Sử dụng công nghệ UV trong nuôi tôm
Người nuôi tôm ở Indonesia đang dần chuyển sang ứng dụng công nghệ xử lí bằng tia UV như một giải pháp thay thế cho các sản phẩm xử lí bằng hóa học nhằm giảm đáng kể sự hiện diện của Vibrio trong ao nuôi.
Tiêu chí đánh giá
Sau khi được sử dụng thành công như một phần của hệ thống khử trùng, đặc biệt là khử trùng nước trong các trại giống tôm ở Indonesia, công nghệ tia cực tím (UV) hiện cũng đang được xem xét sử dụng trong các ao nuôi tôm thương phẩm.
Những lý do để xem xét công nghệ UV bao gồm độ an toàn sinh học, tỷ lệ giảm các bệnh phổ biến ở tôm, giảm chi phí quản lý lâu dài và quan trọng hơn hết là bền vững, thân thiện với môi trường.
Những yếu tố này được cân nhắc so với việc sử dụng hóa chất thông thường, chẳng hạn như Clo (Cl) hoặc Hydro Peroxide (H₂O₂) - phương pháp khử trùng được xem là phổ biến cho ao nuôi tôm cho đến nay.
Thành công ở Bali
Một số nông dân Indonesia đã bắt đầu thử nghiệm công nghệ UV, một nông dân nuôi tôm đến từ Bali - Sidiq Bayu Kurniawan. Ông đã sử dụng công nghệ UV của FisTx Indonesia trong hai chu kỳ vừa qua.
Ngoài ra, ông nói rằng việc sử dụng công nghệ UV mang lại hiệu quả cả về không gian và chi phí. Trước đây, hệ thống sản xuất cần có ao riêng để xử lý Clo trong nước trước khi bắt đầu vụ nuôi. Nhưng với công nghệ này, Bayu có thể xử lý trực tiếp tất cả nguồn nước đầu vào bằng tia cực tím và dẫn thẳng vào ao sản xuất mà không cần ao xử lý riêng. Hơn nữa, hệ thống tia cực tím được tích hợp với bộ lọc cát có thể tăng cường độ trong của nước và tối đa hóa hiệu quả của tia cực tím.
Điều này giúp Bayu có những khoản tiết kiệm dài hạn đáng kể, mặc dù khoản phí đầu tư ban đầu vào công nghệ UV khá cao. Ông cho biết chi phí phát sinh khi sử dụng Clo trong hai chu kỳ gần bằng chi phí đầu tư ban đầu vào công nghệ UV.
Công ty Phát triển và Công nghệ Nuôi trồng Thủy sản (ATD - Aquaculture Technology and Development) đang tích cực tìm hiểu việc phát triển và triển khai công nghệ UV trong ao nuôi tôm. Theo người quản lý ATD, việc xử lý vi khuẩn trong nước ao nuôi bằng Clo có xu hướng để lại dư lượng và dẫn đến sự kháng thuốc của mầm bệnh , đòi hỏi phải tăng liều trong các ứng dụng tiếp theo và điều này thường gây độc cho đối tượng nuôi nếu sử dụng quá nhiều.
Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là khử trùng bằng công nghệ tia cực tím chỉ mang tính như một trong những phương pháp sinh học, việc sử dụng các hóa chất như Clo,...vẫn là một phần cần thiết trong quy trình xử lý nước để tối ưu hóa hiệu quả, đảm bảo năng suất của ao nuôi. Lý tưởng nhất vẫn là áp dụng công nghệ UV sau các bước xử lý khác trước khi phân phối nước vào ao.
Đảm bảo tính khả thi
Tia UV là một loại bức xạ điện từ có bước sóng ngắn hơn ánh sáng nhìn thấy được nhưng dài hơn tia X. Khi nói đến khử trùng, một loại tia UV cụ thể, gọi là UVC, có bước sóng từ 250 - 265 nm, sẽ được sử dụng. UVC có hiệu quả trong việc tiêu diệt mầm bệnh bằng cách làm hỏng cấu trúc DNA của chúng, ngăn chúng nhân lên và mất khả năng gây bệnh. Điều quan trọng là nó không phá hủy thành tế bào, đảm bảo các chất độc hại trong tế bào vi sinh vật không thoát ra môi trường nước.
Một số công ty đã phát triển hệ thống tia cực tím phù hợp để xử lý nước vào ao, có hai mô hình chính là hệ thống kênh mở và hệ thống khép kín. Cả hai đều có ưu và nhược điểm riêng biệt.
Hệ thống kênh mở, được thiết kế để hoạt động với hệ thống mương dựa trên trọng lực, có xu hướng tiết kiệm chi phí hơn cho cả việc lắp đặt và bảo trì. Trong hệ thống này, các khoang thường được thiết lập để dẫn nước (đã được khử trùng) từ hồ chứa hoặc từ biển đi trực tiếp đến ao nuôi. Tuy nhiên, chỉ dựa vào trọng lực có thể không đủ lực đẩy nước đi, làm lắng đọng và gây khó khăn cho công tác khử trùng. Hơn nữa, hệ thống kênh mở khiến nước đã được khử trùng dễ bị nhiễm mầm bệnh một lần nữa.
Mặt khác với hệ thống khép kín, sử dụng các đường ống làm buồng, một máy bơm sẽ tạo ra áp suất cao để di chuyển nước hiệu quả qua buồng chứa đèn UV. Phương pháp này tránh được các vấn đề về lây lan mầm bệnh và hiện tượng nhiễm lại. Tuy nhiên, áp lực nước cao có thể ảnh hưởng đến độ bền của đèn UV. Ngoài ra, tình trạng vôi hóa đường ống lâu dài có thể gây tắc nghẽn và làm tăng áp lực nước.
Áp suất quá mức có thể gây hại cho hệ thống tia cực tím, đặc biệt là các đường ống và hệ thống đèn. Thông thường, mối lo ngại về áp suất này có thể được giải quyết bằng cách đặt hệ thống tia cực tím xa máy bơm hoặc gần ao nuôi.
Bên cạnh lựa chọn về mô hình lắp đặt hệ thống UV, một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý tia cực tím bao gồm liều lượng sử dụng, liên quan đến cường độ tia cực tím và thời gian lưu giữ của nước, tương quan với mục tiêu của mầm bệnh.
Ví dụ, việc chống lại Vibrio parahaemolyticus (tác nhân gây bệnh hoại tử gan tụy cấp tính) thường cần 70 - 100 mJ/cm2 để đạt hiệu quả, nhưng một số nông dân thích sử dụng tới 300 mJ/cm2. Trong trang trại riêng của công ty Fuadi, thậm chí còn vận hành ở mức lên tới 1000 mJ/cm2.
Quản lý ATD, ông Fuadi còn cho biết, trên nhiều trang tạp chí đề xuất các cường độ sử dụng UV cho cùng một sinh vật lại có sự khác nhau. Do đó, ông thường nghiêng về việc giả định liều lượng cao hơn, xem xét đặc tính vật lý và hóa học nhất quán. Mặc dù quyết định này nhìn chung không gây ra vấn đề gì nhưng nó có thể làm tăng mức đầu tư cần thiết. Thông thường, ông sử dụng 300-350 mJ/cm2.
Ngoài ra, ông lưu ý tầm quan trọng của các chiến lược tiền xử lý như duy trì độ đục dưới 15 đơn vị đo độ đục (NTU), tổng chất rắn lơ lửng (TSS) dưới 20 mg/l và nhu cầu oxy hóa học (COD) dưới 20 mg/L.
Tạo hiệu quả lâu dài
Dựa trên tính toán của Fuadi, việc sử dụng tia UV tiết kiệm chi phí hơn khoảng 16 lần so với các chất khử trùng hóa học. Mặc dù vốn đầu tư ban đầu là đáng kể, nhưng về lâu dài, nó chỉ yêu cầu chi phí điện năng tính theo chi phí vận hành. Chúng rẻ hơn nhiều so với chi phí sử dụng 30 ppm Clo hoặc TCCA (trichloroisocyanuric axit) trong mỗi chu kỳ. Khả năng duy trì tia UV không quá cao, chủ yếu liên quan đến ống bọc UV hoặc hộp đựng đèn, vì chúng có xu hướng xuống cấp theo thời gian khi tiếp xúc với nước biển.
Hiệu quả chi phí cũng phụ thuộc vào liều lượng, tùy theo nhu cầu của người sử dụng. Việc xác định liều lượng và giá trị đầu tư phù hợp tùy thuộc vào tình trạng ao nuôi và tiền sử bệnh của ao. Cường độ của đèn UV không cố định vì nó cần phải thích ứng với các vị trí khác nhau, bị ảnh hưởng bởi thành phần khác nhau trong nước, phương pháp canh tác trước đây, các lần xuất hiện bệnh trước đây và tốc độ tuần hoàn của nước. Do đó, việc cài đặt phải luôn được điều chỉnh, tùy theo nhu cầu cụ thể.
Sidiq Bayu lưu ý rằng việc sử dụng công nghệ UV nhìn chung không gây ra vấn đề gì đáng kể. Thách thức chính xoay quanh vấn đề bảo trì kỹ thuật, đặc biệt là với các bộ phận như ống bọc, do chưa quen với công nghệ mới này.
Fuadi nhấn mạnh rằng mặc dù tia UV mang lại nhiều lợi ích khác nhau nhưng nó chỉ là một phần của hệ thống sản xuất. Các yếu tố khác như chế độ dinh dưỡng, chất lượng con giống và tính an toàn sinh học cũng đóng vai trò quan trọng không kém.