Valorisation des eaux usées et des boues des systèmes d'aquaculture en recirculation

La pisciculture terrestre est promue comme un avenir durable pour les systèmes d'aquaculture intensive basés en grande partie sur son empreinte réduite, sa faible consommation d'eau, ses conditions environnementales contrôlées et ses faibles impacts sur les parasites et les maladies. Cependant, cela a un coût, qui est principalement la consommation d'énergie qui entraîne le coût de production.

Les estimations de la production terrestre de saumon atlantique dans les systèmes d'aquaculture en recirculation (RAS) ont été estimées à environ 7 kWh/kg de poisson produit avec une empreinte carbone estimée à 0,114 kg d'équivalents CO2/kWh. Cette valeur peut varier considérablement d'une espèce à l'autre et en fonction de l'intensité de la production. Néanmoins, l'agriculture RAS n'est pas bon marché, mais les avantages sont élevés lors de la production d'espèces à forte valeur marchande.

Les principaux extrants de l'aquaculture RAS, outre le CO2 (qui est généralement dégazé du système RAS) et la biomasse de poissons, sont les eaux usées et les boues très riches en nutriments. Le premier est enrichi avec des niveaux élevés de nitrate - le point final de la nitrification. C'est généralement la concentration de nitrate qui dicte finalement le taux d'échange d'eau dans un système d'aquaculture RAS intensif, en supposant qu'aucun processus de dénitrification actif n'est utilisé.

Dans les systèmes utilisant un tel «échange d'eau zéro», le nitrate est converti de manière anaérobie en gaz N2, ce qui réduit le besoin d'échange d'eau dans le système RAS. Bien qu'il s'agisse d'un développement commercial relativement récent, ces systèmes deviennent de plus en plus courants. Dans un système RAS conventionnel, les niveaux de nitrate peuvent varier, bien que des niveaux de 150 mg/L ou plus ne soient pas rares. Il s'agit d'eaux usées hautement enrichies en nutriments qui peuvent être réutilisées.

Des approches plus conventionnelles ont vu les eaux usées RAS d'eau douce être utilisées dans l'aquaponie en circuit ouvert (où l'eau est utilisée pour l'horticulture puis rejetée) ou en circuit fermé (où l'eau est recirculée dans le processus de production de poisson). Par lequel les plantes (généralement dans des conditions horticoles telles que les légumes à feuilles ou les herbes) sont cultivées en utilisant l'eau enrichie en nitrate. L'eau saumâtre pose un défi avec des niveaux accrus de sel dans les eaux usées. La culture de plantes halophiles ou de macroalgues offre une solution en cours de développement.

Une autre alternative est la culture de microalgues dans des photobioréacteurs associés à des systèmes d'aquaculture RAS. Au Marineholmen RASLab, les tests et le prototypage de la production combinée de smolts de saumon de l'Atlantique à base de RAS, en combinaison avec la production de microalgues, sont à l'étude avec son partenaire de recherche, NORCE.

Les déchets solides (composés en grande partie de matières fécales de poissons et d'aliments non consommés) sont appelés « boues ». Classiquement, ces déchets sont collectés soit à partir de la sédimentation et/ou d'un filtre à tambour ou d'un dispositif de filtration similaire et sont évacués du système d'aquaculture RAS pour être collectés dans un réservoir de stockage d'où ils sont éliminés. Ce matériau, qui a une haute teneur en énergie et contient de grandes quantités de phosphore non digéré et non absorbé, est une ressource précieuse pour un traitement ultérieur.

Traditionnellement, les boues peuvent avoir été utilisées pour l'enrichissement des sols ou comme engrais à des fins agricoles. Cependant, plus récemment, il est considéré comme ayant un potentiel de production de biogaz. En collaboration avec NORCE, Clara Venture Labs et l'Université de Bergen, RASLab, dans le cadre d'un projet connu sous le nom de "Sludge Appraisal team - Developing a sUstainable value chain from tank to product" (Slam-Dunk), a exploré la production de biogaz par la fermentation des boues et la culture bactérienne, ainsi que la pyrolyse de la matière solide par micro-ondes pour produire un gaz (syngas).

Le gaz résultant de ces processus peut ensuite être utilisé pour l'énergie ou raffiné pour être utilisé dans les piles à combustible. Les résultats suggèrent que différentes compositions de boues provenant de différentes étapes de la production de saumon atlantique produisent différents produits potentiels pour le développement ultérieur de gaz biosynthétique et de produits potentiels. Il est toutefois prévu que la poursuite du développement de ces processus conduira à la valorisation des déchets et augmentera ainsi la durabilité nette de l'ensemble de la chaîne de valeur de la production de saumon atlantique.

Bien qu'à ses débuts, la poursuite du développement des flux de déchets en tant que ressources précieuses dans les systèmes aquacoles indique un avenir plus durable et maximise la valeur nette à tirer de la pisciculture terrestre, augmentant finalement la valeur nette par unité d'apport d'énergie dans la pisciculture intensive. production.

Le concept d'utilisation des déchets de poisson pour potentiellement produire des aliments pour poissons pour les générations futures, soit par la production de biomasse bactérienne, soit par des algues ou d'autres productions à base de protéines (telles que les larves d'insectes), est une autre possibilité intéressante. Cependant, cela se heurte actuellement à des défis législatifs jusqu'à ce que la sécurité de ces ingrédients alimentaires potentiels soit prouvée. Cependant, une fois surmontée, la circularisation de l'aquaculture mettra en évidence le potentiel de cette économie bleue. Dans l'intervalle, la production de microalgues et la production de gaz biosynthétique offrent des solutions importantes aux déchets riches en nutriments issus de l'agriculture terrestre - une autre façon dont Marineholmen RASLab «innove l'avenir de l'aquaculture».

Attention, cet article paraîtra également dans la quatorzième édition de notre publication trimestrielle.

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