Nắm vững biến số để quản lí chất lượng nước trong hệ thống RAS

Nắm vững bản chất và mối quan hệ giữa các yếu tố nhạy cảm để quản lí chất lượng nước trong hệ thống RAS một cách hiệu quả.

Theo xu hướng phát triển hạn chế sử dụng tài nguyên như đất, rừng, nước nhưng vẫn đảm bảo sản xuất, ngành nuôi trồng thủy sản từ lâu đã bắt đầu các mô hình nuôi mới hiện đại tiên tiến như nuôi ao lót bạt mật độ cao, nuôi ao nổi, nuôi hệ thống bể,… Trong đó nuôi hệ thống bể áp dụng hệ thống tuần hoàn khép kín RAS mang lại hiệu quả và tính thiết thực cao.

Tuy nhiên đảm bảo các thông số về chất lượng nước trong hệ thống nuôi trồng khép kín RAS này là thách thức cực kì lớn trong vận hành và sản xuất.

Chất lượng nước

Kiến thức cơ bản về chất lượng nước trong RAS liên quan đến việc duy trì các biến số trong phạm vi thúc đẩy sự tăng trưởng trong khi có thể chống lại mầm bệnh đối với vật nuôi. Phân tích định kì chất lượng nước cần đo hàm lượng oxy hòa tan nhiều lần trong một ngày và thậm chí là đo các dạng nitơ hàng ngày, hàng tuần, điều này phụ thuộc vào lượng cho ăn.

Một trong những nguyên tắc quan trọng trong hệ thống RAS chính là làm sao giải quyết sự tích lũy nitơ gây độc, cũng như là yêu cầu sục khí trên một lượng thức ăn đưa vào chứ không phải là thu hoạch được bao nhiêu sinh khối. Ví dụ: Nếu cho một lượng nhỏ thức ăn khoảng 2g/m³ nước thì không cần bật sục khí để cung cấp oxy hay lọc sinh học loại bỏ nitơ, trong khi nâng lượng thức ăn lên nhiều hơn 200g/m³/ngày cả trong môi trường nước trong hay có tảo đều cần bật sục khí, lọc sinh học và loại bỏ vật chất rắn thông qua tốc độ tuần hoàn cao trong hệ thống.

Ngoài ra có thể áp dụng Biofloc trong hệ thống RAS, Biofloc kết hợp lượng thải nitơ và vật chất rắn trong những hạt floc bằng việc điều chỉnh tỉ lệ C/N trong nước nuôi. Hạt floc sẽ được tiêu thụ bởi các loài ăn tạp ăn được hạt chất rắn cao như cá rô phi và tôm. Hạt floc như bông, trôi nổi và đặc biệt là nơi trú ngụ của nhiều loài vi khuẩn và tảo. Biofloc điển hình có thể đạt lượng là 40ml/L được đo theo phương pháp ống đo hình nón của Imhoff khi lượng ăn càng tăng lên, nhưng thường sẽ được duy trì ở khoảng 10-20ml/L.

Áp dụng Biofloc trong hệ thống RAS.

Có lẽ cách đơn giản nhất để tránh được vấn đề này chính là thay nước, xả bỏ nước có hàm lượng dinh dưỡng thải cao ra ngoài và thêm nước không có bất kì nhu cầu oxy hay chất thải nitơ nào cả. Đề xuất giữ chất lượng nước này chính là thông qua sự thay nước 10% lượng nước mỗi ngày trong bể hay ao nuôi trong 1 ngày. Tuy nhiên, hàng năm ngành nuôi trồng đã tiêu tốn hàng tỉ đô la cho các thiệt hại từ dịch bệnh mà nguyên nhân là do sự thay nước. Thêm vào đó là sự phá hủy môi trường vùng ven biển do nguồn nước xả thải từ nuôi trồng thủy sản thường chứa nhiều hàm lượng chất hữu cơ cao, đòi hỏi nhu cầu oxy sinh học cao, dẫn đến sự chết ngạt của các loài hai mảnh vỏ như hàu và trai. Đây là một trong những lí do hệ thống RAS không thay nước ngày càng phổ biến.

Nhiệt độ

Nhiệt độ lí tưởng cho vật nuôi được xem là con số tạo nên sự phát triển nhanh và môi trường lành mạnh nhất. Càng gần với nhiệt độ lí tưởng thì hiệu quả sản xuất và kinh tế của RAS càng cao. Nhiệt độ cao hơn mức lí tưởng có thể được xem là bất lợi cho hiệu quả kinh tế và sinh học trong RAS. Trong khi đó nước lạnh hơn (trong ngưỡng cho phép) thì sẽ giữ được nhiều oxy hơn. Oxy là thông số năng động nhất trong các biến số và là yếu tố quan trọng để đo và duy trì một phạm vi bất kì trong RAS.

Oxy và Carbon dioxide (CO₂)

Có nhiều loại sục khí được dùng trong hệ thống RAS, mỗi loại phụ thuộc vào kích cỡ và loài nuôi. Máy sục khí có 3 chức năng chính:

• Nâng hàm lượng oxy hòa tan trong nước.

• Trộn đều nước nuôi.

• Khuếch tán khí CO₂ từ nước vào không khí.

Vì có thiết kết khác nhau nên máy sục khí có những ưu và nhược điểm phù hợp các kiểu hệ thống RAS khác nhau. Máy sục khí hút thổi, hoặc thiết bị sục khí hoạt động như một venturi, đây là thiết bị chuyển đổi oxy hiệu quả nhất có thể sử dụng cho bất kì hệ thống nuôi trồng thủy sản nào, đặc biệt là trong nước lợ và mặn. Tuy nhiên, loại máy này lại không hiệu quả trong việc giải phóng khí CO₂ ra không khí do sự xáo động thấp. Trong khi đó, máy sục khí theo chiều đứng lại có hiệu quả trong việc loại bỏ CO2 nhiều hơn là cung cấp oxy hòa tan. Những máy sục khuếch tán hay đá sủi bọt được cho là ít có tác dụng chuyển đổi oxy hòa tan và loại bỏ CO₂.

Trong một số trường hợp, việc kết hợp các loại sục khí mang lại kết quả tối ưu nhất như một loại chuyển hóa oxy tốt và loại còn lại xáo động nước tốt. Oxy sẽ không được bơm trực tiếp vào hệ thống RAS nếu sinh khối thu hoạch không đạt 50kg/m³. Lí do là do chi phí cao từ việc vận hành các thiết bị xáo trộn và phân tách, giải phóng khí CO₂ khỏi nước nuôi. Tuy nhiên, oxy nguyên chất có thể mang lại nhiều lợi ích sử dụng trong hệ thống sinh khối thấp vào các trường hợp khẩn cấp. Trong thập kỉ vừa qua, các máy đo oxy rẻ tiền trở nên phổ biến, độ chính xác dao động trong 10% và rõ ràng chúng sẽ không bền bằng các loại đắc tiền hơn. Oxy hòa tan thường được duy trì ở mức trên 4mg/L cho cả cá và tôm, ở mức cao hơn đối với các loại nhạy cảm hơn như cá hồi. Lượng DO thấp, CO₂ cao sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sự hô hấp của các loài động vật thủy sinh.