Lựa chọn công nghệ sinh thái thay thế RAS

Công nghệ sinh thái, bao gồm các hệ thống đất ngập nước được xây dựng và trao đổi, có thể cung cấp các giải pháp thay thế kinh tế cho RAS. Các công nghệ này sử dụng một số nguyên tắc tương tự như các hệ thống tuần hoàn nhưng với chi phí thấp hơn.

RAS có thể mang lại nhiều lợi ích: Quản lý nước tốt hơn, mật độ thả cao hơn, diện tích đất hạn chế, cá khỏe mạnh kháng bệnh và sản phẩm chất lượng. Tuy nhiên, chi phí thiết lập ban đầu và chi phí vận hành của RAS công nghệ cao hiện đại đã khiến nhiều người nuôi cá quy mô vừa và nhỏ phải điêu đứng. Hơn nữa, nguồn cung cấp điện thất thường và chi phí vận hành máy phát điện cao khiến hoạt động của RAS ở Nigeria gặp nhiều khó khăn.

Tuy nhiên, có thể sử dụng các nguyên tắc NTTS tuần hoàn mà không tốn kém chi phí. Người nuôi có thể sử dụng bể lắng và lọc sinh thái để xử lý và tái sử dụng nước ao nuôi.

Hệ thống đất ngập nước được xây dựng (CWS)

Một lựa chọn công nghệ sinh thái khả thi là mô hình hệ thống đất ngập nước được xây dựng (CWS), sử dụng các lớp cát, thực vật thủy sinh và các tổ hợp vi sinh để xử lý nước thải từ các trang trại. Các chuyên gia khuyến nghị rằng, dòng chảy dưới bề mặt nằm ngang (SSF) được sử dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm bằng cách tích hợp một hệ thống tuần hoàn: khu vực đầu tiên có các thực vật thủy sinh được trồng trong lớp sỏi điển hình (pH trung tính) để loại bỏ chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ và nitơ. Khu vực thứ hai có một bồn chứa xỉ thép và đá vôi, đây là một bước để loại bỏ tối đa phốt pho. CWS có thể mô phỏng RAS bằng cách cung cấp quá trình lọc cơ học và sinh học trong thiết bị tích hợp này. CWS tiết kiệm chi phí, vận hành đơn giản, thích ứng với khí hậu và sự thay đổi của phụ tải. Chúng cũng giảm việc sử dụng máy bơm điện và cho phép quản lý hiệu quả các hệ thống nuôi ngoài trời.

Sơ đồ mô hình hệ thống CWS dòng chảy dưới bề mặt. Ảnh: Thefishsite

Hệ thống đất ngập nước trao đổi (ReCip)

Một mô hình lựa chọn công nghệ sinh thái khác được cung cấp bởi các hệ thống đất ngập nước trao đổi (ReCip). Chúng sử dụng nguyên tắc trong các vùng đất ngập nước thủy triều tự nhiên và liên quan đến các cải tiến đã được cấp bằng sáng chế trong việc thiết kế và vận hành các CWS theo dòng chảy dưới bề mặt (SSF), sao cho các ô liền kề được lấp đầy và thoát nước trên cơ sở lặp lại. Kỹ thuật làm đầy và thoát nước lặp lại này, với chu kỳ quay vòng từ 1 – 12 giờ/lần, biến toàn bộ hệ thống đất ngập nước thành một lò phản ứng sinh học dạng màng cố định. Điều này cải thiện hiệu quả của các CWS, do đó thúc đẩy sự đa dạng vi sinh vật cao và một loạt các phản ứng sinh học và phi sinh học.

Trong một thử nghiệm được thực hiện để xử lý nước thải từ một trang trại nuôi cá rô phi thâm canh quy mô thí điểm, tỷ lệ loại bỏ BOD, tổng nitơ và tổng phốt pho trung bình lần lượt là 99%, 95% và 84%. Ngoài ra, ReCip cũng tăng cường độ dẫn thủy lực, lọc sinh học và ổn định độ pH. Độ phì nhiêu của đất ngập nước có thể được cải thiện với việc lựa chọn các cụm thực vật thủy sinh/trên cạn cụ thể để tăng cường xử lý.

Yêu cầu về diện tích đối với đất ngập nước SSF gấp 10 lần yêu cầu đối với ReCip. Hơn nữa, để có hiệu quả đất ngập nước SSF phải nông (25 cm). ReCip cần bơm nước nên có thể sâu 2 m. Vì công nghệ đối ứng là hiếu khí, nên có thể trồng các loại cây rau và hoa truyền thống để có thêm nguồn thu nhập.

Bằng cách mô phỏng nguyên lý thủy triều, các hệ thống này có thể sử dụng năng lượng hiệu quả, diện tích rất nhỏ gọn và nước tuần hoàn chất lượng cao. Các nhà khoa học tại Tennessee Valley Authority (TVA), phối hợp với Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ đã phát triển một ReCip có khả năng xử lý tới 300.000 gallon nước thải sinh hoạt mỗi ngày (80.000 l/ngày).

Giải pháp cho tương lai

Để thay thế cho RAS, các nhà đầu tư và nhà sản xuất cá da trơn châu Phi cần xem xét các mô hình công nghệ mới để cải thiện sản lượng cá và giảm chi phí vốn hoạt động. Công nghệ sinh thái được sử dụng trong canh tác ngoài trời có thể cải thiện sản xuất, tính bền vững và lợi nhuận. Đây cũng là một hệ thống xử lý chất thải hiệu quả và tiết kiệm. Các nguyên tắc của CWS và ReCip có thể là chìa khóa cho tương lai của NTTS châu Phi.