Performance of different biofilters in a recirculating system for rainbow trout farming / Desempeño de diferentes biofiltros en un sistema de recirculación para cultivo de trucha arcoiris

ABSTRACT Objective. To evaluate the performance of different biofilters in a recirculating aquaculture system (RAS) for trout farming. Materials and methods. It was used a 1m3 plastic tank for fries farming; fabric bags to solids retention; a submersible pump; a constant water level and flow distribution box; six up flow biofilters in 3" PVC tube; sand of D10=0.45mm as carrier. The reactors were operated at local temperature and with hydraulic retention time (HRT) of 11 min, the biofilters were inoculated in the next way: R1-Control: RAS water; R2-Fish culture farm sludges; R3- Water from aerated lagoon of Antanas landfill (AL); R4-Aquarium sediments; R5- Aerated lagoon of AL sludges; R6-Sludges from sulfidogenic reactor of AL. The weight gain (WG) and the food conversion (FC) were evaluated, some physic-chemical parameters were monitored and the nitrogen and suspended solids removal efficiency were evaluated. Results. The WG of the cultured animals was 1.58 g/d and the FC was 1.41. There were no differences for ammonium and nitrite removal between the reactors; the average removal efficiencies were: ammonium 4.78%, nitrite 27.2%, nitrate 32.3%, suspended solids 37.5%; R4 and R5 reactors presented the best performance on nitrate removal, with average efficiencies of 47.4% and 42.8%. R3 presented the best SS removal with an average of 58.2%. Conclusions. The RAS water treatment system guaranteed appropriated liquid quality conditions for trout farming; the most efficient reactor for removal of the different forms of nitrogen was the inoculated with the aerated lagoon of AL sludges.

RESUMEN Objetivo. Evaluar el desempeño de diferentes biofiltros en un sistema de recirculación (SRA) para cultivo de trucha arcoiris. Materiales y métodos. Se utilizó: un tanque de 1m3 para cultivo de alevines, bolsas de lienzo para retención de sólidos, bomba sumergible, caja de nivel constante y distribución de flujo, seis biofiltros en tubo de PVC de 3", arena con D10=0.45mm como medio soporte. Los biofiltros se operaron a temperatura ambiente y con tiempo de retención hidráulica (TRH) de 11 min, se inocularon así: R1-Control: Aguas del SRA; R2-Lodos estación piscícola; R3-Agua Laguna aireada relleno sanitario Antanas (RSA); R4-Sedimentos acuarios; R5-Lodos laguna aireada RSA; R6-Lodos reactor sulfidogénico RSA. Se evaluó la ganancia de peso (GP) y la conversión alimenticia (CA), se monitorearon parámetros físico-químicos y se evaluó la eficiencia de remoción de nitrógeno y sólidos suspendidos. Resultados. La GP de los animales fue de 1.58 g/d y la CA de 1.41. No hubo diferencias para remoción de amonio ni nitritos entre reactores; las eficiencias medias de remoción fueron: amonio 4.78%, nitrito 27.2%, nitrato 32.3%, sólidos suspendidos 37.5%. Los reactores R4 y R5 presentaron mejor remoción de nitratos, con eficiencias medias de 47.4% y 42.8%. El R3 reportó la mejor remoción de SS con promedio del 58.2%. Conclusiones. El sistema de tratamiento del agua en el SRA garantizó condiciones de calidad del líquido, apropiadas para el cultivo de la trucha; el reactor más eficiente para la remoción de las formas de nitrógeno evaluadas fue el inoculado con lodos de la laguna aireada del RSA.

Evaluation of a rainbow trout (Oncorhynchus mikyss) culture water recirculating system / Evaluación de un sistema de recirculación de agua para levante de trucha arcoiris (Oncorhynchus mikyss)

Objective. To evaluate a water recirculation system of rainbow trout fish culture at the recirculating laboratory of the Aquaculture Engineering Production Program of the Universidad of Nariño. Materials and Methods. There were cultured 324 rainbow trout (Oncorhynchus mikyss) fries in 12 plastic tanks of 250 L capacity in a recirculation aquaculture system which treatment system was made up by a conventional sedimentation tank, a fixed bead up flow biofilter with recycled PVC tube pieces used as carrier, and a natural degassing system; the sedimentation unit effluent was pumped to a reservoir tank by a centrifugal 2 HP after passed by gravity through the biofilter and was distributed to the 12 culture units in which there were injected a constant amount of air from a blower. Results. The waste water treatment system removes 31% of the Total Suspended Solids; 9.5% of total ammonia nitrogen, and increased the dissolved oxygen to the final effluent in a 6.5%. It was calculated a biomass increase of 305% on the 75 days, the mortality percentage registered during the research period was of 4.9%. Conclusions. The wastewater treatment system maintained the physic chemical water quality parameters in the recommended values for the specie. The values of weight and size gain, food conversion, mortality and biomass production reported were between the normal values of rainbow trout fish culture in recirculating systems.

Objetivo. Evaluar un sistema de recirculación de agua para cultivo de trucha arcoiris en el laboratorio de recirculación del Programa Ingeniería en Producción Acuícola de la Universidad de Nariño. Materiales y métodos. Se cultivaron 324 alevinos de trucha arco íris (Oncorhynchus mikyss) en 12 tanques plásticos de 250 L de capacidad en un sistema de recirculación para acuacultura cuyo sistema de tratamiento estuvo constituido por un sedimentador convencional, un biofiltro de flujo ascendente con medio soporte fijo conformado por segmentos reciclados de tubos PVC, y un sistema de desgasificación natural; el efluente del sedimentador fue elevado a un tanque reservorio por medio de una bomba centrífuga de 2 HP para después pasar por gravedad a través del biofiltro y posteriormente ser distribuido a las 12 unidades de cultivo a las que de manera permanente se inyectó aire proveniente de un blówer. Resultados. El sistema de tratamiento del agua removió 31% de los sólidos suspendidos totales; 9.5% del nitrógeno amoniacal total, e incrementó el oxígeno disuelto al efluente final en un 6.5%. Se calculó un incremento de la biomasa del 345% en los 75 días, el porcentaje de mortalidad registrado durante todo el periodo de estudio fue del 4.9%. Conclusiones. El sistema de tratamiento mantuvo los parámetros físico-químicos de la calidad de agua dentro de los rangos requeridos por la especie. El incremento de peso y talla, la conversión alimenticia, la mortalidad y la producción de biomasa reportaron valores normales para producción de trucha en sistemas de recirculación.

Desempeño de tanques decantadores de sólidos en un sistema de recirculación para producción de tilapia / Performance of sedimentation tanks in a recirculating system for tilapia production

Objetivo. Comparar la eficiencia de remoción de sólidos, turbidez y color aparente en un decantador convencional y uno de columna en un sistema de recirculación acuícola (SRA) para cultivo de tilapia. Materiales y métodos. Se cultivaron tilapias con densidad entre 30 y 33 kg/m3 en un SRA, el cual constó de: caja de nivel constante, tubería en PVC, tres tanques de cultivo, decantador convencional de flujo horizontal (D.Con), decantador de columna de flujo ascendente (D.Col), reactor de lecho fluidizado trifásico, reactor para transferencia de oxígeno, compresor, blower, electrobomba. El D.Con operó con volumen útil (VU) de 1.4 m3 y tiempo de retención hidráulica (TRH) de 2.94 h, fue vaciado una vez por semana para lavado y colecta del lodo, representando sustitución del 55% del volumen del sistema. El D.Col operó con 0.30 m3 de VU y TRH de 0.553 h. Se realizaron 3 sangrados diarios, representando sustitución semanal de 50% del volumen. Resultados. Las eficiencias promedio de remoción fueron: para sólidos totales de 34.01 y 44.44%; sólidos suspendidos 64.45% y 71.71%; sólidos volátiles 21.10 y 45.65%; para turbidez 65.51 y 62.79%; para color aparente 56.37 y 50.91%, respectivamente en el D.Con y el D.Col. Conclusiones. Ambos decantadores son útiles en la remoción de los parámetros estudiados y presentaron comportamientos semejantes en remoción de turbidez y color aparente. Sin embargo, el D.Col es más eficiente que el convencional para remoción de los sólidos, ocupa menor espacio, menor volumen y requiere menor porcentaje de renovación, mostrando viabilidad para su utilización en SRA.

Objective. To compare the removal efficiency of solids, turbidity and apparent color between a conventional and a column settling tanks in a recirculating aquaculture system (RAS) for tilapia farming. Materials and methods. Tilapia with a stocking density between 30 and 33 kg/m3 were cultured in a RAS consisting of a water level control box, PVC piping system, three plastic tanks for culture, conventional horizontal flow settling tank (Con.ST), column vertical flow settling tank (Col.ST), three phase fluidized bed reactor, oxygen transfer reactor, air compressor, air blower, centrifugal pump. The Con.ST operated at a volume of 1.4 m3 and hydraulic retention time (HRT) of 2.94 h; and was drained weekly for washing and sludge collection, representing a 55%discharge of system water volume. The Col.ST operated with a volume of 0.30 m3 and HRT of 0.553 h. Three daily partial draining operations were executed, representing a discharge of 50% of the system volume. Results. The mean solids removal efficiencies were: 34.01 and 44.44%for total solids; 64.45 and 71.71% for suspended solids; 21.10 and 45.65% volatile solids; 65.51% and 62.79% for turbidity; and 56.37 and 50.91% for apparent color, respectively for Con.ST and Col.ST. Conclusions. The two settling devices are useful on removal of the studied parameters and presented similar performance on turbidity and apparent color removal; however, the Col.ST was more efficient than Con.ST for solids removal, requires less space, less volume and requires less discharge water volume, displaying feasibility for its use on RAS.