Sistema de recirculação para aquicultura com reator de biofilme aerado em membrana na produção intensiva de tilápia

Abstract

A piscicultura, que é um ramo da aquicultura, tem tido um elevado crescimento no mundo todo e principalmente, no Brasil. Dentro das espécies mais cultivadas no Brasil, estão as Tilápias do Nilo (Oreochromis niloticus). Com esse crescimento, aumenta a preocupação na busca por alternativas de criação de peixes, e com a geração de efluente de piscicultura, o qual se assemelha muito ao efluente doméstico. Os Sistemas de Recirculação para Aquicultura (SRA) são sistemas de criação fechados e representam alternativas compactas para cultivo intensivo de espécies com elevadas densidades de estocagem. Os SRA têm a vantagem de total controle do efluente e têm também a possibilidade de ser instalados perto de grandes centros urbanos ou consumidores, por não ter a necessidade de um corpo d’água adequado nas proximidades. O objetivo central desta pesquisa foi avaliar a eficiência do tratamento do efluente da produção intensiva de Tilápia do Nilo em um SRA, no qual o tratamento foi feito por meio de um Decantador de Coluna (DC) associado à um Reator de Biofilme Aerado em Membrana (MABR). O SRA continha um tanque de cultivo com 800L e densidade de estocagem de 10,12kgm-3. O MABR tem um volume de 120L e, no seu interior, foi instalada um feixe de membranas de silicone, como suporte para o crescimento do biofilme. As membranas do MABR foram aeradas externamente por meio de um difusor instalado na sua base, e internamente por meio de um soprador de ar. Inicialmente foram realizados ensaios de aeração com recirculação de água limpa com vazão de 3,8m3h-1 e vazões de ar internamente as membranas de 50, 100 e 200Lh-1. Os valores de taxa de transferência de oxigênio para as respectivas vazões de ar foram de 4,92, 7,66 e 7,66gO2m-2d-1. Com a finalidade de avaliar a eficiência do tratamento do efluente, foram analisados os parâmetros: pH, temperatura, turbidez, oxigênio dissolvido (OD), nitrogênio total (NT), nitrogênio amoniacal, nitrito, nitrato, sólidos totais (ST) , fósforo total (FT) e demanda química de oxigênio (DQO). Com as análises foi possível avaliar parâmetros como temperatura, pH e OD dentro do tanque de cultivo para os quais obteve-se valores médios de 25,22ºC, 7,61 e 3,77mgL-1, respectivamente. Foi possível também avaliar a eficiência de remoção média de turbidez, DQO, NT, nitrito, nitrato, nitrogênio amoniacal, ST e FT. que foram de 50%, 41%, 20%, 40%, 13%, 35%, 11% e 2%, respectivamente. No SRA, em geral, foram obtidos valores de remoção em todos os parâmetros monitorados, ressaltando os resultados satisfatórios em relação à DQO, turbidez, nitrito e nitrogênio amoniacal. O SRA manteve valores de pH, OD e temperatura dentro da faixa recomendada para a sobrevivência dos peixes.

Fish farming, which is a branch of aquaculture, has been experiencing high growth worldwide and mainly in Brazil. Among the most cultivated species in Brazil, are the Nile Tilapia (Oreochromis niloticus). With this growth, growing concern in the search for alternatives for fish farming, and with the fish farming effluent generation, which is very similar to domestic effluent. Recirculation Aquaculture Systems (RAS) are closed farming systems and represent compact alternatives for intensive cultivation of species with high stocking densities. The RAS’s have the advantage of total control of the effluent and can also be installed close to large urban centers, as there is no need for adequate water body at nearby. The main objective of this research is to evaluate the efficiency of the intensive production of Nile Tilapia effluent treatment in an RAS, in which the treatment was done by means of a Column Settler (CS) associated with a Membrane Aerated Biofilm Reactor (MABR). The cultivation system was also composed of 800L tank with a storage density of 10.12kgm-3 . The MABR has a volume of 120L and, inside, a silicone membrane bundle has been installed, which will support the biofilm. The MABR was aerated by diffuser installed at its base, and internally by means of an air blower. Aeration tests were performed with water recirculation with membrane inside air flow rates of 50, 100 and 200Lh- ¹. The oxygen transfer rate values for the respective flows were 4.92, 7.66 and 7.66gO2m -2 .day. In order to evaluate the efficiency of the effluent treatment, the following parameters were analyzed: pH, temperature, turbidity, dissolved oxygen (DO), total nitrogen (TN), total ammonia nitrogen, nitrite, nitrate, total solids (ST), Total Phosphorus (TP) and chemical oxygen demand (COD). With the analyzes it was possible to evaluate parameters such as temperature, pH and DO inside the culture tank in which average values of 25.22ºC, 7.61 and 3.77mgL -1 were obtained, respectively. It was also possible to evaluate the efficiency of average removal of turbidity, COD, TN, Nitrite, Nitrate, Total Ammonia Nitrogen, ST, and TP. which were 50%, 41%, 20%, 40%, 13%, 35%, 11% and 2%, respectively. The RAS in general, removal values were obtained in all monitored parameters, highlighting the satisfactory results in relation to COD, turbidity, nitrite and total ammonia nitrogen. The RAS maintained pH, DO and temperature values within recommended range for fish survival.