Reagent-free technology for intensifying the process of growing microgreens in aquaponic systems

An assessment is made of the current state of the global food security, which arises as a result of new challenges, in order to achieve the UN Sustainable Development Goals. Currently, aquaponic technologies are considered quite promising for providing regional consumers with food (hydrobionts and phytoproducts). Reagent-free technologies for intensifying plant growth and development (electromagnetic influence, ultrasonic waves, corona discharge) are analyzed. The use of installations for the electrolysis treatment of aqueous solutions for growing hydrobionts before feeding them into hydroponic modules is substantiated. The results indicate a significant increase in plant productivity by more than 30% after electrochemical treatment. Changes in the hydrochemical and hydrophysical properties of water after electrolysis are analyzed. A scheme of an aquaponic system for intensifying reagent-free electrolysis of growing microgreen plants is proposed and verified. It is substantiated that further research should be aimed at building process-control systems in aquaponic installations and creating specialized energy-efficient DC power supplies

Evaluation of the effectiveness of the parameters of reagent-free electrolysis wastewater treatment from nitrogen-containing compounds

The relevance of wastewater treatment from nitrogen-containing compounds, including using stationary and non-stationary electrolysis processes, is analyzed. A design has been developed, a reagentless electrochemical water treatment module has been manufactured and tested in the conditions of real production of hydrobionts. The results of the study of the influence of the power supply modes of the electrolysis unit on the reduction of ammonium nitrogen, ammonia, nitrites and nitrates from the recycled solution of the industrial aquaculture plant are presented. The results of the study showed that when using stationary and non-stationary electrolysis modes, the conversion processes of nitrogen-containing compounds are generally performed according to the classical algorithm: increasing the concentration of compounds along the chain "ammonium nitrogen → nitrites → nitrates", and the use of non-stationary electrolysis to remove nitrogen-containing compounds from the solution for growing hydrobionts is more effective. The analysis of the results demonstrated the effectiveness of the proposed approach and the possibility of scaling the results to municipal and industrial facilities. The advantages of the proposed method are: non-reactivity, mobility, the possibility of automating the process.Проанализирована актуальность очистки сточных вод от азотсодержащих соединений, в том числе с использованием процессов стационарного и нестационарного электролиза. Разработана конструкция, изготовлен и испытан в условиях реального производства гидробионтов безреагентный электрохимический модуль водообработки. Приведены результаты исследования влияния режимов электропитания электролизного блока на редукцию азота аммонийного, аммиака, нитритов и нитратов из обо-ротного раствора установки индустриальной аквакультуры. Результаты исследования показали, что при использовании стационарного и нестационарного режима электролиза процессы преобразования азотсодержащих соединений в целом выполняются согласно классическому алгоритму: повышение концентрации соединений по цепочке «азот аммонийный → нитриты → нитраты», а применение нестационарного электролиза для удаления азотсодержащих соединений из раствора для выращивания гидробионтов более эффективно. Анализ полученных результатов продемонстрировал эффективность предлагаемого подхода и возможность масштабирования результатов на коммунально-промышленные объекты. Преимуществами предлагаемого метода являются: безреагентность, мобильность, возможность автоматизации процесса

The use of electrochemical technologies for water treatment and wastewater treatment

The development of agriculture, extensive industrialization and the rapid growth of the world population provoke environmental pollution. The problem of water treatment in drainless technologies is aggravated by the low efficiency of traditional cleaning methods on the one hand and the regular tightening of environmental standards on the other hand. The paper considers the use of various electrochemical processes for water purification. One of the main advantages of the electrochemical method is its non–reactivity, which allows it to be used as water treatment stages in drainless hydroponics technologies, for the cultivation of hydrobionts, for the food industry.Развитие сельского хозяйства, экстенсивная индустриализация и быстрый рост мирового населения провоцируют загрязнение окружающей среды. Проблема водоподготовки в бессточных технологиях усугубляется малой эффективностью традиционных методов очистки с одной стороны и регулярному ужесточению экологических стандартов с другой стороны. В работе рассмотрено применение различных электрохимических процессов для очистки воды. Одним из главных преимуществ электрохимического метода – безреагентность, что позволяет использовать его в качестве стадий водоподготовки в бессточных технологиях гидропоники, для выращивания гидробионтов, для пищевой промышленности