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

Mối liên quan của pH và NO2 trong ao nuôi tôm

Khí độc NO2 hình thành do sên vét, cải tạo ao ban đầu trước vụ nuôi thực hiện kém hiệu quả. Không loại được triệt để lượng bùn cũ trong ao, để bùn tồn số lượng nhiều. Nguồn nước giàu phù sa, chất lơ lửng, lợn cơn…không qua hệ thống ao lắng lọc, vào trực tiếp ao nuôi, là nguyên nhân hình thành khí độc NO2.

Tôm
• 14:19 12/06/2024

Diệt rong đá trong ao nuôi quảng canh

Ở ao nuôi tôm quảng canh, diện tích ao rất lớn với rất nhiều loài nuôi kết hợp cùng với tôm như cá, cua,... Việc quản lý và kiểm soát chất lượng môi trường nước ao nuôi cũng rất hạn chế, vì vậy một số loài rong thường sinh sản và phát triển gây ra khó khăn cho tôm được nuôi. Hôm nay chúng ta sẽ kể một số cách diệt rong, đặc biệt là rong đá, loài rong luôn xuất hiện trong ao nuôi tôm quảng canh trước nay.

Rong vuông tôm
• 09:54 11/06/2024

Giảm chi phí nuôi khi sử dụng máy cho tôm ăn tự động

Tối ưu hóa các chi phí trong quá trình nuôi tôm sẽ giúp người nuôi đạt được khoản lợi nhuận tối đa nhất có thể. Trong đó, chi phí thức ăn luôn chiếm hơn 50% tổng chi phí cả vụ, vì vậy việc thiết lập chu kỳ và lượng thức ăn cho mỗi ngày sao cho hợp lý là vấn đề đáng quan tâm nhất của bà con.

Máy cho tôm ăn tự động
• 09:00 09/06/2024

Sự tương tác giữa các yếu tố môi trường và độc lực vi khuẩn Aeromonas Hydrophila

Gần đây, một bài báo mới mô tả sự tác động phức tạp giữa vi khuẩn Aeromonas hydrophila và môi trường trong nuôi trồng thủy sản. Điều này hy vọng rằng sẽ cho phép các bên liên quan phát triển các chiến lược phòng ngừa và kiểm soát dịch bệnh, đồng thời nhấn mạnh sự cần thiết phải cải thiện các biện pháp quản lý và các giải pháp đổi mới để giảm thiểu tác động của các mầm bệnh này đối với ngành nuôi trồng thủy sản.

Nuôi trồng thủy sản
• 10:25 07/06/2024

Giải pháp chẩn đoán nhanh bệnh tôm

Nuôi tôm gặp khó khăn lớn là chưa xác định được nguyên nhân chính gây bùng phát dịch bệnh (con giống, môi trường hay thời tiết?) nên việc chẩn đoán nhanh bệnh tôm đang là con đường hạn chế thiệt hại. Một số cơ quan nghiên cứu, doanh nghiệp đã đưa ra giải pháp chẩn đoán nhanh bệnh tôm được người nuôi áp dụng.

Tôm
• 15:57 16/06/2024

Những phát hiện gần đây về nhiễm EHP ở tôm

Đánh giá này trình bày chi tiết những phát hiện gần đây liên quan đến nhiễm EHP ở các trang trại nuôi tôm, bao gồm ảnh hưởng của nó đến hệ miễn dịch, tiêu hóa, trao đổi chất, sinh lý và tăng trưởng của tôm.

Tôm bệnh
• 15:57 16/06/2024

Sử dụng hỗn hợp prebiotic trong Thủy sản: Kháng bệnh và miễn dịch

Hỗn hợp prebiotic, sự kết hợp β-glucan và MOS đã được báo cáo rộng rãi trong nhiều nghiên cứu rằng nó có thể làm tăng khả năng kháng bệnh của nhiều loại động vật thủy sản.

Cá nuôi
• 15:57 16/06/2024

Sử dụng hỗn hợp prebiotic trong Thủy sản: Sức khỏe và Tăng trưởng

Việc áp dụng prebiotic làm phụ gia thức ăn là một trong những cách khắc phục tình trạng lạm dụng kháng sinh trong quản lý sức khỏe loài thủy sản (Kari và cộng sự, 2021; Song và cộng sự, 2014; Zulhisyam và cộng sự, 2020).

Cá nuôi
• 15:57 16/06/2024

Cơ hội xuất khẩu thủy sản năm 2024 - 2025

Ngành thủy sản Việt Nam là ngành mới nổi với số lượng rất lớn và đóng góp đáng kể cho nền kinh tế đất nước, đóng góp đáng kể vào kim ngạch xuất khẩu hàng năm. Năm 2022, khối lượng xuất khẩu thủy sản đạt 11 tỷ USD là cột mốc quan trọng; chúng tôi đặt mục tiêu 10 tỷ USD vào năm 2024 và 12 tỷ USD vào năm 2030. Để đạt được mục tiêu này, ngành thủy sản cần một chiến lược dài hạn toàn diện và sự hỗ trợ rộng rãi từ mọi phía để giúp họ đảm bảo những gì họ muốn đạt được trong giai đoạn giữa 2024 và 2025.

Cá
• 15:57 16/06/2024
Some text some message..