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Comparación de tratamientos heterotrófico y foto autotrófico de los efluentes de un cultivo hiperintensivo de tilapia en recirculación
Comparison of heterotrophic and photo autotrophic treatments of effluents from a hyperintensive tilapia culture in recirculation
JUAN PABLO GONZALEZ HERMOSO
MANUEL ALBERTO SEGOVIA QUINTERO
Acceso Abierto
Atribución
Acuicultura
Biorremediación
Sistemas de recirculación acuícola
El rápido incremento de la actividad acuícola durante los últimos años ha venido acompañado de nuevas técnicas y sistemas de cultivo en las cuales se busca optimizar el uso de agua así como la producción de altas densidades de cultivo. Como consecuencia se implementaron los sistemas de recirculación acuícola (SRA) en los cuales se optimiza el recurso hídrico, sin embargo, los efluentes producidos por estos sistemas de cultivo se caracterizan por presentar una alta carga de nutrientes y materia orgánica, la cual por lo general es dispuesta sin ningún tratamiento, causando un impacto sobre los ecosistemas adyacentes. Con la finalidad de disminuir la concentración de nutrientes y de compuestos orgánicos, en este trabajo se evaluó la capacidad de remoción por medio de dos diferentes sistemas tróficos (algas y bacterias heterótrofas) y la aplicación de pretratamientos (alcalino, mecánico, térmico y biológico) durante un año, buscando determinar la mejor estrategia para disminuir el impacto de los efluentes acuícolas. El fotobiorreactor utilizado para dar tratamiento a la fracción líquida del efluente dio como resultado una remoción del 93.43% del nitrógeno amoniacal total (NAT) en enero, 88.13% del NO2-N en agosto, para NO3-N la mayor remoción fue del 49.43% en enero, los PO4-P lograron ser removidos hasta un 64.78% durante septiembre. La especies de microalgas con mayor proliferación fueron S. obliquus y C. vulgaris, quienes representaron más del 90% de la población presente en el fotobiorreactor a lo largo del año. En el tratamiento de los sólidos particulados todos los pretratamientos a excepción del alcalino, removieron nitrógeno (térmico 29.78%, biológico 36.75%, control 42.25%, mecánico 49.46%, alcalino 7.68%). Todos los pretratamientos produjeron fósforo (alcalino 1.96%, mecánico 16.07%, térmico 24.37%, biológico 32.39%, control 58.60%). Los resultados indican que el pretratamiento mecánico fue el más efectivo para remover nitrógeno. En contraste, ninguno de los pretratamientos redujo la concentración de fósforo. La remoción de los lodos no mostró diferencias significativas entre los pretratamientos promediando una remoción superior al 20% en todos los casos. La producción de biogás fue significativamente mayor en los pretratamientos mecánico (36%), térmico (39%) y biológico (45%) en comparación con el control (20%), no presentándose producción en el pretratamiento alcalino en ningún mes. Por último, el único pretratamiento donde se presentó una menor DB
The fast increment in the aquaculture activity in the last years has been accompanied by the development of new techniques and aquaculture systems that are focused in the optimization of water usage and on high density production. As a consequence recirculating aquaculture systems (RAS) were implemented to optimize the use of water, however, as c consequence of operating RAS, the effluents produced are characterized by high concentration of nutrients and organic matter which is disposed without treatment, causing an impact in the surrounding ecosystem. In order to decrease the concentration of nutrients and organic compounds in the effluents, this research determined the removal capacity using two different trophic systems (algae and heterotrophic bacteria) and the application of pretreatments (alkaline, mechanical, thermic and biological) over a year to determine the best strategy to reduce the impact of aquaculture effluents. A photobioreactor was used to treat the soluble solids in the effluents and we obtained the highest removal of total ammonia nitrogen (TAN) 93.43% in January, 88.13% of NO2-N in August and NO3-N 49.43% in January, for PO4-P the highest removal was 64.78% in September. The most abundant species of microalgae were S. obliquus and C. vulgaris, who represented more than 90% of population throughout a year. In the treatment of particulate solids, all pretreatments with the exception of alkaline removed nitrogen (thermal 29.78%, biological 36.75%, control 42.25%, mechanical 49.46%, alkaline -7.68%). All pretreatments produced phosphorus (alkaline 1.96%, mechanical 16.07%, thermal 24.37%, biological 32.39%, control 58.50%). Results showed that the mechanical pretreatment was the most effective in removing nitrogen. In contrast, none of the pretreatments reduced phosphorus content in the sludge. The sludge removal showed no significant differences between pretreatments, the average removal in all cases was over 20%. Biogas production was significant higher in mechanical pretreatments (36%), thermal (39%) and biological (45%) compared to control (20%), and the alkaline pretreatment did not produce biogas in any month. Finally, the biological pretreatment produced the lowest BOD5 (992 + 532 mg L-1) at the end of hydraulic retention time (HRT). The use of photo-autotrophic and heterotrophic organisms as well as the application of pretreatments can reduce organic and inorganic compounds, and sludge in the effluents of a RAS.
CICESE
2016
Tesis de doctorado
Español
González Hermoso, J.P. 2016. Comparación de tratamientos heterotrófico y foto autotrófico de los efluentes de un cultivo hiperintensivo de tilapia en recirculación. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 146 pp.
PISCICULTURA
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