catfish farming: water recirculatory system

8/10/2019 Catfish farming: Water Recirculatory System

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W A T E R R E C I R C U L A T O R Y S Y S T E M T E C H N O L O G Y A S A M A J O R T O O L

F O R I N C R E A S E D F I S H P R O D U C T I O N B Y P R I V A T E F I S H F A R M E R S .

B y B . E z e n w a a n d P . E . A n y a n w u

N i g e r i a n I n s t i t u t e f o r O c e a n o g r a p h y a n d M a r i n e R e s e a r c h ,

E M B . 8 0 1 0 8 , V i c t o r i a I s l a n d , L a g o s .

I N T R O D U C T I O N

I n

r e c e n t t i m e s ( 1 9 9 4 / 2 0 0 1 ) t h e c o u n t r y h a s

w i t n e s s e d a n u n p r e c e d e n t e d i n t e r e s t s b y

e n t r e p r e n e u r s i n f i s h f a r m i n g . T h i s i s l a r g e l y d u e t o

s c a r c i t y o f t I s h i n t h e l o c a l m a r k e t s i n a d d i t i o n t o t h e

h u g e e x p o r t p o t e n t i a l s o f o u r l o c a l t i n a n d s h e l l f i s h

s p e c i e s

i n

i n t e r n a t i o n a l m a r k e t s . T h e u s e o f

h i g h

t e c h n o l o g y i n c a t f i s h f a r m i n g i s

t h e l a t e s t i n

A q u a c u l t u r e c u l t u r e s y s t e m t h a t h a s a t t r a c t e d

n u m e r o u s i n v e s t o r s d u e t o i t s t r e m e n d o u s s u c c e s s

i n a r e a s t h a t i n i t i a t e d t h e s y s t e m i n r e c e n t t i m e s .

F i r s t i n t r o d u c e d i n N i g e r i a i n 1 9 7 8 / 7 9 b y N i g e r i a n

F a r m s L t d . i n P a t a n i . D e l t a S t a t e b y G e r m a n

E n t r e p r e n e u r s a n d l o c a l p a r t n e r , i t s s u c c e s s w a s

v e r y l i m i t e d i n t e r m s o f f i n g e r l i n g a n d t a b l e s i z e d

f i s h

p r o d u c t i o n o f T i l a p i a

s p p .

C a t f i s h a n d

C o m m o n C a r p d u e t o p o o r m a n a g e m e n t s k i l l a f t e r

d e p a r t u r e o f G e r m a n E x p e r t s . O t h e r s f o l l o w e d a s

f r o m 1 9 9 6 e . g . C l i i t h r m s N i g e r i a L i m i t e d L a g o s ,

Z a r t e c h ( I b a d a n ) , D u r a n t e ( I b a d a n ) , O c e a n

F i s h e r i e s N i g e r i a L i m i t e d e t c .

N i g e r i a r e q u i r e s a p p r o x i m a t e l y 1 . 5 m i l l i o n t o n n e s

a n n u a l l y t o m e e t f i s h d e m a n d , w h e r e a s d o m e s t i c

s u p p l y i s e s t i m a t e d a t a b o u t 0 . 5

t o n n e s

i n c l u d i n g

m a s s i v e i m p o r t a t i o n o f f r o z e n f i s h , w h i c h g u l p s

o v e r N 2 0 b i l l i o n a n n u a l l y . N i g e r i a i s t h e l a r g e s t

i m p o r t e r o f f r o z e n f i s h

i n

t h e w h o l e w o r l d .

F u r t h e r m o r e , t h e m a j o r s o u r c e o f f i s h s u p p l y i n

N i g e r i a ( c a p t u r e f i s h e r i e s ) a r c p r e s e n t l y o n t h e

d e c l i n e

a r i s i n g f r o m a n o v e r e x p l o i t a t i o n .

S i m i l a r l y , L i v e s t o c k p r o d u c t i o n t h e o t h e r m a j o r

c o n t r i b u t o r t o p r o t e i n f o o d s i s a l s o c o n s t r a i n e d b y

d e s e r t e n c r o a c h m e n t . r i n d e r p e s t a t t a c k a n d o t h e r s .

T h i s h a s

p l a c e d

f i s h c u l t u r e o n t h e s p o t l i g h t a s t h e

v i a b l e o p t i o n f o r f o o d s e c u r i t y a n d f i s h p r o d u c t i o n

i n c r e a s e , w h i c h h a s t o b e l a r g e - s c a l e t o i m p a c t .

3 3

U n f o r t u n a t e l y h o w e v e r , a q u a c u l t u r e i n N i g e r i a

c o n t r i b u t e s o n l y 2 5 , 0 0 0 3 0 , 0 0 0 t o n n e s a n n u a l l y

d e s p i t e i t s p o t e n t i a l e s t i m a t e d a t o v e r h a l f a

m i l l i o n t o n n e s . T h e r e a r e n o w c o n c e r t e d e f f o r t s

t o d e v e l o p i n t e n s i v e a q u a c u l t u r e p r o d u c t i o n t o

i n c r e a s e f i s h p r o d u c t i o n . C o n s e q u e n t l y r e s e a r c h

w a s i n i t i a t e d o n i n t e n s i v e c a t f i s h p r o d u c t i o n

u s i n g w a t e r r e c i r c u l a t i o n s y s t e m .

W a t e r

R e c i r c u l a t i o n S y s t e m ( W R S ) c a n b e a d a p t e d t o

a l l

t h e e c o l o g i c a l z o n e s o f N i g e r i a a n d i s

e s p e c i a l l y r e c o m m e n d e d f o r a r e a s w h e r e p o n d

c u l t u r e i s n o t s o f e a s i b l e d u e t p l o w r a i n f a l l , h i g h

w a t e r e v a p o r a t i o n r a t e s , l o o s e s o i l t y p e s a n d p o o r

w a t e r r e t e n t i o n c h a r a c t e r i s t i c s .

W i t h W R S , i t i s p o s s i b l e t o p r o d u c e f i s h a l l t h e

y e a r r o u n d .

I t i s a t y p e o f c u l t i v a t i o n s y s t e m i n

w h i c h e f f l u e n t s o r u s e d w a t e r f r o m f i s h r e a r i n g

u n i t s i s p a r t i a l l y o r c o m p l e t e l y r e c i r c u l a t e d t o

t h e m a f t c r w a t e r t r e a t m e n t a n d r e c o n d i t i o n i n g .

T h i s s y s t e m r e a r s f i s h a t h i g h d e n s i t i e s w i t h

r e d u c t i o n i n w a t e r u s a g e . T h i s i s a c h i e v e d b y

e m p l o y i n g a w a t e r t r e a t m e n t u n i t , w h i c h i n c l u d e s

m e c h a n i c a l f i l t r a t i o n , b i o l o g i c a l f i l t r a t i o n s o l i d

w a s t e r e m o v a l , w a t e r s t e r i l i z a t i o n a n d a e r a t i o n .

W R S c o n s e r v e b o t h w a t e r a n d l a n d a n d m a x i m i z e

p r o d u c t i o n i n a r e l a t i v e l y s m a l l a r e a o f l a n d , u s e a

r e l a t i v e l y s m a l l v o l u m e o f w a t e r f o r e x a m p l e 5 0

t o r i n e s o f f i s h c a n h e p r o d u c e d i n 6 0 m 3 b u i l d i n g

a n n u a l l y .

T h i s i s i n c o n t r a s t t o o u t d o o r e a r t h

p o n d s . T h e W R S s y s t e m i s v e r y e f f e c t i v e i n t h e

c o n t r o l o f p o a c h i n g p r e v a l e n t

i n N i g e r i a n

a g r i c u l t u r a l i n v e s t m e n t p r o f i l e s .

\ V a t e r R e c i r e u l a t i o n S y s t e m c o u l d b e o u t d o o r

s y s t e m s o f f e r b e t t e r e n v i r o n m e n t a l c o n t r o l f o r


2/6

P O T E N T i A L R O L E O F W R S I N S H E L L A N D

F I N F I S H P R O D U C T I O N I N N I G E R I A

P r e s e n t l y i n N i g e r i a . t h r e e f i s h f a r m s o p e r a t i n g t h e W R S T e c h n o l o g y a r e p r o d u c i n g a t o t a l o f 5 0 0 t o n n e s

a n n u a l l y . I f 1 0 0 0 f i s h f a r m e r s o r f a m i l i e s a d o p t t h i s t e c h n o l o g y 2 0 0 0 0 0 t o n n e s o f f i s h w i l l b e p r o d u c e d

a n n u a l l y a t 2 0 0 t o n n e s p e r f a m i l y , t h e r e b y r a i s i n g t o t a l f i s h p r o d u c t i o n f r o m A q u a c u l t u r e t o o v e r 2 5 0 , 0 0 0

t o n n e s / y e a r .

I f t h e W R S T e c h n o l o g y i s d o m e s t i c a t e d t h r o u g h u s e o f l o c a l r a w m a t e r i a l t o r e d u c e p r o d u c t i o n c o s t s , m o r e

f a r m e r s w i l l b e a t t r a c t e d t o a d o p t t h e t e c h n o l o g y a d m o r e f i s h w i l l b e p r o d u c e d i n N i g e r i a . T h i s w i l l e n s u r e

f i s h s e l f - s u f f i c i e n c y a d f o o d s e c u r i t y a s w e l l a s c r e a t i o n o f e m p l o y m e n t o p p o r t u n i t i e s t h e r e b y a l l e v i a t i n g

p o v e r t y .

M a s s a d o p t i o n o f t h i s t e c h n o l o g y w i l l b e g r e a t l y a d v a n t a g e o u s t o a q u a c u l t u r e i n v e s t o r s a n d f o o d f i s h

s e c u r i t y i n N i g e r i a . I t w i l l e n h a n c e r u r a l e m p l o y m e n t , a l l e v i a t e p o v e r t y , a n d i n c r e a s e f i s h p r o d u c t i o n a n d

f i s h p r o t e i n i n t a k e l e a d i n g t o g e n e r a l w e l l b e i n g o f N i g e r i a n c i t i z e n s .

B e l o w i s a b r i e f s u m m a r y o f

f i n g e r l i n g s a n d t a b l e s i z e f i s h p r o d u c t i o n u s i n g W R S .

T a b l e I : T a b l e s i z e f i s h p r o d u c t i o n .

S / N o .

C a p a c i t y o f W R S

T o t a l n u m b e r o f

i n v e s t o r s p e r

g e q p o l i t i c a l z o n e .

F i s h p r o d u c t i o n u s i n g W R S

. 1

1 0 0 t o n s

1 0 0 0

1 0 0 , 0 0 0 t o r i s o f f i s h p e r z o n e

2

5 0 t o n s

1 0 0 0

5 0 , 0 0 0

3

2 0 t o n s

1 0 0 0

2 0 , 0 0 0

T o t a

1 p e r z o n e

1 7 0 , 0 0 0 r n . t

T o t a

1 f o r 6 z o n e s

1 , 0 2 0 , 0 0 0 .

i .

e . 1 . 0

2 m i l l i o n r n . t . o f f i s h p e r a n n u m i n N i g e r i a .

T

a b l e

I I : T a b l e s i z e f i s h p r o d u c t i o n .

S / N o .

C a p a c i t y o f W R S

T o t a l n u m b e r o f

T o t a l n u m b e r o f f i n g e r l i n g s .

i n v e s t o r s

p e r

g e o p o l i t i c a l z o n e

1

1 0 0 t o n s

1 0 0 0

5 , 0 0 0 , 0 0 0

2

5 0 t o n s

1 0 0 0

2 , 5 0 0 , 0 0 0

3

2 0 t o n s

1 0 0 0

1 , 0 0 0 , 0 0 0

T o t a l n u m b e r o f f i n g e r l i n g s p e r z o n e

8 , 5 0 0 , 0 0 0

T o t a l n u m b e r o f f i n g e r l i n g s f o r s i x z o n e s

5 1 , 0 0 0 , 0 0 0

3 4

n i a x i m u m f i s h g r o w t h a n d s u r v i v a l . T h e s y s t e m

r e q u i r e s c o n t i n u o u s s u p p l y o f w a t e r a t

a

t e m p e r a t u r e a n c o n t e n t t h a t i s o p t i m u m f o r g r o w t h

o f t h e c u l t u r e d f i s h .

I n a d d i t i o n , a f i l t e r i n g ( b i o

f i l t e r ) s y s t e m i s r e q u i r e d t o p u r i f y t h e w a t e r a n d

r e m o v e o r d e t o x i f y h a r m f t u l w a t e r p r o d u c t s a n d

u n c a t e n f o o d .

T h e f i s h i s f e d a n u t r i t i o n a l l y

c o m p l e t e f e e d o n a d a i l y b a s i s .

W R S a r e

p a r t i c u l a r l y u s e f u l i n a r e a s w h e r e l a n d a n d w a t e r

a r e n o t r e a d i l y a v a i l a b l e o r e x p e n s i v e . T h e y a r e

v e r y s u i t a b l e i n c l i m a t i c c o n d i t i o n , w h i c h p r e v e n t

y e a r - r o u n d p r o d u c t i o n e . g .

c o l d ( w i n t e r )

o r

e x t r e m e l y t h y ( d e s e r t ) c o n d i t i o n .


3/6

T A N K

G W I 2 f l O I 1

t v r

=

B I O T O R

R e c i r c u 1 a t i o n o f t h e f l o w s k e c h )

C O S T

E S T I M A T E S F O R P R O D U C T I O N :

( a )

1 0 0 , 0 0 0 f i n g e r l i n g s

( b ) 2 0 t o n n e s o f t a b l e f i s h a n d

( c ) 5 0 0 b r o o d s t o c k o f C .

g a r i e p i n u s a n n u a l l y .

W R S B u i l d i n g ( l O m x 2 0 m )

5 0 0 , 0 0 0 . 0 0

W a t e r s u p p l y +

p i p i n g

2 0 0 , 0 0 0 . 0 0

E l e c t r i c i t y s u p p l y +

i n s t a l l a t i o n

2 5 0 , 0 0 0 . 0 0

F i s h t a n k ( 1 4 )

3 3 0 , 0 0 0 . 0 0

} 3 i o f i l t e r s ( 9 )

2 0 0 , 0 0 0 . 0 0

A e r a t i o n d v i c e

4 0 , 0 0 0 . 0 0

W a t e r S t e r i l i z a t i o n l s o l i d w a s t e r e m o v a l

1 3 0 , 0 0 0 . 0 0

W a t e r p u m p s ( 1 0 )

1 8 0 , 0 0 0 . 0 0

F i s h f e e d + A r t e m i a

2 0 0 , 0 0 0 . 0 0

B r o o d s t o c k

3 0 , 0 0 0 . 0 0

W a t e r a n a l y s i s k i t

1 0 0 , 0 0 0 . 0 0

L a b . E q u i p m e n t ( b a l a n c e , e t c )

1 5 0 , 0 0 0 . 0 0

T o t a l

N 2 , 4 1 0 , 0 0 0 . 0 0

3 5


4/6

D e t a i l s o f i t e m s .

B r o o d s t o c k U n i t

. 2 f i b r e g l a s s t a n k s ( 5 0 0 L )

2 f i b r e g l a s s t a n k s ( 1 0 0 0 L )

1 c o m p l e t e s e t o f b i o l o g i c a l f i l t r a t i o n

1 c o m p l e t e s e t o f s e d i m e n t a t i o n / p u m p t a n k ( 1 2 0 0 L )

U V L i g h t

1 W a t e r p u m p

P i p i n g a n d f i t t i n g s

I n c u b a t i o n U n i t 2 F i b r e g l a s s t a n k s ( 5 0 0 L )


-

2 c o m p l e t e s e t o f s e d i m e n t a t i o n / p u m p t a n k ( 1 2 0 0 L )

U V L i g h t

2 w a t e r p u m p


A d v a n c e d f r y U n i t

2 f i b r e g l a s s t a n k s ( 5 0 0 L )


2 c o m p l e t e s e t o f s e d i m e n t a t i o n / p u m p t a n k ( 1 2 0 0 L ) .

U V L i g h t

2 w a t e r p u m p


F i n g e r l i n g s U n i t 4 f i b r e g l a s s t a n k s ( 5 0 0 L )


2 c o m p l e t e s e t o f s e d i m e n t a t i o n l p u m p t a n k ( 1 2 0 0 L ) .

U V L i g h t

2 w a t e r p u m p


T a b l e f i s h U n i t

4 f i b r e g l a s s t a n k s ( 5 0 0 L )


2 c o m p l e t e s e t o f s e d i r n t a t i o n I p u m p t a n k ( 1 2 0 0 L ) .

U V L i g h t

2 w a t e r p u m p


T R E A T M E N T O F W A S T E M A T E R I A L S F R O M T H E W R S S Y S T E M

D u r i n g o p e r a t i o n s , t h e m a j o r i n p u t s a r e f e e d s a n d +

D r u m f i l t e r

o x y g e n w h i l e w a s t e s f r o m t h e f i s h i n t h e f o r m o f

+

M a t e r i a l i s a t i o n

f a e c e s , a r e g i v e n o u t , i n a d d i t i o n t o a m m o n i a .

c a r b o n d i o x i d e a n d h e a t .

A m m o n i a :

:

N i t r i f y i n g b a c t e r i a i n t h e b i o - t o w e r

T r e a t m e n t o f w a s t e s .

F a e c e s

C a r b o n d i o x i d e :

T r e a t m e n t i s b a s e d o n r e m o v i n g o r b r e a k i n g d o w n

D i f f u s i o n o f a i r i n a n d o u t o f t h e s y s t e m

t h e w a s t e o f t h e f i s h f a e c e s :

S e t t l i n g / s e d i m e n t a t i o n f i l t e r

3 6


5/6

i ) S p a c e / b u i l d i n g

2 0 t o n n e s p r o d u c t i o n / y e a r



i i ) E n e r g y r e q u i r e d



1 0 0 t o n n e s p r o d u c t i o n / y e a r

i i i ) W a t e r q u a n t i t y '



1 0 0 t o n n e s p r o d u c t i o n / y e a r

i ) F i s h r a i s e d i n W R S s y s t e m d e p e n d s

e n t i r e l y

( 1 0 0 ) o n p r o p O e r l y f o r m u l a t e d f e e d

d i e t s t h a t

e n h a n c e r a p i d g r o w t h . F e e d t h e r e f o r e i s t h e

m a j o r

i n p u t i n c o s t o f p r o d u c t i o n a t

a n e s t i m a t e d l e v e l o f

N 9 5 / f e e d p r o d u c i n g o n e k g o f f i s h .

i i ) F e e d s h o u l d b e b a s e d

o n t h e f o l l o w i n g

c h a r a c t e r i s t i c s :

' F u l l m e a l d i e t ; c o n t a i n i n g a l l t h e

n e c e s s a r y

i n g r e d i e n t s , p r e m i x a n d

s o o n

: H i g h d i g e s t i b i l i t y

W a t e r s t a b l e

+ U n i f o r m s i z e

N o d u s k s m e l l a t t r a c t i v e

t o t h e f i s h ( b l o o d -

m e a l / f i s h o i l )

+ S t o r e d w e l l i n A I C e n v i r o n m e n t .

i i i ) F e e d i n g M e t h o d s : -

I n I n t e n s i v e f a r m i n g :

i t

i s

a p p r o p r i a t e a n d

a d v i s a b l e t o u s e d e m a n d

o r s e l f f e e d e r s w i t h

e i t h e r

f l o a t i n g o r s i n k i n g f e e d , u n l i k e

f l o a t i n g f e e d i n

p o n d f a r m i n g t h a t e n a b l e s b e t t e r

c o n t r o l o v e r f i s h

g r o w t h a n d h e a l t h .

Y o u n g f i s h s h o u l d g e t :

B i g f i s h s h o u l d g e t :

5 t i m e s a d a y

3 t i m e s a d a y .

i v ) F e e d i s i m p o r t e d

a s f i s h c o n c e n t r a t e :

F C = 1 . O

+ 2 0 t o n n e s p r o d u c t i o n / y e a r

I . 2 c o n t a i n e r , 2 0 f e e t

5 0 t o n n e s p r o d u c t i o n / y e a r 3 c o n t a i n e r , 2 0

f e e t

+ 1 0 0 t o n n e s p r o d u c t i o n / y e a r

6 c o n t a i n e r , 2 0 f e e t

I N F R A S T R U C T U R E R E Q U I R E D

F O R W R S S Y S T E M

l O O m 2

1 5 0 m 2

3 0 0 m 2

2 K W / 2 4 h o u r s / d a y

4 K W / 2 4 h o u r s / d a y

7 K W / 2 4 h o u r s / d a y

1 1 m 3 w a t e r / d a y

2 7 . 5 r n 3 w a t e r / d a y

5 5 m w a t e r / d a y

3 7


6/6

catfish farming: water recirculatory system

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