Zpracování kalu z akvakultury prostřednictvím vermikompostování

Bc. Pavla Kolářová

Master's thesis

Aquaculture sludge treatment through vermicomposting

Abstract:

V rámci diplomové práce byla zpracována rešerše zaměřená na zpracování biologicky rozložitelných odpadů s využitím konkrétních biotechnologií, a následně uskutečněn experiment zahrnující vermikompostování akvakulturního kalu s využitím Eisenia andrei. Vprvní části experimentu byly připraveny dvě skupiny zpracovávaných materiálů. Polovinu tvořily kontrolní varianty, které neobsahovaly žížalí substrát, do druhé poloviny byl přidán substrát (matolina, jablečné výlisky a dřevní piliny) s násadou žížal. Jednalo se o čtyři zakládkové směsi — kal, kal + salát, kal + nasávaná kartonáž a kal + salát + nasávaná kartonáž ve třech opakováních. Vermikompostování probíhalo po dobu šesti měsíců. Vzorky jednotlivých variant byly odebrány při založení experimentu, měsíc od založení, tři měsíce od založení a šest měsíců od založení. Pro každý vzorek byly analyzovány následující parametry — pH, EC, sušina, počet a biomasa žížal (u variant se substrátem), celkové a přístupné obsahy prvků (Al, B, Ca, Fe, Mg, Mn, P, S, K), celkové a přístupné obsahy rizikových prvků (As, Cd, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Zn), obsah C a N. Stanovené hypotézy byly prověřeny na základě změřených parametrů. Vstupní poměr C:N samotného akvakulturního kalu byl velmi nízký (6,48±0,08), z tohoto důvodu byl smíchán s uhlíkově bohatým materiálem (nasávaná kartonáž). Z výsledků je patrné, že použití vermikompostů zakvakulturního kalu může být problematické z hlediska zvýšených obsahů zinku ve variantách tvořených 100 % kalem (1837,8±49,2 mg/kg), a směsí kal + salát (1782,3±70,8mg/kg) — zinek se běžně vyskytuje v komerčních rybích krmivech. Dále bylo prokázáno, že přítomnost žížal zajistila zvýšení celkových obsahů i přístupných obsahů draslíku ve všech variantách obsahujících žížalí substrát. Varianty obsahující nasávanou kartonáž obsahovaly, narozdíl od ostatních variant, podlimitní hodnoty rizikových prvků. Ve variantách se žížalami bylo oproti kontrolním variantám statisticky významné snížení pH a hodnot přístupného Cd. V průběhu vermikompostování došlo ke snížení pH a NH3 proti původnímu stavu.

Abstract:

As part of the diploma thesis, research focused on the processing of biodegradable waste using specific biotechnologies was carried out, followed by an experiment involving vermicomposting of aquaculture sludge using Eisenia andrei. In the first part of the experiment, two groups of processed materials were prepared. Half consisted of control variants that did not contain earthworm substrate, the other half was supplemented with a substrate (mud, apple pomace and sawdust) with earthworms. There kinds of mixtures were prepared — sludge alone, sludge + lettuce, sludge + cardboard pulp and sludge + salad + cardboard pulp, each in three repetitions. Vermicomposting took place for six months. Samples of individual variants were taken at the start of the experiment, one month from the start, three months from the start and six months from the start. The following parameters were analyzed for each sample — pH, EC, dry matter, number and biomass of earthworms (for the variants with substrate), total and accessible element contents (Al, B, Ca, Fe, Mg, Mn, P, S, K), total and accessible contents of toxic elements (As, Cd, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Zn), C and N contents. The established hypotheses were verified based on the measured parameters. The input C:N ratio of the aquaculture sludge itself was very low (6.48±0.08), which is why it was mixed with carbon-rich material (the cardboard pulp). The results show that the use of vermicomposts from aquaculture sludge can be problematic in terms of increased zinc contents in variants consisting of 100 % sludge (1837.8±49.2 mg/kg) and a mixture of sludge + lettuce (1782.3±70.8 mg/kg) — zinc is commonly found in commercial fish feed. Furthermore, it was proven that the presence of earthworms caused an increase in both total and accessible content of potassium in all variants containing earthworm substrate. Unlike the other variants, the variants containing cardboard pulp showed below-limit values of toxic elements. The presence of earthworms had a statistically significant effect (decrease) on both pH and accessible Cd content. During vermicomposting both pH and NH3 decreased.

Keywords

vermikompostování, kal z akvakultury, odpady, Eisenia andrei

Keywords

vermicomposting, sludge from aquaculture, wastes, Eisenia andrei

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 16. 5. 2023
• Supervisor: doc. Ing. Aleš Hanč, Ph.D.
• Reader: Petr Filip, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Waste Technology