Ứng Dụng Công Nghệ Plasma Lạnh Để Xử Lý Nước Cấp Ương Nuôi Con Giống Thủy Sản
(Tác giả Nguyễn Văn Dũng, Giảng viên trường Đại học Cần Thơ đạt giải nhì Hội thi Sáng tạo kỹ thuật thành phố Cần Thơ năm 2021)
Trong sản xuất nông nghiệp và thủy sản, do lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật và hóa chất đã làm cho nguồn nước ở sông, hồ, kênh và mương bị ô nhiễm. Ngoài ra, kết quả khảo sát trong thời gian qua cho thấy nguồn nước sông Tiền, sông Hậu và các cửa sông thông ra biển đã có các dấu hiệu nhiễm bẩn chất hữu cơ và vi sinh. Do đó, việc sử dụng trực tiếp nguồn nước bị ô nhiễm sẽ gây ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng con giống thủy sản. Công nghệ xử lý nước bằng plasma lạnh thân thiện với môi trường và có hiệu quả cao trong việc diệt khuẩn và vi sinh vật. Ngoài ra, plasma lạnh còn có khả năng oxy hóa kim loại nặng và phân rã các chất độc hại như thuốc trừ sâu và thuốc bảo vệ thực vật. Việc phát triển các mô hình xử lý nước bằng plasma lạnh để xử lý nước cấp cho quá trình ấp trứng, ương con bột và con giống thủy sản nhằm nâng cao năng suất và chất lượng con giống có ý nghĩa thiết thực nhằm phục vụ cho việc nâng cao thu nhập và phát triển kinh tế cho người dân vùng Tây Nam Bộ.
Nói đến ứng dụng công nghệ plasma lạnh để xử lý nước cấp ương nuôi con giống thủy sản hiện tại có ba phương pháp chính được áp dụng là sử dụng Clo (hoặc hợp chất của Clo), Ozone và UV. Phương pháp khử trùng bằng Clo được sử dụng rộng rãi vì có chi phí thấp và dễ thực hiện. Tuy nhiên, Clo và hợp chất của Clo không xử lý được sắt hoặc Asen trong nước. Ngoài ra, sự sử dụng Clo đã gây ra các vấn đề về môi trường vì sự phản ứng của Clo với các thành phần khác trong nước có thể tạo ra hợp chất halogen độc, chất gây ung thư và đột biến. Hơn nữa, sau khi xử lý dư lượng Clo vẫn tồn tại trong nước và gây mùi hôi; Ozone được xem như là phương pháp ít ảnh hưởng đến sức khỏe con người để thay thế Clo trong xử lý nước. Ngoài ra, Ozone còn xử lý được sắt và Asen. Tuy nhiên, quá trình sản sinh ra Ozone còn tạo ra các sản phẩm phụ không mong muốn như NOx và HNO3 khi không khí bị ẩm; Đối với phương pháp xử lý nước bằng tia UV không những có hiệu quả cao mà còn rất thân thiện với môi trường. Phương pháp xử lý này không sinh ra sản phẩm phụ cũng như không làm thay đổi độ pH, mùi và vị của nước. Tuy nhiên, để bất hoạt một số loại vi khuẩn hoặc vi sinh vật đòi hỏi liều UV cao. Ngoài ra, UV không xử lý được sắt hoặc Asen trong nước và chỉ phát huy hiệu quả diệt khuẩn khi nước cần xử lý không có màu và đạt được độ trong nhất định. Hơn nữa, hàm lượng tia UV phát ra sẽ giảm theo thời gian nên hiệu quả xử lý nước cũng giảm theo.
Nhằm phát triển và triển khai một công nghệ có hiệu quả và thân thiện với môi trường trong lĩnh vực xử lý nước cấp để ương nuôi con giống thủy sản cũng như làm chủ được quá trình thiết kế và chế tạo thiết bị xử lý nước hoạt động theo công nghệ plasma lạnh.
Plasma lạnh được tạo ra từ vô số tia lửa điện rất nhỏ do hiện tượng phóng điện màu chắn ở điện áp cao. Khi plasma xuất hiện sẽ tồn tại ba thành phần chính như điện tử năng lượng cao, UV và ozone. Các thành phần này sẽ tác động vào các đối tượng gây ô nhiễm (vi khuẩn, nấm, hóa chất, kim loại nặng,…) trong nước cần xử lý. Ngoài ra, sóng xung kích và điện trường cao tồn tại cùng với plasma cũng ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước. Công nghệ plasma được kết hợp với các công đoạn lắng lọc trước và sau xử lý để có hiệu quả cao hơn. Chính vì vậy, công nghệ plasma lạnh thân thiện với môi trường và có thể xử lý đa dạng các loại tác nhân ô nhiễm trong nước với hiệu quả cao.
Áp dụng công nghệ plasma lạnh kết hợp với lắng lọc để diệt khuẩn và mầm bệnh thay cho các giải pháp sử dụng chất hóa học, Ozone và UV. Công nghệ này được áp dụng trong giai đoạn ấp trứng cũng như trong giai đoạn ương bột của cá, lươn…
Giải pháp này được ứng dụng để cung cấp nước trong giai đoạn ấp trứng cũng như
trong giai đoạn ương con bột của cá, lươn… Các thiết bị xử lý nước ương con giống thủy sản bằng công nghệ plasma lạnh đã thử nghiệm có hiệu quả trong một cơ sở ấp trứng và ương cá tra bột tại An Giang và đã chuyển giao 01 bộ thiết bị cho một trung tâm tại Sóc Trăng để ấp trứng và ương lươn bột
Hình - Hệ thống cấp nước ấp trứng và ương cá tra bột tại An Giang
Ứng dụng công nghệ plasma lạnh để xử lý nước cấp ương nuôi con giống thủy sản đã mang lại lợi ích kinh tế - xã hội: Đối với các hệ thống cung cấp nước ương con giống thủy sản, giá thành sản xuất nước khoảng 5500¸6500 đồng/m3 (đã bao gồm chi phí khấu hao thiết bị) đối với hệ thống có công suất 4-8 m3 /ngày đêm. Giá sản xuất này tương đương với mức giá nước sạch ở nông thôn. Góp phần giải quyết vấn đề cung cấp nước sạch cho ương nuôi con giống thủy sản. Qua đó giúp nâng cao tỉ lệ nở của trứng và tỉ lệ sống của con bột. Từ đó, góp phần nâng cao chất lượng con giống thủy sản cũng như nâng cao thu nhập và cải thiện chất lượng cuộc sống của người dân.
Hiệu quả kỹ thuật: nước sau khi xử lý đạt QCVN 08-MT:2015/BTNMT với nguồn nước đầu vào đạt QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Tuy nhiên, với chỉ tiêu Coliform và E.coli của nguồn nước đầu vào có thể đạt đến giá trị của QCVN 08- MT:2015/BTNMT. Ngoài ra, độ mặn của nguồn nước đầu vào không được vượt quá 0,5‰. Hệ thống xử lý nước bằng plasma có ưu điểm là không sử dụng hóa chất để keo tụ và diệt khuẩn trong nước, kiểm soát được chất lượng nước và chủ động cung cấp nước cũng như không tồn dư clo trong nước sau xử lý. Hơn nữa, công nghệ plasma lạnh cũng góp phần nâng cao hiệu quả của việc ương nuôi con giống thủy sản.
Ngọc Hiền
