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

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
• 18:17 25/09/2021

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

Quan trắc nước nuôi trồng thủy sản bằng cảm biến nano

Sử dụng được cả trên bờ, dưới nước để quan trắc chất lượng nước, hệ thống cảm biến nano do Viện Công nghệ nano (INT) thuộc Đại học Quốc gia TPHCM nghiên cứu giúp người nuôi trồng thủy sản yên tâm khi chất lượng nước nuôi được cảnh báo tự động kịp thời khi có sự cố.

Quan trắc nước nuôi trồng thủy sản
• 14:35 05/02/2020

Lưu ý về môi trường trong ao nuôi tôm nước lợ

Quản lý môi trường ao nuôi tôm nước lợ là khâu quan trọng, đòi hỏi người nuôi có sự hiểu biết cần thiết về mối quan hệ giữa các yếu tố môi trường và biến động của chúng.Từ đó, có biện pháp điều chỉnh phù hợp, giảm nguy cơ thiệt hại, góp phần vào thành công của vụ nuôi.

Lưu ý về môi trường trong ao nuôi tôm nước lợ
• 08:46 30/10/2019

Gan tôm như thế nào mới gọi là “chuẩn”?

Trong hành trình nuôi tôm, ai cũng mong muốn tôm mau lớn, khỏe mạnh, ít bệnh, năng suất cao và đầu ra ổn định. Tuy nhiên, có một cơ quan cực kỳ quan trọng trong cơ thể con tôm mà nhiều bà con còn ít chú ý tới hoặc chưa thật sự hiểu rõ – đó chính là lá gan tụy.

Gan tôm
• 09:46 17/04/2025

Thả tôm giống với các bước cần lưu ý điều gì?

Thả tôm giống là một trong những công đoạn quan trọng nhất, quyết định đến 60–70% sự thành công của vụ nuôi. Dù bạn là người nuôi tôm truyền thống hay đang áp dụng mô hình nuôi công nghệ cao, thì việc thả giống đúng kỹ thuật luôn là điều kiện tiên quyết để tôm phát triển khỏe mạnh, hạn chế bệnh tật và đạt năng suất cao. Vậy khi thả tôm giống, cần lưu ý những gì?

Thả tôm giống
• 10:07 16/04/2025

Năng xuất nuôi tôm thẻ chân trắng công nghệ cao và các yếu tố kỹ thuật

Năng suất sản xuất tôm thẻ chân trắng mô hình siêu thâm canh, công nghệ cao dao động 4 - > 8 tấn/1.000 m2. Với mật độ thả dày ≥ 250 con/m2, mức nước sâu (h > 1,5m). Tỷ lệ sống > 70 %, tôm phát triển tốt, tăng trưởng đạt mức cao, ADG: 0, 3 – 0,4 gr/ngày. Đạt size tôm lớn 28 – 26 con/kg sau 100 ngày nuôi.

Tôm thẻ chân trắng
• 09:00 13/04/2025

Kỹ thuật nuôi tôm sú và các biện pháp phòng bệnh

Tôm sú (Penaeus monodon) là một trong những đối tượng nuôi trồng thủy sản có giá trị kinh tế cao tại Việt Nam và nhiều nước trong khu vực Đông Nam Á. Tôm sú thích nghi tốt với môi trường nước lợ và có tốc độ tăng trưởng nhanh, giá trị dinh dưỡng cao và được thị trường quốc tế ưa chuộng. Tuy nhiên, nghề nuôi tôm sú hiện đang đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt là các vấn đề về dịch bệnh. Bài viết này sẽ giới thiệu các kỹ thuật nuôi tôm sú trong môi trường nước lợ và các biện pháp phòng bệnh hiệu quả.

Tôm sú
• 13:20 02/04/2025

Hướng dẫn xử lý than tổ ong dùng trong hồ cá cảnh: Tiết kiệm chi phí

Than tổ ong – vật liệu tưởng chừng chỉ dành cho bếp lửa, nay lại trở thành "trợ thủ đắc lực" trong việc lọc nước hồ cá cảnh. Với cấu trúc xốp tự nhiên, than tổ ong tạo điều kiện lý tưởng cho vi sinh vật có lợi phát triển, giúp duy trì môi trường nước trong lành cho cá. Tuy nhiên, để sử dụng hiệu quả, việc xử lý than tổ ong đúng cách là điều không thể bỏ qua.

Xi than
• 04:30 20/04/2025

Cảng biển An Thới – Nhịp sống sớm mai đậm đà hơi thở biển Phú Quốc

Khi mặt trời vừa ló rạng nơi đường chân trời, cảng biển An Thới – một trong những cảng nhộn nhịp và đặc trưng nhất của Phú Quốc – đã bắt đầu sôi động. Không cần nhiều dụng cụ, đôi khi chỉ với một tấm lưới nhỏ, người dân nơi đây đã có thể kéo lên những mẻ cá tươi rói, lấp lánh trong nắng sớm như những món quà của biển cả dành cho cư dân đảo.

Cảng biển
• 04:30 20/04/2025

Một số loài nấm dễ xuất hiện trong ao nuôi

Trong hành trình nuôi tôm, ai cũng quen với những “hung thần” như vi khuẩn Vibrio, khí độc NH₃, NO₂ hay tảo độc bùng phát. Nhưng ít ai chú ý đến một nhóm “sát thủ thầm lặng” khác – nấm thủy sinh.

Nấm ở ao nuôi
• 04:30 20/04/2025

Phòng chống dịch bệnh thủy sản trong mùa nắng nóng

Mùa nắng nóng đang đến gần, kéo theo nguy cơ bùng phát nhiều loại dịch bệnh trên thủy sản, đặc biệt là tôm, cá nuôi nước ngọt và nước lợ. Để đảm bảo năng suất và chất lượng, người nuôi cần chủ động áp dụng các biện pháp phòng chống dịch bệnh kịp thời và hiệu quả.

Ao tôm
• 04:30 20/04/2025

Cá thủy tinh: Vẻ đẹp trong suốt từ thế giới dưới nước

Trong vô số loài cá cảnh đang làm mưa làm gió trên thị trường, cá thủy tinh (Glassfish) nổi bật như một viên ngọc trai trong suốt giữa đại dương sắc màu.

Cá thủy tinh
• 04:30 20/04/2025
Some text some message..