Nhìn vào các hệ thống nuôi tôm thâm canh khác nhau ở châu Á.

Triển khai thương mại các hệ thống sản xuất biofloc và RAS giúp kiểm soát bệnh tật trong nuôi trồng tôm

Trước giữa thập niên 1990, những căn bệnh chính ảnh hưởng đến ngành nuôi tôm thì có nguồn gốc từ vi khuẩn. Nhưng ở châu Á và từ cuối năm 1994, sự xuất hiện của nhiều căn bệnh virut lớn – như Virus Hội chứng đốm trắng (WSSV), Virus đầu vàng (YHV), Virus bại liệt cơ (IMNV) và một số khác – đã dẫn đến sự thay đổi trong thiết kế và vận hành một số trại tôm nhằm giúp ngăn chặn dịch bệnh và sự lây lan của bệnh virut.

Gần đây hơn, sự bùng phát của WSSV ở Ả Rập Saudi trong các hoạt động nuôi tôm trắng Ấn Độ (Penaeus indicus) đã提供 thêm bằng chứng rằng cần có thêm biện pháp an ninh sinh học. Và kể từ năm 2009, sự bùng phát của một căn bệnh vi khuẩn mới, Hội chứng hoại tử gan tụy cấp tính (AHPNS) – bắt đầu ở Trung Quốc và lan sang Việt Nam, Malaysia và Thái Lan, và sau đó đến Mexico vào năm 2013 và Trung Mỹ vào năm 2015 – đã gây ra tổn thất hàng tỷ đô la. Các đợt bùng phát bệnh khác ở Brazil vào năm 2016 và WSSV vào đầu năm 2017 ở Úc tại các trang trại tôm hùm đen (Penaeus monodon) cung cấp thêm bằng chứng về nhu cầu cần thay đổi hệ thống sản xuất tôm.

Do những căn bệnh vi khuẩn và virut cũ và mới xuất hiện ảnh hưởng đến ngành nuôi tôm của họ, nhiều năm trước, các quốc gia châu Á đã bắt đầu phát triển và sử dụng công nghệ sản xuất biofloc và hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) và/hoặc xử lý nước vào cho hoạt động nuôi trồng và xử lý nước thải như các biện pháp an ninh sinh học nhằm phòng tránh và kiểm soát bệnh tật.

Ở đây tôi sẽ thảo luận các ví dụ về những hệ thống nuôi trồng tôm biofloc và RAS khác nhau được sử dụng ở châu Á trong hai thập kỷ qua, bao gồm một số dự án mà tôi đã tham gia và cung cấp chuyên môn kỹ thuật, cũng như một số quan điểm về các công nghệ này.

Hồ đơn với quản lý kênh chung (Indonesia)

Công ty PT Dipasena Citra Darmaja (DCD) được thành lập vào năm 1987 và đã phát triển một khu vực đất ngập nước 16.250 hecta không người ở trên bờ đông bắc của tỉnh Lampung, Nam Sumatra, thành một trang trại tôm tích hợp với hơn 18.000 hồ nuôi có diện tích 0,20 hecta.

Trang trại hoạt động theo hệ thống chia sẻ lợi nhuận được biết đến thông thường là hệ thống “plasma”, trong đó mỗi gia đình đủ tiêu chuẩn vận hành hai hồ 0,20 hecta với sự hỗ trợ quản lý từ DCD. Năm 1995, công ty mở rộng và phát triển một khu vực concession liền kề khoảng 124.000 hecta. Hơn 7.700 hồ với diện tích từ 0,25 đến 1,80 hecta đã được xây dựng cho tổng diện tích gần 3.800 hecta. Một công ty con, P.T. Wachyuni Mandira, đã được cấp một phần ba diện tích này để hoạt động trong cùng hệ thống “plasma”, còn lại các hồ thuộc sở hữu của công ty.

Trang trại ban đầu được thiết kế và xây dựng dựa trên các nhà quản lý hồ đơn và một hệ thống quản lý kênh chung. Các hồ được sắp xếp theo hàng với các kênh cung cấp và xả thải ở hai bên đối diện. Các kênh xả thải chính được xây dựng không chỉ để xả nước từ các hồ nuôi, mà còn được sử dụng như các con đường thủy cho mục đích quản lý logistics bằng tàu cao tốc và sà lan. Nguồn nước được lấy trực tiếp từ khu vực ven biển, trong khi nước thải được xả vào các con sông lớn phía thượng nguồn liền kề với trang trại. Các hoạt động sản xuất sử dụng các kênh và hệ thống hồ đơn cho sản xuất tôm hùm đen, Penaeus monodon, đã thành công cho đến khi sự xuất hiện của các tác nhân vi sinh vật, đặc biệt là WSSV vào giữa thập niên 1990.

Hầu hết các trang trại ở các quốc gia nuôi tôm, bao gồm cả Indonesia, đã bắt đầu sửa đổi hoạt động của mình để bao gồm các hồ chứa nhằm xử lý nước nuôi trước khi sử dụng. Tuy nhiên, hoạt động của Dipasena tiếp tục sử dụng hệ thống nuôi hồ đơn, điều này dẫn đến mức sản xuất thấp và không bền vững.

Khi một ban quản lý mới tiếp quản vào năm 2006, hệ thống hồ đơn đã được thiết kế lại thành các module với 20% các hồ chứa ở bên kênh cung cấp chính. Việc triển khai hệ thống module đã làm phục hồi hoạt động và dẫn đến sản xuất ổn định, áp dụng một mức độ trao đổi nước tối thiểu và chỉ sử dụng nước đã được xử lý trong các hồ sản xuất nuôi. Tuy nhiên, hệ thống không có hệ thống xử lý nước thải cho các chất thải xả ra từ các hồ nuôi trong suốt quá trình hoạt động và thu hoạch. Vào thời điểm đó, cơ sở cũng chuyển sang một loài mới, tôm trắng Thái Bình Dương, Litopenaeus vannamei.

Cơ sở hồ đơn với hệ thống xử lý nước thải (Indonesia)

Trang trại tôm PT Sekar Abadi Jaya (SAJ) ở Tây Sumbawa, Indonesia, sử dụng nước biển trực tiếp cho các hồ sản xuất của mình. Trang trại có một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả bắt đầu với một bể lắng và các kênh chạy, hai giai đoạn mà nước thải (đã được kiểm tra và phê duyệt bởi Bộ Môi trường Indonesia) được xử lý trước khi xả trở lại đại dương.

Hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn trong các module (Indonesia)

Tại Indonesia, tập đoàn Charoen Pokphand ở trang trại tôm P.T. Central Pertiwi Bahari (CPB) ở Lampung, Nam Sumatra, hoạt động theo cơ chế module, nơi mỗi module gồm 40 đến 60 hồ vuông, mỗi hồ có diện tích nửa hecta với các hồ chứa và hồ xử lý nước thải riêng, bao gồm một kênh tuần hoàn từ các hồ sản xuất chảy về các hồ lắng. Diện tích bề mặt nước của các hồ chứa/hồ lắng là 20-25% so với các hồ sản xuất. Sự sắp xếp này có thể là một yếu tố trong các đợt bùng phát dịch bệnh sau khi khởi động cơ sở. Các hệ thống trang trại đã được thiết kế lại với mức trao đổi nước tối thiểu hoặc không có nước trao đổi ở một số giai đoạn trong chu kỳ nuôi.

Cơ sở hồ đơn với hồ chứa và hệ thống xử lý nước thải (Malaysia)

Trang trại tôm Arca Biru Sdn. Bhd. của Blue Archipelago nằm ở Kedah, phía tây bắc Kuala Lumpur. Ban đầu được biết đến với tên Samak Aquaculture, trang trại đã được thành lập vào đầu những năm 1990 để nuôi tôm hùm đen. Bố cục trang trại ban đầu là một hệ thống nuôi hồ với một nguồn nước biển tuyệt vời từ một kênh dài 2,4 km.

Trang trại có 226 hồ đất, hầu hết có diện tích 0,8 hecta, được sắp xếp theo hàng với các kênh cung cấp và xả thải ở hai bên đối diện. Hai hồ chứa lớn cung cấp nước biển đã được xử lý, trong khi các hồ lắng xử lý nước thải trước khi xả trở lại biển. Các cổng cung cấp chính dựa trên các cổng kênh tưới tiêu với các tấm gỗ cho phép nước vào các kênh cung cấp thứ cấp. Các cổng xả hoặc cổng thu hoạch của các hồ nuôi sử dụng các tấm gỗ truyền thống cho hoạt động chạy chảy qua hồ. Không có cống trung tâm hoặc hố thu hoạch trong hệ thống.

Vào đầu năm 2010, trang trại đã được thiết kế lại thành một hệ thống module bảo mật sinh học từ các hàng hồ đơn sang một hệ thống module bảo vệ sinh học được lót bằng polyethylene mật độ cao (HDPE) và có hồ chứa để xử lý nước. Hai module được lót hoàn toàn bằng HDPE, và các module còn lại chỉ được lót ở các đê bờ hồ nội bộ của chúng. Trang trại vẫn có 226 hồ, nhưng mỗi module mới gồm 20 hồ 0,8 hecta và hai hồ nuôi có diện tích 0,4 đến 0,6 hecta mỗi hồ. Bốn hồ 0,8 hecta bên cạnh các kênh cung cấp chính đã được chuyển đổi thành hồ chứa cho mỗi module.

Tất cả các cửa cung cấp và xả đã được xây dựng lại theo một thiết kế bảo mật sinh học hơn để đảm bảo không bị rò rỉ. Một hệ thống cống trung tâm đã được lắp đặt để loại bỏ bùn trong quá trình nuôi trồng và tăng khả năng chứa của các hồ. Hệ thống cung cấp nước biển cải tiến đưa nước qua bốn hồ xử lý trước khi bắt đầu vào các hồ nuôi – điều này đảm bảo chỉ có nước đã được xử lý đi vào các hồ nuôi trong một module. 

Hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (Malaysia)

Dự án iSHARP ở Malaysia được thiết kế như một hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS). Tất cả nước thải được chuyển đến một bể lắng chính để được xử lý để tái sử dụng hoặc xả trở lại môi trường. Hệ thống xử lý bao gồm bốn giai đoạn: ngoài bể lắng, các kênh xử lý lớn thứ nhất và thứ hai chứa cá, ngao, hàu và rong biển để lọc sinh học các hạt lơ lửng và nitrification của nước thải hòa tan, trong khi các hồ thứ tư và cuối cùng cung cấp oxi hóa và xử lý hóa học bằng clo hoặc vôi trước khi nước được trả về kênh cung cấp chính hoặc xả thải. Các thông số chất lượng nước như nhu cầu oxy hóa hóa học và sinh học, nitơ amoni tổng và mức phosphate được kiểm tra thường xuyên theo yêu cầu của chính phủ địa phương.

Chất lượng nước thải cuối cùng từ hệ thống xử lý nước thải tốt như nguồn nước biển, và cho hoạt động nuôi, nó được xử lý lại giống như nước biển vào. Nước sau đó được bơm vào kênh cung cấp chính và từ đó lại được bơm vào các hồ chứa trong các module. Nước được xử lý lại cho các tác nhân gây bệnh cụ thể, khi cần, trong các hồ chứa trước khi được bơm vào các hồ nuôi. Có bốn hồ chứa trong một module, với hai hàng gồm 24 hồ nuôi.

Các thực hành hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn trong dự án này tại Malaysia đã được tác giả mô tả vào năm 2013, và công nghệ biofloc – quá trình tự nitrification trong các hồ nuôi – cũng rất nổi tiếng. Một hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn không có nghĩa là nước mất đi do hút bùn, bốc hơi và thấm nước không được bổ sung lại, vì nước cần thiết trong quá trình hoạt động phải được thay thế theo yêu cầu bằng nước đã được xử lý mới.

Dự án rất may mắn khi có được hai hệ thống (RAS đôi) kết hợp lại để tạo ra một cơ sở nuôi tôm an toàn sinh học và bền vững hơn so với nhiều trang trại thông thường khác. Dự án đã bắt đầu thả giống đầu tiên trong hai module vào tháng 10 năm 2011, và kể từ đó, trang trại đã hoạt động mà không có bất kỳ sự cố nào liên quan đến bệnh tôm được báo cáo.

Quan điểm

Nhiều hệ thống sản xuất đang được sử dụng bởi những người nuôi tôm châu Á – từ quản lý hồ đơn đến các hệ thống RAS lớn hơn – nhưng nhiều hệ thống vẫn chưa giảm được tác động đến môi trường do việc xả nước thải của họ. Các nhà đầu tư và người nuôi tôm quy mô nhỏ cần được nhận thức về các hệ thống sản xuất khác có sẵn để họ có thể đưa ra lựa chọn, và ngành nuôi tôm cần tìm cách tốt hơn để ngăn chặn những tác động này, bao gồm việc triển khai nhiều hơn các chương trình chứng nhận như Global Aquaculture Alliance’s Best Aquaculture Practices.

Một tình huống tương tự cũng tồn tại trong ngành giống tôm, ấp trứng, vườn ươm và cũng trong các cơ sở sản xuất kênh, mà không có xử lý thích hợp về nước thải phát sinh trong quá trình hoạt động của họ. Tác động đến môi trường của nước thải xả ra từ các cơ sở này cũng là một vấn đề lớn trong các vụ bùng phát bệnh và sự lây lan tới các cơ sở khác. Tuy nhiên, tại các cơ sở này, công nghệ RAS đã được áp dụng thành công.

Các hệ thống biofloc cung cấp sản xuất ổn định và bền vững vì chúng hỗ trợ tự nitrification trong các hồ nuôi cá hoặc tôm với trao đổi nước bằng không. Các hệ thống biofloc giảm nguy cơ bệnh tôm vì tỷ lệ trao đổi nước thấp hỗ trợ việc loại trừ tác nhân gây bệnh và an ninh sinh học, việc khí hóa liên tục cung cấp chất lượng nước ổn định (DO và pH), một cộng đồng vi sinh đa dạng và ổn định kích thích hệ thống miễn dịch không đặc hiệu của các loài vật nuôi và hạn chế sự phát triển của các loài cơ hội như Vibrios, và việc loại bỏ thường xuyên bùn tích tụ kiểm soát nồng độ biofloc ở mức độ vừa phải.

Các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn sử dụng lại nước và sử dụng các bộ lọc cơ học và sinh học, và lượng nước sử dụng hạn chế là có lợi vì nước là một nguồn tài nguyên khan hiếm ở nhiều khu vực. Thuật ngữ “không xả thải” đôi khi được sử dụng liên quan đến nuôi trồng thủy sản, và mặc dù tất cả nước và chất thải xả ra từ các trang trại có thể được chứa, nhưng việc xử lý nước thải thường tốn kém. Ngoài ra, việc sử dụng nước hạn chế làm cho việc loại bỏ các chất dinh dưỡng được thải ra từ các loài vật nuôi dễ dàng và rẻ hơn, vì thể tích nước xả ra thấp hơn nhiều so với thể tích nước thải của một trang trại nuôi tôm/cá truyền thống. Nuôi trồng thủy sản tuần hoàn có thể được coi là một cách thân thiện với môi trường nhất để sản xuất tôm/cá ở mức có lãi thương mại. Và các chất dinh dưỡng từ tôm/cá nuôi có thể được sử dụng làm phân bón trên đất nông nghiệp hoặc làm cơ sở cho sản xuất biogas.

Taw, Bảng 1

Nhu cầu nước mới của hệ thống tuần hoàn với các hệ thống khác nhau, cá và tôm.

Trong bất kỳ doanh nghiệp nuôi trồng thủy sản nào, sự bền vững của một hệ thống có thể cải thiện lợi nhuận. Với những vấn đề dịch bệnh đang nổi lên, việc xử lý nước thải xả ra từ các cơ sở nuôi trồng hoặc RAS là cực kỳ quan trọng. Những gì mà các nhà đầu tư, người nuôi tôm và kỹ thuật viên cần nhận thức là, bất cứ chất thải nào xả vào môi trường, nó sẽ có khả năng quay lại với bạn dưới dạng bệnh tật sớm hay muộn. 

Các tài liệu tham khảo có sẵn từ tác giả.