Aquaponic media bed sizing calculat

Aquaponic media bed sizing calculator – USA Ver 2.0
1
Aquaponic Media Bed Sizing Model - USA
Written by Wilson Lennard PhD
Version 2.0, September 2012
Welcome to Version 2.0 of the Hobby Scale Aquaponic Media Bed Sizing Calculator. The calculator
has been updated in a number of ways. The first change you will notice is that two of the outputs
have been removed; the biofilter volume output and the bed surface area for fruiting plants output.
The biofilter volume output has been removed because in all cases, when the media bed is sized for
the fish feed to bed area ratio (based on the UVI ratio’s), the output gives a surface area that when
using a 300mm deep media bed will always meet the biofiltration volume requirement. The fruiting
plant bed surface area output has been removed because the original leafy green plant bed surface
area is most often used, and if fruiting plants are to be grown, then the far lower planting density of
fruiting plants (when compared to leafy greens) means that in the vast majority of cases, all things
even out.
The major upgrade to the calculator has been an improvement to the mathematics used to calculate
the surface area of the bed required to mineralise the fish solid wastes. In the original version, due to
the complex “log” based mathematics used, there was a “black hole” that appeared at lower fish
densities which manifested as an inconsistency in the output whereby the surface area output could
in some cases actually drop when the fish density rose. This has now been rectified and so no “black
hole” should now be present in Version 2.0 and the bed surface area will rise as the fish density does.
The other change is that there has been a slight “tweaking” of the UVI feed rate ratios. This is
because I have gained more knowledge and insight into how much nutrient can be contributed by
leaving solids in the system to mineralise and breakdown in the media bed.
This current explanation document has also had several small changes done to it to reflect the
changes in the calculator as outlined above. The major addition is a short discussion on how the
addition of worms to the media bed MAY, or MAY NOT affect the media beds ability to
breakdown and mineralise fish waste solids.
I hope this calculator assists with your hobby scale aquaponic designing. Aquaponic media bed sizing calculator – USA Ver 2.0
2
Introduction:
Many backyard, hobby and domestic aquaponic system users, designers and builders are confused
about the ratio between the fish tank size and the media bed size (gravel, Lecca etc…) in their
systems. There are many “rule of thumb” approaches to this fish tank to media bed ratio, but these
are not based on established scientific, technical or engineering principles. This document and the
attached Spreadsheet calculator is an attempt to provide a useable method and model so that any
hobby or domestic scale aquaponic system user or designer may have a guide to design and size their
systems. This model and the outputs it produces are based on accepted and established scientific
and engineering principles that are directly applicable to the design of aquaponic systems.
Distribution of the Model:
This model has been produced for FREE use by anyone who wishes to use it. It can be downloaded
for FREE at www.aquaponic.com.au and other web sites. This means that the model can be
effectively shared between users and you are welcome to distribute it, unaltered, at your discretion.
The model and associated information (ie: how to use…) document is not to be sold by or to any
person, organisation or party. The model has been produced and is available in both Metric and
USA versions. All I ask is that if you use this model in a multi-user (ie: teaching classes or you are a
system sales company) capacity, that you properly credit me as the writer and distributor of the
documents.
The Model:
The Spreadsheet model that accompanies this document is a tool that allows you to size the area of
the media bed in your system based on a number of important inputs. In addition, the model
provides outputs for a number of parameters. Basically, the model will size the surface area of the
media bed for you based on whether you wish for the bed to operate as a biofilter or as a solids
mineralisation filter or as a plant growing component or a combination of all three. It is up to you,
the user, to decide which bed size is best for your situation. However, it is recommended that the
largest bed size given by the model will be the best for your system. Aquaponic media bed sizing calculator – USA Ver 2.0
3
Component Ratio – plant growing area requirement:
It is often thought that the ratio in aquaponic systems is between the fish tank volume and the plant
grow-bed surface area or volume. However, this is not correct. The ratio is actually between the
daily amount of fish feed that enters the system and the grow bed surface area. This is confirmed by
the years of research conducted at the University of the Virgin Islands by Dr James Rakocy and his
team which has ascertained a range of ratios for daily feed input to plant growing area for deep flow
based aquaponic systems.
The UVI ratios are:
1. For leafy greens – 0.20 oz/ ft2
/day
2. For fruiting plants – 0.33 oz/ft2
/day
As can be clearly seen, plant growing area is directly linked with the daily fish feed input to the
system. These ratios are also appropriate for media based backyard and hobby scale aquaponic
systems, so the attached model allows you to size the grow bed area based on the plant growing area
requirement as set by this UVI ratio. Aquaponic media bed sizing calculator – USA Ver 2.0
4
The UVI model is based on fish that eat 32% protein feed (Tilapia spp.). However, many fish also
used in aquaponic systems eat higher protein content feeds (45%). Therefore, the UVI ratio in the
attached calculator has been re-calibrated for situations were high protein content fish feeds are
chosen. In addition, most backyard and hobby aquaponic systems use the media bed as a place for
mechanical filtration and mineralisation of solid fish wastes and this approach will supply extra
nutrients to the system (the UVI system design removes the majority of the solids from the system
very quickly). Because of this, the fish feed to plant growing area ratios have also been re-calibrated
to take solids inclusion to the system into consideration when calculating plant growing area.
Component Ratio – biofiltration requirement:
The media bed in hobby and backyard scale aquaponic systems also acts as the primary location for
biofiltration; the bacterial assisted conversion of potentially toxic fish waste ammonia to non-toxic
nitrate. In actuality, the biofiltration requirement is not usually relevant to media based backyard and
hobby scale aquaponic systems, because there is always an excess of media in the bed when the UVI
ratios are followed and therefore, the biofiltration media volume requirement is always met.
Component Ratio – solids mineralisation requirement:
The UVI design (http://www.uvi.edu/sites/uvi/Pages/AES-Aquaculture-International_Aquaponics.aspx) or
aquaponic system actually removes a high proportion of the solid waste generated by the fish. This
is because solid fish waste can take time to break down and when it does break down, the process
often consumes oxygen. This means that the bacteria doing the solids break down (known as
mineralisation) actually compete with the fish in the system for oxygen. By removing solids, the UVI
approach lowers the competition for oxygen in the system so that the fish always have enough.
Many backyard and hobby scale aquaponic systems do not filter out the solid fish waste and these
generally end up in the media bed with the plants. As many people correctly suggest, the media bed
will act as a solid fish waste mineralisation filter and the fish wastes will break down or mineralise
over time. A flood & drain aquaponic media bed basically operates in the same way as a
Reciprocating Vertical Flow Wetland (RVFW), which also uses a flood & drain approach and has
very high treatment levels and can mineralise large amounts of solids. Therefore, aquaponic media
beds can and should be able to do the same. However, many RVFW’s are deeper than the standard Aquaponic media bed sizing calculator – USA Ver 2.0
5
300mm depth used for media aquaponic systems. So, often the surface area required for such a
shallow approach is larger than a standard RVFW. In addition, the top few cm’s of the bed surface
will always be the area of greatest oxygen content and therefore, will always perform the bulk of the
mineralisation. If we wish to use the media bed as a solids mineralisation site, then it also needs to
be sized so that there is enough surface area for the mineralisation bacteria to be able to efficiently
do their work.
The solid mineralisation bacteria we want to establish in the media are oxygen loving (aerobic) in
nature. Solids mineralisation will occur in deeper parts of media beds, however, often this is because
as the bed gets filled with more solid fish waste, the deeper parts of the bed can actually turn
anaerobic (ie: a lack of oxygen) and anaerobic mineralisation can occur. We must be very careful
with anaerobic zones entering aquaponic systems because these zones can release gases and
chemicals which may be toxic to the organisms living in the system, whether fish, plant or aerobic
bacteria. Therefore, it is recommended that anaerobic zones are not encouraged and aerobic
conditions are encouraged in aquaponic systems. This is why flood & drain water flow is
recommended, because the drain cycle helps to suck atmospheric oxygen deeper into the gravel
depth and allows more of the bed volume to act in an aerobic mineralisation mode.
The last important factor to understand in solids mineralisation capac

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

Aquaponic เตียง– USA Ver 2.0 เครื่องคิดเลขสื่อ
1
Aquaponic เตียงแบบสื่อ - สหรัฐอเมริกา
เขียนโดย วิลสัน เลนนาร์ดเอก
รุ่น 2.0 ขนาดขนาด กันยายน 2555
ยินดีต้อนรับสู่รุ่น 2.0 ของงานอดิเรก Aquaponic สื่อเครื่องคิดเลขขนาดเตียงขนาด เครื่องคิดเลข
ได้รับการปรับปรุงในหลายวิธี แรกที่คุณจะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงที่สองของการแสดง
ได้ถูกลบออก ;ปริมาณผลผลิต และเตียง และพื้นที่ผิว สำหรับผลผลิตพืช
ปริมาณและผลผลิตได้ถูกลบออกเนื่องจากในทุกกรณี เมื่อเตียงสื่อขนาด
อาหารปลาเตียงอัตราส่วนพื้นที่ ( ตามอัตราส่วน uvi ) ผลผลิตให้พื้นที่ผิวเมื่อ
ใช้ 300mm ลึกสื่อเตียงมักจะตอบสนองต่อปริมาณความต้องการ ติดผล
พื้นที่ผิวเตียงพืชออกได้ถูกลบออกเนื่องจากต้นฉบับใบพืชสีเขียวพื้นผิวพื้นที่เตียง
จะใช้บ่อยที่สุด และถ้ากินพืชที่จะปลูก แล้วไกลลดปลูกพืช
ติด ( เมื่อเทียบกับผัก leafy ) หมายความว่า ในส่วนใหญ่ของกรณี ทุกสิ่ง
ออกมาด้วยซ้ำ
การอัพเกรดที่สำคัญเครื่องคิดเลขได้รับการปรับปรุงกับคณิตศาสตร์ที่ใช้คำนวณ
พื้นที่ผิวของเตียงต้อง mineralise ปลาแข็งของเสีย ในรุ่นเดิม เนื่องจาก
ซับซ้อน " บันทึก " ใช้คณิตศาสตร์ที่ใช้ ก็มี " หลุมดำ " ที่ปรากฏในปลา
กว่าความหนาแน่นซึ่งปรากฏเป็นไม่ออกซึ่งมีพื้นที่ผิวออกได้
ในบางกรณีจริงลดลงเมื่อความหนาแน่นของปลาเพิ่มขึ้น นี้ได้รับการแก้ไขแล้วไม่ดำ "
รู " ควรจะอยู่ในรุ่น 2.0 และเตียง พื้นที่ผิวจะเพิ่มขึ้นเป็นปลาที่ความหนาแน่นไม่
การเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ ที่มีเล็กน้อย " ปรับเปลี่ยน " ของ uvi อัตราการป้อนต่อนี่คือ
เพราะผมได้รับความรู้มากขึ้นและลึกลงไปเท่าไหร่ สารอาหารสามารถสนับสนุนโดย
ออกจากของแข็งในระบบ mineralise แบ่งในเตียงและสื่อ
ปัจจุบันคำอธิบายเอกสารยังได้มีการเปลี่ยนแปลงขนาดเล็กหลายทำเพื่อสะท้อนให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงในเครื่องคิดเลข
ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น นอกจากนี้ที่สำคัญ คือ การสนทนาสั้น ๆเกี่ยวกับวิธีการ
นอกจากนี้หนอนกับเตียงสื่ออาจจะหรืออาจจะไม่ส่งผลกระทบต่อความสามารถในการสื่อเตียง

mineralise ปลาและขยะของแข็ง
หวังว่าเครื่องคิดเลขนี้ช่วย ด้วยขนาดงานอดิเรกของคุณ Aquaponic การออกแบบ Aquaponic เตียง– USA Ver 2.0 เครื่องคิดเลขสื่อ
2

หลายขนาด : แนะนำสวนหลังบ้าน และงานอดิเรกในประเทศผู้ใช้ระบบ Aquaponic นักออกแบบและผู้สร้างจะสับสน
เรื่องสัดส่วนระหว่างปลาขนาดถังและสื่อขนาดเตียง ( กรวด lecca เป็นต้น . . . ) ในระบบของตนเอง

มีกฎมากมาย " ง่ายๆ " แนวทางนี้ปลาถังต่อเตียงสื่อ แต่เหล่านี้
ไม่ได้ขึ้นอยู่กับหลักการก่อตั้งขึ้นทางด้านวิศวกรรม เอกสารและสเปรดชีตคำนวณ
แนบคือ ความพยายามที่จะให้วิธีการที่ใช้และรูปแบบเพื่อที่
งานอดิเรก หรือในระดับผู้ใช้หรือผู้ออกแบบระบบ Aquaponic อาจมีคู่มือการออกแบบและขนาดของระบบได้

รุ่นนี้ และผลผลิตจะขึ้นอยู่กับการยอมรับและสร้างทางวิทยาศาสตร์
และวิศวกรรมหลักการที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการออกแบบระบบ Aquaponic . การกระจายของรูปแบบ :

รุ่นนี้ถูกผลิตเพื่อใช้ฟรี โดยผู้ที่ประสงค์จะใช้มันมันสามารถดาวน์โหลดได้ฟรีที่ www.aquaponic.com.au
และเว็บไซต์อื่น ๆ ซึ่งหมายความ ว่า รุ่นที่สามารถใช้ร่วมกันระหว่างผู้ใช้
ได้อย่างมีประสิทธิภาพและคุณจะยินดีที่จะเผยแพร่มัน , ที่ไม่เปลี่ยนแปลง , ขึ้นอยู่กับดุลยพินิจของคุณ
รูปแบบและข้อมูลที่เกี่ยวข้อง ( เช่น : วิธีการใช้ . . . . . . . ) เอกสารจะไม่ขายหรือให้
บุคคล องค์กร หรือพรรคแบบจำลองได้ถูกผลิต และสามารถใช้ได้ในทั้งเมตริกและ
USA รุ่น ทั้งหมดที่ผมถามคือ ถ้าคุณใช้รูปแบบนี้ในผู้ใช้หลายคน ( เช่น : การสอนในชั้นเรียน หรือคุณเป็น บริษัท ที่ขายระบบ
) ความสามารถที่คุณอย่างถูกต้องเครดิตผมในฐานะนักเขียนและจัดจําหน่าย
เอกสาร

แบบสเปรดชีตรุ่นที่มาพร้อมกับเอกสารฉบับนี้ เป็นเครื่องมือที่ช่วยให้คุณขนาดพื้นที่ของ
สื่อเตียงในระบบของคุณขึ้นอยู่กับจำนวนของปัจจัยการผลิตที่สำคัญ นอกจากนี้ รูปแบบ
ให้เอาท์พุทสำหรับจำนวนของพารามิเตอร์ โดยทั่วไปรูปแบบจะมีขนาดพื้นที่ผิวของ
สื่อเตียงสำหรับคุณขึ้นอยู่กับว่าคุณต้องการเตียงเพื่อใช้งานเป็นชุดหรือเป็นกรอง mineralisation ของแข็ง
หรือเป็นพืชที่ปลูกองค์ประกอบหรือการรวมกันของทั้งสาม มันขึ้นอยู่กับคุณ ,
ผู้ใช้ที่จะตัดสินใจว่าขนาดเตียงที่ดีที่สุดสำหรับสถานการณ์ของคุณ อย่างไรก็ตาม ขอแนะนำว่า
ที่ใหญ่ที่สุดเตียงขนาดให้ โดยรูปแบบจะดีที่สุดสำหรับระบบของคุณ Aquaponic เตียง– USA Ver 2.0 เครื่องคิดเลขสื่อ
3
ส่วนประกอบและพื้นที่ปลูกพืชตามความต้องการขนาด :
มันมักจะคิดว่าอัตราส่วนในระบบ Aquaponic ระหว่างปลาและปริมาณพืช
ขึ้นเตียง พื้นที่ผิว หรือปริมาณ แต่นี้ไม่ถูกต้อง อัตราส่วนจริงระหว่าง
ทุกวัน ปริมาณอาหารที่ปลาที่เข้ามาในระบบและขยายเตียงพื้นที่ผิว . นี้ได้รับการยืนยันโดย
ปีวิจัยที่มหาวิทยาลัยหมู่เกาะเวอร์จินโดยดร. เจมส์ Rakocy
และของเขาทีมที่ได้รับการตรวจสอบช่วงของอัตราส่วนพื้นที่ปลูกพืชอาหาร ป้อนให้ทุกวัน ไหลลึก
ตามระบบ Aquaponic .

uvi อัตราส่วน : 1 สำหรับผัก leafy – 0.20 ออนซ์ / วัน ft2
/
2 สำหรับผลพืช– 0.33 ออนซ์ / วัน ft2

ที่สามารถเห็นได้อย่างชัดเจน พื้นที่ปลูกพืชโดยตรงเชื่อมโยงกับทุกวัน ให้อาหารปลาที่เข้า
ระบบอัตราส่วนเหล่านี้ยังเหมาะสำหรับหลังบ้าน และงานอดิเรกแบบระบบ Aquaponic
ตามแบบที่แนบมาเพื่อช่วยให้คุณเติบโตเตียงขนาดพื้นที่ตามความต้องการ เช่น พื้นที่ปลูกพืช
ชุดนี้ uvi อัตราส่วน เครื่องคิดเลขขนาดสื่อ Aquaponic เตียง–สหรัฐอเมริกา Ver 2.0
4
uvi รูปแบบขึ้นอยู่กับปลาที่กินอาหารโปรตีน 32 % ( ปลานิล spp . ) อย่างไรก็ตาม ปลามากมายยัง
ที่ใช้ในระบบ Aquaponic กินโปรตีนที่สูงฟีด ( 45% ) ดังนั้น uvi อัตราส่วนใน
แนบเครื่องคิดเลขได้อีกครั้งโดยเป็นโปรตีนอาหารสัตว์ ปลา สำหรับสถานการณ์ปริมาณสูง
เลือก นอกจากนี้ส่วนใหญ่หลังบ้าน และงานอดิเรกระบบ Aquaponic ใช้เตียงสื่อเป็นสถานที่สำหรับ
การกรองเชิงกลและ mineralisation ของเสียปลาแข็ง และ วิธีการนี้จะให้พิเศษ
สารอาหารในระบบ ( ระบบ uvi ลบส่วนใหญ่ของของแข็งจากระบบ
อย่างรวดเร็ว ) เพราะเหตุนี้ เลี้ยงปลา ปลูกพื้นที่ปลูกต่อได้อีกครั้งโดย
เอาของแข็งรวมกับระบบในการพิจารณาเมื่อคำนวณพื้นที่ปลูกพืช .
อัตราส่วนต่อความต้องการ :
) ส่วนประกอบสื่อเตียงในงานอดิเรกและระบบ Aquaponic ขนาดหลังบ้านยังทำหน้าที่เป็นสถานที่หลักสำหรับ
ต่อ ; แบคทีเรียช่วยในการแปลงขยะเป็นพิษที่อาจเกิดขึ้นกับปลาแอมโมเนียปลอดสารพิษ
ไน ในความเป็นจริง , ต่อความต้องการไม่ได้มักจะเกี่ยวข้องกับสื่อและระบบ Aquaponic สวนหลังบ้าน
งานอดิเรกขนาดตามเพราะมันมักจะเกินของสื่อในเตียงเมื่อ uvi
อัตราส่วนจะตาม ดังนั้น ปริมาณสื่อต่อความต้องการอยู่เสมอ เจอกัน
ส่วนอัตราส่วน–ของแข็ง mineralisation ความต้องการ :

uvi การออกแบบ ( http://www.uvi.edu/sites/uvi/pages/aes-aquaculture-international_aquaponics.aspx ) หรือระบบ Aquaponic จริงลบสูง สัดส่วนของขยะที่สร้างขึ้นโดยปลา นี้เป็นเพราะเสียปลา
แข็งสามารถใช้เวลาที่จะทำลายลงและเมื่อมันหยุดลง กระบวนการ
มักจะใช้ออกซิเจน ซึ่งหมายความว่าแบคทีเรียทำของแข็งแบ่งลง ( เรียกว่า
mineralisation ) จริงๆแข่งขันกับปลาในระบบออกซิเจน โดยการเอาของแข็ง uvi
วิธีการลดการแข่งขันสำหรับออกซิเจนในระบบเพื่อให้ปลาที่มักจะมีเพียงพอ
หลังบ้าน และงานอดิเรกหลายขนาดระบบ Aquaponic ไม่กรองของแข็งปลาและของเสียเหล่านี้
ทั่วไปอยู่ในเตียงสื่อกับพืช หลายคนได้อย่างถูกต้องว่า สื่อเตียง
จะทำหน้าที่เป็นเส้น mineralisation กรองเศษปลาและปลา ของเสียจะแบ่ง หรือ mineralise
เมื่อเวลาผ่านไป น้ำท่วม&ระบาย Aquaponic เตียงโดยทั่วไปการสื่อในแบบเดียวกับ
ลูกสูบแนวตั้งไหลชุ่ม ( rvfw ) ซึ่งยังใช้วิธีการระบายน้ำท่วม&
ระดับและมีการรักษาสูงมาก และสามารถ mineralise ขนาดใหญ่ปริมาณของของแข็ง ดังนั้นเตียงสื่อ
Aquaponic สามารถและควรจะสามารถที่จะทำแบบเดียวกัน อย่างไรก็ตามหลาย rvfw จะลึกกว่ามาตรฐานเตียงสื่อ Aquaponic – USA Ver 2.0 เครื่องคิดเลขขนาด 300 มม. ความลึก 5

ใช้สื่อระบบ Aquaponic . ดังนั้น บ่อยครั้งพื้นที่ผิวที่ต้องการ เช่น
วิธีการตื้นมีขนาดใหญ่กว่า rvfw มาตรฐาน นอกจากนี้ ซม. ไม่กี่ด้านบนของเตียงพื้นผิว
จะมีพื้นที่มากที่สุด ปริมาณออกซิเจน และดังนั้น จะแสดงเป็นกลุ่มของ
mineralisation . ถ้าเราต้องการใช้เตียงสื่อเป็นเว็บไซต์ mineralisation ของแข็ง แล้วมันยังต้อง
ได้ขนาด เพื่อให้มีพื้นที่เพียงพอสำหรับ mineralisation แบคทีเรียสามารถมีประสิทธิภาพ
ทำผลงานของพวกเขา
mineralisation ของแข็งแบคทีเรียที่เราต้องการสร้างในสื่อออกซิเจนความรัก ( แอโรบิก )
ธรรมชาติ ของแข็ง mineralisation จะเกิดขึ้นในส่วนลึกของสื่อที่เตียงอย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งนี้เป็นเพราะ
เป็นเตียงจะเต็มไปด้วยเศษปลาแข็งมาก ส่วนที่ลึกที่สุดของเตียงสามารถเปิด
anaerobic ( เช่น : การขาดออกซิเจน ) และถัง mineralisation สามารถเกิดขึ้นได้ เราต้องระวังมากๆ
โซนด้วยระบบ Aquaponic ใช้ป้อนเพราะโซนเหล่านี้สามารถปล่อยก๊าซและ
สารเคมีซึ่งอาจจะเกิดพิษกับสิ่งมีชีวิตในระบบไม่ว่าปลา พืช หรือแอโรบิก
แบคทีเรีย ดังนั้นจึงไม่สนับสนุนระบบและเงื่อนไขแอโรบิก
ได้รับการสนับสนุนในระบบ Aquaponic . นี่คือเหตุผลที่น้ำท่วม&ระบายน้ำไหล
แนะนำ เพราะวงจรระบายช่วยดูดออกซิเจนในชั้นบรรยากาศลงไปในกรวด
ความลึกและช่วยให้มากกว่าของปริมาตรแสดงในโหมด mineralisation แอโรบิค
สุดท้ายปัจจัยสําคัญที่จะเข้าใจใน mineralisation ความจุในของแข็ง