Khử trùng UV chứng minh giá trị của nó trong ao nuôi tôm.

Sau khi được sử dụng thành công trong các hệ thống khử trùng và tiệt trùng nước tại trại tôm ở Indonesia, công nghệ tia cực tím (UV) hiện đang được xem xét để áp dụng trong các ao nuôi tôm lớn.

Các lý do để xem xét công nghệ UV bao gồm việc nâng cao an ninh sinh học, giảm bệnh tôm phổ biến, giảm chi phí quản lý nước lâu dài và áp dụng một phương pháp thân thiện với môi trường.

Các yếu tố này được so sánh với việc sử dụng hóa chất truyền thống, chẳng hạn như clo hoặc hydrogen peroxide (H₂O₂), đã là các lựa chọn khử trùng chính cho các ao nuôi tôm cho đến nay.

Thành công tại Bali

Nhiều nông dân Indonesia đã bắt đầu thử nghiệm công nghệ UV, bao gồm cả Sidiq Bayu Kurniawan, một nông dân nuôi tôm đến từ Bali. Anh đã sử dụng công nghệ UV từ FisTx Indonesia trong hai chu kỳ vừa qua. Theo anh, việc điều trị bằng UV đã giảm đáng kể sự hiện diện của Vibrio so với nguồn nước anh lấy từ biển.

Thêm vào đó, anh cho biết việc sử dụng công nghệ UV mang lại hiệu quả về cả không gian và chi phí. Trước đây, hệ thống sản xuất yêu cầu một ao cụ thể để điều trị bằng clo. Nhưng với UV, Bayu có thể điều trị tất cả nước đầu vào trực tiếp bằng UV và chuyển thẳng vào các ao sản xuất mà không cần một ao điều trị riêng. Phương pháp này không cần chờ đợi lâu để chuẩn bị nước trước khi sử dụng cho nuôi trồng. Hơn nữa, hệ thống UV được tích hợp với một bộ lọc cát, giúp tăng cường độ trong của nước và tối đa hóa hiệu quả của UV.

Xét về chi phí, Bayu khẳng định có sự tiết kiệm đáng kể trong dài hạn. Mặc dù khoản đầu tư ban đầu vào công nghệ UV là lớn, nhưng anh lưu ý rằng nó giảm đáng kể chi phí sản xuất liên tục cho clo và H₂O₂. Anh nói rằng chi phí phát sinh khi sử dụng clo trong hai chu kỳ gần như tương đương với chi phí đầu tư ban đầu cho UV.

Công ty Công nghệ và Phát triển Nuôi trồng Thủy sản (ATD) PT Suri Tani Pemuka, một công ty con của Tập đoàn Japfa, đang tích cực khám phá phát triển và triển khai công nghệ UV trong các ao. Theo quản lý ATD, Muhammad Fuadi, clo thường để lại dư lượng và dẫn đến khả năng kháng trong mầm bệnh, necessitating increased doses in subsequent applications.

Như Fuadi giải thích: “Đối với các thực hành nuôi trồng thủy sản có trách nhiệm, chúng tôi đang xem xét UV như một sự thay thế cho clo hoặc các hóa chất khác có thể ảnh hưởng đến chất lượng hoặc sự cân bằng của hệ sinh thái của chúng tôi. Trong khi đó, UV không sản xuất dư lượng.”

Một cách tiếp cận đa tầng

Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là khử trùng UV chỉ đại diện cho một phương pháp sinh học, với các hóa chất như clo vẫn là một phần cần thiết trong chuỗi điều trị nước để tối đa hóa hiệu quả của nó.

Về lý tưởng, việc điều trị UV nên được áp dụng sau khi điều trị vật lý và trước khi nước được phân phối đến ao. Hạn chế của UV nằm ở việc nó cần điều kiện chất lượng nước cụ thể, chủ yếu về các tham số độ đục, để đảm bảo tia UV xuyên qua vi sinh vật.

Đảm bảo hiệu quả điều trị

UV là một loại bức xạ điện từ có bước sóng ngắn hơn ánh sáng nhìn thấy nhưng dài hơn tia X. Khi nói đến khử trùng, một loại UV cụ thể, gọi là UVC, với bước sóng từ 250 đến 265 nm, được sử dụng. UVC có hiệu quả trong việc tiêu diệt mầm bệnh bằng cách làm hỏng cấu trúc DNA của chúng, ngăn chặn chúng tái sinh và mất khả năng gây bệnh. Quan trọng là, nó không phá hủy màng tế bào, đảm bảo rằng các chất độc hại trong tế bào vi sinh vật không thoát ra vào nước.

Nhiều công ty đã phát triển các hệ thống UV phù hợp cho việc điều trị nước đầu vào ở ao – hai tùy chọn chính là hệ thống kênh hở và hệ thống khép kín. Cả hai đều có những ưu và nhược điểm khác nhau.

Hệ thống kênh hở, được thiết kế để hoạt động với các thiết lập mương dựa trên trọng lực, thường có chi phí lắp đặt và bảo trì thấp hơn. Trong hệ thống này, các buồng thường được thiết lập để theo dõi đường đi của nước từ bể chứa hoặc trực tiếp từ biển đến ao nuôi trồng. Tuy nhiên, dựa vào trọng lực có thể không đẩy nước hiệu quả, dẫn đến lắng đọng và khử trùng không đủ. Hơn nữa, việc thiết lập mở có nghĩa là nước đã được khử trùng chảy vào ao có thể bị tiếp xúc với mầm bệnh.

Mặt khác, trong một hệ thống khép kín sử dụng ống làm buồng, một bơm tạo ra áp suất cao để di chuyển nước hiệu quả qua buồng chứa bóng đèn UV. Phương pháp này tránh các vấn đề với mầm bệnh bắn lên hay nước chưa được xử lý. Tuy nhiên, áp suất nước cao có thể ảnh hưởng đến độ bền của bóng đèn UV. Thêm vào đó, hiện tượng đóng cặn lâu dài trong đường ống có thể gây tắc nghẽn và làm tăng áp suất nước.

Như Fuadi giải thích: “Áp suất quá mức có thể gây hại cho hệ thống UV, đặc biệt là vỏ bọc và bóng đèn UV. Thông thường, vấn đề áp suất này có thể được giải quyết bằng cách đặt hệ thống UV xa khỏi bơm hoặc gần ao nuôi trồng.”

Ông chỉ ra rằng, ngoài loại hệ thống UV, còn có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả điều trị bằng UV. Chúng bao gồm liều lượng áp dụng, liên quan đến cường độ UV và thời gian lưu nước, nên tương quan với các mục tiêu mầm bệnh.

Chẳng hạn, anh cho biết việc chống lại Vibrio parahaemolyticus (tác nhân gây ra EMS/AHPND) thường cần 70-100 mJ/cm² để điều trị hiệu quả, nhưng một số nông dân thích sử dụng lên đến 300 mJ/cm². Trong các trại của công ty Fuadi, anh thậm chí hoạt động ở mức lên đến 1000 mJ/cm² do không có tiêu chuẩn quốc tế.

“Trong phân tích của chúng tôi, chúng tôi thường gặp các liều lượng gợi ý khác nhau cho cùng một sinh vật trong các tạp chí khác nhau. Do đó, chúng tôi thường có xu hướng giả định liều lượng cao hơn, xem xét các đặc điểm hóa lý của chúng. Trong khi quyết định này thường không gây vấn đề gì, nó có thể làm tăng khoản đầu tư cần thiết,” Fuadi cho biết. “Thông thường, chúng tôi sử dụng 300-350 mJ/cm².”

Thêm vào đó, anh lưu ý tầm quan trọng của các chiến lược tiền điều trị như duy trì độ đục dưới 15 đơn vị độ đục nephelometric (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 các tuyên bố của nông dân về tính hiệu quả chi phí của việc sử dụng UV. Dựa trên những tính toán của anh, việc sử dụng UV hiệu quả hơn khoảng 16 lần so với các chất khử trùng hóa học.

“Mặc dù khoản chi đầu tư ban đầu lớn, nhưng về lâu dài, nó chỉ yêu cầu chi phí điện trong điều kiện chi phí vận hành [opex]. Chi phí này rẻ hơn nhiều so với chi phí sử dụng 30 ppm clo hoặc TCCA [trichloroisocyanuric acid] trong mỗi chu kỳ. Bảo trì UV không cao, chủ yếu liên quan đến ống UV hoặc hộp bóng đèn, vì chúng có xu hướng xuống cấp theo thời gian khi tiếp xúc với nước biển,” anh giải thích.

“Vì vậy, nếu chúng tôi so sánh trực tiếp giữa clo hoặc TCCA và UV, để đạt được điểm hòa vốn, điều này có thể đạt được trong ba chu kỳ. Xấp xỉ trong một năm, giả sử tỷ lệ sống sót trung bình vào khoảng 80 phần trăm,” anh thêm vào.

Hiệu quả chi phí cũng phụ thuộc vào liều lượng, tùy chỉnh theo nhu cầu của nông dân. Việc xác định liều lượng và giá trị đầu tư phù hợp phụ thuộc vào tình trạng của ao và lịch sử bệnh tật của nó. Cường độ của bóng đèn UV không phải là cố định vì nó cần thích ứng với các vị trí khác nhau chịu ảnh hưởng bởi thành phần nước khác nhau, phương pháp nuôi trồng trước đó, các trường hợp bệnh đã xảy ra và tỷ lệ tuần hoàn nước. Do đó, việc lắp đặt nên luôn được tùy chỉnh, theo nhu cầu riêng.

Thách thức tư duy

Sidiq Bayu Kurniawan lưu ý rằng việc sử dụng công nghệ UV không gặp phải vấn đề lớn nào. Thách thức chính xoay quanh việc bảo trì kỹ thuật, đặc biệt với các thành phần như vỏ bọc, do thiếu sự quen thuộc với công nghệ mới này.

Đối với nhà sản xuất, rào cản chính là giáo dục nông dân hoặc quản lý ao về công nghệ này. Một số quản lý ao hoặc kỹ thuật viên có xu hướng bám vào cách làm cũ, ngay cả khi chủ sở hữu thể hiện sự quan tâm đến việc áp dụng UV. Ngược lại, một số nông dân có kỳ vọng cao hơn về UV. Nhưng Fuadi luôn nhấn mạnh rằng trong khi UV cung cấp nhiều lợi ích khác nhau, nó chỉ là một phần trong hệ thống sản xuất. Các yếu tố khác như dinh dưỡng, chất lượng giống và an ninh sinh học cũng đóng vai trò quan trọng như nhau.