Công nghệ nuôi trồng thủy sản tuần hoàn – Phần II. Khởi động bộ lọc sinh học

Quay lại

Công nghệ nuôi trồng thủy sản tuần hoàn – Phần II. Khởi động bộ lọc sinh học

: 3346

Tóm tắt: Để khởi động bộ lọc sinh học cùng với một nguồn cung vi khuẩn nitrat hóa, bạn phải tạo được các điều kiện để thúc đẩy sự tăng trưởng của vi khuẩn. Quá trình cơ bản này cần sự chuẩn bị đặc tính hóa học của nước lúc ban đầu, điều chỉnh độ kiềm để hỗ trợ sự tăng trưởng của vi khuẩn và bổ sung amoniac. Việc đưa vi khuẩn nitrat hóa vào có thể thúc đẩy nhanh quá trình thích nghi lọc sinh học. Các mức amoniac, nitrit, pH, nhiệt độ và độ kiềm nên được theo dõi thường xuyên theo cách thức chuẩn.

Điều rất quan trọng khi khởi động một bộ lọc sinh học là thực hiện các bước đúng cách, cùng với việc cung cấp thêm nguồn vi khuẩn nitrat hóa và vật liệu thích hợp cho vi khuẩn sinh sôi nảy nở.

Để khởi động một bộ lọc sinh học cùng với nguồn vi khuẩn nitrat hóa, bạn phải cung cấp đầy đủ các điều kiện thúc đẩy sự tăng trưởng của vi khuẩn. Quy trình sau đây giả sử hệ thống chưa thả nuôi. Việc cho vào các chất dinh dưỡng vô cơ để hỗ trợ sự tăng trưởng của các tế bào vi khuẩn nitrat hóa sẽ tạo ra các nồng độ amoniac và nitrit khiến có thể gây chết đàn giống.

1. Chuẩn bị đặc tính hóa học của nước

Hệ thống nên vận hành và đưa nước qua bộ lọc. Nếu bể nuôi vẫn chưa sẵn sàng để sử dụng thì chỉ có thể tái tuần hoàn nước qua bộ phận lọc sinh học. Tình trạng này có thể xảy ra khi khởi động một cơ sở mới xây dựng.

Hệ thống nước phải sạch dư lượng chlorin – chất này có thể đã được sử dụng để khử trùng hoặc kiểm soát mầm bệnh. Ngoài ra, điều chỉnh pH, ​​độ mặn, độ kiềm và độ cứng cho phù hợp với các yêu cầu của đàn giống mới đưa vào.

2. Tạo độ kiềm, nguồn cung carbon

Carbon dioxide hòa tan trong hệ thống nước là nguồn carbon dùng vào việc phát triển các tế bào vi khuẩn, tuy nhiên ion carbonate và bicarbonate là các nguồn carbon dễ dàng đưa vào và kiểm soát hơn. Thêm sodium bicarbonate, hoặc baking soda thông thường, để tăng độ kiềm. Baking soda không đắt và an toàn để sử dụng.

Ban đầu tăng độ kiềm hệ thống lên khoảng 100 mg/L. Độ kiềm ở cấp độ này hỗ trợ sự tăng trưởng của vi khuẩn Nitrosomonas, tuy nhiên các tác giả đã từng thành công tạo lập vi khuẩn Nitrobacter ở các mức kiềm cao hơn 150-200 mg/L.

Khi Nitrobacter được hình thành, có thể cho phép độ kiềm giảm tới các mức vận hành. Theo quy luật, để nâng độ kiềm thêm 10 mg/L, cho vào 53 g natri bicarbonate tương ứng với mỗi 3.785 L của công suất hệ thống nước.

3. Điều chỉnh pH, ​​nếu cần thiết

Với các cấp độ kiềm đề nghị trên, việc duy trì pH thích hợp thường không phải là một vấn đề. Phạm vi pH tốt nhất trong khoảng 6,8 – 7,2.

Mức giới hạn pH thấp hơn có lợi cho vi khuẩn nitrat hóa, vào khoảng 6,8, thường không đạt được trừ khi nồng độ carbon dioxide tăng lên. Trong quá trình khởi động một hệ thống mới, điều này là không thể, trừ khi nguồn nước có nồng độ carbon dioxide cao. Sự lưu thông và sục khí hoặc khử khí của nước trong hệ thống có thể giúp giảm nồng độ carbon dioxide.

4. Cung cấp amoniac, nitrit

Để khởi động một bộ lọc sinh học, cho ammonium hydroxide, hoặc loại amoniac hộ gia đình không mùi hương được sử dụng để tẩy rửa – là amoniac dạng dung dịch nước. Ammonium chloride và ammonium nitrite cũng thường được sử dụng.

Cho vừa đủ ammonium hydroxide để nâng tổng mức amoniac vào khoảng 3 – 5 mg/L. Cách này sẽ giúp cho đa phần các phương pháp xét nghiệm phát hiện được. Nói chung, sử dụng 60 ml amoniac hộ gia đình dạng dung dịch trong suốt 10% làm tăng nồng độ amoniac của 3.785 L nước hệ thống lên khoảng 1,6 mg/L.

Việc điều chỉnh sẽ cần thiết nếu bạn sử dụng amoniac dạng dung dịch nước ở một nồng độ khác. Ban đầu sử dụng với một lượng tối thiểu, để cho đủ thời gian nhằm hòa trộn hoàn toàn qua suốt hệ thống và sau đó kiểm tra nồng độ amoniac. Nếu cần nhiều hơn để làm tăng nồng độ trong hệ thống lên 3 – 5 mg/L thì bổ sung tăng dần lên.

5. Đưa vào vi khuẩn nitrat hóa

Đưa vi khuẩn vào có thể đẩy nhanh quá trình thích nghi lọc sinh học. Nếu sử dụng một chế phẩm vi khuẩn thương mại nên thực hiện theo khuyến nghị của nhà sản xuất theo các bước trước đó và bổ sung vi khuẩn theo định mức và lịch trình đã hướng dẫn. Nhà sản xuất có thể khuyến nghị vi khuẩn được cho vào làm nhiều phần.

Cách hiệu quả nhất để đưa vi khuẩn vào là chuyển vật liệu lọc từ một hệ thống đã thích nghi vận hành ở điều kiện nuôi tương tự. Nếu việc đưa vào vật liệu lọc đã hình thành màng sinh học hoặc các dạng khác của vi khuẩn, nên bổ sung vào thời điểm này.

6. Theo dõi chất lượng nước

Các thông số chất lượng nước cần được theo dõi thường xuyên. Amoniac, nitrit, pH, nhiệt độ và độ kiềm là những thông số căn bản cần kiểm tra. Nên sử dụng các phương pháp chính xác và có thể lặp lại để đo nồng độ amoniac và nitrit. Các nhà điều hành phải chắc chắn có thể so sánh những thay đổi về chất lượng nước từ ngày này sang ngày kế tiếp.

Các mẫu nước nên được thu từ chỗ xả của bộ lọc sinh học. Các mẫu phải được thu từ cùng một vị trí cùng thời điểm mỗi ngày, và người tiến hành các xét nghiệm cần làm theo cùng một quy trình. Tiêu chuẩn hóa, thủ tục và chú trọng đến từng chi tiết sẽ đảm bảo thông tin chính xác cho việc ra quyết định vận hành.

Minh họa bằng đồ thị nồng độ amoniac và nitrit theo thời gian sẽ có lợi khi đưa ra khái niệm trực quan của việc phát triển bộ lọc sinh học. Hình 1 cho thấy các đường cong đặc trưng liên quan đến khởi động bộ lọc sinh học. Quan trọng cần lưu ý về mẫu khởi động này ở trại nuôi cá Bắc Carolina đã xảy ra trong một khoảng thời gian ngắn do nhiệt độ ấm 28 °C mà thực nghiệm đặc biệt này đã được tiến hành ở điều kiện như vậy.

Tuy các con số khác nhau giữa các chu kỳ, hệ thống và bộ lọc sinh học khác nhau thì các hình dạng và mối quan hệ của các đường cong phải gần giống nhau. Ban đầu, nồng độ amoniac tăng đến giá trị cao và sau đó thì giảm. Sau một giai đoạn trễ, nồng độ nitrit bắt đầu tăng và sau đó giảm đi.

Hình 1. Thông số chất lượng nước điển hình đối với một bộ lọc sinh học khởi động ở nhiệt độ 28 °C.

Ở hình 1, ghi nhận xu hướng suy giảm nồng độ nitrit. Phần đầu của đường cong nitrit thể hiện một thời điểm mà tại đó vi khuẩn Nitrobacter đã phát triển đến số lượng đủ để tiêu thụ nitrit nhiều hơn là nitrit được sinh ra hoặc bổ sung vào hệ thống. Vì vậy, nồng độ nitrit giảm.

Xu hướng này tiếp tục cho đến khi nồng độ nitrit chững lại. Tại thời điểm đó, nếu nồng độ nitrit và amoniac ở mức có thể chấp nhận được đối với loài nuôi thì có thể tiến hành thả giống. Nếu đã thả giống trong hệ thống, có thể bắt đầu cho ăn ở mức thấp, và có thể bắt đầu vận hành nuôi bình thường.

Lời khuyên để bộ lọc sinh học khởi động nhanh hơn

Nhiệt độ có thể được nâng lên một chút để tăng tốc độ phản ứng của các quá trình sinh học và sinh hóa, nhờ đó đẩy mạnh sự phát triển của quần thể vi khuẩn nitrat hóa. Tăng nhiệt độ không quá 3 – 5 °C so với nhiệt độ nuôi dự kiến.

Tổng thể tích của một hệ thống có thể giảm đi nhờ vận hành các bể nuôi có mức nước thấp hơn trong giai đoạn khởi động bộ lọc sinh học. Với một thể tích nước ít hơn, nhiệt độ có thể bị thay đổi một cách nhanh chóng hơn, và số lượng các chất dinh dưỡng cần thiết theo liều lượng cho bộ lọc sinh học được giảm bớt giúp cho quá trình này hiệu quả hơn nhiều. Nghiên cứu đã cho thấy một bộ lọc sinh học khởi động bằng nước ngọt và từ từ thích nghi với điều kiện nước biển tạo sự khởi động nhanh hơn so với ngay lúc đầu với nước mặn.

Cuối cùng, có thể khó khăn để khởi động một bộ lọc sinh học có vật liệu/giá thể mới do các điều kiện mong muốn dưới mức vận hành bình thường nên có thể thúc đẩy sự bong tróc của các tế bào. Tuy nhiên, trong quá trình khởi động, các nhà vận hành có thể muốn giảm thiểu các điều kiện gây ra sự bong tróc này.

Với bộ lọc sinh học đệm chuyển động, vi khuẩn có thể chậm chiếm cứ do sự khuấy động hoặc sục khí quá mức của đệm vật liệu. Cách có thể là giảm sự khuấy động của đệm vật liệu bằng cách giảm sục khí và/hoặc lưu lượng nước qua đệm.

Hệ thống lọc sinh học nhỏ giọt có thể lợi thế từ việc khởi động trong điều kiện “ngập nước”. Bất cứ cách gì làm giảm bớt hao hụt các tế bào vi khuẩn trong quá trình khởi động sẽ đẩy nhanh quá trình này.

Ghi chú: Bài viết này dựa theo Tờ Thông tin “Làm thế nào để khởi động một bộ lọc sinh học,” do các tác giả xuất bản trên tạp chí Trung tâm Nuôi trồng Thủy sản Khu vực miền Nam – Bộ Nông nghiệp Mỹ (SRAC Publication 4502, 2012).

BioAqua.vn

Nguồn: Tiến sĩ Thomas M. Losordo, nhà khoa học cấp cao và kỹ sư trưởng, Pentair Aquatic Eco-Systems, Inc., 1791 Varsity Drive, Suite 140, Raleigh, North Carolina 27606 USA – Dennis P. DeLong, MSM, Giám đốc Dịch vụ Hỗ trợ Khách hàng, Pentair Aquatic Eco-Systems, Inc.

Chia sẻ

Quay lại