Consequential study on different levels of C/N ratios used in biofloc-based aquaculture system / Estudo consequente sobre diferentes níveis de proporções C/N utilizadas no sistema de aquicultura à base de biofloc

Biofloc technology is much highlighted these days because of its tremendous effects on aquaculture. Microbes were enriched on cheapest organic carbon source i. e., powdered banana peels and were incorporated in different aquaria rearing grass carp fingerlings under different C/N treatments (10:1, 15:1 and 20:1) and 10% water daily water exchange. The initial growth of fingerlings was recorded. The experiment was settled in triplicates for 60 days and run parallel to control group provided with commercial feed and daily water exchange. Its effect was evaluated by measuring the growth of fingerlings and water parameters of each aquarium. The average % gain in weight and length of fingerlings was obtained significantly highest (28.12 ± 0.30g and 17.29 ± 0.46cm respectively) in aquaria containing pure powdered banana peels with 10% water exchange and C/N ratio was adjusted at 20: 1 (T3) than other treatments and control. Ammonia and other water parameters were also under control in T3 than other experimental and control groups. By all counts, it was concluded that the highest C/N ratio in biofloc system had the potential to increment C. idella growth rate by reducing toxicity and could be used as fish meal substitute.

A tecnologia Biofloc é muito destacada hoje em dia por causa de seus tremendos efeitos na aquicultura. Os micróbios foram enriquecidos com a fonte de carbono orgânico mais barata, i. e., cascas de banana em pó, e foram incorporadas em diferentes aquários de criação de alevinos de carpa-capim sob diferentes tratamentos C/N (10: 1, 15: 1 e 20: 1) e 10% de troca diária de água. O crescimento inicial dos alevinos foi registrado. O experimento foi resolvido em triplicatas por 60 dias e executado paralelamente ao grupo controle fornecido com ração comercial e troca diária de água. Seu efeito foi avaliado medindo o crescimento dos alevinos e os parâmetros da água de cada aquário. O% de ganho médio em peso e comprimento dos alevinos foi obtido significativamente mais alto (28,12 ± 0,30g e 17,29 ± 0,46 cm respectivamente) em aquários contendo cascas de banana em pó puro com 10% de troca de água e a relação C/N foi ajustada em 20: 1 (T3) do que outros tratamentos e controle. A amônia e outros parâmetros da água também estavam sob controle no T3 mais do que nos outros grupos experimentais e de controle. Por todas as contagens, concluiu-se que a maior razão C/N no sistema de bioflocos tem o potencial de incrementar a taxa de crescimento de C. idella reduzindo a toxicidade e pode ser usada como substituto da farinha de peixe.

Consequential study on different levels of C/N ratios used in biofloc-based aquaculture system

Abstract Biofloc technology is much highlighted these days because of its tremendous effects on aquaculture. Microbes were enriched on cheapest organic carbon source i. e., powdered banana peels and were incorporated in different aquaria rearing grass carp fingerlings under different C/N treatments (10:1, 15:1 and 20:1) and 10% water daily water exchange. The initial growth of fingerlings was recorded. The experiment was settled in triplicates for 60 days and run parallel to control group provided with commercial feed and daily water exchange. Its effect was evaluated by measuring the growth of fingerlings and water parameters of each aquarium. The average % gain in weight and length of fingerlings was obtained significantly highest (28.12 ± 0.30g and 17.29 ± 0.46cm respectively) in aquaria containing pure powdered banana peels with 10% water exchange and C/N ratio was adjusted at 20: 1 (T3) than other treatments and control. Ammonia and other water parameters were also under control in T3 than other experimental and control groups. By all counts, it was concluded that the highest C/N ratio in biofloc system had the potential to increment C. idella growth rate by reducing toxicity and could be used as fish meal substitute.

Resumo A tecnologia Biofloc é muito destacada hoje em dia por causa de seus tremendos efeitos na aquicultura. Os micróbios foram enriquecidos com a fonte de carbono orgânico mais barata, i. e., cascas de banana em pó, e foram incorporadas em diferentes aquários de criação de alevinos de carpa-capim sob diferentes tratamentos C/N (10: 1, 15: 1 e 20: 1) e 10% de troca diária de água. O crescimento inicial dos alevinos foi registrado. O experimento foi resolvido em triplicatas por 60 dias e executado paralelamente ao grupo controle fornecido com ração comercial e troca diária de água. Seu efeito foi avaliado medindo o crescimento dos alevinos e os parâmetros da água de cada aquário. O% de ganho médio em peso e comprimento dos alevinos foi obtido significativamente mais alto (28,12 ± 0,30g e 17,29 ± 0,46 cm respectivamente) em aquários contendo cascas de banana em pó puro com 10% de troca de água e a relação C/N foi ajustada em 20: 1 (T3) do que outros tratamentos e controle. A amônia e outros parâmetros da água também estavam sob controle no T3 mais do que nos outros grupos experimentais e de controle. Por todas as contagens, concluiu-se que a maior razão C/N no sistema de bioflocos tem o potencial de incrementar a taxa de crescimento de C. idella reduzindo a toxicidade e pode ser usada como substituto da farinha de peixe.

Estudo da coagulação/floculação de água com turbidez moderada na sedimentação e flotação por ar dissolvido / Study of coagulation/flocculation of water with moderate turbidity in sedimentation and floating by dissolved air

RESUMO Os processos de formação, crescimento, ruptura e rearranjo dos flocos que ocorrem durante a coagulação/floculação influenciam, significativamente, a eficiência da remoção dos agregados no tratamento de água. Por isso, é importante estudar as propriedades dos flocos, que são alteradas continuamente durante a floculação e podem interferir na subsequente remoção das partículas. Neste trabalho foi avaliada a eficiência de remoção de turbidez por meio da sedimentação e da flotação por ar dissolvido (FAD), com o uso de aluminato de sódio como agente coagulante. Adicionalmente, a etapa de floculação foi monitorada usando imagens obtidas por método não intrusivo. A FAD proporcionou melhor resultado de remoção de turbidez, de 93%, mostrando robustez como etapa no processo de tratamento de água. Na etapa de floculação, o tamanho dos flocos variou de 0,03 a 0,53 mm, com maior concentração de partículas nas menores classes de tamanho monitoradas. O estudo da dimensão fractal mostrou que o aumento da intensidade da mistura acentuou a ruptura (Dmédio de 0,2 mm para 20 s-1 para Dmédio de 0,1 mm para 40 s-1) nos flocos, promovendo o surgimento de flocos menos compactos. A FAD se mostrou menos sensível às variações de tamanho dos agregados quando comparada à sedimentação.

ABSTRACT The processes of formation, growth, rupture, and rearrangement of flocs, which occur during coagulation/flocculation, significantly influence the removal efficiency of the aggregates in water treatment. Therefore, it is important to study the flocs properties because they change continuously during the process and may interfere in the choice of later step for removal of the particles. This article evaluated the efficiency of turbidity removal in sedimentation and dissolved air flotation (DAF) with the use of sodium aluminate as a coagulant. In addition, the flocculation step was monitored through digital images, by non-intrusive method, to study the morphological properties of flocs. The DAF step provided better removal results (greater than 93%) in less process time, showing to be an advantageous step in turbid water treatment. In the flocculation step, the size of the flocs varied from 0.03 to 0.53 mm, with a higher particle concentration in the smaller size classes. The study of the fractal dimension showed that the increase in the intensity of the mixture accentuated the rupture (Dmean of 0.2 mm for 20s for Dmean of 0.1 mm for 40s-1) in the flocs, promoting the appearance of less compact flocs. DAF was less sensitive to variations in aggregate size when compared to sedimentation.

Establishment of Determination of Fractal Dimension of Ethanol-precipitated Flocs of Two Root Medicinal Herbs / 中国实验方剂学杂志

Objective: To establish a method for the determination of fractal dimension of ethanol precipitation flocs in two kinds of root medicinal herbs (Astragali Radix and Isatidis Radix). Method: The ethanol-precipitated flocs of Astragali Radix and Isatidis Radix were taken as the research objects. Firstly, the original microscopic images of the ethanol precipitation flocs were binarized by Ostu algorithm. Secondly, the influence of sampling volume, dilution multiple, image magnification ratio and number of image acquisition sites on fractal dimension was investigated using perimeter-area method. Result: The ethanol precipitation flocs of Astragali Radix and Isatidis Radix had fractal characteristics. At the same time, the stable and reliable fractal dimension of the flocs could be obtained when the sampling volume was 600-800 μL, the sample was diluted to 5-20 times, the microscopic image was enlarged to 200 times or 400 times, and four different image acquisition sites were selected. Conclusion: The established method is stable and feasible, which can provide reference for the fractal theory of ethanol precipitation flocs of root medicinal herbs.

Biofloc production in activated sludge system treating shrimp farming effluent / Produção de bioflocos em sistema de lodos ativados tratando efluente de carcinicultura

ABSTRACT The release of wastewater and the shrimp feed cost are the main challenges faced by the shrimp farming industry. An alternative solution to both problems is biofloc production in a unit external to the farm, in an activated sludge system for effluent treatment. The treatment system's influent was composed of the shrimp farm wastewater supplemented with urea and sugarcane molasses. The results show that the average removal of chemical oxygen demand was 71% and the average biofloc production in the reactor was approximately 1.5g.L-1. Adding molasses to the influent contributed to the increase in the quantity and diversity of existing microorganisms that are beneficial to cultured shrimp. The mass balance of nitrogen compounds confirmed that nitrification occurred in the system. Therefore, the use of the activated sludge system is a viable and environmentally suitable alternative to produce bioflocs and shrimp farming effluent treatment.

RESUMO A geração de efluentes e o custo com a alimentação do camarão são os principais desafios enfrentados pela carcinicultura. Uma solução conjunta para ambos os problemas é a produção de bioflocos em um sistema de lodo ativado para tratamento de efluentes. Neste trabalho, o afluente ao sistema estudado era composto pelas águas residuais do cultivo de camarão suplementadas com ureia e melaço de cana-de-açúcar. Os resultados mostraram que a remoção média de demanda química de oxigênio foi de 71% e a produção média de bioflocos no reator foi de aproximadamente 1,5 g.L-1. A adição de melaço ao afluente contribuiu para o aumento da quantidade e da diversidade de microrganismos benéficos para a produção de camarão. Houve remoção de amônia e nitrificação confirmada pelo balanço de massa. Portanto, a utilização do sistema de lodos ativados é uma alternativa viável e ambientalmente adequada para produzir bioflocos e tratar efluentes de cultivo de camarão.

BICULTIVO EN BIOFLOC DE CACHAMA BLANCA -Piaractus brachypomus-Y TILAPIA NILÒTICA -Oreochromis niloticus- ALIMENTADAS CON DIETAS DE ORIGEN VEGETAL / CACHAMA -Piaractus brachypomus- AND NILE TILAPIA -Oreochromis niloticus- BICULTURE IN BIOFLOC FED DIETS OF VEGETABLE ORIGIN

Se evaluó el desempeño productivo de cachama blanca y tilapia nilótica cultivadas en biofloc y alimentadas con dietas de origen vegetal. Se cultivaron 80 peces/m³ en proporción 1:1 (cachama : tilapia), con tres niveles de proteína bruta (PB): 16% (T16), 24% (T24) y 32% (T32), en tanques de 1.000 l, con aireación permanente durante 120 días. Se estimaron parámetros de crecimiento, rendimiento, calidad de agua, costos de producción y análisis proximal de los flóculos. El oxígeno disuelto se mantuvo con saturación por encima de 100% y los compuestos nitrogenados (NO2 = 0,4-0,5 mg/l, NO3 = 0,4-0,5 mg/l, NH3 = 0,2-0,3 mg/l, TAN = 2,2-2,4 mg/l) no presentaron diferencias entre los tratamientos (P > 0,05). Los pesos finales de la cachama (173,5-196,2 g) fueron entre dos y cuatro veces los obtenidos por la tilapia (43,0-87,9 g). El mejor rendimiento del bicultivo se obtuvo con la dieta T24 (11,4 ± 1,3 kg/m³), el cual también registró el menor FCA (0,9 ± 0,3). Producir un kilogramo de pescado costó entre COP $3.148 (T24) y COP $4.445 (T32); del cual el alimento representó entre 49,2% (T16) y 63,3% (T32) y la energía, entre 10,3% (T32) y 14,2% (T16) de los costos. El análisis proximal de los flóculos registró niveles de proteína bruta (29-36% PB) adecuados para cachama y tilapia; pero con niveles bajos de lípidos (< 1,0%). El desempeño productivo y los costos de producción permiten sugerir la viabilidad que ofrece el sistema biofloc para la producción de carne de pescado con alimento de 24% PB de origen vegetal.

The productive performance of cachama and nile tilapia reared in biofloc and fed diets of vegetal origin was evaluated. In 1000L tanks with permanent aeration, were placed 80 fish/m3, in a ratio 1:1 (cachama : tilapia); fish were fed with three levels of crude protein (CP): 16% (T16), 24% (T24) and 32% (T32) for 120 days. Parameters of growth, yield, water quality, production costs and proximal analysis of the flocs were estimated. Dissolved oxygen showed saturation above 100% and nitrogen compounds (NO2 = 0.4-0.5 mg/l, NO3 = 0.4-0.5 mg/l, NH3 = 0.2-0.3 mg/l, TAN = 2.2-2.4 mg/l) showed no statistical difference between treatments (P > 0.05). The final weight of the cachama (173.5-196.2 g) were between two and four times those obtained by tilapia (43.0-87.9 g). The tilapia recorded a better daily gain of weight in T24 (0.7 g/day); while the cachama ranged between 1.2-1.3 g/day, with no significant difference between these values (P > 0.05). The best bi-culture yield was obtained in T24 diet (11.4 ± 1.3 kg/ m³), which also recorded the lowest FCA (0.9 ± 0.3). To produce one kilogram of fish cost between COP$3.148 (T24) and COP$4.445 (T32); of which the food represented between 49.2% (T16) and 63.3% (T32) and energy between 10.3% (T32) and 14.2% (T16) of total costs. Proximal analysis of the flocs recorded crude protein levels suitable (29-36% PB) for cachama and tilapia; but with low lipid levels (< 1.0%). The productive performance and the production costs allow to suggest the viability of the biofloc system for the production of fish meat with 24% CP diet of vegetal origin.

Influência do pH de coagulação e da dose de sulfato de alumínio na remoção de oocistos de Cryptosporidium por filtração direta descendente / The influence of coagulation pH and aluminum sulphate dose in removal of Cryptosporidium oocysts by down flow direct filtration

No presente trabalho, realizado em escala piloto, foi avaliada a influência do pH de coagulação e a da dose de sulfato de alumínio na morfologia dos flocos formados durante o processo de coagulação bem como na remoção de oocistos de Cryptosporidium por filtração direta descendente. As condições de coagulação testadas incluíram a dose ótima e superdose de coagulante em duas faixas distintas de pH. Os resultados mostraram que a eficiência de remoção dos oocistos de Cryptosporidium variou de 1,4 a 3,2 log durante a operação estável do filtro. Os experimentos realizados em valores de pH de coagulação mais baixo, em torno de 5, promoveram as melhores eficiências de remoção de oocistos de Cryptosporidium. A análise morfológica dos flocos mostrou uma tendência à formação de flocos mais porosos e irregulares ao se adotar superdosagem de coagulante.

This study, carried out in pilot scale, investigates the influence of coagulation pH and aluminum sulphate dosage on the morphology of flocs formed during coagulation and in the removal of Cryptosporidium oocysts by down flow direct filtration. Evaluated coagulation conditions included optimal and over dosages of coagulant in two distinct pH ranges. The results showed that the removal efficiency of Cryptosporidium oocysts ranged from 1.4 to 3.2 log during regular operation of the filter. Experiments carried out with lower coagulation pH values, around 5, presented the best removal efficiencies of Cryptosporidium oocysts. The morphologic analysis of flocs showed a trend to the formation of more porous and irregular flocs with the use of over dosages of coagulant.