Tích hợp vi tảo trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn

Hệ thống nuôi trồng thủy sản RAS tích hợp nuôi vi tảo

Hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn đang được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới nhưng vẫn còn một số khó khăn khi xử lý bùn thải. Bài viết gợi ý một phương pháp tích hợp vi tảo trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn để giải quyết vấn đề này.

Sử dụng các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) giúp giảm tác động ô nhiễm của hoạt động nuôi tôm/cá. Do đó, công nghệ RAS được công nhận là một giải pháp trong tương lai để phát triển các hoạt động nuôi thủy sản trong nội địa.

Hệ thống nuôi cá tuần hoàn. Ảnh: iasoglobal

Trong hệ thống RAS, nước thải được xử lý và một phần nước thải được tái lưu thông qua hệ thống nuôi. Tuy nhiên, trong RAS, xử lý bùn tập trung có chứa chất rắn và chất dinh dưỡng lơ lửng, đặc biệt là photphor, làm tăng chi phí vận hành (Martins và cộng sự 2010).

Cho đến nay, một vài nghiên cứu đã khám phá tiềm năng nuôi cấy tảo để xử lý nước thải của hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn RAS. Theo các nghiên cứu trước đây, các chất dinh dưỡng đặc biệt là NH₄ và PO₄ đã được loại bỏ một cách hiệu quả khỏi môi trường canh tác nhờ nuôi tảo. Có thể loại bỏ chất dinh dưỡng của bùn thải nuôi cá hiệu quả bằng nuôi cấy tảo kết hợp trong sản xuất cá rô phi (Ansari et al. 2017 ), cá bơn (Guo et al. 2013 ) và cá da trơn (Nasir et al. 2015). Điều này chỉ ra rằng tảo có thể được sử dụng trong xử lý một số loại nước thải từ nuôi trồng thủy sản. 

Nuôi tảo tận dụng nước thải nuôi tôm/cá là hướng đi mới trong tương lai. Ảnh: aquaculturemag

Trong nghiên cứu này, Marika Tossavainen và cộng sự 2018 đã đánh giá tiềm năng của việc nuôi cấy tảo Euglena gracilis với Selenastrum sp để sản xuất sinh khối và các acid béo có giá trị như: EPA, DHA và ARA, và vitamin E, đồng thời thanh lọc chất thải nuôi trồng thủy sản và cải thiện nền kinh tế của hệ thống RAS.

Tích hợp nuôi cấy tảo trong hệ thống nuôi cá tuần hoàn

Bùn được thu thập từ bể loại bỏ chất rắn của một hệ thống tuần hoàn RAS khi nuôi cá vược (Ander lucioperca) và cá da trơn (Clarias anguillaris). Sau đó bùn thải được sử dụng để nuôi 2 loài tảo trên.

Kết quả cho thấy sản xuất sinh khối tảo tốt hơn trong các hệ thống RAS nuôi cá vược so với bùn thải nuôi cá da trơn nhưng tốc độ tăng trưởng trung bình gần tương tự ở cả hai mô hình nuôi khi bùn được làm giàu. Do kết quả của việc chuyển đổi thức ăn của cá vược kém hiệu quả hơn so với cá da trơn, do đó lượng dinh dưỡng và khoáng chất cho tảo cao hơn trong bùn thải của nước nuôi cá vược.

Năng suất sinh khối của tảo nuôi trong bùn thải nuôi cá vược đã được cải thiện tương đương với bùn nuôi cá rô phi khi nuôi tảo Scenedesmus obliquus hoặc Chlorella sorokiniana, nhưng thấp hơn khi nuôi tảo Ankistrodesmus falcatus (Ansari et al. 2017). Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng bổ sung bùn thải từ hệ thống RAS để nuôi tảo thì các chất dinh dưỡng bổ sung là không cần thiết.

Việc loại bỏ chất dinh dưỡng và COD khỏi chất thải hiệu quả cho thấy rằng việc tích hợp một hệ thống nuôi tảo vào RAS có thể làm giảm nhu cầu xử lý chất thải từ hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn.

Kết quả đã gợi ý thêm rằng sử dụng tảo làm bộ lọc sinh học để loại bỏ dinh dưỡng trong nước thải và cải thiện tính khả thi về kinh tế của hệ thống RAS. 

Tuy nhiên vấn đề đặt ra là khối lượng chất thải được sản xuất trong RAS quy mô công nghiệp là khá cao, và một sự thay thế thực tế hơn cho sản xuất sinh khối tảo là sử dụng một hệ thống canh tác tảo riêng sử dụng nước, có chứa bùn được thu gom từ RAS.

Đây là nghiên cứu đầu tiên, sử dụng bùn thải nuôi cá vược và cá da trơn được sử dụng để nuôi tảo và cách tiếp cận của chúng tôi để làm giàu bùn thải với chất rắn từ bể loại bỏ bùn. Hàm lượng cao của các acid béo LC-PUFA và vitamin E trong sinh khối tảo được tạo ra trong các thí nghiệm này cho thấy rằng nuôi cấy nuôi 2 loài tảo E. gracilis với Selenastrum sp từ nước thải của hệ thống nuôi cá là một thay thế đầy hứa hẹn cho việc thay thế một phần dầu cá được sử dụng trong thức ăn thủy sản.