The efficiency of treating wastewater from intensive broadhead catfish (Clarias macrocephalus) culture by aquatic plant system
Abstract
The study is aimed to identify macrophyte with capability of wastewater treatment in a recirculating aquaculture system. There were 4 treatments including Pistia stratiotes, Lemna minor, Limnobium laevigatum, and the control treatment (no plants). Broadhead catfish, Clarias macrocephalus (weight of 60 g each) were stocked at a density of 70 fish/100L and fed to ad libitum with floating pellets (41% crude protein). The results revealed that Pistia stratiotes was the best macrophyte in treating wastewater discharged from the broadhead catfish culture system in the first 10
days of the experiment. The concentration of CO2, COD, TAN, N-NO3-, P-PO43-, and TP in wastewater reduced 65.83%, 34.28%, 40.70%, 46.70%, 24.56%, and 9.16%, respectively while dissolved oxygen increased 37.68% compared to the initial concentration after treatment by Pistia stratiotes.
Tóm tắt
Nghiên cứu được thực hiện nhằm tìm ra loài thực vật thủy sinh có khả năng xử lý tốt chất thải trong hệ thống tuần hoàn nuôi trồng thủy sản. Thí nghiệm gồm 4 nghiệm thức trồng bèo tai tượng (Pistia stratiotes), bèo tấm (Lemna minor), bèo nhật (Limnobium laevigatum) và nghiệm thức đối chứng (không trồng thực vật) thực hiện trong hệ thống tuần hoàn trong 15 ngày. Cá trê vàng có khối lượng trung bình 60 g/con được nuôi trong hệ thống tuần hoàn với mật độ 70 con/100L và cho ăn thức ăn viên nổi (41% protein). Kết quả nghiên cứu cho thấy bèo tai tượng xử lý tốt hầu hết các chất ô nhiễm trong nước thải nuôi cá trê vàng trong 10 ngày đầu thí nghiệm. Bèo tai tượng có khả năng làm giảm 65,83% CO2; 34,28% COD; 40,70% TAN; 46,70% N-NO3- 24,56 % P-PO43-; và 9,16% TP và làm tăng 37,68% oxy hòa tan trong nước thải so với nồng độ ban đầu.
Article Details
References
Alabaster, J. & Lloyd R. (1980). Water Quality Criteria for Freshwater Fish. FAO, United Nations, Butterworth, London.
American Public Health Association, Amarican Water Works Association & Water Environment Federation (1995). Standard method for the examination of water and wastewater (19th ed). Washington DC.
Boyd, C. E. (1990). Water Quality in Ponds for Aquaculture. Agriculture Experiment Station. Auburn University, Alabama.
Cao, T., Ni, L. & Ping, X. (2004). Acute Biochemical Responses of a Submersed Macrophyte, Potamogeton crispus L., to High Ammonium in an Aquarium Experiment. Journal of Freshwater Ecology, 19(2), 279–284.
Cao Văn Thích, Phạm Thanh Liêm & Trương Quốc Phú. (2014). Ảnh hưởng mật độ nuôi đến chất lượng nước, sinh trưởng, tỷ lệ sống của cá lóc (Channa striata) nuôi trong hệ thống tuần hoàn. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Số chuyên đề Thủy sản (2), 79-85.
Dinges, R. (1982). Natural systems for water pollution control (Van Nostrand Reinhold environmental engineering series). Van Nostrand Reinhold.
Roque d’orbcastel, E., Blancheton, J. P., Belaud, A. (2009). Water quality and rainbow trout performance in a Danish Model Farm recirculating system: Comparison with a flow through system. Aquacultural Engineering, 40(3), 135–143. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2009.02.002
Ferdoushi, Z., Haque, F., Khan, S. & Haque, M. (2008). The Effects of two Aquatic Floating Macrophytes (Lemna and Azolla) as Biofilters of Nitrogen and Phosphate in Fish Ponds. Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 8, 253–258.
EIFAC (European Inland Fisheries Advisory Commission) (1980). Symposium on new developments in the utilization of heated effluent and recirculation systems for intensive aquaculture. Food and Agriculture Organization of the United Nations.
Hastie, B. A. (1992). The use of aquatic plants in wastewater treatment: A literature review (Master thesis of science in engineering). The university of Texas at Austin.
Henry – Silva, G.G. & Camargo, A. F.M., 2006. Efficiency of aquatic macrophytes to treat Nile tilapia pond effluents. Sci. Agic. (Piacicaba, Braz.), 63(5), 433 – 438. https://doi.org/10.1590/S0103-90162006000500003
Lai W. L., Wang S. Q., Peng C. L. & Chen Z. H. (2011). Root features related to plant growth and nutrient removal of 35 wetland plants. Water Research, 45(3), 3941-3950. https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.05.002
Lê Diễm Kiều, Phạm Quốc Nguyên, Trần Thị Huỳnh Như & Ngô Thụy Diễm Trang. (2015). Diễn biến thành phần đạm của nước thải ao nuôi cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) thâm canh trong điều kiện thủy canh cỏ mồm mỡ (Hymenachne acutigluma). Tạp chí khoa học trường Đại học Cần Thơ, số chuyên đề Môi trường và biến đổi khí hậu, 80 – 87.
Lê Hoàng Việt & Nguyễn Võ Châu Ngân. (2014). Giáo trình kỹ thuật xử lý nước thải (tập 1, 2). Nhà xuất bản Đại học Cần Thơ.
Li J., Yang X., Wang Z., Shan Y. & Zheng Z. (2015). Comparison of four aquatic plant treatment systems for nutrient removal from eutrophied water. Bioresource Technology, 179, 1–7. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2014.11.053
Martins, C. I. M., Eding, E. H., Verdegema, M. C. J., Heinsbroeka, L. T. N., Schneiderc, O., Blanchetond, J. P., Roque d’Orbcasteld, E., & Verretha, J. A. J. (2010). New developments in recirculating aquaculture systems in Europe: A perspective on environmental sustainability. Aquacultural Engineering, 43(3), 83-93. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2010.09.002
Masser, M. P., Rakocy, J. & Losordo, T. M. (1999). Recirculating aquaculture tank production systems: management of recirculating systems. SRAC Publication 452.
Metcalf, L. & Eddy, Inc., (1991). Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, and Reuse (3rd ed). In Tchobanoglous, G. & Burton, F. L. (Eds.), New York: McGraw-Hill.
Muir, J. F. (1982). Recirculation systems in aquaculture. In: Muir, J.F and Robers, R. J (editors) Recent Advances in Aquaculture. Croom Helm and Westview Press, London.
Nimptsch, J. & Pflugmacher, S. (2007). Ammonia triggers the promotion of oxidative stress in the aquatic macrophyte Myriophyllum mattogrossense. Chemosphere, 66(4), 708– 714. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2006.07.064
Nguyễn Thanh Phương, Trần Ngọc Hải, Trần Thị Thanh Hiền & Marcy N. Wilder. (2003). Nguyên lý và kỹ thuật sản xuất giống tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii). Nhà xuất bản Nông nghiệp.
Nguyễn Thị Hồng Nho (2013). Cân bằng vật chất dinh dưỡng trong hệ thống tuần hoàn ương cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) (luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Nuôi trồng thủy sản). Trường Đại học Cần Thơ.
Nguyễn Thị Hồng Nho, Huỳnh Thị Kim Hồng & Phạm Thanh Liêm. (2018). Ảnh hưởng của mật độ nuôi lên chất lượng nước, tăng trưởng và tỉ lệ sống của cá trê vàng (Clarias macrocephalus) trong hệ thống tuần hoàn. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 54(Số chuyên đề thủy sản), 108-114. DOI: 10.22144/ctu.jsi.2018.016
Nguyễn Thị Hồng Nho, Trương Quốc Phú & Phạm Thanh Liêm. (2019). Ảnh hưởng của phương thức cho ăn lên chất lượng nước, sinh trưởng và tỉ lệ sống của cá trê vàng (Clarias macrocephalus) nuôi trong hệ thống tuần hoàn. Tạp chí Khoa học – công nghệ Thủy sản, trường Đại học Nha Trang, 4, 88-96.
Nho, N.T.H., Liem, P.T. & Phu, T.Q. (2012). Nutrients mass balance in recirculation system for nursing striped catfish (Pangasianodon hypophthalmus). In: Sharing knowledge for sustainable aquaculture and fisheries in the South-East Asia. Proceedings of the International Fisheries Symposium-IFS 2012, Agriculture Publishing House, 212-216.
Reddy, K.R., D'Angelo, E. M., & DeBusk, T. A. (1989). Oxygen Transport Through Aquatic Macrophytes: The Role in Wastewater Treatment. Journal of Environmental Quality. 19(2), 261-267. https://doi.org/10.2134/jeq1990.00472425001900020011x
Tal, Y., Schreier, H. J., Sowers, K. R., Stubblefield, J. D., Place, A. R. and Zohar, Y. (2009). Environmentally sustainable land-based marine aquaculture. Aquaculture, 286(1-2), 28–35. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2008.08.043
Tanner C. C., Kadlec, R. H., Gibbs, M. M., Sukias, J. P. S., & Nguyen, M. L. (2002). Nitrogen processing gradients in subsurface-flow treatment wetlands – influence of wastewater characteristics. Ecological Engineering, 18(4), 499-520. https://doi.org/10.1016/S0925-8574(02)00011-3
The Interstate Technology and Regulatory Council. (2009). Evaluating Natural Source Zone at Sites with LNAPL. The Interstate Technology & Regulatoty Council LNAPLs Team, Technology Overview.
Timmons, M.B. & Ebeling, J. M. (2010). Recirculating Aquaculture (2nd Edition). NRAC Publication No. 401- 2010.
Trịnh Xuân Ngọ & Đinh Thế Lộc (2011). Giáo trình nông học đại cương. Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh.
Trương Thị Nga, Lương Nhã Ca, Trương Hoàng Đan, Nguyễn Xuân Lộc & Nguyễn Công Thuận. (2007). Xử lý nước thải chăn nuôi bằng bèo tai tượng (pistia stratiotes) và bèo tai chuột (salvinia cucullata). Khoa Học Đất, 28, 80-83.
Wafaa A.E., Gahiza I., Farid, A.E., Tarek, T. & Doaa, H. (2007). Assessment of the efficiency of duckweed (lemna gibba) in wastewater treatment. International journal of Agriculture and Biology, 9(5), 681-687.
Zohar, Y., Tal, Y., Schreier, H.J., Steven, C.R., Stubblefield, J.D. & Place, A.R. (2005). Commercially feasible urban recirculating aquaculture: addressing the marine sector. In: Desbonnet, A., Edwards, P. and Baker, D., Costa-Pierce, B. (Ed.), Urban Aquaculture (pp 159 – 171). CABI Publishing. DOI:10.1079/9780851998299.0159