Effect of MBR organic loading rate on CBZ effects

Desempenho do cultivo, volume de efluentes e características dos efluentes foram analisados por ANOVA unifatorial (Zar, 1999).

Taxa de crescimento

(g semana-1), entrada de alimento (kg dia-1) e qualidade de água dos tanques e massa de lodo (g dia-1) foram analisadas por ANOVA unifatorial com medida repetida. Tratamentos foram considerados como fator principal e as semanas de cultivo como fator adicional (Gomez and Gomez, 1984). Quando detectadas diferenças, foi aplicado o teste de

Tukey para separação de médias com nível de significância de 5%. Normalidade e Homocedasticidade foram testadas usando teste Shapiro- Wilk (Zar, 1999) e Bartlett (Gomez and Gomez, 1984), respectivamente. Dados percentuais foram transformados em arcoseno da raiz quadrada (y0,5) antes da análise; variáveis sem variâncias homogêneas foram transformados quando necessário. As análises estatísticas foram conduzidas utilizando o pacote STATISTICA versão 7 (StatSoft South América – Brasil) e os resultados são apresentados como média ± DP (desvio padrão). Dados de produção de sólidos ao longo do cultivo foram obtidos por regressão linear e comparados utilizando análise de covariância-ANCOVA (Zar, 1999).

3 Resultados

3.1 Produção de camarões

Os camarões do tratamento NI apresentaram maior sobrevivência e ganho de peso do que aqueles do tratamento HE (Tabela1). A conversão alimentar foi menor e a biomassa final despescada maior nos tanques do tratamento NI.

Tabela 1. Desempenho zootécnico de L. vannamei após 78 dias de cultivo utilizando duas estratégias de controle da amônia: nitrificação (NI) e heterotrófico (HE).

NI HE

Peso médio final (g) 12,8 ± 1,3a 8,0 ± 1,2b Sobrevivência (%) 76,9 ± 6,7a 57,0 ± 8,6b Conversão alimentar 1,5 ± 0,1a 2,4 ± 0,0b Ganho de peso semanal (g) 1,07 ± 0,11a 0,66 ± 0,08b Biomassa final (kg m-2) 1,8 ± 0,3a 0,8 ± 0,0b

Média ± desvio padrão. Médias com letras sobrescritas distintas indicam diferenças significativas pelo teste de Tuckey (P < 0,05).

3.2 Qualidade da água

As variáveis físicas e químicas da água não foram estatisticamente diferentes entre os tratamentos (P > 0,05). Em ambos os tratamentos, a temperatura média foi de 28,9± 0,3 °C (25,8 - 30,5°C). Para os tratamentos NI e HE, respectivamente, a concentração de oxigênio dissolvido foi de 5,39 ± 0,50 e 5,20 ± 0,60 mg L-1, o pH 7,5 ± 0,1 e 7,6 ± 0,0 e a salinidade 21,7 ± 0,3 e 21,6 ± 0,2.

A relação carbono:nitrogênio (C:N) da matéria orgânica adicionada aos tanques (ração + melaço) apresentou valores médios de 8,7 ± 0,1 no tratamento NI e 11,7 ± 0,1 no tratamento HE. A partir da terceira semana de cultivo, a relação C:N foi significativamente menor no tratamento NI. Após a quinta semana de cultivo a entrada de carbono foi suspensa nos tanques desse tratamento (Fig.2). As concentrações de amônia, nitrito e nitrato apresentaram comportamento semelhante em ambos tratamentos, não sendo observadas diferenças significativas entre eles (P > 0,05).

Figura 2. Variação no nitrogênio amoniacal total NAT (a), nitrito (b), nitrato (c) e razão entre Carbono e Nitrogênio C:N (d) ao longo de 12 semanas de cultivo em duas condições de manejo dos compostos nitrogenados: nitrificação (NI) e heterotrófico (HE).

O percentual de nitrogênio inorgânico (amônia + nitrito + nitrato) presente nos tanques de cultivo não foi diferente entre os tratamentos (P >0,05). No tratamento NI, o percentual foi de 55,5 ± 7,1 e 44,5 ± 7,1 % para a fração inorgânica e orgânica, respectivamente. No tratamento HE, a fração inorgânica foi de 52,5 ± 5,4 % e 47,4 ± 5,4 % correspondeu ao nitrogênio orgânico.

A concentração média de sólidos suspensos totais (SST) foi de 322,3 ± 27,4 mg L-1 no tratamento NI e 325,9 ± 13,9 mg L-1 no tratamento HE. Após este período, as concentrações de SST foram mantidas dentro de um intervalo entre 300 a 400 mg L-1 (Fig. 3)por meio do uso de sedimentadores.

Figura 3. Concentração de sólidos suspensos totais nos tanques de cultivo (a) e produção de sólidos secos em relação ao acumulado de ração fornecida aos tanques (b) no cultivo intensivo de L. vannamei com duas metodologias de controle do nitrogênio: nitrificação (NI) e heterotrófico (HE).

3.3 Produção de efluentes

As quantidades de nitrogênio proveniente da ração adicionada foi superior no tratamento NI (6,9 ± 0,9 kg) quando comparado ao tratamento HE (4,5 ± 0,1 kg). Por outro lado, a quantidade total de sólidos produzida (SST tanque + SST do lodo) foi semelhante nos dois

tratamentos, 23,9 ± 6,7 kg de SST no tratamento NI e 25,9 ± 0,5 kg de SST no tratamento HE (P > 0,05). Apesar disso, a produção de SST por quilo de ração adicionada foi maior no tratamento HE, que produziu 0,25 kg de SST para cada quilo de ração (Fig. 3). Já no tratamento NI, para cada quilo de ração, foi produzido 0,16 kg de SST.

A quantidade de água utilizada no cultivo foi semelhante nos dois tratamentos (Tabela 2). Do total consumido, o efluente final (água descartada no momento da despesca dos animais) contribuiu com o maior volume (>80%). Não foi observada diferença significativa entre os tratamentos. Foram registradas perdas de 12 % devido à evaporação em ambos os tratamentos; já a quantidade de lodo produzida foi menor no tratamento NI. Considerando a biomassa de camarões produzida, foram consumidos 551 ± 103 Litros de água por kg de camarão no tratamento NI, e 1174 ± 13 L kg-1 no tratamento HE.

Tabela 2. Consumo de água e geração de efluentes (Litros tanque-1) no cultivo intensivo de Litopenaeus vannamei com bioflocos submetidos a duas formas de controle dos compostos nitrogenados: nitrificação (NI) e heterotrófico(HE).

NI HE

Uso total de água 47904,3 ± 903,1 47866,7± 604,1

Efluente final 40800,0 ± 818,5 (85,2%) 40150,0 ± 1202,1 (83,9%) Evaporação 6060,2 ± 617,4 (12,6%) 6095,8 ± 453,7 (12,7%) Lodo 1044,1 ± 153,8 a (2,2%) 1620,8 ± 144,2 b(3,4%) Média ± desvio padrão. Médias com letras sobrescritas distintas na mesma linha indicam diferenças significativas Anova (P < 0,05).

Valores em parênteses indicam percentuais da quantidade de água utilizada por tratamento.

3.4 Descarga de nutrientes

A descarga líquida de nutrientes por biomassa de camarão produzida é apresentada na Tabela 3. A quantidade de nitrogênio e DBO eliminado pelo tratamento HE foi 2,2 e 3,5 vezes maior do que no tratamento NI (P < 0,05), respectivamente. Do total de nitrogênio exportado pelo cultivo, 27% foi associado ao lodo no tratamento NI e 46% no tratamento HE (Tabela 3).

Tabela 3. Quantidade de nitrogênio e demanda bioquímica de oxigênio (DBO) exportados por quilograma de camarões produzidos em duas condições de cultivo: nitrificação (NI) e heterotrófico (HE).

Efluente Lodo Total

(Nitrogênio g kg-1) NI 28,2 ± 8,9 10,4 ± 1,4a 38,7 ± 8,3a HE 47,4 ± 10,5 40,8 ± 6,1b 88,1 ± 16,6b (DBO g kg-1) NI 18,5 ± 3,3a 17,9 ± 2,8a 36,5 ± 0,6a HE 39,7 ± 5,4b 87,9 ± 8,07b 127,6 ± 2,6b

Média ± desvio padrão. Médias com letras sobrescritas distintas na mesma coluna indicam diferenças significativas ANOVA (P < 0,05).

3.4 Características do efluente

Apesar da pequena contribuição em termos de volume, o lodo apresentou concentrações de nitrogênio total, SST e DBO na ordem de 18, 36 e 45 vezes superior ao efluente final despejado, respectivamente (Tabela 4). A concentração de sulfato foi próxima a 1,6 g L-1 e não houve diferença entre a água dos tanques e o lodo, e nem entre os diferentes tratamentos.

Com relação ao lodo produzido, foram registradas maiores concentrações de SSV e DBO no tratamento HE (Tabela 4), que apresentou maior DBO por kg de SST (149,8 ± 0,7 g kg-1) quando comparados com o tratamento NI (103,2 ± 13,5 g kg-1) (P < 0,05). Da mesma forma, a quantidade de carbono orgânico foi maior no tratamento HE do que no tratamento NI (Tabela 4). O maior aporte de melaço não proporcionou aumento na relação C:N, a qual resultou ser estatisticamente semelhante entre os tratamentos e esteve abaixo dos valores calculados pelo aporte de ração e melaço. A razão DBO:SST foi significativamente maior no tratamento HE (P < 0,05). Apesar disso, a razão DQO:SO4-2 não apresentou diferença estatisticamente significativa entre os tratamentos (Tabela 4).

Tabela 4. Características qualitativas do efluente final e do lodo gerado pelo cultivo de L. vannamei em sistema intensivo de cultivo com bioflocos com duas formas de controle de compostos nitrogenados: nitrificação (NI) e heterotrófico (HE).

Efluente Final Lodo

NI HE NI HE Oxigênio dissolvido 4,8 ± 0,2 5,7 ± 0,0 0,1 ± 0,0 0,1 ± 0,0 NAT (mg L-1) 0,2 ± 0,0 0,3 ± 0,0 4,5 ±0,7 4,4 ± 0,1 NO2-N (mg L-1) 0,1 ± 0,0 0,2 ± 0,0 0,75 ± 0,0 0,76 ± 0,0 NO3-N (mg L-1) 32,7 ± 5,0 28,0 ± 1,4 20,8 ± 4,2 26,9 ± 1,2 Sulfato (mg L-1) 1699,3 ± 44,1 1641,0 ± 11,0 1622,2 ± 21,9 1670 ± 31,4 Nitrogênio Total 53,7 ± 4,7 38,9 ± 9,7 813,5 ± 184,3 826,0 ± 49,9 DBO5 (mg L-1) 36,0 ± 3,6 32,5 ± 3,5 1370,0 ± 246,4 a 1750 ± 28,3 b SST (mg L-1) 405 ± 30,0a 303 ± 13,0b 13687 ± 3452,0 12195 ± 546 SSV (% SST) 44,9 ± 0,6 44,9 ± 1,4 64,4 ± 0,43a 70,5 ± 0,58b Sólidos totais (g L-1) - - 16,2 ± 0,9 14,1 ± 1,2 SV (g kg-1) - - 636 ± 9,8 a 702 ± 12,0b COT (g kg-1) - - 318,0 ± 4,9 a 351,0 ± 6,0b C:N - - 6,38 ± 1,4 7,52 ± 1,6 DQO:SO42- - - 8,5 ± 0,4 7,9 ± 0,6 DBO:SST 9,0 ± 0,0 10,7 ± 0,0 10,3 ± 0,6a 14,9 ± 0,0b pH 7,5 ± 0,0 7,7 ± 0,0 7,3 ± 0,0 7,3 ± 0,0 DBO5 Demanda bioquímica de oxigênio; NAT nitrogênio amoniacal total; SST sólidos suspensos totais; SSV sólidos suspensos voláteis; SV sólidos voláteis; SSed sólidos sedimentáveis. COT carbono orgânico total; DQO demanda química de oxigênio; SO4

2- sulfato

Letras sobrescritas distintas indicam diferenças significativas ANOVA unifatorial (P < 0,05).

4. Discussão