Biofloc Systems for Sustainable Production of Economically Important Aquatic Species: a review


 Drawbacks, Limitations, and Management Aspects of BFT Systems



tải về 0.71 Mb.
Chế độ xem pdf
trang12/14
Chuyển đổi dữ liệu03.03.2022
Kích0.71 Mb.
#51165
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14
sustainability-13-07255

7. Drawbacks, Limitations, and Management Aspects of BFT Systems

Despite their use in commercial applications since the mid-1990s, BFT systems are still

facing serious drawbacks and operational difficulties. For example, the dependency of out-

door systems on prevailing weather conditions often results in fluctuations in water quality

due to changes in microalgae bloom. Therefore, for sustainable aquaculture production,

certain factors such as site location, light intensity, and season of the year should be taken

into consideration when setting up outdoor BFT systems. Furthermore, the concentration of

total suspended solids (TSS) should be carefully monitored. The desirable concentration of

TSS for aquaculture ranges from 500 to 1000 mg L

−1

, above which turbidity, visibility, and



FCR are increased, thus leading to poor growth performance and poor productivity [

98

].



According to Avnimelech et al. [

36

], monitoring the following water quality parame-



ters is vital:

NO



2

. Nitrite is highly toxic to fish if present in levels above 1 mg L

−1

. This means



the presence of anaerobic regions, which lead to the accumulation of sludge. This will

therefore necessitate the changing of aerators to increase levels of dissolved oxygen

required by aerobic microbes to convert nitrite to nitrates.



Sustainability 2021, 13, 7255

10 of 15


TAN. Total ammonia nitrogen below 0.5 mg L

−1

indicates that the system is working



properly. An increase in TAN above this level warrants the addition of carbon into

the system.

DO. Dissolved oxygen should not fall below 5 mg L



−1

. Below this level, more aerators

should be added to the system to provide more oxygen.

Floc volume (FV) should be in the range of 5 to 50 mL L



−1

and this can be monitored

using Imhoff cones. When FV concentrations are above 50 mL L

−1

, sludge should be



removed, and if below 5 mL L

−1

, carbohydrates should be added.



The slow establishment of nitrifying bacteria within the BFT system is also one of

the drawbacks of this technology. It takes more than one month for the initial bioflocs to

develop, which might affect aquatic life at sensitive stages of their life cycle. Luo et al. [

102


]

have recently shown that a strategy of a one-time carbohydrate addition at a C/N ratio

maintained at 20:1 has a good nitrification performance. However, the authors did not

show how fast the nitrifying bacteria were established; thus, more research is needed. De

Morais et al. [

103


] have also shown that increasing the aeration at a rate of 33.75 L/min

in Litopenaeus vannamei (Boone, 1931) biofloc culture speeded up the establishment of

nitrifying bacteria, whereas a low aeration rate slowed down the process. Jiménez-Ordaz

et al. [


104

] have recently demonstrated that the addition of Schizochytrium sp., L. fermentum

(TD19), and two diatoms (Grammatophora sp. and Navicula sp.) can induce the formation

of bioflocs in a hyper-intensive culture of P. vannamei reared in a BFT system. Therefore,

more research is needed to optimize the conditions necessary for the fast establishment of

slow-growing nitrifying bacteria in BFT systems.

Another serious limitation of BFT is high energy costs. Aerators and pumps require

energy for their normal operation and any incident of power failure can cause huge

economic losses. Likewise, high energy costs (hydroelectricity) make BFT systems less

feasible to small-scale farmers and those from developing countries. Hence, there is an

urgent need to search for cheaper and environmentally cleaner sources of energy that

would sustainably permit intensive cultivation and result in maximum profits. Another

important concern of the BFT system is the development of off-flavors (geosmin and 2-

methylisoborneol) that lower the quality and market cost of BFT-produced fish and shrimps.

These off-flavors develop as a result of high turbidity, filamentous cyanobacteria, and

Actinomycetes. Transferring fish and shrimps to clean running water before harvest would

alleviate this problem but this is costly and unsustainable. However, Schrader et al. [

105


]

suggested that lowering the feeding application rates could decrease the production of

off-flavors, particularly 2-methylisoborneol (MIB) in channel catfish (Ictalurus punctatus).

Another strategy is to introduce certain microorganisms, such as those from the Bacillaceae

family, into the BFT system designs as bioreactors. These have been reported to play a vital

role in the degradation of geosmin and MIB [

106

,

107



].


tải về 0.71 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương