Loại bỏ chất rắn ( hay bình lọc cát )
Tiêu chí thiết kế quan trọng nhất đối với các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) là xác định cách để loại bỏ chất rắn. Ý tưởng chung về chăn nuôi xoay quanh ý tưởng chăm sóc và chăn nuôi động vật mà trong hầu hết các trường hợp liên quan đến việc cung cấp thức ăn cho động vật. Theo thời gian, còn sót lại thức ăn có xu hướng tích tụ dưới dạng chất thải rắn. Sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất cũng tạo ra phân rắn. Sự tích tụ của các chất rắn này trong các bể nuôi thường sẽ dẫn đến ô nhiễm nước làm cho vật nuôi bị căng thẳng và chết. Do đó, điều quan trọng là cách tổ chức trang trại phải định kỳ loại bỏ các chất rắn này khỏi các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS).
Các công nghệ điển hình liên quan đến việc loại bỏ chất rắn bao gồm lọc cơ học và phân đoạn bọt. Lọc cơ học liên quan đến việc sử dụng một số phương tiện chặn lọc thô để sàng lọc các chất rắn lớn hơn trong khi cho phép nước lọt qua lưới lọc. Kết quả là, các chất rắn bị giữ lại trong các bộ lọc cơ học này và loại bỏ khỏi các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS). Do đó, nó là điển hình cho hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) sử dụng bộ lọc thô sơ hoặc bộ lọc trống để loại bỏ chất rắn. Máy tách bọt cũng được sử dụng song song với bộ lọc thô hoặc bộ lọc trống để loại bỏ các chất rắn mịn hơn.
Các cân nhắc điển hình về loại loại bỏ chất rắn phụ thuộc vào một số yếu tố như chi phí vốn, vận hành chi phí và chi phí bảo trì. Người ta thường chấp nhận đầu tư bộ lọc trống đắt nhất trong các kỹ thuật được sử dụng cho việc loại bỏ chất rắn thô. Tuy nhiên, chi phí vốn cao bù đắp chi phí vận hành vì bộ lọc trống thường sử dụng ít nước hơn để lọc. Mặt khác, các bộ lọc rẻ dễ mua nhưng cần nhiều nước hơn để xử lý. Do đó, các doanh nghiệp phải cân nhắc những ưu và nhược điểm của các phương pháp khác nhau.
MÁY BỌC ĐẠM ( protein skimmer)
Kỹ thuật đánh bọt không giống như kỹ thuật loại bỏ chất rắn truyền thống mà sử dụng một cái đĩa sủi khí để lọc chất rắn. Đây là cách đơn giản và hiệu quả trong việc loại bỏ chất thải mịn một cách tốt nhất. Để hiểu nhu cầu đối với máy tách bọt, trước tiên chúng ta cần hiểu cách bọt được tạo ra trong các hệ thống nuôi. Tạo bọt là kết quả của quá trình đánh protein trong nước nuôi cấy, từ thức ăn hoặc cua chết. Hầu hết là do cho ăn quá nhiều và phân vật nuôi sẽ được lọc ra khỏi môi trường nuôi với việc sử dụng trống hoặc bộ lọc cát.
Đôi khi, một số chất rắn này sẽ thoát ra ngoài các bộ lọc khi chúng phân hủy thành mảng khi chúng chảy qua các máy bơm. Cái này tạo ra những chất rắn thường nhỏ hơn 30 micron để hòa tan vào nước tạo ra một lớp bọt mịn. Do đó, đến đây sự cần thiết phải loại bỏ các protein hòa tan này để giảm lượng xử lý amoniac trong các hoạt động tiếp theo của mô hình nuôi. Lưu ý rằng việc áp dụng công nghệ phân tách bọt không thể thay thế phương pháp chính của việc loại bỏ chất rắn thông qua lọc trống hoặc bộ lọc cát. Ý tưởng chung là dành cho những phương pháp loại bỏ 70-90% chất rắn trong các hệ thống nuôi, trong khi máy tách bọt sẽ loại bỏ 10-20% còn lại. Một điều quan trọng nữa là các nguồn cấp oxy ( công suất máy sục oxy) khác nhau sẽ tạo ra lượng bọt khác nhau. Và yếu tố nữa là khi cho ăn thức ăn công ngiệp, máy tách bọt sẽ cho ra ít bọt hơn.
Ghi chú rằng máy tách bọt thường được sử dụng trong điều kiện nước mặn, và chúng không được sử dụng trong các hệ thống nuôi nước ngọt.
Máy tách bọt là thiết bị tham gia để loại bỏ các protein hòa tan hoặc chất hữu cơ trong hệ thống nuôi. Tên thương mại được sử dụng cho thiết bị này là protein skimmers.
Skimmer protein thường được dùng trong hệ thống nuôi cá cảnh nước mặn. Tất cả các skimmer protein đều dựa vào cùng một nguyên tắc cơ bản của việc tạo ra bong bóng khí để loại bỏ các protein hòa tan.
Sự khác biệt điển hình giữa hiệu quả của các skimmer protein này nằm ở chỗ làm thế nào những bong bóng khí này được tạo ra. Protein skimmer hoạt động hiệu quả cao, dựa vào việc tạo ra bong bóng khí rất mịn hoạt động trên nước nuôi. Phương pháp điển hình để tạo ta bong bóng khí là sử dụng máy bơm không khí với bộ khuếch tán, venturi hoặc bơm bánh kim. Máy bơm bánh kim thường có thể tạo ra rất bong bóng khí tốt bằng cách sử dụng máy bơm đặc biệt cánh quạt cắt lên hỗn hợp không khí-nước. Tuy nhiên, bánh kim máy bơm thường được sử dụng trong hệ thống nuôi cá cảnh công nghiệp và ít phổ biến trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản. Do tiêu chuẩn hóa của thiết bị được sử dụng trong hệ thống nuôi trồng thuỷ sản tuần hoàn, hệ thống venturi thường là phương pháp ưa thích để tạo bọt khí trong skimmer protein.
Một số skimmer thương mại cũng sử dụng một hệ thống 2 máy bơm, chịu trách nhiệm đưa nước vào để xử lý và cái sau được sử dụng để tạo ra bong bóng khí.
Có những ưu và nhược điểm khi sử dụng skimmer protein.
Ưu điểm là sạch hơn nước nuôi, không có các chất hòa tan protein. Nồng độ protein thấp hơn trong nước, giúp giảm thiết bị lọc sinh học và giảm nhu cầu oxy tổng thể trong các bộ lọc sinh học. Hơn nữa, nước sạch hơn cũng làm tăng độ truyền tia cực tím (UV) và làm giảm nhu cầu về đèn UV công suất cao.
Nhược điểm bao gồm sử dụng năng lượng cao hơn để tạo ra bong bóng khí.
Lọc sinh học
Các chất hữu cơ đang phân hủy từ cua biển chết chưa được loại bỏ, phân và thức ăn thừa thường dẫn đến hàm lượng amoniac cao trong nước nuôi. Amoniac tan nhiều trong nước và có nguồn gốc từ chất thải nitơ. Một hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn được thiết kế tốt nên được vận hành theo cách loại bỏ thức ăn thừa càng nhanh càng tốt. Mặc dù vậy, amoniac vẫn được tạo ra từ quá trình trao đổi chất của cua. Cua biển thải amoniac thông qua khuếch tán mang, trao đổi khí ở mang, bài tiết nước tiểu và phân. Không giống như chất thải có kích thước lớn từ thức ăn thừa và phân, amoniac tồn tại ở dạng dung dịch không thể loại bỏ thông qua lọc cơ học. Amoniac độc hại đối với vật nuôi và vấn đề loại bỏ nó ra khỏi hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) là thách thức không nhỏ đối với nhiều người quản lý hệ thống.
Do đó, lọc sinh học được tích hợp vào các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) để chuyển đổi amoniac thành các hợp chất khác ít độc hơn. Lọc sinh học sử dụng sự trợ giúp của các vi khuẩn được gọi là vi khuẩn nitrat hóa để chuyển đổi amoniac thành nitrit (NO2) và sau đó là nitrat (NO3). Những vi khuẩn này giữ nồng độ amoniac thấp trong nước nuôi tạo điều kiện cho môi trường không độc hại cho động vật nuôi.
Thiết kế và duy trì một môi trường tối ưu cho những vi khuẩn này không phải là điều dễ dàng, và sự thành công của nhiều trang trại phụ thuộc vào khả năng lọc sinh học. Các công nghệ điển hình bao gồm vận hành hệ thống phản ứng sinh học, bộ lọc nhỏ giọt và bộ lọc tầng sôi được gọi là lò phản ứng sinh học. Khái niệm chính cho lò phản ứng sinh học là cung cấp diện tích bề mặt và điều kiện sống tốt cho vi khuẩn chuyển hóa amoniac thành dạng ít độc hơn.
