Nano oxy là gì và nó có những lợi ích như thế nào cho ngành nuôi trồng thủy sản

Oxy quan trọng như thế nào?

Oxy hòa tan là một trong những yếu tố quan trọng nhất có tính chất quyết định đến mật độ thả và năng suất nuôi trồng thủy sản. Mức oxy thấp ảnh hưởng đến sức khỏe và sự sống của tôm cá, đồng thời hạn chế vi khuẩn nitrat hóa phân hủy chất thải hữu cơ.

Các nhà nuôi trồng thủy sản giải quyết vấn đề này bằng cách sục khí trong ao nuôi bằng cách dùng nhiều loại dụng cụ và thiết bị, tạo ra các bong bóng oxy quen thuộc như chúng ta thường thấy.

Các máy sục khí kiểu cũ trung bình chỉ hòa tan 3% oxy trên mỗi 30 cm nước vì các bong bóng nhanh chóng nổi lên trên bề mặt. Ôxy cũng tập trung ở lớp nước trên cùng. Hậu quả là thiếu oxy ở đáy ngăn cản vi khuẩn nitrat hóa hiếu khí phân hủy chất thải, tạo ra các lớp bùn chứa nhiều mầm bệnh khác nhau, đồng thời làm suy giảm chất lượng nước nhanh chóng.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu oxy có thể được truyền trực tiếp các lớp nước bên dưới? Hãy xem xét kỹ hơn các bong bóng oxy với kích thước nano, đó là các bong bóng nhỏ nhưng có tác động lớn.

Nanobubbles là gì?

Nói một cách đơn giản, đó là những bong bóng rất rất nhỏ, nhỏ hơn hạt muối khoảng 2.500 lần, không thể nhìn thấy bằng mắt thường, và cũng vì vậy mà “các quả cầu siêu nhỏ” đó không đủ lớn để nổi lên mặt nước.

Với đặc tính gần với các hạt keo hơn bong bóng, chúng trở nên nổi trung tính và có thể lơ lửng bên trong các tầng nước nhiều tháng.

Nanobubbles được tạo ra bằng cách khuếch tán oxy nén vào dòng nước chảy nhanh, chúng sẽ lan rộng hơn và làm tan các bong bóng. Máy phát oxy nano có hiệu suất truyền oxy lên đến 85%, gấp gần 30 lần tốc độ của máy sục khí truyền thống. Con số này cao hơn đáng kể so với các hệ thống cung cấp oxy tiên tiến khác, bao gồm nón oxy (oxygen cone), máy tách bọt (skimmer) và máy sục khí venturi.

Hình thiết bị cung cấp oxy hình nón

Điều quan trọng không kém là các hạt nano hoạt động hiệu quả như các hạt rắn, cọ rửa và khử trùng bề mặt như thể chúng là giấy nhám, để tiêu diệt tảo, loại bỏ màng sinh học (biofilm) và mầm bệnh. Khi được kích thích, các bong bóng giải phóng các gốc hydroxyl, giúp giảm thiểu chất gây ô nhiễm.

Những đặc điểm này đã dẫn đến công nghệ nanobubble nhanh chóng trở nên phổ biến trong lĩnh vực quản lý nước thải như một công cụ xử lý nước hiệu quả cao. Máy tạo ra nanobubble (Nanobubble generator) có thể mang lại những lợi thế trong nuôi trồng thủy sản như giúp tăng cao mật độ thả nuôi mà không ảnh hưởng đến chất lượng nước, đồng thời có khả năng giảm tác động của mầm bệnh. Các hệ thống có sẵn được thiết kế theo mô-đun, dễ dàng lắp đặt và có thể tăng hoặc giảm quy mô khi cần, với các lưu lượng xả của máy khác nhau, từ dưới 20 (gần 78 lít) đến hơn 1.000 gallon (hơn 3.700 lít) mỗi phút.

Tăng mật độ nuôi và cải thiện hiệu suất

Tùy thuộc vào các thông số, các hệ thống sục khí truyền thống thường có thể cho phép nuôi tới 40 kg tôm, cá/m³. Với công nghệ nanobubble, năng suất có thể đạt 80 kg/m³ hoặc hơn. Hệ thống sục khí 30 HP đến 200 HP dùng cánh quạt truyền thống thường được sử dụng trên mỗi ha, nhưng máy nanobubble hiệu quả hơn có thể làm thoáng nước tốt hơn mà sử dụng ít năng lượng hơn.

Một nghiên cứu năm 2020 của Indonesia được công bố trên Tạp chí Nuôi trồng và Thủy sản đã so sánh tác dụng của máy tạo oxy nano và máy sục khí khuếch tán truyền thống trong các trang trại nuôi tôm. Thiết lập hệ thống nanobubble giúp tăng gấp đôi sản lượng cùng với việc cải thiện tỷ lệ sống và tỷ lệ chuyển đổi thức ăn.

Tại một trại sản xuất giống cá hồi ứng dụng RAS ở Canada, một công ty đã ghi nhận mức tăng 22% sinh khối cá sau khi sử dụng nano oxy.

“Động vật nuôi không thể tiêu hóa thức ăn hiệu quả trong điều kiện nồng độ oxy thấp. Bằng cách ổn định nồng độ oxy hòa tan, người nuôi có thể tối ưu hóa quá trình trao đổi chất của tôm hoặc cá nuôi. Điều này giúp giảm FCR, tăng tốc độ tăng trưởng và tăng sức khỏe tổng thể, và do đó làm tăng sản lượng”, Nik Nurasyikin ở RAS Aquearch’s cho biết. Công ty của cô có trụ sở tại Singapore và cung cấp các giải pháp cho trang trại nuôi cua biển cũng như trang trại nuôi tôm trong nhà sử dụng công nghệ biofloc và nanobubble.

Nguồn hình ảnh https://www.nanobubblesystems.com/

Công nghệ nanobubble đặc biệt thích hợp cho các hệ thống nuôi trồng thủy sản theo mô hình RAS để nhằm mục đích nuôi mật độ cao. Các khu vực hạn chế đất đai, diện tích cho nuôi trồng thủy sản có thể sử dụng công nghệ này để sản xuất tôm, cá hiệu quả hơn trên mỗi mét khối.

Nuôi tôm mật độ dày đặc cần sục khí mạnh, đặc biệt là khi tôm trưởng thành và tiêu thụ nhiều oxy hơn. Vì nano oxy tồn tại lâu trong cột nước, chúng cung cấp cho động vật nuôi đủ oxy, đồng thời giúp vi khuẩn nitrat hóa ở tầng đáy tăng sinh và hoạt động hiệu quả trong việc phân hủy chất thải. Nuôi tôm cần sục khí tốt và chất lượng nước cao.

Hệ thống này cũng rất phù hợp để nâng cao năng suất trong mô hình nuôi biofloc, hệ thống yêu cầu nước chảy được cung cấp oxy tốt để ngăn chất rắn lắng đọng. Việc thiết lập hệ thống biofloc hoàn hảo buộc phải tránh các điểm chết, nơi tạo ra các vùng yếm khí và sinh ra amoniac và mêtan gây chết tôm.

Quá trình vận chuyển oxy có thể đi sâu hơn trong các hạt floc, tạo ra khối lượng tế bào khỏe mạnh hơn và hỗ trợ tốt quá trình keo tụ trong hệ thống nuôi bằng công nghệ biofloc. Nếu bạn thấy hệ hống biofloc có màu đen sô cô la, nó sẽ nhanh chóng sáng lên nếu hệ thống nano oxy được ứng dụng đúng cách và đạt yêu cầu.

Ngăn chặn mầm bệnh

Russell giải thích: “Có hai phần chính để kiểm mầm bệnh hoặc bệnh. Đầu tiên là tránh các vùng chết trong ao với lượng oxy bão hòa thấp. Thứ hai là loại bỏ cặn bẩn trên bề mặt màng sinh học, do đó làm giảm mầm bệnh, cụ thể là nấm và vi khuẩn”.

Ở Chile, Moleaer đã sử dụng công nghệ của mình kết hợp với một sản phẩm hóa học để xử lý 310 tấn cá hồi trưởng thành trong một lồng 40 x 40 mét. Chỉ trong hai giờ 20 phút, 85% rận biển trưởng thành đã được loại bỏ, đây là kết quả tốt nhất của một lần điều trị duy nhất cho đến nay. Cá cũng không bị stress do điều trị.

Các nghiên cứu cho thấy rằng oxy nano làm giảm Vibrio và các vi khuẩn gây bệnh khác trong tôm bằng cách tạo ra các gốc oxy tự do loại bỏ vi khuẩn, dẫn đến tôm ít hao hụt hơn và cho năng suất tốt hơn. Điều này cũng cho phép người nuôi giảm thiểu việc sử dụng thuốc kháng sinh đắt tiền và nguy hiểm.

Nguồn hình ảnh của https://www.australiangolfdigest.com.au

Cải thiện đa dạng sinh học

Năm 2013, công nghệ nanobubble đã được áp dụng để phục hồi đáy biển đang suy thoái ở Yokohama, Nhật Bản, nơi chỉ còn lại các loại sinh vật biển là giun và một số loài trai. Các lớp trầm tích lâu ngày thường là nơi cư trú của các quần thể vi khuẩn kỵ khí, ưa lưu huỳnh như nấm, các lớp này tạo ra các vùng chết cục bộ không có hầu hết các dạng sống ở đó. Một máy tạo nanobubble đã được đưa vào hoạt động dưới mực nước tám mét và trong vòng sáu tháng, cá, tôm và rong biển đã phát triển trở lại.

Năm 2018, một hồ nước nhỏ ở Florida, Hoa Kỳ, bị tràn ngập bởi tảo xanh lục độc hại đã được xử lý bằng máy nano NABAS. Trong vòng chưa đầy một tuần, hầu hết tảo đã biến mất và động vật hoang dã đã quay trở lại.

Khả năng khắc phục các địa điểm bị suy thoái của oxy nano có thể giúp giải quyết các lớp bùn dày gây ảnh hưởng đến các trang trại cá hồi ven biển, đồng thời làm sạch chất thải tích tụ nhiều năm trong các hồ và ao nuôi. Điều này không chỉ giúp cải thiện sức khỏe của đàn vật nuôi - nó còn làm cho công nghệ nanobubble trở thành nhà vô địch về tính bền vững bởi hiệu quả xử lý nước thải.

Chi phí triển khai

Như hầu hết các công nghệ mới, máy phát nanobubble đòi hỏi đầu tư ban đầu lớn hơn so với các máy sục khí truyền thống. Trong khi hệ thống quạt nước 2HP có giá dưới 500 đô la, thì một máy phát nanobubble 2HP do châu Á sản xuất có giá lên đến 3.000 đô la, với những máy phátcao cấp thậm chí còn đắt hơn. Tuy nhiên, chi phí ban đầu cao hơn sẽ được bù đắp nhiều hơn bằng việc tiết kiệm năng lượng và bảo trì. Máy móc ít bị bám bẩn và ít gặp các vấn đề kỹ thuật. Một số công ty hiện đang cung cấp các thử nghiệm và cho thuê thí điểm để chứng minh giá trị của công nghệ.

Russell cho biết: “Có thể có những rào cản về chi phí ban đầu, đặc biệt là ở các nước đang phát triển, nhưng có nhiều lợi thế mà oxy nano mang lại là giảm chi phí vận hành, mật độ nuôi cao hơn …, cộng với chất lượng nước tốt hơn và chi phí năng lượng thấp hơn”.

Cooke Aquatology Chile, công ty đang cung cấp oxy cho một bể nuôi cá hồi với hơn 1,5 triệu con cá bằng ba “nón oxy” có lưu lượng 134 lít mỗi phút và tốn 200 đô la một ngày, so sánh kết quả của một máy phát nanobubble 10HP đơn lẻ cộng với một “nón oxy”, sử dụng 54 lít oxy mỗi phút và chi phí 100 đô la một ngày. Khoản tiết kiệm hàng tháng đã vượt quá 3.100 USD và cắt giảm một nửa chi phí điện.

Chữa bệnh ký sinh trùng trên cá bằng cách dùng Nano Oxy - Ảnh của © Moleaer

Máy phát nanobubble có chi phí ban đầu tương đối cao, nhưng việc tiết kiệm năng lượng và bảo trì đang khiến người dùng cân nhắc đầu tư, các khoản tiết kiệm sẽ đến 1 năm sau đó. Tuy nhiên, công nghệ này yêu cầu nguồn cung cấp điện ổn định.

Hector Nava của Nuagua, một công ty có trụ sở tại Hà Lan cung cấp các giải pháp xử lý nước và sục khí tiên tiến cho biết: “Người nuôi có thể nghĩ rằng họ không thể mua được công nghệ mới vì nó có vẻ đắt tiền, đặc biệt là khi quy đổi sang đồng nội tệ của họ. Các thiết bị sục khí truyền thống rẻ tiền sẽ chỉ đơn giản là hạn chế sản xuất, trong khi công nghệ tốt sẽ mang lại hiệu quả cao hơn rõ rệt”.

“Máy nanobubble không quá phức tạp để bảo trì, miễn là bạn hiểu các nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng áp suất để điều áp oxy thành dung dịch. Khía cạnh phức tạp nhất là sử dụng hệ thống giám sát oxy hòa tan để tối ưu hóa lượng điện năng được sử dụng bởi mỗi máy”, Nurasyikin kết luận.

Tuy nhiên, việc sửa chữa và thay thế phụ tùng có thể tốn thời gian và tốn kém hơn một chút, vì vật tư thường phải được mang từ nước ngoài vào và thậm chí các chuyên gia phải bay sang.

Mặc dù vậy, tương lai có vẻ tươi sáng đối với “những bong bóng siêu nhỏ” này, chúng có tiềm năng thúc đẩy sản lượng nuôi trồng thủy sản toàn cầu đồng thời giảm cả chi phí sản xuất và tác động môi trường.

Người nuôi quan tâm có thể liên hệ với RAS Aquatology, Moleaer, NABAS, Nuagua, Suchart Marine Aquatology và các nhà cung cấp máy nanobubble khác.

Clip ứng dụng Nano Oxy trong hệ thống RAS

Theo https://thefishsite