A methodology to quantify the aerobic and anaerobic sludge digestion performance for nutrient recycling in aquaponics

• Published in: Biotechnologie, agronomie, société et environnement Vol. 22; no. 2; pp. 106 - 112
• Main Authors: Delaide, Boris, Goddek, Simon, Keesman, Karel J., Jijakli, M. Haissam M.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Gembloux Les Presses Agronomiques de Gembloux 01.01.2018; Université de Liège; Presses Agronomiques de Gembloux
• Subjects: aerobiosis; Agriculture; agriculture durable; anaerobiosis; anaérobiose; Aquaculture; Aquaponics; aquaponie; aérobiose; Chemical oxygen demand; Cod; digesters; digesteur; Digestion; Effluents; Fish; gestion des déchets; Mathematical analysis; Mathematical models; Methodology; Micronutrients; Mineralization; Nutrients; Organic chemistry; Reactors; Recycling; Reduction; Sludge; Sludge digestion; Sludge treatment; Spillage; sustainable agriculture; Tilapia; Total suspended solids; Trout; waste management; Water treatment; United States > US
• ISSN: 1370-6233; 1780-4507
• DOI: 10.25518/1780-4507.16406

Description of the subject. This research note presents a methodology to quantify the tilapia sludge digestion performance in aerobic and anaerobic reactors for aquaponic purpose. Both organic reduction and macro- and microelements mineralization performances were addressed. Objectives. To set up an appropriate methodology to quantify sludge digestion performance in aquaponics. To describe the methodology and illustrate it with some results as example. Method. Equations were adapted to quantify (1) the organic reduction performance in terms of chemical oxygen demand (COD) and total suspended solids (TSS) reduction, and (2) the nutrient recycling performance in terms of macro- and microelements mineralization. Results. The equations were applied to data obtained from experimental aerobic and anaerobic reactors as example. Reactors were able to remove at least 50% of the TSS and COD input. The nutrient mineralization was consistent with a 10 — 60% range for all macro- and micronutrients. Conclusions. The methodology provides explicit indicators on the sludge treatment performances for aquaponics. Treating aquaponic sludge onsite is promising to avoid sludge spillage, improve nutrient recycling and save water. Une méthodologie pour quantifier les performances de digestion aérobie et anaérobie des boues, pour le recyclage des nutriments en aquaponie Description du sujet. Cette note de recherche présente une méthodologie pour quantifier les performances de digestion des boues de tilapia dans les réacteurs aérobies et anaérobies en aquaponie. Les performances de réduction organique et de minéralisation des macro- et microéléments y sont étudiées. Objectifs. Mettre en place une méthodologie appropriée pour quantifier les performances de digestion des boues en aquaponie. Décrire la méthodologie et l’illustrer avec quelques résultats à titre d'exemple. Méthode. Des équations ont été adaptées pour quantifier (1) les performances de réduction organique en termes de réduction de la demande chimique en oxygène (DCO) et de solides totaux en suspension (MES), et (2) les performances de recyclage des nutriments en termes de minéralisation des macro- et microéléments. Résultats. En guise d’exemple, les équations ont été appliquées aux données obtenues dans des réacteurs expérimentaux aérobies et anaérobies. Les réacteurs ont pu réduire au moins 50 % de la DCO et de la MES. La minéralisation des éléments nutritifs était dans une fourchette de 10 à 60 % pour tous les macro- et micronutriments. Conclusions. La méthodologie a fourni des indicateurs explicites sur les performances de traitement des boues pour l'aquaponie. Le traitement des boues aquaponiques sur site est prometteur pour éviter le déversement des boues, améliorer le recyclage des nutriments et économiser l'eau.