda, são qualquer coisa ir perto. Até o ano de 2000, os produtores primários não será cabo para permitir uma atitude descontraída para as questões ambientais, sem incorrer em um anel de reação do consumidor significativo.

Melhorar a eficiência nutricional
O primeiro passo para melhorar a eficiência dos nutrientes é a análise de nutrientes na solução regular para ganhar a vida e máximo benefício a partir de vários nutrientes. A análise regular também confirma que as exigências nutricionais das culturas está sendo satisfeita, e reduz o mau uso eo custo de nutrientes através de melhoria da qualidade da cultura e diminuição dos distúrbios nutricionais.

Mais importante ainda, uma utilização mais eficaz da solução nutritiva através imersões menos por ano, e é aqui onde o hydroponicist é o mais vulnerável quando se trata de práticas de gestão responsável. Todos os sistemas recircuIating em algum momento precisam de despejo gasto de nutrientes, com sistemas de correr para os resíduos-dumping soluções nutritivas diárias. São essas práticas que são mais visíveis e mais nocivas ao meio ambiente.

Florações de Algas
O despejo de gasto soluções nutritivas podem causar ou contribuir para surtos de azul-verde de algas (cianobactérias), que aparecem em nossas águas interiores, estuários eo mar ao longo do tempo. agricultura ampla acre tradicional também utiliza adubos químicos que contêm alta ly solúvel e concentrada de nutrientes da planta. A preocupação é que repetidas aplicações de fertilizantes, e ainda no caso dos produtores de hidropônicos, freqüente dumping, podem ter a longo prazo, os impactos negativos no solo e qualidade da água, as fontes de nutrientes eventualmente lixiviação em nosso interior e contribuindo algas verde-azuladas flores . Às vezes, estas algas podem liberar toxinas na água que pode matar animais e causam doenças em seres humanos. Eles também podem liberar os compostos que importam gostos mofo ou odores de terra e à água. Na água parada, como lagos, lagoas, represas e reservatórios, essas algas podem multiplicar suficientemente nos meses de verão a descoloração da água para que ele aparece verde, azul, verde ou marrom-esverdeada.

Estas preocupações levaram a uma reavaliação dos nossos actuais práticas agrícolas, tanto que a redução na captação de fluxos e tem de organizações de pesquisa agropecuária e os reguladores para melhorar a qualidade da água.

Sistema de algas Turf
Dizem que dentro de cada problema reside a solução, e pode muito bem ser que a tecnologia relativamente nova no ambiente do aquário pode fornecer uma solução de longo prazo para o produtor hidropônico, para eliminar a necessidade de despejo passou ent solução nutri.

Muitos aquários marinhos e de água doce não pode usar a água do interior circundante devido à contaminação por metais pesados, os elevados níveis de nutrientes (azoto e fósforo), o escoamento de fertilizantes e de assoreamento que pode matar a vida aquática. Estes aquários tradicionalmente usam a água do abastecimento da cidade local com o sal (para aquários marinhos) e produtos químicos adicionados para manter os animais vivos. Então, assim como 50% da água é substituída em intervalos regulares com nutrientes (novo inferiores) de água.

Mas muitas vezes o abastecimento de água da cidade em si não pode ser isento de nutrientes. Barreira ou filtros de filtragem mecânica e terra diatomácea, filtros utilizados pelas autoridades de abastecimento de água, e chloreine, mas ainda não pode remover substâncias químicas dissolvidas na água. Para reduzir a quantidade de nutrientes no sistema, aquarista, muitas vezes utilizam escumadores, ozônio e diluições de água.

Agora, tem havido uma brakthrough na filtragem ou remoção de nutrientes da água do aquário, que pode muito bem ser aplicada ao ambiente hydrponic.

Na década de 1970, o Dr. Walter Adey, Curato de algas coralinas e diretor do Marine Systems Labaratory na Smithsonian Institution em Washington DC (E.U.A.), começou a estudar os corais que se manteve em aquariuns pequenas em torno das janelas do seu laboratório. Isto levou ao desenvolvimento de um habitat mais apropriado, que teve a maioria dos componentes naturais necessários para suportar a estrutura communtiy típico de um recife de coral tropical - altas intensidades de luz, a ação das ondas e do crescimento das algas. No entanto, mais uma vez levantou a questão fundamental de como remover os resíduos cada vez maior de animais (nutrientes) em um sistema fechado.
Dr. Adey olhou para os processos naturais para a solução.

Os recifes de coral têm sido reconhecidos como uma das áreas mais produtivas de todo o ecossistema da Terra. O princípio fundamental subjacente a esta produtividade é a presença de plantas recife (algas), ocorrendo, discretamente, como pavimentos, tapetes de baixa ou relvados, chato filamentos no recife matriz ou simbiontes dentro do tecido do animal.

O Scrubber relvado de algas
Algas, assim como outras plantas, deve absorver o nitrogênio e outros nutrientes em seus tecidos do corpo para o crescimento e reprodução. O desenvolvimento das algas Turf Scrubber simplesmente simula os processos que ocorrem na natureza ao lado do tempo de recifes de corais, como as ondas quebram contra o recife ea cruz no topo do recife. Nesta zona da mistura turbulenta atrás dos disjuntores, uma zona de curto, denso, crescendo ativamente algas se desenvolve.

O princípio subjacente ao crescimento de algas relva é a necessidade de pastejo por membros da população animal. As algas devem ser cortados ou pastagem, bem como a grama em seu quintal, ou outras espécies que não são tão eficientes gato remoção de nutrientes do sistema se desenvolverá. E a necessidade de nitrogênio e outros nutrientes por (algas é obtido a partir de resíduos animais, excretada no meio aquático, uma verdadeira relação simbiótica.

Dr. Adey fundamentado, que através de uma superfície que possa facilitar o crescimento das algas, poderia ser possisble usar algas relva fil amentous como um "filtro" para remover nutrientes de animais de um aquário fechado. Ao mesmo tempo, as algas também ocupa o dióxido de carbono e libera oxigênio, a água do mar. Isto levou ao desenvolvimento das algas Turf Scrubber - uma bandeja em que uma tela de malha é usada como substrato para o crescimento de algas.
Embora o princípio básico foi aplicado com sucesso para small1 aquários modelo, sua aplicação a um grande modelo foi deixado para os investigadores na 'Great Barrier Reef Aquarium, localizado em Townsville, na Austrália, um litro 4000000 vida aquário de recife de coral e facilidade de interpretação.

As algas Turf Scrubber posteriormente desenvolvido pela instalação de Townsville é um dispositivo simples que consiste em uma bandeja shal baixo com duas telas de malha grossa removível e um balde de ponta em uma extremidade, que utiliza o princípio fulcro para depósito de água em toda a tela. água do aquário é entregue ao balde ponta, quais as dicas várias vezes por minuto, causando uma série de ondas para apressar nas telas. A turbulência da água proporciona uma boa mistura para facilitar a troca de gases e absorção de nutrientes. Algas no processo de crescimento sobre estas telas, pegar os nutrientes. Em seguida, a intervalos regulares, as algas, os nutrientes incorporados, é raspado das telas e descartados.

O uso de tela de malha 1,000 micron janela, permite fácil raspagem dos filamentos de algas e fornece uma matriz de protecção em que as porções basais do con algas crescem. Uma vez a cada 5 a 14 dias a tela é removida do tabuleiro, raspado com um pedaço de acrílico reta gumes, lavadas e colocadas de volta na bandeja. As algas que foi removido, juntamente com os nutrientes absorvidos, é então seca em estufa e pesado, isso é feito para determinar quão eficiente é o purificador durante várias épocas do ano.

O limpador relvado de algas é uma maneira de aumentar a área de superfície para o crescimento de algas, para dar-lhe maior eficiência na remoção de nutrientes. o fa Townsville cility usa 72 separados bandejas rasas (144sqm) situada no telhado do edifício.

Para simular os processos naturais de crescimento das algas na natureza, a facilidade de Townsville descobriram que tinham de introduzir o movimento da água em toda a bandeja de malha para aumentar a taxa de produção e crescimento das algas.

Portanto, é importante dar movimento a água de alta para aumentar a remoção de nutrientes da coluna de água. Isto é conseguido usando um balde de ponta para fornecer um pulso de água para o limpador de aquário, criando uma pequena onda de turbulência, se quiser, para distribuir a água em toda a algas filamentosas. Isto é similar aos lobos batendo nas áreas de crista natural recifes de coral. Saídas na forma de tubos de suporte, controlar o nível de água na bandeja e deixe a água volta ao aquário passivamente com a transbordar o purificador.

Cada depurador tem um bin resolução incorporada no fluxo para fora da bandeja. A redução na energia das ondas em toda a tela relvado de algas ajuda a resolver os sedimentos para fora no arects inferior da caixa, e que a água flui para fora através de um tubo de suporte alongadas ou açude, na parte superior da caixa de decantação. Sedimentos cuidado então drenado no fundo do bin resolver através de uma válvula.

Até duas bombas continuamente fornecer água para os depuradores relvado de algas, com todos os 1,4 milhões de litros de água reciclada através do gato purificadores pelo menos uma vez a cada 24 horas.

Luzes de Alta Intensidade de haleto de 1000 watts-metal são utilizados para imitar os elevados níveis de luz do sol, e para compensar os dias nublados. Eles também são usados para estender a duração do dia eficazes para a fotossíntese. A instalação de Townsville usa setenta e dois mil watt lâmpadas de iodetos metálicos, a uma distância de 0,5 metros acima da tela do relvado de algas, para manter uma taxa efectiva de fotossíntese. As luzes estão acesas durante 6 horas por dia.

Combinado com a luz do dia, este dá a cada um ecrã de 18 horas de iluminação a cada dia, aumentando o período de crescimento e da remoção de nutrientes dos tanques do aquário.

Até à data, o sistema patenteado de purificadores relvado de algas têm sido utilizadas em associação com seis ecossistemas - três recifes de coral, um sal estuário do pântano, um sistema temperadas do norte do litoral, e um mangue tropical. Eles têm sido muito eficientes na remoção de nutrientes e pode ser facilmente manipulado para retirar a quantidade necessária de nutrientes na água.

Talvez o mais conhecido de minério de purificadores relvado de algas aquelas utilizadas no enorme recinto da Biosfera 11, situcited no Arizona, E.U.A.. Estes purificadores ajudei a purificar a água em que desgraças reciclado várias vezes ao longo de sete ecossistemas (deserto, floresta, pântano de sal, manguezais, recifes de coral, reservatório de água profunda exploração e intensificação da área agrícola).

O desempenho do aquário Great Barrier Reef sistema relvado de algas tem excedido as expectativas iniciais. Este sistema simples é capaz de manter a água do mar baixa de nutrientes, remoção de metais tóxicos, manter o pH da água do mar e os níveis de oxigênio, possivelmente em conjunto com prestação de algum grau de esterilização ultravioleta.

O Townsville Great Barrier Reef Aquarium representa a primeira aplicação da tecnologia de sistemas de lavagem das algas do aquário grande volume. Aquaria usando métodos convencionais de purificação de água (por exemplo, filtros de bactérias e mecânica) geralmente têm níveis de nutrientes em partes por milhão (Spotte 1979), enquanto purificadores de algas têm mantido partes por bilhão (ppb) concentrações, apesar da carga biológica pesado.

O sucesso dos lavadores de algas na manutenção da qualidade da água adequada para o recife de coral, é evidente em desovas observadas de corais e muitos outros habitantes do tanque no tempo em que ocorrem na natureza.

Conclusão
O conceito básico do uso de algas para remoção de nutrientes como um dispositivo de filtragem, pode ser adaptado a diversas aplicações. E é aplicável tanto a água doce e marinhos.

O limpador relvado de algas tem sido objecto de controlo rigoroso, desde a sua incorporação no Great Barrier Reef Aquarium. De acordo com a Pesquisa do Aquário da Officer, Paul Hough, esses sistemas são capazes de remover metais pesados, fertilizantes e dejetos humanos do interior. No entanto, encontrar um uso para as algas colhidas ainda continua por resolver, apesar de grandes quantidades de algas a partir desses sistemas pode se tornar importante na produção de energia através da conversão do gás metano e 'gasahol ", como as reservas de petróleo ao redor do mundo se esgotam.

Formas de explorar este processo natural de cire algas sendo investigado através de uma ampla gama de indústrias, incluindo os produtos agrícolas. Para hydroponicist, pode fornecer a solução para a remoção de nutrientes a partir de soluções passou, antes de reciclar a água novamente através de um sistema fechado, utilizando um novo lote de nutrientes.

Referências
Adey.WH,
O microcosmo: uma nova ferramenta para a investigação do recife.
Os recifes de coral 1:193-201. (1983)

Adey, WH & Goertemiller, T,
turfs recife de coral de algas: os produtores de nutrientes mestre em mares mais pobres.
Phycologia 26:374-386. (1987)

Ansioso, E.,
Desafios da Engenharia,
Revista Ciência da Austrália, Issue 3, 1988.

Goertemiller, T,
Protótipo de uma réplica Great Barrier Reef,
Revista Ciência da Austrália, Issue 3, 1988.

James, Leigh,
Melhores Práticas de Gestão para os produtores de hortaliças que minimizem danos ambientais,
Inc. Associação Australiana hidropônico,
Hidroponia e Meio Ambiente Proceedings 1993.

Jones, MS, & Cavanagh, D.,
A Grande Barreira de Coral Aquarium.

J. Morrissey, Jones MS; Harriott & V.
Ciclagem de nutrientes na Great Barrier Reef Aquarium,
Anais do Simpósio Internacional Coral Reef 6, Austrália, 1988, vol. 2.