Tổng quan về công nghệ MBBR trong nuôi trồng thủy sản

MBBR là Moving Bed Biofilm Reactor, hứa hẹn là công nghệ xử lý nước thải ưu việt trong nuôi trồng thủy sản.

công nghệ MBBR
Một hệ thống MBBR hoạt động ở Sydney (Australia). Ảnh: Hydroflux Industrial Pty Ltd

Sản xuất nuôi trồng thủy sản thông thường đã bị chỉ trích vì các tác động xấu đến môi trường, phát thải khí nhà kính (GHG), ô nhiễm nước và hiện tượng phú dưỡng cũng như tác động tàn phá rừng ngập mặn. Hơn nữa, việc tăng cường kiểm soát môi trường, các quy định tiêu chuẩn nghiêm ngặt về xả nước thải vào các vùng nước và sự khan hiếm nước đòi hỏi phải tìm ra các phương pháp quản lý nước tốt nhất trong các ngành nuôi trồng thủy sản. Do đó, điều này giúp các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn trên đất liền (RAS) thu hút được nhiều sự chú ý hơn trên toàn cầu. 

MBBR là từ viết tắt của cụm từ Moving Bed Biofilm Reactor, là quá trình xử lý sinh học trong đó sử dụng các vật liệu làm giá thể cho vi sinh dính bám vào để sinh trưởng và phát triển, sự kết hợp giữa Aerotank truyền thống và lọc sinh học hiếu khí, công nghệ mới nhất hiện nay trong lĩnh vực xử lý nước thải vì tiết kiệm được diện tích và hiệu quả xử lý cao. Vật liệu làm giá thể phải có tỷ trọng nhẹ hơn nước đảm bảo điều kiện lơ lửng được. Các giá thể này luôn chuyển động không ngừng trong toàn thể tích bể nhờ các thiết bị sục khí và cánh khuấy. Mật độ vi sinh càng gia tăng, hiệu quả xử lý càng cao.

MRRB
Vật liệu làm giá thể cho vi sinh trong công nghệ MBBR.

So với hệ thống thông thường, ưu điểm chính của MBBR là tính nhỏ gọn, chế độ vận hành đơn giản, yêu cầu không gian ít hơn, loại bỏ bùn và có thể hoạt động với tốc độ tải cao. Thật vậy, những phát hiện gần đây liên quan đến các ứng dụng MBBRs trong xử lý nước ngọt (FW) và nước biển (SW) - nước thải RAS theo các chiến lược khác nhau đã được ghi nhận. Bên cạnh đó, hầu hết các tài liệu được xuất bản đều bị rời rạc và được ghi chép ở các địa điểm khác nhau. Do đó, đánh giá này nhằm cung cấp một cái nhìn tổng quan cập nhật về những tiến bộ trong việc áp dụng công nghệ MBBRs trong việc xử lý nước thải trong hệ thống RAS, đồng thời, những thách thức và triển vọng của công nghệ MBBR cũng được trình bày.

Nước thải từ hệ thống RAS chứa chất thải nitơ, các hạt vô cơ lơ lửng và nhiều vi khuẩn có nguồn gốc từ thức ăn thừa, phân cá, cá chết và vi khuẩn. Trong vài thập kỷ qua, sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ MBBR đã cải thiện việc xử lý nước thải trong các cơ sở RAS, đặc biệt là loại bỏ TAN, NO2 và PO4 3−. Nồng độ TAN và NO2 trong hệ thống tuần hoàn được giữ ở mức rất thấp và tương ứng với 0,26 ± 0,03 mg/L. Ngoài ra, nitrat tăng cao đạt nồng độ trung bình dao động từ 40,8 đến 44,3 mg/L ở điều kiện ổn định. Có ý kiến cho rằng hiệu suất của hệ thống MBBR vượt trội hơn so với các bộ lọc sinh học khác. 

Trong một nghiên cứu tương tự, ứng dụng công nghệ MBBR để xử lý nước thải từ RAS nuôi thả cá koi (Cyprinus carpio koi) và cá vàng (Carassius auratus), nồng độ amoniac đầu vào đạt cao nhất là 27,85 mg/L và nước thải đầu ra của bộ lọc sinh học được duy trì ở mức TAN và NO2 ổn định thấp hơn 1,0 mg/L, trong khi nồng độ NO3 đạt khoảng 78,6 mg/L. Gần đây hơn, một nghiên cứu đã đánh giá việc loại bỏ TAN khỏi nước thải từ hệ thống RAS bằng cách sử dụng MBBR trong khoảng thời gian khác nhau lần lượt là 24, 12 và 6 giờ. Kết quả thử nghiệm của họ chỉ ra rằng ở thời gian tối ưu là 6 giờ, hệ thống MBBR có thể loại bỏ TAN một cách hiệu quả > 92%. Các phát hiện của các nhà nghiên cứu này đã chứng minh rằng MBBRs hoạt động ở cả nhiệt độ thấp và tốc độ tải có thể chịu được sự gia tăng đột ngột của nồng độ amoniac đầu vào.

RAS
Nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) là xu thế của NTTS hiện tại, trong đó MBBR đóng vai trò quan trọng.

Một số yếu tố có thể làm giảm hiệu suất trong hệ thống ứng dụng công nghệ MBBR do tác động của chúng lên vi khuẩn nitrat hóa bao gồm chất hữu cơ, độ kiềm, độ mặn, kháng sinh và chất khử trùng. Việc bổ sung đủ nồng độ kiềm phải được duy trì ít nhất là 40–80 mg/L (như CaCO3) để đạt hiệu quả. Ngoải ra, hiệu quả loại bỏ kháng sinh lần lượt là 32,9%, 28,4% và 69,5% đối với rifampicin (RIF), norfloxacin (NOR) và oxytetracycline (OTC) được cho là do sự phân hủy sinh học và hấp phụ bởi màng sinh học.

Tuy nhiên, các loại thuốc kháng sinh để kiểm soát dịch bệnh cần được giảm thiểu trong RAS và hướng tới các phương pháp thay thế bền vững và hiệu quả. Bên cạnh đó, cần cẩn thận khi độ mặn tăng đột ngột đến giá trị hơn 10 g/L, có ý kiến cho rằng việc cấy vi sinh vật có khả năng kháng muối cao vào các bộ lọc sinh học có thể trở thành chìa khóa để giải quyết vấn đề này. Các chất khử trùng hóa học thường được sử dụng trong RAS bao gồm hydrogen peroxide, ozone, axit peracetic, formalin và formaldehyde gây ra ảnh hưởng bất lợi đến hiệu quả loại bỏ TAN. 

Hiện tại, các tài liệu hiện có chủ yếu tập trung vào quy mô phòng thí nghiệm và rất ít đánh giá ở quy mô thí điểm. Do đó, cần có nhiều nỗ lực hơn nữa trong việc nâng cấp công nghệ chuyên sâu cho các ứng dụng trong các cơ sở RAS quy mô thương mại. 

Nguồn: Recent advances in application of moving bed bioreactors for wastewater treatment from recirculating aquaculture systems: A review. Shitu, A., Liu, G., Muhammad, A. I., Zhang, Y., Tadda, M. A., Qi, W., Liu, D., Ye, Z., & Zhu, S. (2021). Aquaculture and Fisheries, September 2020. https://doi.org/10.1016/j.aaf.2021.04.006

Đăng ngày 25/09/2021
Uyên Đào @uyen-dao
Kỹ thuật

Làm sạch ao nuôi bằng enzyme

Hiện nay, ngành nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam đang ngày một phát triển, mang nhiều lợi ích trên thị trường. Tuy nhiên vẫn có không ít những thách thức phải đối mặt, đó là sự suy giảm chất lượng nước trong môi trường ao nuôi, dẫn đến tình trạng bệnh tật trên tôm, khiến tôm kém phát triển và làm suy giảm năng suất. Đây là lý do khiến việc dùng enzyme xử lý nước ao tôm trở nên phổ biến.

Tôm thẻ
• 00:07 13/09/2022

Tiến sĩ tạo chế phẩm làm sạch ao nuôi tôm cá khỏe, lớn nhanh

Chế phẩm vi khuẩn tía quang hợp không lưu huỳnh do TS Đỗ Thị Liên và cộng sự sản xuất giúp người nuôi thủy sản không phải sử dụng kháng sinh, năng suất tăng gần 11%.

Thu mẫu nước
• 11:35 19/06/2022

Khoa Thủy Sản Trường ĐH Nông Lâm TP. HCM tổ chức lễ khánh thành hệ thống lọc nước tuần hoàn công nghệ Israel

Sau nhiều dự án hợp tác, vừa qua đại sứ quán Israel tài trợ cho khoa thủy sản ĐH Nông Lâm TP.HCM một hệ thống lọc nước tuần hoàn. Đây là giải pháp lọc nước đến từ Israel đã được ứng dụng thành công trong rất nhiều ngành công nghiệp trên thế giới, trong đó có ngành nuôi trồng thủy sản.

Lễ khánh thành hệ thống lọc nước tuần hoàn công nghệ Israel
• 00:00 10/04/2022

Xử lý nước thải chế biến thủy sản bằng công nghệ SNAP

Xử lý nước thải chế biến thủy sản bằng công nghệ SNAP không chỉ loại bỏ hiệu quả nồng độ Ammonium mà còn xử lý đến 90% chất hữu cơ.

Chế biến cá tra
• 07:00 22/04/2020

Nuôi ghép tôm thẻ với cá nâu theo công nghệ Biofloc

Nuôi tôm thẻ chân trắng kết hợp với cá nâu ở mật độ thích hợp trong hệ thống biofloc là một hướng đi mới giúp tăng tỉ lệ sống, khả năng tăng trưởng tốt và đảm bảo được các yếu tố môi trường nằm trong khoảng thích hợp cho sự phát triển của tôm thẻ chân trắng đặc biệt là TAN, nitrite và bioflocs.

Cá nâu
• 09:44 22/02/2024

Hiện tượng tôm ăn không lên mồi và cách khắc phục

Trong quá trình nuôi tôm, không ít các hộ nuôi gặp phải tình trạng tôm không chịu ăn, khối lượng thức ăn vẫn không tăng đều theo thời gian. Đây chính là hiện tượng tôm ăn không lên mồi. Để hiểu rõ hơn về trường hợp này, mời bạn đọc cùng tham khảo bài viết sau đây từ Tép Bạc nhé!.

Nhá tôm
• 09:45 19/02/2024

Có nên gây màu nước cho ao tôm trước khi thả giống?

Trước khi thả giống, ao nuôi cần được cải tạo và xử lý cẩn thận. Mầm bệnh được diệt sạch bằng các hóa chất chuyên dụng, vì vậy nguồn nước khi đã được xử lý xong cần được gây màu. Nuôi tôm là nuôi nước, qua bài viết dưới đây Tép Bạc sẽ nói về tầm quan trọng của việc gây màu nươc cho ao nuôi.

Ao nuôi tôm
• 08:00 07/02/2024

Tìm hiểu về hiện tượng tôm búng nhiều trên mặt nước

Trong quá trình nuôi tôm, bà con có thể bắt gặp nhiều hiện tượng, sự thay đổi của tôm. Trong đó, tôm búng trên mặt nước đôi khi sẽ xuất hiện trong ao của nhà bạn. Vậy, hiện tượng này có nguy hiểm không? Làm sao để tìm ra nguyên nhân và hướng khắc phục, mời bạn đọc cùng tham khảo ngay bài viết sau đây nhé!.

Nhá tôm
• 09:54 02/02/2024

Cách nhận biết và ngăn chặn sự bùng phát bệnh do streptococcus (Phần 2)

Tiếp theo phần 1 ở bài viết trước, sau đây là chiến lược phòng và kiểm soát bệnh do streptococus gây ra trên cá.

Cá rô phi
• 17:49 22/02/2024

Top các loại hải sản bán chạy nhất trong những dịp lễ tết

Những ngày lễ lớn trong năm như: Giải phóng miền Nam thống nhất đất nước 30/5, Quốc tế lao động 1/5, Quốc Khánh 2/9,... Hay sắp tới đây là ngày Quốc tế phụ nữ 8/3, nhu cầu tiêu thụ các loại hải sản đều tăng cao.

Hải sản
• 17:49 22/02/2024

Cách nhận biết và ngăn chặn sự bùng phát bệnh do streptococcus (Phần 1)

Streptococcus agalactiae và S. iniae là hai trong số những loại vi khuẩn có sức tàn phá mạnh nhất tác động đến ngành nuôi cá nước trên khắp thế giới, chúng gây ra những căn bệnh có thể khiến 80% cá chết.

Bệnh Streptococcus
• 17:49 22/02/2024

Một số loài ký sinh trùng phổ biến ở tôm

Trong quá trình nuôi tôm luôn gặp phải các trường hợp tôm nhiễm bệnh mà chết dần. Trong đó, ký sinh trùng là một trong những nguyên nhân gây ra, đặc biệt là các loài nội ký sinh trùng. Cùng tìm hiểu qua đặc điểm của những loài ký sinh trùng dưới đây nhé!

Tôm
• 17:49 22/02/2024

Nuôi ghép tôm thẻ với cá nâu theo công nghệ Biofloc

Nuôi tôm thẻ chân trắng kết hợp với cá nâu ở mật độ thích hợp trong hệ thống biofloc là một hướng đi mới giúp tăng tỉ lệ sống, khả năng tăng trưởng tốt và đảm bảo được các yếu tố môi trường nằm trong khoảng thích hợp cho sự phát triển của tôm thẻ chân trắng đặc biệt là TAN, nitrite và bioflocs.

Cá nâu
• 17:49 22/02/2024