CÔNG NGHỆ TUẦN HOÀN NƯỚC AO NUÔI THỦY SẢN (RAS)

CÔNG NGHỆ TUẦN HOÀN NƯỚC AO NUÔI THỦY SẢN

Recirculating Aquaculture Systems (RAS)

(LƯU Ý: GETECH CHỈ BÁN THIẾT BỊ HỆ RAS, KHÔNG THI CÔNG HỆ THỐNG RAS)

Công nghệ Tuần Hoàn Nước ao nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (Recirculating Aquaculture Systems _ RAS) kết hợp công nghệ xử lý bổ sung ngoài được sử dụng trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tái chế nước cục bộ (PRAS), cho phép tái sử dụng 1 số lượng nước đáng kể. Hệ thống RAS này đạt mức độ kiểm soát tốt hơn bất kỳ ứng dụng công nghệ nào khác trong nuôi trồng thủy sản, mang lại hiệu quả sản xuất cao và lợi ích kinh tế đáng kể.

Recirculating aquaculture systems (RAS) are used in home aquaria and for fish production where water exchange is limited and the use of biofiltration is required to reduce ammonia toxicity. Other types of filtration and environmental control are often also necessary to maintain clean water and provide a suitable habitat for fish. The main benefit of RAS is the ability to reduce the need for fresh, clean water while still maintaining a healthy environment for fish. To be operated economically commercial RAS must have high fish stocking densities, and many researchers are currently conducting studies to determine if RAS is a viable form of intensive aquaculture.

Công nghệ RAS thường được sử dụng khi: nguồn nước mới cần để cung cấp cho ao bị hạn chế hoặc giá thành cao, nguy cơ nguồn nước đi vào gây ô nhiễm hoặc nhiễm bệnh cao, công suất xử lý nước thải bị giới hạn, hoặc khi nhà quản lý muốn kiểm soát chặt chẽ về chất lượng nước và nhiệt độ trong hệ thống nuôi cá. Những hệ thống như vậy thường có đặc điểm làm tăng độ phức tạp về kĩ thuật, tăng chi phí đầu tư và trong 1 số trường hợp, tăng cả chi phí vận hành. Tuy nhiên, hệ thống RAS cho phép điều kiện nuôi cấy được tối ưu hóa quanh năm và hoàn toàn độc lập với các biến động về chất lượng nguồn nước và nhiệt độ môi trường xung quanh, vì vậy, tốc độ tăng trưởng cá có thể gia tăng giúp nuôi nhiều cá hơn hoặc đạt kích thước lớn hơn trong cùng 1 khoảng thời gian. Nếu hệ thống được thiết kế tốt, những lợi ích thu được từ sản phẩm sẽ lớn hơn phần chi phí tăng thêm dẫn đến việc hạ thấp được chi phí sản xuất cuối cùng.

Ngoài ra có thể áp dụng thêm công nghệ Màng Lọc Sinh Học MBR KOCH - USA  & Đèn UV khử trùng nước ao nuôi thủy sản để xử lý nước tiết kiệm diện tích, hiệu quả cao:

http://hanhtrinhxanh.com.vn/mang-loc-mbr-koch.html

http://hanhtrinhxanh.com.vn/den-uv-khu-trung-nuoc-nuoi-ca.html

GIÁ THỂ SINH HỌC HEL-X BIO CHIP

Xuất xứ: Stohr - Germany

https://www.youtube.com/watch?v=wWLO_JJSopo

Giá thể Hel-X Bio Chip	Vận hành 1 tháng	Vận hành 6 tháng

Aquaculture or Aquafarming is the farming of aquatic organisms such as fish, crustaceas, molluscs and aquatic plants under controlled conditions.
Aquafarming can take place in simple garden ponds, on hatches in a Scandinavian fjord or in a highly engineered tank circulation system.

Due to overexploitation of marine species, the demand for aquaculture products is growing constantly.
In a recirculating aquaculture system (RAS) the water purification system must be integrated. Waste water is cleaned undergoing various stages of treatment and finally led back into the aquatic tank or vessel.
After leaving the fish tank the water is treated for solids before entering a biofilter here   biocarriers are applied.
During the biological treatment process ammonia is converted into nitrate, afterwards the water is denitrificated. The water then is degassed, oxygenated and sterilized and eventually recirculated.

To offer a maximum face for a natural, biological biofilm-growth   can be applied in floating or trickling filters (clusters). The media has been optimized for the use as biofilter.    provide high flow-rate. The circumferential helix with inward-looking lamellae allows irrotational flow and increases the amount of shielded surface which facilitates microorganisms to grow even in shadowed flow-zones.

Quá trình xử lý sinh học là một trong các quy trình vận hành cấp thiết của hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn. Giá thể sinh học có rất nhiều bề mặt để tạo ra chỗ cho các tế bào vi khuẩn nitrat hóa chiếm cứ. “Khởi động” bộ lọc sinh học có nghĩa là quản lý liều giống vi khuẩn trên Giá Thể Hel-X Bio Chip . Vi khuẩn có thể được đưa qua nước hoặc Giá Thể Hel-X Bio Chip  từ một hệ thống đang hoạt động, với trầm tích lấy từ ao hoặc với lượng nhỏ động vật/loài nuôi “khởi động”. Sử dụng các chế phẩm vi khuẩn nuôi cấy thương mại giúp rút ngắn quá trình khởi động và rất cần thiết cho bộ lọc sinh học trong điều kiện nuôi nước lợ hoặc nước biển. Để khởi động bộ lọc sinh học cùng với một nguồn cung vi khuẩn nitrat hóa, bạn phải tạo được các điều kiện để thúc đẩy sự tăng trưởng của vi khuẩn. Quá trình cơ bản này cần sự chuẩn bị đặc tính hóa học của nước lúc ban đầu, điều chỉnh độ kiềm để hỗ trợ sự tăng trưởng của vi khuẩn và bổ sung amoniac. Việc đưa vi khuẩn nitrat hóa vào có thể thúc đẩy nhanh quá trình thích nghi lọc sinh học. Các mức amoniac, nitrit, pH, nhiệt độ và độ kiềm nên được theo dõi thường xuyên theo cách thức chuẩn.

Vi khuẩn nitrat hóa trên Giá Thể Hel-X Bio Chip sử dụng các chất thải có nitơ hòa tan do các sinh vật thủy sinh được nuôi bài tiết ra. Tất cả các sinh vật nuôi, động vật có xương sống hoặc không xương sống, cá có vây hoặc động vật có vỏ tiết ra chất thải đều là kết quả của quá trình ăn. Cá có vây bài tiết ra amoniac, chủ yếu là từ mang, amoniac hòa tan vào trong nước cũng là nơi cá sinh sống. Chất thải này gây độc cho cá và là một yếu tố gây căng thẳng cho môi trường, làm giảm sự thèm ăn, giảm tốc độ tăng trưởng và tiềm năng gây chết ở nồng độ cao.

Từ việc cung cấp thức ăn cho cá, hầu hết nước sẽ bị ô nhiễm với các thành phần hữu cơ và các hợp chất đạm tự nhiên của cá. Trong một chu kỳ mở, nước bị ô nhiễm được đưa ra khỏi hệ thống và được thay thế bằng nước ngọt, trong khi chỉ có một ít nước ngọt được chuyển đến lắp đặt chu trình kín phần lớn nước sẵn có trong các hệ thống này được xử lý và sau đó quay trở lại bể nuôi.
Do việc chuyển giao thường xuyên của nước từ hồ cá vào bể xử lý và ngược lại, loại hình đặc biệt này được gọi là hệ thống nuôi thủy sản tuần hoàn, tóm tắt của RAS. Nước ngày càng khan hiếm ở nhiều nơi trên thế giới và sự cân nhắc về quy định của chính quyền cũng khắt khe trong việc áp đặt các yêu cầu về chất lượng nước hiện tại để nuôi cá thương phẩm, những hệ thống sinh thái kín và kinh tế được lựa chọn thay thế hữu hiệu so với thiết lập chu kỳ nuôi mở trong khi đó, người nuôi cá phải tuân thủ các yêu cầu cao nhất về các công nghệ áp dụng và đặc biệt là chất lượng nước.
Để chất lượng nước phù hợp với yêu cầu cho cá hoặc những loài thủy sinh vật, các chất gây ô nhiễm hữu cơ và các hợp chất nitơ được tìm thấy trong nước, chủ yếu là amoni phải được loại bỏ triệt để. Do đó, việc giảm nitơ xuống một mức thấp nhất cho cá là một trong những nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống xử lý tuần hoàn trong hệ thống nuôi trồng thủy sản. 
Giá thể sinh học Hel-X Bio Chip™, trong đó, diện tích bề mặt trên 3393+/-115 m2/m3 và do đó diện tích bề mặt lớn nhất hiện nay trên thị trường toàn cầu, quy trình RAS với Giá thể Hel-X Bio Chip™ gấp 5 lần so với những hệ thống tương tự.
Trong quy trình này, lưu lượng dòng chảy được xử lý và chuyển từ bể nuôi vào bể xử lý bằng Giá thể sinh học Hel-X Bio Chip ™. Bể này hoạt động dựa trên nguyên tắc MBBR (MBBR = Moving Bed Biofilm Reactor) Vi sinh xử lý được “chuyên môn hóa”: các nhóm vi sinh khác nhau phát triển giữa các lớp màng vi sinh, điều này giúp cho các lớp màng sinh học phát triển theo xu hướng tập trung vào các chất hữu cơ chuyên biệt, có thể di chuyển tự do trong nước và được lưu giữ trong hệ thống dạng lơ lửng bằng quá trình quá trình cung cấp hệ thống sục khí qua các ống phân phối khí được lắp dưới đáy bể hoặc bằng máy khuấy chìm.

Hệ thống RAS tái sử dụng nước một cách tối đa nhờ kết hợp một hệ thống xử lý nước toàn diện. Một quy trình xử lý nước thường bao gồm: loại bỏ các chất rắn, lọc sinh học, cân bằng khí, oxy hóa và khử trùng. Bằng phương pháp xử lý từng vấn đề cốt yếu của nước qua hệ thống RAS chứ không tháo nước như hệ thống tái chế nước cục bộ và hệ thống sử dụng dòng nước chảy qua, người nuôi kiểm soát tối đa điều kiện nuôi cấy trong ao và cả chất lượng nước.

Chất lượng nước trong hệ thống tuần hoàn chủ yếu phụ thuộc vào độ phức tạp và chi phí của hệ thống xử lý nước qua sử dụng. Việc sử dụng các quy trình xử lý bổ sung hoặc xử lý với cường độ lớn hơn có thể mang lại chất lượng nước tốt hơn và tỷ lệ tuần hoàn cao hơn. Một hệ thống tuần hoàn thông thường có thể đạt tốc độ tuần hoàn 95 – 99% tốc độ dòng chảy của hệ thống và vẫn đảm bảo duy trì chất lượng nước tối ưu cho cá. Tuy nhiên, với việc bổ sung công nghệ khử nitơ và tách nước từ quá trình làm đặc bùn, một số hệ thống có thể trở nên khép kín, giảm đến mức tối thiểu hoặc không có quá trình trao đổi nước với bên ngoài. Khi thiết kế hệ thống, cần đạt được sự cân bằng giữa sự phức tạp của hệ thống xử lý, giá thành và chất lượng nước theo yêu cầu.

Tái sử dụng đã trở thành một nhu cầu kinh tế khẩn thiết trong nhiều ngành công nghiệp và nuôi trồng thủy sản cũng không phải là một ngoại lệ. Công nghệ tuần hoàn đã cho phép cơ sở vật chất trong chăn nuôi thủy sản phát triển, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về kinh tế và bền vững đối với môi trường. Công ty Môi trường Hành Trình Xanh là công ty đi đầu về hội nhập công nghệ tuần hoàn nước và công nghệ tái chế nước cục bộ trong thiết kế và xây dựng các cơ sở chăn nuôi thủy sản. Hãy liên hệ với chúng tôi để tìm hiểu thêm về công nghệ tuần hoàn và cách đạt được các mục tiêu sản xuất và lợi nhuận.

HỆ THỐNG LỌC  NƯỚC TUẦN HOÀN TRONG NUÔI THỦY SẢN

Vì sao ứng dụng hệ thống lọc tuần hoàn là hướng đi mới cho nghề nuôi thủy sản?

Hệ thống lọc tuần hoàn mang đến những lợi ích thiết thực đã được kiểm nghiệm ở nhiều nơi trên thế giới:

• Ứng dụng hệ thống lọc tuần hoàn tạo ra năng suất cao gấp nhiều lần nuôi truyền thống (trên 100kg/m3).
• Chất lượng cá nuôi, tôm và nguồn nước được kiểm soát chặc chẻ bởi người nuôi, không gây ô nhiễm môi trường và đặc biệt là giảm thiểu tối đa tác động từ môi trường bên ngoài.
• Tỷ lệ vi sinh vật có lợi sẽ cao, đồng thời các vi khuẩn làm bẩn nguồn nước sẽ được hệ thống lọc sinh học loại bỏ sạch.
• Chi phí để lắp đặt ứng dụng hệ thống lọc nước thấp nhưng thời hạn sử dụng lâu dài, giúp cho người nuôi thủy sản tiết kiệm được chi phí và giảm rủi ro rất nhiều.

Sử dụng hệ thống lọc vi sinh giúp cá tránh được các bệnh thông thường, tránh bị lây nhiểm từ bên ngoài. Người nuôi không cần sử dụng đến khánh sinh giúp mang lại giá trị cao và tăng tính cạnh tranh cho sản phẩm.

CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG LỌC TUẦN HOÀN

Hệ thống lọc tuần hoàn bao gồm 2 thành phần chính: bể lắng lọc cơ học, bể lọc sinh học, Trong đó, hệ thống lọc sinh học là thành phần cốt lỏi quyết định chất lượng nguồn nước cho bể nuôi.

• Bể lắng lọc cơ học: có 2 phần là lắng và lọc được làm bằng composite hoặc xi măng, kích thước chiếm 10% diện tích bể nuôi. Nước thải được chuyển từ hệ thống bể nuôi đến bể lọc. Phần chất rắn trong nước được lắng tụ vào hố gom bùn, điều khiển bởi lực ly tâm nước. Sau đó nước được lọc qua với các vật liệu lọc nước cát, sỏi, vải, lưới hoặc chụp lọc cát. Chất thải có kích thước lớn được giữ lại và chuyển vào bể chứa bùn. 
• Bể lọc sinh học: gồm các hệ thống , Giá Thể sinh học Hel-X Bio Chip nơi mà các vi khuẩn có lợi bám vào để thực hiện việc hấp thụ chất thải đặc biệt là ammonia (chất thải ra từ cá tôm… gây ô nhiểm nguồn nước). Trên bề mặt giá thể có nhiều lồi lõm để tăng diện tích tiếp xúc bên ngoài, đồng nghĩa với tăng số lượng vi sinh có ích. Khi nước từ bể lắng, lọc chảy liên tục trong bể chứa giá thể thì trên bề mặt giá thể sẽ dần hình thành màng sinh học bao gồm các vi khuẩn hiếu khí, tùy tiện và kỵ khí (Nitrosomonas và Nitrobacte). Các loại vi khuẩn bám trong màng lọc sẽ hấp thụ Ammonia và Nitrite để thực hiện quá trình nitrate hóa, chuyển hóa các hợp chất chứa nitơ và cacbon thành dạng không độc.

RAS water treatment processes

A series of treatment processes is utilized to maintain water quality in intensive fish farming operations. These steps are often done in order or sometimes in tandem. After leaving the vessel holding fish the water is first treated for solids before entering a biofilter to convert ammonia, next degassing and oxygenation occur, often followed by heating/cooling and sterilization. Each of these processes can be completed by using a variety of different methods and equipment, but regardless all must take place to ensure a healthy environment that maximizes fish growth and health.

Biofiltration

All RAS relies on biofiltration to convert ammonia (NH4+ and NH3) excreted by the fish into nitrate. Ammonia is a waste product of fish metabolism and high concentrations (>.02 mg/L) are toxic to most finfish. Nitrifying bacteria are chemoautotrophs that convert ammonia into nitrite then nitrate. A biofilter provides a substrate for the bacterial community, which results in thick biofilm growing within the filter.[4] Water is pumped through the filter, and ammonia is utilized by the bacteria for energy. Nitrate is less toxic than ammonia (>100 mg/L), and can be removed by a denitrifying biofilter or by water replacement. Stable environmental conditions and regular maintenance are required to ensure the biofilter is operating efficiently.

Solids removal

In addition to treating the liquid waste excreted by fish the solid waste must also be treated, this is done by concentrating and flushing the solids out of the system. Removing solids reduces bacteria growth, oxygen demand, and the proliferation of disease. The simplest method for removing solids is the creation of settling basin where the relative velocity of the water is slow and particles can settle at the bottom of the tank where they are either flushed out or vacuumed out manually using a siphon. However, this method is not viable for RAS operations where a small footprint is desired. Typical RAS solids removal involves a sand filter or particle filter where solids become lodged and can be periodically backflushed out of the filter. Another common method is the use of a mechanical drum filter where water is run over a rotating drum screen that is periodically cleaned by pressurized spray nozzles, and the resulting slurry is treated or sent down the drain. In order to remove extremely fine particles or colloidal solids a protein fractionator may be used with or without the addition of ozone (O3).

Oxygenation

Reoxygenating the system water is a crucial part to obtaining high production densities. Fish require oxygen to metabolize food and grow, as do bacteria communities in the biofilter. Dissolved oxygen levels can be increased through two methods aeration and oxygenation. In aeration air is pumped through an air stone or similar device that creates small bubbles in the water column, this results in a high surface area where oxygen can dissolve into the water. In general due to slow gas dissolution rates and the high air pressure needed to create small bubbles this method is considered inefficient and the water is instead oxygenated by pumping in pure oxygen.Various methods are used to ensure that during oxygenation all of the oxygen dissolves into the water column. Careful calculation and consideration must be given to the oxygen demand of a given system, and that demand must be met with either oxygenation or aeration equipment.

pH control

In all RAS pH must be carefully monitored and controlled. The first step of nitrification in the biofilter consumes alkalinity and lowers the pH of the system.Keeping the pH in a suitable range (5.0-9.0 for freshwater systems) is crucial to maintain the health of both the fish and biofilter. pH is typically controlled by the addition of alkalinity in the form of lime (CaCO3) or sodium hydroxide (NaOH). A low pH will lead to high levels of dissolved carbon dioxide (CO2), which can prove toxic to fish.[11] pH can also be controlled by degassing CO2 in a packed column or with an aerator, this is necessary in intensive systems especially where oxygenation instead of aeration is used in tanks to maintain O2 levels.

Biosecurity

Disease outbreaks occur more readily when dealing with the high fish stocking densities typically employed in intensive RAS. Outbreaks can be reduced by operating multiple independent systems with the same building and isolating water to water contact between systems by cleaning equipment and personnel that move between systems. Also the use of a Ultra Violet (UV) or ozone water treatment system reduces the number of free floating virus and bacteria in the system water. These treatment systems reduce the disease loading that occurs on stressed fish and thus reduce the chance of an outbreak.

Advantages

• Sturgeon grown at high density in a partial recirculating aquaculture system.
• Reduced water requirements as compared to raceway or pond aquaculture systems.
• Reduced land needs due to the high stocking density
• Site selection flexibility and independence from a large, clean water source.
• Reduction in wastewater effluent volume.
• Increased biosecurity and ease in treating disease outbreaks.
• Ability to closely monitor and control environmental conditions to maximize production efficiency. Similarly, independence from weather and variable environmental conditions.