Sau khi được ứng dụng thành công và trở thành một phần của hệ thống khử trùng nước trong các trại giống tôm ở Indonesia, công nghệ tia cực tím (UV) hiện đang được xem xét sử dụng trong các ao nuôi tôm thương phẩm.
Những lý do để cân nhắc công nghệ UV gồm tăng cường an toàn sinh học, giảm các bệnh phổ biến ở tôm, giảm chi phí quản lý nước lâu dài và áp dụng phương pháp thực hành thân thiện với môi trường.
Những yếu tố này được cân nhắc so với việc sử dụng hóa chất thông thường, chẳng hạn như clo hoặc hydro peroxide (H₂O₂), thường được sử dụng để khử trùng cho ao nuôi tôm như hiện nay.
Thành công bước đầu ở Bali
Một số nông dân Indonesia đã bắt đầu thử nghiệm công nghệ tia cực tím, trong đó có Sidiq Bayu Kurniawan, một nông dân nuôi tôm ở Bali. Ông ấy đã sử dụng công nghệ UV của FisTx Indonesia trong hai vụ nuôi vừa qua. Theo ông, việc xử lý bằng tia cực tím đã làm giảm đáng kể sự hiện diện của vi khuẩn so với nguồn nước mà ông lấy trực tiếp từ biển.
Ngoài ra, ông cho biết việc sử dụng công nghệ UV mang lại hiệu quả cả về không gian và chi phí. Trước đây, hệ thống sản xuất cần có ao riêng để xử lý clo. Nhưng với tia cực tím, Bayu có thể xử lý trực tiếp toàn bộ nguồn nước cấp bằng tia cực tím và dẫn thẳng vào ao nuôi mà không cần thông qua ao xử lý riêng. Phương pháp này không cần thời gian chờ đợi lâu để chuẩn bị nước trước khi sẵn sàng cho việc thả nuôi. Hơn nữa, hệ thống tia cực tím được tích hợp với bộ lọc cát có thể tăng độ trong của nước và tối đa hóa hiệu quả của tia cực tím.
Nhìn vào chi phí, Bayu chia sẻ rằng có những khoản tiết kiệm đáng kể trong dài hạn. Mặc dù khoản đầu tư ban đầu vào công nghệ UV là rất cao nhưng ông lưu ý rằng nó làm giảm hẳn chi phí cho clo và H₂O₂. Ông cho biết tổng chi phí khi sử dụng clo trong hai vụ nuôi gần bằng chi phí đầu tư hệ thống UV ban đầu.
Công ty Phát triển và Công nghệ Nuôi trồng Thủy sản (ATD) PT Suri Tani Pemuka, công ty con của Tập đoàn Japfa, đang tích cực tìm hiểu việc phát triển và triển khai công nghệ UV trong ao nuôi. Theo người quản lý ATD, Muhammad Fuadi, clo có xu hướng để lại dư lượng và dẫn đến sự kháng thuốc của mầm bệnh, đòi hỏi phải tăng liều trong những lần sử dụng tiếp theo.
Fuadi giải thích: "Đối với các hoạt động nuôi trồng thủy sản có trách nhiệm, chúng tôi thấy răng tia UV là một giải pháp thay thế cho clo hoặc các hóa chất xử lý môi trường khác có thể ảnh hưởng đến chất lượng hoặc sự cân bằng của hệ sinh thái của chúng ta. Trong khi đó, tia cực tím không tạo ra dư lượng."
Đảm bảo hiệu quả xử lý
Tia UV là một loại bức xạ điện từ có bước sóng ngắn hơn ánh sáng mắt thường có thể nhìn thấy nhưng dài hơn tia X. Khi nói đến khử trùng, một loại tia UV cụ thể, gọi là UVC, có bước sóng từ 250 đến 265 nm, sẽ được sử dụng. UVC có hiệu quả trong việc tiêu diệt mầm bệnh bằng cách làm hỏng cấu trúc DNA của chúng, ngăn chúng nhân lên và mất khả năng gây bệnh. Điều quan trọng là nó không phá hủy thành tế bào, đảm bảo các chất độc hại trong tế bào vi sinh vật không thoát ra môi trường nước. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là khử trùng bằng tia cực tím chỉ là một phương pháp sinh học, với các hóa chất khác như clo vẫn là một phần cần thiết trong quy trình xử lý nước để tối đa hóa hiệu quả xử lý nước.
Lý tưởng nhất là nước được xử lý bằng tia cực tím sau xử lý vật lý và trước khi được dẫn vào ao nuôi. Hạn chế của tia UV nằm ở nhu cầu về chất lượng nước cụ thể, chủ yếu là về thông số độ đục để đảm bảo tia UV có thể xuyên qua vi sinh vật. Một số công ty đã phát triển hệ thống tia cực tím phù hợp để xử lý nước vào ao – hai lựa chọn chính là hệ thống kênh mở và hệ thống khép kín. Cả hai đều có ưu và nhược điểm riêng biệt.
Hệ thống kênh mở, được thiết kế để hoạt động với hệ thống mương dốc tự chảy, có khả năng tiết kiệm chi phí hơn cho cả việc lắp đặt và bảo trì. Trong hệ thống này, các ngăn thường được thiết lập để đi theo đường dẫn nước từ hồ chứa hoặc trực tiếp từ biển đến ao nuôi. Tuy nhiên, chỉ dựa vào độ dốc có thể không dẫn nước hiệu quả, gây ra lắng đọng và khử trùng không đầy đủ. Hơn nữa, thiết lập mở có nghĩa là nước đã khử trùng chảy vào ao vẫn còn khả năng tiếp xúc với mầm bệnh.
Mặt khác, trong một hệ thống khép kín sử dụng các đường ống làm buồng xử lý, một máy bơm sẽ tạo ra áp suất cao để di chuyển nước hiệu quả qua buồng chứa đèn UV. Phương pháp này tránh được các vấn đề về mầm bệnh phát tán hoặc hiệu suất xử lý nước . Tuy nhiên, áp lực nước cao có thể ảnh hưởng đến độ bền của đèn UV. Ngoài ra, tình trạng vôi hóa đường ống lâu dài có thể gây tắc nghẽn và tăng áp lực nước.
Fuadi giải thích: "Áp suất cao quá mức có thể gây hại cho hệ thống tia cực tím, đặc biệt là ống bọc và đèn tia cực tím. Thông thường, mối lo ngại về áp suất này có thể được giải quyết bằng cách đặt hệ thống tia cực tím xa máy bơm hoặc gần ao nuôi."
Ông chỉ ra rằng, bên cạnh loại hệ thống tia cực tím, còn một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý tia cực tím. Bao gồm liều lượng sử dụng, liên quan đến cường độ tia cực tím và thời gian lưu trữ của nước, tương quan với mục tiêu của mầm bệnh. Ví dụ, ông nói rằng việc chống lại Vibrio parahaemolyticus (tác nhân gây bệnh EMS/AHPND) thường cần 70-100 mJ/cm2 để điều trị hiệu quả, nhưng một số nông dân thích sử dụng tới 300 mJ/cm2. Trong trang trại riêng của công ty Fuadi, anh thậm chí còn vận hành ở mức lên tới 1000 mJ/cm2 do thiếu tiêu chuẩn quốc tế.
“Trong phân tích của mình, chúng tôi thường gặp các liều lượng đề xuất khác nhau cho cùng một sinh vật trên các tạp chí khoa học khác nhau. Vì vậy, chúng tôi thường nghiêng về việc giả định liều lượng cao hơn, xem xét đặc tính vật lý và hóa học nhất quán. Mặc dù quyết định này nhìn chung không gây ra vấn đề gì nhưng nó có thể làm tăng mức đầu tư cần thiết”, Fuadi nói. “Thông thường, chúng tôi sử dụng 300-350 mJ/cm2.”
Ngoài ra, ông lưu ý tầm quan trọng của các quy trình tiền xử lý như duy trì độ đục dưới 15 đơn vị độ đục (NTU), tổng chất rắn lơ lửng (TSS) dưới 20 mg/l và nhu cầu oxy hóa học (COD) dưới 20 mg/L.
Hiệu quả lâu dài
Fuadi đồng ý với nhận định của những người nông dân về hiệu quả chi phí của việc sử dụng tia cực tím. Dựa trên tính toán của ông, việc sử dụng tia UV tiết kiệm chi phí hơn khoảng 16 lần so với các chất khử trùng hóa học.
"Mặc dù vốn đầu tư ban đầu (chi phí vốn) là rất cao, nhưng về lâu dài, nó chỉ yêu cầu chi phí điện năng tính theo opex (chi phí hoạt động). Chi phí vận hành này rẻ hơn nhiều so với chi phí sử dụng 30 ppm clo hoặc TCCA (trichloroisocyanuric axit) trong mỗi vụ nuôi. Chi phí bảo trì hệ thống UV không cao, chủ yếu liên quan đến ống bọc UV hoặc hộp đựng đèn, vì chúng có xu hướng xuống cấp theo thời gian khi tiếp xúc với nước biển. Vì vậy, nếu chúng ta so sánh trực tiếp giữa clo hoặc TCCA và UV, để đạt được điểm hòa vốn, có thể đạt được điều đó trong vòng ba chu kỳ. Khoảng một năm, giả sử tỷ lệ sống trung bình là khoảng 80%," ông giải thích.
Hiệu quả chi phí cũng phụ thuộc vào liều lượng, tùy theo nhu cầu của người nông dân. Việc xác định liều lượng và giá trị đầu tư phù hợp tùy thuộc vào tình trạng và lịch sử dịch bệnh của ao nuôi. Cường độ của đèn UV không cố định vì nó cần phải thích ứng với các vị trí khác nhau, bị ảnh hưởng bởi thành phần nước khác nhau, phương pháp nuôi trước đây, các lần xuất hiện bệnh trước đó và tốc độ tuần hoàn của nước. Do đó, việc cài đặt phải luôn được tùy chỉnh, theo nhu cầu cụ thể.
Rào cản tư duy
Sidiq Bayu Kurniawan lưu ý rằng việc sử dụng công nghệ UV nhìn chung không gây ra vấn đề gì đáng kể. Thách thức chính xoay quanh vấn đề bảo trì kỹ thuật, đặc biệt là với các bộ phận như ống bọc, do người nuôi chưa quen với công nghệ mới này.
Từ quan điểm của nhà sản xuất, trở ngại chính là giới thiệu, tập huấn nông dân hoặc người quản lý trang trại về công nghệ này. Một số người quản lý ao hoặc kỹ thuật viên có xu hướng thích giữ nguyên hiện trạng, ngay cả khi chủ nuôi bày tỏ sự quan tâm đến việc áp dụng tia UV. Ngược lại, một số nông dân có kỳ vọng cao hơn về tia cực tím. Nhưng Fuadi luôn nhấn mạnh rằng mặc dù tia UV mang lại nhiều lợi ích khác nhau nhưng nó chỉ là một phần của hệ thống sản xuất. Các yếu tố khác như dinh dưỡng, chất lượng con giống và an toàn sinh học cũng đóng vai trò quan trọng không kém.
Hải Đăng (theo The Fish Site)