ru aquaponics algae - bgrusnak/ConSEAderation GitHub Wiki

Аквапоника, водоросли и сопряжённые биотехнологии

Общая схема и задачи системы

Система объединяет аквапонику, гидропонику и культивирование микроводорослей в замкнутом ресурсообмене для:

Получения рыбы и растительной продукции (еда, корм, удобрение)
Производства микроводорослей (белок, жирные кислоты, витамины, корм, аварийное питание)
Биофильтрации и поддержания баланса в водном и минеральном цикле всей платформы
Использования продуктов аква- и гидропоники для кормления животных, грибов, червей и поддержания биоразложения

Ключевые параметры и объёмы

Общий водоём аквапоники: 10–15 м³ (несколько резервуаров для разных видов)
Видовой состав рыбы: минимум 3–4 линии на породу (осётр, тиляпия, карп и/или сом — уточнить по рынку и устойчивости), ротация и обновление.
Плотность посадки: до 60 кг/м³, но с регулярной разгрузкой/отловом по плану.
Гидропонные площади: до 300 м² интегрированной посадки (зелёные культуры, овощи, корнеплоды, кормовые растения).
Биореакторы микроводорослей: 1–1,5 м³ активного объёма (спирулина, хлорелла, другие перспективные штаммы), до 3 т сухой биомассы в год.

Потоки вещества и энергии

Питательная вода из рыбы и биофермы — поступает на гидропонные грядки, где растения извлекают азот, фосфор, микроэлементы.
Вода после гидропоники фильтруется (биофильтры, вермикультура), возвращается в аквариумы, часть уходит на технические нужды.
Органика (осадки, фракции отходов) — компостируются, идут в грибную ферму/вермикультуру или на подкорм животным.
Микроводоросли:
- Используются как корм для рыбы, птицы, куи, добавка в рацион людей, источник жиров и витаминов (особенно B12, Омега-3, бета-каротин)
- Служат аварийным источником пищи, добавляются в компост, идут на удобрение/грунт для растений

Биофильтрация, баланс, автоматизация

Система биофильтрации строится на “живых” фильтрах (колонии бактерий, вермикультура), что обеспечивает устойчивый разложение органики и поддержание баланса по аммонию/нитриту/нитрату.
Постоянный мониторинг ключевых параметров: pH, EC, температура воды, кислород, содержание аммония/нитритов, биомасса.
Вся система управляется автоматикой с аварийным ручным режимом:
- Датчики подачи, сигнализация, автоматическая коррекция (всплеск нитритов — аварийный слив/замена воды/добавление сорбентов)
- При отказе автоматики возможен переход на ручное ведение и контроль по экспресс-тестам.
Регулярная ротация воды по секциям (против заболачивания), ввод “отдыхающих” резервуаров.

Культивирование и сбор урожая

Рыба: партиями, по графику, для поддержания молодняка и стабильной бионагрузки; часть идёт на засол/консервацию.
Микроводоросли: сбор и сушка каждый 1–2 дня, часть массы идёт в прямое потребление, часть — в стратегический запас и кормовую смесь.
Гидропоника: по культурам — зелёные, томаты, огурцы, корнеплоды — по схеме “непрерывного оборота”, обеспечивающей суточную свежесть рациона.
Органика: переработка остатков, компостирование, часть уходит на выращивание грибов/червей.

Взаимосвязь с остальными биосистемами

Аквапоника тесно связана с животноводческими модулями (часть воды и органики циркулирует между секциями).
Вермикультура и грибная ферма замыкают “органический круг”, ускоряя разложение и регенерацию питательных сред.
Микроводоросли служат буфером для аварийного питания, компенсируют любые сбои по белку и витаминам.

Режимы эксплуатации

Штатный: полностью автоматизированный, с регулярной ротацией культур и рыб.
Экономный: сокращённый урожай, снижение плотности рыбы и растений, перевод части объёма на консервацию.
Аварийный: акцент на микроводоросли и быстрорастущие культуры, ручное управление, переход на резервные схемы питания и поддержания воды.

Риски и рекомендации

Основные риски

Гибель рыбы из-за сбоев фильтрации, перегрева, перенаселения, скачков аммония/нитритов.
Вспышки болезней (бактерии, грибки, паразиты), требующие быстрой изоляции/обработки.
Нарушение баланса по микроэлементам (дефицит Mg, K, Ca, микроэлементов для рыб и водорослей).
Сбой автоматики (насосы, освещение, подача воздуха), некачественная подмена воды.
Заиливание/заболачивание отдельных зон — плановая чистка и ротация.

Автономность и стратегические резервы

Все основные компоненты системы (рыба, растения, микроводоросли, бактерии) хранятся как живой/спящий/замороженный материал (биобанк).
Экстренные запасы корма (сухие водоросли, консервированные растения, концентраты) обеспечивают 2–3 месяца выживания в аварийном режиме.
При минимальном пополнении культур/штаммов раз в 2–3 года система может работать десятилетиями.

Итог

Интегрированная аквапонно-водорослевая система обеспечивает устойчивое снабжение белком, витаминами и кормами, стабилизирует минеральный баланс, даёт биологическую гибкость и “пищевую безопасность” экипажа, минимизируя внешний импорт и риски для здоровья при любых погодных и эксплуатационных условиях.