<abstract xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
Most recirculation aquaculture systems (RAS) use aerated biofilters to maintain suitable water quality for fish production. However, application of non-aerated biofilters may provide opportunities to lower aeration costs, water usage and concentration of all nitrogenous wastes in the effluent water. Our study aimed at comparing the biofiltration performance characteristics of two biofilters: a conventional aerated biofilter and a non-aerated biofilter receiving the same effluent water from a small-scale RAS. The two biofilters were evaluated in triplicate and tested concurrently for seven months. Water quality parameters were monitored at the biofilter inlets and outlets and in the fish tanks. At the beginning of the experiment, the concentration of ammonia at the two biofilter outlets were not significantly different. However, the concentrations decreased with time reaching mean values of 1.33 ± 0.02 mg L−1 and 1.23 ± 0.21 mg L−1 N-NH4 in the aerated and non-aerated biofilters, respectively. Whereas phosphorus and nitrate levels were significantly high in the aerated biofilter. There was no significant difference in the growth of fish between the aerated and non-aerated biofilters. The results suggest that non-aerated biofilters can be as effective as aerated biofilters in maintaining suitable water quality for <italic>O. niloticus</italic> production.
</abstract>

Most recirculation aquaculture systems (RAS) use aerated biofilters to maintain suitable water quality for fish production. However, application of non-aerated biofilters may provide opportunities to lower aeration costs, water usage and concentration of all nitrogenous wastes in the effluent water. Our study aimed at comparing the biofiltration performance characteristics of two biofilters: a conventional aerated biofilter and a non-aerated biofilter receiving the same effluent water from a small-scale RAS. The two biofilters were evaluated in triplicate and tested concurrently for seven months. Water quality parameters were monitored at the biofilter inlets and outlets and in the fish tanks. At the beginning of the experiment, the concentration of ammonia at the two biofilter outlets were not significantly different. However, the concentrations decreased with time reaching mean values of 1.33 ± 0.02 mg L−1 and 1.23 ± 0.21 mg L−1 N-NH4 in the aerated and non-aerated biofilters, respectively. Whereas phosphorus and nitrate levels were significantly high in the aerated biofilter. There was no significant difference in the growth of fish between the aerated and non-aerated biofilters. The results suggest that non-aerated biofilters can be as effective as aerated biofilters in maintaining suitable water quality for O. niloticus production.

Effects of aerated and non-aerated biofilters on effluent water treatment from a small-scale recirculating aquaculture system for Nile tilapia (<italic>Oreochromis niloticus</italic> L.)

Institute of Hydrobiology and Aquatic Ecosystem Management

University of Natural Resources and Life Sciences

Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology

Department of Fisheries and Natural Resources

Department of Zoology, Entomology and Fisheries Sciences

<trans-abstract xml:lang="de" xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
Beim Großteil geschlossener Kreislaufanlagen (RAS) kommen aerobe Biofilter zum Einsatz, um eine ausreichend gute Wasserqualität für die Fischproduktion zu gewährleisten. Die Anwendung anaerober Biofilter bietet jedoch Vorteile, wie die Reduktion von Belüftungskosten und Wasserverbrauch sowie die Erhöhung der Stickstoffkonzentration im Abwasser. Das Ziel dieser Studie ist der gleichzeitige Vergleich belüfteter und unbelüfteter Biofilter innerhalb eines geschlossenen Kreislaufsystems. Die beiden Filtersysteme wurden in dreifacher Wiederholung getestet und waren durchgehend sieben Monate im Einsatz. Wasserparameter wurden sowohl im Zu- und Ablauf des jeweiligen Filtersystems gemessen als auch in den zugehörigen Fischbehältern. Am Beginn des Versuchs konnten keine signifikanten Unterschiede in der Ammoniak-Konzentration festgestellt werden. Die Konzentrationen nahmen jedoch mit der Zeit ab, bis schließlich Werte um 1,33 ± 0,02 mg L−1 im aeroben und 1,23 ± 0,21 mg L−1 N-NH4 im anaeroben Filtersystem erreicht waren. Die Phosphor- und Nitrat-Werte waren hingegen im aeroben Filter signifikant erhöht. Beim Fischwachstum wurde im Vergleich der beiden Filtersysteme jedoch keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Die Ergebnisse aus dieser Studie lassen darauf schließen, dass in geschlossenen Kreislaufanlagen die Wasserqualität sowohl durch anaerobe Biofilter als auch durch aerobe Biofilter für <italic>O. niloticus</italic> ausreichend hoch ist.
</trans-abstract>

Beim Großteil geschlossener Kreislaufanlagen (RAS) kommen aerobe Biofilter zum Einsatz, um eine ausreichend gute Wasserqualität für die Fischproduktion zu gewährleisten. Die Anwendung anaerober Biofilter bietet jedoch Vorteile, wie die Reduktion von Belüftungskosten und Wasserverbrauch sowie die Erhöhung der Stickstoffkonzentration im Abwasser. Das Ziel dieser Studie ist der gleichzeitige Vergleich belüfteter und unbelüfteter Biofilter innerhalb eines geschlossenen Kreislaufsystems. Die beiden Filtersysteme wurden in dreifacher Wiederholung getestet und waren durchgehend sieben Monate im Einsatz. Wasserparameter wurden sowohl im Zu- und Ablauf des jeweiligen Filtersystems gemessen als auch in den zugehörigen Fischbehältern. Am Beginn des Versuchs konnten keine signifikanten Unterschiede in der Ammoniak-Konzentration festgestellt werden. Die Konzentrationen nahmen jedoch mit der Zeit ab, bis schließlich Werte um 1,33 ± 0,02 mg L−1 im aeroben und 1,23 ± 0,21 mg L−1 N-NH4 im anaeroben Filtersystem erreicht waren. Die Phosphor- und Nitrat-Werte waren hingegen im aeroben Filter signifikant erhöht. Beim Fischwachstum wurde im Vergleich der beiden Filtersysteme jedoch keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Die Ergebnisse aus dieser Studie lassen darauf schließen, dass in geschlossenen Kreislaufanlagen die Wasserqualität sowohl durch anaerobe Biofilter als auch durch aerobe Biofilter für O. niloticus ausreichend hoch ist.

Die Bodenkultur: Journal of Land Management, Food and Environment

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.

Effects of aerated and non-aerated biofilters on effluent water treatment from a small-scale recirculating aquaculture system for Nile tilapia ( L.)

Most recirculation aquaculture systems (RAS) use aerated biofilters to maintain suitable water quality for fish production. However, application of non-aerated...

Effects of aerated and non-aerated biofilters on effluent water treatment from a small-scale recirculating aquaculture system for Nile tilapia (Oreochromis niloticus L.)

Article Category: Research Article

Publicado en línea: 21 abr 2020

Páginas: 209 - 219

Recibido: 03 abr 2019

Aceptado: 17 sept 2019

DOI: https://doi.org/10.2478/boku-2019-0019

Palabras clave
Aerated, denitrification, nitrification, non-aerated, removal efficiency

© 2019 Zipporah Gichana et al., published by Sciendo

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.

Effects of aerated and non-aerated biofilters on effluent water treatment from a small-scale recirculating aquaculture system for Nile tilapia (Oreochromis niloticus L.)

Article Category: Research Article

Publicado en línea: 21 abr 2020

Páginas: 209 - 219

Recibido: 03 abr 2019

Aceptado: 17 sept 2019

DOI: https://doi.org/10.2478/boku-2019-0019

Palabras claveAerated, denitrification, nitrification, non-aerated, removal efficiency

© 2019 Zipporah Gichana et al., published by Sciendo

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.

Palabras clave
Aerated, denitrification, nitrification, non-aerated, removal efficiency