Nước sạch - yếu tố thiết yếu cho trại nuôi cá

Nước bẩn chứa vô số các hạt nhỏ lơ lửng, trong đó có nhiều loại hạt hữu cơ. Khi phân hủy, các thành phần hữu cơ này sẽ làm tiêu hao ôxy hòa tan trong nước. Vì vậy, để đảm bảo ôxy cho cá hô hấp, bước đầu tiên là phải loại bỏ các thành phần hữu cơ đó.

Các hạt hữu cơ thâm nhập vào nước ao nuôi theo 2 con đường: có sẵn trong nước cấp và do chính vật nuôi sản sinh ra (thức ăn thừa, phân cá).

Trang trại nuôi cá truyền thống

Trong trang trại nuôi cá truyền thống, người ta cho nước chảy liên tục qua ao nuôi, hoặc định kỳ thay nước cho ao theo tần suất phụ thuộc vào kích cỡ và mật độ của cá trong ao.

Thường thì sẽ không phải sử dụng bộ lọc nếu trang trại có nguồn nước cấp chất lượng tốt. Tuy nhiên, nếu nguồn nước cấp có chứa nhiều vật chất hữu cơ, sẽ rất khó kiểm soát hàm lượng ôxy trong ao do quá trình vi khuẩn phân hủy các chất hữu cơ này.

Khi đó cần phải lọc bỏ các hạt chất hữu cơ trong nguồn nước cấp. 

Loại bỏ các hạt hữu cơ trong nước cấp

Hình thức lọc nước đơn giản nhất là để nước trong ao lắng một thời gian cho các hạt hữu cơ tự chìm xuống đáy rồi mới lấy nước vào ao nuôi. Nhưng lượng ôxy trong nước lúc này chỉ còn lại rất ít, do đã bị vi khuẩn tiêu hao phần lớn trong quá trình phân hủy chất hữu cơ.

Một cách khác nhanh chóng hơn rất nhiều là dùng các bộ lọc cơ học để loại bỏ các hạt hữu cơ (ví dụ dùng các trống lọc). Các bộ lọc này hoạt động khá hiệu quả và có thể loại bỏ bất kỳ loại hạt hữu cơ nào tùy theo kích cỡ mắt lọc - thường là từ 30 đến 80 micron. Tuy loại bỏ được ngay lập tức các hạt hữu cơ và không làm tiêu hao ôxy trong nước, nhưng các bộ lọc kiểu này thường ‘ngốn’ khá nhiều năng lượng khi vận hành.

Cách thứ ba để loại bỏ các phần tử hữu cơ trong nước là sử dụng bộ lọc đệm cố định (fixed-bed filter). Loại lọc này còn được gọi là “bộ lọc cưỡng bức”. Nước được đưa qua một thùng chứa đầy các vật liệu lọc sinh học (đệm) có tỷ lệ diện tích bề mặt rất lớn so với thể tích của chúng. Các đệm (bộ lọc) sinh học này sẽ làm giảm vận tốc chảy của nước và các hạt hữu cơ sẽ bị kẹt lại trên bề mặt khổng lồ của bộ lọc đó. Ngoài việc giữ lại hầu hết các hạt hữu cơ, bộ lọc sinh học còn có tác dụng xử lý nước bằng vi sinh, bởi vi khuẩn sinh sôi trên đệm sẽ chuyển hóa chất hữu cơ thành CO₂ và biến amoniac thành nitrat. Mặc dù xử lý vi sinh không phải là mục tiêu chính của bộ lọc, nhưng đó cũng là một tác dụng phụ tích cực của loại lọc nước này.

Có thể rửa sạch bộ lọc đệm cố định bằng cách phun dòng nước hoặc không khí áp suất cao vào thùng lọc theo chiều ngược lại. Phần bùn thu được (chứa toàn là các chất hữu cơ) có thể đưa vào ao chứa bùn, bể biogas hoặc để làm phân bón nông nghiệp.

Trang trại nuôi cá hiện đại

Các trang trại nuôi cá mới thường được thiết kế để có thể tái sử dụng một phần hay toàn bộ nước nuôi. Tuy nhiên, có một thực tế là sau khi ăn, cá sẽ bài tiết. Chất thải mà cá bài tiết ra chủ yếu là phần thức ăn không hấp thụ được – trong đó đa số là chất hữu cơ. Những chất thải này dễ dàng tan rã thành vô số các hạt hữu cơ lơ lửng trong nước.

Dù có thể một số hoặc gần hết các hạt hữu cơ này sẽ chìm xuống thành bùn ở đáy ao, nhưng cách tốt nhất để đảm bảo chất lượng nước là ngay lập tức loại bỏ chúng. Nếu để lâu, các phần tử hữu cơ cùng bùn đáy ao sẽ hấp thu ôxy và dẫn đến làm cạn kiệt ôxy trong nước.

Nhiều hạt hữu cơ có thể gây kích thích đối với mang cá hoặc trở thành vật trung gian phát tán mầm bệnh và ký sinh trùng. Tất cả những yếu tố này đều ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe, tốc độ tăng trưởng, khả năng hấp thụ thức ăn của cá và cuối cùng là hiệu quả kinh tế của việc nuôi cá.

Vì thế, ngoài việc lọc nước cấp, các trại nuôi kiểu mới này cũng sẽ phải liên tục lọc nước trong quá trình nuôi.

Loại bỏ các hạt hữu cơ và chất hòa tan trong nước

Người nuôi cá ai cũng biết rằng để nuôi với mật độ cao cần phải cân bằng các nhu cầu sinh lý của cá với chất lượng nước và thức ăn một cách rất khéo léo, thông minh.

Khi cho cá ăn, không thể tránh khỏi việc làm rơi vãi thức ăn. Cá có tiêu hóa được thức ăn thì mới lớn được, nhưng cũng như mọi loài động vật khác, chúng phải bài tiết ra chất thải. Cá thải ra amoniac qua mang (và qua da nhưng ở mức thấp hơn) và thải phân qua hậu môn. 

Với cá, amoniac là độc tố - và nếu trại nuôi cá muốn sử dụng lại một phần hay toàn bộ nước nuôi thì trước hết phải loại bỏ amoniac (Khác với trại nuôi truyền thống, ammonia sẽ mặc nhiên được xả thẳng ra ngoài khi thay nước).

Như đã nêu trên, chất hữu cơ trong chất thải cá làm tiêu hao ôxy và gây ra những tác động tiêu cực khác.

Amoniac có thể được chuyển hóa thành nitrat – một chất vô hại đối với cá, kể cả ở nồng độ cao. Phương trình chuyển hóa nhờ vi khuẩn và khí ôxy này có dạng sau:

NH₄ + 2O₂ = NO₃ + H₂O + 2H

Quá trình này diễn ra tự nhiên trong ao, nhưng nếu được đưa vào bộ lọc sinh học thì sẽ hiệu quả hơn và dễ kiểm soát hơn.

Bộ lọc sinh học là nơi cho vi khuẩn phát triển. Đó là một thùng chứa đầy vật liệu lọc với tiết diện đủ lớn cho vi khuẩn sinh trưởng và hàm lượng ôxy đủ cao để vi khuẩn chuyển hóa amoniac thành nitrat.

Tuy nhiên, nếu có quá nhiều hạt hữu cơ lọt vào bộ lọc sinh lọc thì có khả năng những loại vi khuẩn khác sinh sôi trong đó và lấn át vi khuẩn chuyển hóa nitrat. Do đó, việc loại bỏ các hạt hữu cơ trước khi đưa nước qua bộ lọc sinh học là rất quan trọng. Quá trình tiền xử lý này thường được thực hiện bằng bộ lọc cơ học.

Bước tiến mới trong công nghệ lọc nước là sử dụng bộ lọc sinh học đệm linh động với các viên lọc sinh học liên tục di chuyển xoay vòng trong môi trường nước. Đó sẽ là nơi chuyển hóa amonniac thành nitrat đồng thời hấp thụ các chất hữu cơ – và do đó cần có ôxy. Vi khuẩn sẽ phát triển nhanh chóng trên một chất nền gọi là màng lọc sinh học (bio-film).

Các mảnh màng lọc sinh học và hạt hữu cơ có thể lọt qua được bộ lọc cơ học sẽ bị bộ lọc tiếp theo – bộ lọc sinh học đệm cố định - chặn lại. Bộ lọc sinh học cố định sẽ loại bỏ nốt những hạt hữu cơ nhỏ nhất và làm cho nước trở thành ‘tưoi mới’. Các chất hữu cơ cũng bị hấp thu ở bộ lọc này.

Vật liệu lọc sinh học

Trước kia, người ta sử dụng các vật liệu lọc sinh học là sỏi, đá, cát… Tuy nhiên, ngày nay, loại vật liệu làm từ nhựa tỏ ra có hiệu quả vượt trội trong việc làm sạch nước.

RK Bio-Elements là một loại vật liệu lọc sinh học bằng nhựa có tỷ lệ diện tích bề mặt tiếp xúc so với thể tích cực lớn, lên tới 750 m²/m³, thấm nước rất tốt và dễ làm sạch.

Tốc độ chuyển hóa: 530 gam Nitơ Amoniac Tổng (TAN)/m³/ ngày.

Vật liệu rất dễ thấm nước, chỉ khoảng 15 mm cột nước.

Thiết kế độc đáo tạo nhiều không gian để thu hút được nhiều chất bẩn và các hạt hữu cơ bám vào trước khi phải làm sạch. Việc làm sạch cũng được thực hiện rất dễ dàng.