RESEARCH ARTICLE
doi: 10.2306/scienceasia1513-1874.2008.34.163
ScienceAsia 34 (2008): 163–168
Treatment of effluent from shrimp farms using watermeal (Wolffia arrhiza)
Tawadchai Suppadita*, Wisakha Phoochindaa, Saowanit Phutthilerphongb, and Chalida Nieobubpac
a School of Social and Environmental Development, National Institute of Development Administration,
Bangkok, 10240, Thailand.
b TOA Paint (Thailand) Co., Ltd., Bangsaothong, King Amphur Bangsaothong, Samuthprakarn 10540, Thailand.
c TEAM Consulting Engineering and Management Co., Ltd., Klong Kum, Bueng Kum, Bangkok 10230, Thailand.
* Corresponding author, E-mail: tawatc.s@nida.nida.ac.th, stawadchai@hotmail.com
ABSTRACT: Watermeal (Wollfia arrhiza) is a small aquatic plant which we have used to treat water from black tiger shrimp ponds. The relationship between watermeal biomass and treatment length, the changes in water quality parameters, and N-balance were evaluated for the treatment of black tiger shrimp farm effluent in low-salinity areas. A biomass of 12 g of watermeal per litre of shrimp farm effluent and a treatment period of 30 days were found to provide the best conditions for the growth of watermeal, and the quality of the treated effluent in terms of biological oxygen demands, suspended solids, total phosphorus, nitrate, total ammonia nitrogen, and total Kjeldahl nitrogen. The pH and salinity were similar for each level of biomass. The watermeal biomasses of 4–12 g per litre of effluent were suitable for watermeal survival over time. Since watermeal can fix nitrogen from the atmosphere, it can grow very well in effluent containing a low level of nitrogen, maintaining the N-balance.
KEYWORDS: biomass, Penaeus monodon, shrimp farm, water plant, water quality
Received 17 Oct 2007
Accepted 2 Jan 2008
www.scienceasia.org
INTRODUCTION
Penaeus monodon or black tiger shrimp is an economic species cultured in several tropical
countries, including Thailand, yielding a high annual revenue. Because of this, P. monodon culture has been expanded from along the shoreline to brackish, and then to low-salinity areas. In 1985, the area devoted to P. monodon culture in Thailand was about 408 km2 and had increased to 744 km2 by 20041,2. Raising
P. monodon in low-salinity areas has been increasing
because this species of shrimp belongs to the
Euryhaline group, which can survive well in variable salinity ranging from 5–30 ppt, or even in almost pure fresh water3. Normally, a salinity of 0–10 ppt hinders the growth of disease-causing bacteria that infect
freshwater and seawater animals. Accordingly, raising
P. monodon in low-salinity water can reduce the risk of infection by Vibrio harveyi4, especially the type with luminescent characteristics5.
As a result of the expansion of P. monodon culture
into low-salinity areas, developments have been made in husbandry methods. The traditional method,
the natural one, has given way to modern techniques
which, without a proper management system, can
cause many environmental problems. These
environmental problems include poor water quality and quantity, as well as a variety of pollutants in the water that are the result of substances used at each stage of shrimp production, preparation and cleaning
of the ponds, rearing and harvesting of shrimp6.
In each of these steps, the water can be contaminated with organic substances, discarded feed, soil sediment,
and plankton. Wastewater from shrimp ponds is
released into canals on the farm and/or public water sources where aquatic plants are found in abundance5. It is possible that the aquatic plants could absorb
organic substances from the wastewater allowing farmers to recycle the water. Raising P. monodon in a water-recirculatory system is a way to lower the cost of production, lower the risk of infections, and
possibly increase the farmers’ income.
For all of these reasons, the idea of studying the treatment of effluent from P. monodon ponds by using
watermeal (Wolffia arrhiza (L.) Wimm) emerged. The plant grows in natural water sources. Apart from rapid growth and reproduction, watermeal provides high nutrition, especially protein, so it can be used to make animal feed, and is possibly even suitable for human consumption.
ScienceAsia 34 (2008)
www.scienceasia.org
MATERIALS AND METHODS
The quality of the effluent, the biomass of the watermeal, the nitrogen-balance (N-balance) of the effluent, and the watermeal were assessed in a 5 x 3 factorial arrangement with 4 replications in a
completely randomized design, with the first factor being the watermeal biomasses of 0, 0.2, 0.4, 0.6, and 0.8 kg/50 l of effluent and the second factor being the experimental time period of 10, 20, and 30 days. The data were subjected to an analysis of variance and the comparisons among means were made using Duncan’s
new multiple range test of the Statistical Analysis System (SAS version 6.12)7.
The ponds were located at the Pichet Farm, Bansang District, Prachinburi Province. A closed
zero-water exchange system was used for the ponds in the low-salinity area. The experiment was carried out from December 2005 to April 2006. Effluent totalling
1,100 l was randomly collected after the shrimp harvest.
The water quality was analysed at the Faculty of Public Health, Mahidol University, Bangkok prior to the start of the experiment. Watermeal was obtained
from local markets located at Muang District,
Chaiyaphoom Province. This was washed, planted in clean water for 7 days, sampled randomly, and analysed
for total Kjeldahl nitrogen (TKN) prior to the start of the experiment.
The shrimp pond effluent was placed into
20 black plastic containers (50 l/container). Varying
weights of watermeal (0, 0.2, 0.4, 0.6, and 0.8 kg) were placed in the containers for each treatment
(4 replications) and reared in an experimental house for 30 days.
Effluent from each treatment was sampled at 10.00 a.m. at the start of the experiment and after
*****0102030405060700102030Days after RxBOD (
mg/L)0 kg/50 L0.2 kg/50 L0.4 kg/50 L0.6 kg/50 L0.8 kg/50 La*****0204060801001200102030Days after RxSS (
mg/L)0 kg/50 L0.2 kg/50 L0.4 kg/50 L0.6 kg/50 L0.8 kg/50 Lb*****0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.00102030Days after RxTP (
mg/L)0 kg/50 L0.2 kg/50 L0.4 kg/50 L0.6 kg/50 L0.8 kg/50 Lc*****0.00.10.20.30.40.50.60.70.80102030Days after RxNitrate (
mg/L)0 kg/50 L0.2 kg/50 L0.4 kg/50 L0.6 kg/50 L0.8 kg/50 Ld*****012345670102030Days after RxTAN (
mg/L)0 kg/50 L0.2 kg/50 L0.4 kg/50 L0.6 kg/50 L0.8 kg/50 Le*****051015202530350102030Days after RxTKN (
mg/L)0 kg/50 L0.2 kg/50 L0.4 kg/50 L0.6 kg/50 L0.8 kg/50 Lf
Fig. 1 BOD (a), SS (b), TP (c), NO3– (d), TAN (e) and TKN (f) at different watermeal biomasses and periods of treatment. * indicates p
บทความวิจัย
ดอย: 10.2306 / scienceasia1513-1874.2008.34.163
ScienceAsia 34 (2008): 163-168
การบำบัดน้ำทิ้งจากบ่อเลี้ยงกุ้งโดยใช้ watermeal (Wolffia arrhiza)
Tawadchai Suppadita *, วันวิสาขบูชา Phoochindaa, เสาว Phutthilerphongb และชลิดา Nieobubpac
โรงเรียนสังคมและ สิ่งแวดล้อมการพัฒนาสถาบันบัณฑิตพัฒนบริหารศาสตร์,
กรุงเทพฯ 10240, ประเทศไทย.
ขทีโอเอเพ้นท์ (ประเทศไทย) จำกัด บางเสาธงกิ่งอำเภอบางเสาธงสมุทรปราการ 10540 ประเทศไทย.
คทีมที่ปรึกษาวิศวกรรมและการจัดการ จำกัด . คลองกุ่มเขตบึงกุ่มกรุงเทพฯ 10230 ประเทศไทย
* ผู้รับผิดชอบ E-mail: tawatc.s@nida.nida.ac.th, stawadchai@hotmail.com
บทคัดย่อ: Watermeal (Wollfia arrhiza) เป็นพืชน้ำขนาดเล็กที่เรา ได้ใช้ในการบำบัดน้ำจากบ่อเลี้ยงกุ้งกุลาดำ ความสัมพันธ์ระหว่างมวลชีวภาพ watermeal และระยะเวลาในการรักษา, การเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำและ N-สมดุลได้รับการประเมินสำหรับการรักษาของกุ้งกุลาดำน้ำทิ้งฟาร์มในพื้นที่ความเค็มต่ำ ชีวมวล 12 กรัมของ watermeal ต่อลิตรของน้ำทิ้งจากฟาร์มกุ้งและระยะเวลาการรักษา 30 วันพบว่าให้เงื่อนไขที่ดีที่สุดสำหรับการเจริญเติบโตของ watermeal และคุณภาพของน้ำทิ้งได้รับการปฏิบัติในแง่ของความต้องการออกซิเจนทางชีวภาพ, สารแขวนลอย ฟอสฟอรัสรวมไนเตรตแอมโมเนียไนโตรเจนทั้งหมดและไนโตรเจน Kjeldahl ทั้งหมด ความเป็นกรดด่างและความเค็มมีความคล้ายคลึงกันสำหรับระดับของชีวมวล ชีวมวล watermeal 4-12 กรัมต่อลิตรของน้ำทิ้งมีความเหมาะสมสำหรับการอยู่รอด watermeal เมื่อเวลาผ่านไป ตั้งแต่ watermeal สามารถแก้ไขไนโตรเจนจากบรรยากาศก็สามารถเจริญเติบโตได้เป็นอย่างดีในน้ำเสียที่มีระดับต่ำของไนโตรเจนรักษา N-สมดุล.
ที่มา: ชีวมวล, กุ้งกุลาดำ, ฟาร์มกุ้งพืชน้ำที่มีคุณภาพน้ำ
ที่ได้รับ 17 ตุลาคม 2007
ได้รับการยอมรับ 2 มกราคม 2008
www.scienceasia.org
บทนำ
กุ้งกุลาดำหรือสีดำกุ้งกุลาดำเป็นสัตว์เศรษฐกิจที่เพาะเลี้ยงในเขตร้อนหลาย
ประเทศรวมทั้งประเทศไทยที่ให้ผลตอบแทนรายได้ประจำปีสูง ด้วยเหตุนี้วัฒนธรรมกุ้งกุลาดำมีการขยายตัวจากการตามแนวชายฝั่งจะกร่อยและจากนั้นไปยังพื้นที่ความเค็มต่ำ ในปี 1985 พื้นที่ที่ทุ่มเทให้กับการเพาะเลี้ยงกุ้งกุลาดำในประเทศไทยคือประมาณ 408 กิโลเมตร 2 และเพิ่มขึ้นถึง 744 กิโลเมตร 2 โดย 20041,2 ยก
P. กุลาดำในพื้นที่ความเค็มต่ำได้เพิ่มขึ้น
เพราะสายพันธุ์ของกุ้งนี้เป็นของ
กลุ่ม Euryhaline ซึ่งสามารถอยู่รอดได้ดีในความเค็มตัวแปรตั้งแต่ 5-30 ส่วนในพันหรือแม้กระทั่งในเกือบบริสุทธิ์ water3 สด โดยปกติความเค็ม 0-10 ส่วนในพันอุปสรรคต่อการเจริญเติบโตของการก่อให้เกิดโรคติดเชื้อแบคทีเรียที่
น้ำจืดและสัตว์น้ำทะเล ดังนั้นการระดม
P. กุลาดำในน้ำความเค็มต่ำสามารถลดความเสี่ยงของการติดเชื้อโดยเชื้อ Vibrio harveyi4 โดยเฉพาะอย่างยิ่งชนิดที่มีการเรืองแสง characteristics5.
อันเป็นผลมาจากการขยายตัวของวัฒนธรรมกุ้งกุลาดำ
ในพื้นที่ความเค็มต่ำ, การพัฒนาได้รับการทำในวิธีการเลี้ยง วิธีการแบบดั้งเดิม,
ธรรมชาติอย่างใดอย่างหนึ่งได้ให้วิธีการเทคนิคที่ทันสมัย
ซึ่งโดยไม่มีระบบการจัดการที่เหมาะสมสามารถ
ทำให้เกิดปัญหาหลายด้านสิ่งแวดล้อม เหล่านี้
ปัญหาสิ่งแวดล้อมรวมถึงคุณภาพน้ำไม่ดีและปริมาณเช่นเดียวกับความหลากหลายของสารมลพิษในน้ำที่เป็นผลมาจากสารที่ใช้ในแต่ละขั้นตอนของการผลิตกุ้ง, การเตรียมการและการทำความสะอาด
บ่อเลี้ยงและการเก็บเกี่ยวของ shrimp6.
ในแต่ละ ขั้นตอนเหล่านี้น้ำที่สามารถปนเปื้อนด้วยสารอินทรีย์อาหารทิ้งตะกอนดิน
และแพลงก์ตอน น้ำเสียจากบ่อเลี้ยงกุ้งถูก
ปล่อยออกสู่คลองในฟาร์มและ / หรือแหล่งน้ำสาธารณะที่พืชน้ำที่พบใน abundance5 เป็นไปได้ว่าพืชน้ำสามารถดูดซับ
สารอินทรีย์ในน้ำเสียช่วยให้เกษตรกรในการรีไซเคิลน้ำ เพิ่มกุลาดำ P. ในระบบน้ำ recirculatory เป็นวิธีที่จะลดค่าใช้จ่ายของการผลิต, ลดความเสี่ยงของการติดเชื้อและ
อาจจะเพิ่มรายได้ของเกษตรกร.
สำหรับเหตุผลเหล่านี้ความคิดของการศึกษาการรักษาของน้ำทิ้งจาก P . บ่อกุ้งกุลาดำโดยใช้
watermeal (Wolffia arrhiza (L. ) Wimm) โผล่ออกมา พืชเติบโตในแหล่งน้ำธรรมชาติ นอกเหนือจากการเติบโตอย่างรวดเร็วและการทำสำเนา, watermeal ให้คุณค่าทางโภชนาการสูงโปรตีนโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อที่จะสามารถใช้ในการทำอาหารสัตว์และเป็นอาจเป็นไปได้ที่เหมาะสมสำหรับการบริโภคของมนุษย์.
ScienceAsia 34 (2008)
www.scienceasia.org
วัสดุและวิธีการ
ที่มีคุณภาพของ น้ำทิ้งจากชีวมวลของ watermeal ไนโตรเจนสมดุล (N-สมดุล) ของน้ำทิ้งและ watermeal ได้รับการประเมินใน 5 x 3 จัดปัจจัย 4 ซ้ำใน
แบบสุ่มสมบูรณ์ด้วยปัจจัยแรกเป็น watermeal ชีวมวลของ 0, 0.2, 0.4, 0.6 และ 0.8 กก. / 50 ลิตรน้ำทิ้งและปัจจัยที่สองเป็นช่วงเวลาทดลอง 10, 20, และ 30 วัน ข้อมูลที่ถูกยัดเยียดให้การวิเคราะห์ความแปรปรวนและเปรียบเทียบระหว่างวิธีการที่ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ของดันแคน
ทดสอบช่วงหลายใหม่ของระบบการวิเคราะห์ทางสถิติ (SAS รุ่น 6.12) 7.
บ่อตั้งอยู่ที่ฟาร์มพิเชษฐ์, อำเภอบ้านสร้างจังหวัดปราจีนบุรี ปิด
ระบบการแลกเปลี่ยนศูนย์น้ำถูกนำมาใช้สำหรับบ่อในพื้นที่ความเค็มต่ำ การทดลองดำเนินการตั้งแต่เดือนธันวาคมปี 2005 ถึงเดือนเมษายน 2006 น้ำทิ้งเป็นจำนวนเงินรวม
1,100 ลิตรได้รับการสุ่มเก็บหลังการเก็บเกี่ยวกุ้ง.
คุณภาพน้ำได้รับการวิเคราะห์ที่คณะสาธารณสุขศาสตร์มหาวิทยาลัยมหิดลกรุงเทพฯก่อนที่จะเริ่มการทดลอง Watermeal ที่ได้รับ
จากตลาดในประเทศตั้งอยู่ที่อำเภอเมือง
จังหวัดชัยภูมิ นี้ถูกล้างปลูกในน้ำสะอาดเป็นเวลา 7 วัน, สุ่มและวิเคราะห์
รวมไนโตรเจน Kjeldahl (TKN) ก่อนที่จะเริ่มการทดลอง.
น้ำทิ้งบ่อเลี้ยงกุ้งถูกวางลงใน
20 ภาชนะพลาสติกสีดำ (50 ลิตร / ภาชนะ) แตกต่างกัน
น้ำหนักของ watermeal (0, 0.2, 0.4, 0.6 และ 0.8 กก.) ถูกวางไว้ในภาชนะสำหรับแต่ละการรักษา
(4 ซ้ำ) และเลี้ยงในบ้านทดลองเป็นเวลา 30 วัน.
น้ำทิ้งจากการรักษาแต่ละตัวอย่างเวลา 10.00 น เริ่มต้นจากการทดลองและหลัง
***** 0102030405060700102030Days หลังจาก RxBOD (
มก. / ลิตร) 0 กิโลกรัม / 50 L0.2 กก. / 50 กก. L0.4 / 50 L0.6 กก. / 50 กก. L0.8 / 50 La ** *** 0204060801001200102030Days หลังจาก RxSS (
มก. / ลิตร) 0 กิโลกรัม / 50 L0.2 กก. / 50 กก. L0.4 / 50 L0.6 กก. / 50 กก. L0.8 / 50 Lb ***** 0.00.10.20.30.40 .50.60.70.80.91.00102030Days หลังจาก RxTP (
มก. / ลิตร) 0 กิโลกรัม / 50 L0.2 กก. / 50 กก. L0.4 / 50 L0.6 กก. / 50 กก. L0.8 / 50 Lc ***** 0.00 10.20.30.40.50.60.70.80102030Days หลังจาก RxNitrate (
มก. / ลิตร) 0 กิโลกรัม / 50 L0.2 กก. / 50 กก. L0.4 / 50 L0.6 กก. / 50 กก. L0.8 / 50 Ld ***** 012345670102030Days หลังจาก RxTAN (
มก. / ลิตร) 0 กิโลกรัม / 50 L0.2 กก. / 50 กก. L0.4 / 50 L0.6 กก. / 50 กก. L0.8 / 50 Le ***** 051015202530350102030Days หลังจาก RxTKN (
มก. / ลิตร) 0 กก. / 50 กก. L0.2 / 50 L0.4 กก. / 50 กก. L0.6 / 50 L0.8 กก. / 50 Lf
รูป 1 ประชุมคณะกรรมการ (ก), เอสเอส (ข), TP (c), NO3- (ง), TAN (จ) และทีเคเอ็น (ฉ) ที่ watermeal ชีวมวลที่แตกต่างกันและระยะเวลาของการรักษา * บ่งชี้ p <0.05 vs ช่วงเวลาอื่น ๆ ของการรักษา.
164
ScienceAsia 34 (2008)
www.scienceasia.org
10, 20 และ 30 วัน คุณภาพน้ำได้รับการวิเคราะห์
ความต้องการออกซิเจนทางชีวภาพ (BOD), สารแขวนลอย
(SS), ค่า pH, ความเค็ม, ฟอสฟอรัสรวม (TP) ไนเตรต (NO3-) ไนโตรเจนแอมโมเนียรวม (TAN) และ TKN ใช้
methods8 มาตรฐาน ในการจำลองแบบแต่ละน้ำทิ้งถูกเก็บไว้ในขวดพลาสติกหนึ่งลิตรเย็นใน icebox และส่งไปยังห้องปฏิบัติการ ในตอนท้ายของการทดลอง,
watermeal ในการจำลองแบบแต่ละถูกกรองโดยใช้สุทธิประมาณ 5 นาที ชีวมวลที่ได้รับหลังจากน้ำทิ้งเป็นตัวอย่างและวิเคราะห์ TKN ใช้ method9 AOAC.
N-สมดุลได้ศึกษาจากทั้งหมด
ไนโตรเจนในระบบที่มีค่า TKN ในน้ำทิ้งและ watermeal (ก่อนและหลังการทดลอง), TKN การสูญเสียเนื่องจากการระเหย,
เปลี่ยนแปลงและการเก็บตัวอย่างน้ำและ
การตรึง N จากบรรยากาศโดย watermeal.
และอภิปรายผล
ทางชีวภาพต้องการออกซิเจน
ค่าบีโอดีที่ชีวมวลเริ่มต้นของ watermeal เมื่อครั้งการรักษาที่แตกต่างกันถูกนำไปใช้ถูกที่แตกต่างกัน (p <0.05 ) (รูป. 1a) watermeal
ชีวมวล 0.6 กก. / 50 ลิตรและเวลาในการรักษา 30 วันให้การกำจัดบีโอดีสูงสุด คณะกรรมการที่เหลือคือ 19 มิลลิกรัม / ลิตร BOD ของน้ำทิ้งลดลงเมื่อเวลาผ่านไปใน 0-0.6 กก. / 50 ลิตร นี้อาจจะเป็นเพราะ watermeal ดูดซับสารอินทรีย์
ในน้ำทิ้งจากการเจริญเติบโตของผลในการลด
ความต้องการสำหรับการย่อยอาหารของ substances10 อินทรีย์.
อย่างไรก็ตามในระดับชีวมวล watermeal ของ
0.8 กก. / 50 ลิตรค่า BOD ลดลง 34.5% หลังจาก 10 วัน . วันที่ 20 และ 30 มันเป็น 21.7% และ 10% น้อยกว่าวันที่ 0 ค่าสำหรับการรักษานี้ตามลำดับ ในระดับนี้ watermeal เสียชีวิตและส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะนำระดับสูงของสารอินทรีย์ในน้ำ.
สารแขวนลอย
ระดับของเอสเอสใน watermeal ต่างๆ
การรักษาชีวมวลที่แตกต่างกันที่แตกต่างกันเมื่อ
ครั้งการรักษาที่ถูกนำไปใช้ (p <0.05) (รูปที่ . 1b).
ลดลงที่สูงที่สุดในเอสเอสที่ได้รับเมื่อ
ชีวมวล watermeal 0.6 กก. / 50 ลิตรและรักษา
เวลา 30 วันเป็นลูกจ้าง นี้ส่งผล
ในเอสเอสจาก 39 มิลลิกรัม / ลิตรจากเอสเอสเริ่มต้นจาก 102 mg / l.
ธรรมชาติได้โดยไม่ต้อง watermeal, เอสเอสได้รับการ
ลดลงเมื่อเวลาผ่านไป แต่ด้วยการปรากฏตัว
ของโรงงานเอสเอสลดลงในอัตราที่เร็ว เอสเอสในรูปแบบของสารอินทรีย์ที่อาจจะมีการย่อยสลาย
โดย microorganisms6 และกลายเป็นสารอาหาร
สำหรับ watermeal เช่นเดียวกับผลการวิจัยในระดับที่ประชุมคณะกรรมการในการรักษา watermeal ของ
0.8 กก. / 50 ลิตร, เอสเอสที่เพิ่มขึ้น เหตุผลนี้เป็นเช่นเดียวกับการประชุมคณะกรรมการ.
พีเอช
ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ (p> 0.05) ระหว่างการรักษาชีวมวล watermeal ต่างๆและความยาวของเวลาในการรักษา นอกจากนี้ยังพบว่าในการทดลองกับหน่วย 0.2-0.8 กิโลกรัม watermeal,
watermeal ยังคงปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมและการเจริญเติบโตของมันอาจจะเป็นความล่าช้าในขั้นตอนการ ดังนั้น
การสังเคราะห์แสงของมันยังไม่สมบูรณ์และบางส่วนของ watermeal เสียชีวิตที่เกิดขึ้นในการสะสมของ CO2, NO3-, SO42-, PO42- และ TAN11 แม้ว่า TAN เกิดจากการเพิ่มขึ้นของ PH12, สารประกอบอื่น ๆ ที่ลอยอยู่ในน้ำทิ้งได้รับการรักษาทำให้เกิดการลดลง ในฐานะที่เป็น
ผลให้น้ำทิ้งได้รับการรักษาอยู่ในพื้นฐานเล็กน้อย
. รัฐ
ความเค็ม
ในฐานะที่เป็นระยะเวลาชีวมวลและการรักษาที่เพิ่มขึ้น, ความเค็ม o
การแปล กรุณารอสักครู่..
