Nâng cao hiệu quả nuôi tôm nước lợ với thiết bị lọc cơ học dạng trống phiên bản cải tiến

Thiết bị lọc cơ học dạng trống được công ty CENINTEC cải tiến và sản xuất thử nghiệm thành công, hỗ trợ năng suất lọc 94,32m3/h cùng mức tiêu thụ điện năng tối ưu, được đánh giá là giải pháp hữu ích để triển khai tại các đơn vị nuôi trồng thủy sản. 

Theo mục tiêu của Kế hoạch hành động quốc gia phát triển ngành tôm Việt Nam đến năm 2025, ngành tôm sẽ đạt giá trị xuất khẩu 10 tỷ USD vào năm 2025. Tại TPHCM, tôm nước lợ cũng được xác định là một trong những sản phẩm thuộc nhóm sản phẩm thủy sản chủ lực. Do đó, để đáp ứng nhu cầu xuất khẩu 10 tỷ USD tôm vào năm 2025, ngành nông nghiệp Việt Nam đang bám sát "chiến lược" gia tăng mật độ nuôi với các mô hình nuôi thâm canh và siêu thâm canh bởi thực tế diện tích đất dành cho nuôi trồng thủy sản hiện nay không đủ để đảm bảo năng suất khi áp dụng mô hình nuôi quảng canh, cũng như quảng canh cải tiến.

Tuy nhiên, tại các mô hình nuôi thâm canh và siêu thâm canh đang được triển khai, đã phát sinh thực tế là một lượng lớn chất thải rắn lơ lửng đã sinh ra trong môi trường nuôi. Đồng thời, người nuôi cần phải bổ sung một lượng khoáng chất, hóa chất lớn để tạo môi trường phù hợp cho tôm sinh trưởng với mật độ cao, trong khi đó nếu chọn giải pháp thay nước để loại bỏ chất thải thì chi phí phát sinh sẽ rất cao. Ngoài ra, nguồn nước sạch từ sông - biển ngày càng trở nên khan hiếm do ô nhiễm từ công nghiệp và nông nghiệp, cũng trực tiếp mang đến sự rủi ro cho các mô hình nuôi tôm sử dụng nguồn nước tự nhiên để thay thế nước đã ô nhiễm trong ao.

Trước thực tế đó, một thiết bị hay hệ thống lọc nước hiệu quả, có khả năng loại bỏ chất thải rắn trong ao nuôi, nhằm tái sử dụng một phần lượng nước trong ao, đã và đang là lựa chọn của nhiều đơn vị nuôi tôm ở nhiều địa phương.

Cải tiến từ thực tiễn ứng dụng

Từ những năm 2018 và 2019, công ty CENINTEC cùng một số đơn vị liên quan đã chủ động ứng dụng giải pháp máy lọc cơ học vào thực tế quá trình nuôi tôm tại TPHCM và một số tỉnh thành lân cận. Tuy nhiên, qua quá trình thử nghiệm, cùng với việc nghiên cứu tài liệu tham khảo và tham vấn ý kiến từ chuyên gia, nhóm chuyên gia tại công ty CENINTEC nhận thấy còn một số hạn chế cần được nghiên cứu, cải tiến để các thiết bị lọc cơ học nhập ngoại hiện nay có khả năng ứng dụng có hiệu quả hơn trong thực tế sản xuất.

Đại diện công ty CENINTEC giới thiệu thiết bị lọc cơ học dạng trống phiên bản cải tiến đến các thành viên Hội đồng tư vấn nghiệm thu nhiệm vụ khoa học - công nghệ

TS Nguyễn Minh Hà, chủ nhiệm nhiệm vụ khoa học "Hoàn thiện thiết kế, công nghệ chế tạo thiết bị lọc cơ học dạng trống sử dụng trong nuôi tôm nước lợ" vừa được Sở KH&CN TPHCM nghiệm thu vào trung tuần tháng 7/2022 cho biết thiết bị lọc cơ học dạng trống về cơ bản giúp gom tụ chất thải rắn lại với mật độ rất cao so với nước trước khi lọc, qua đó giúp việc áp dụng các phương tiện cô đặc chất thải rắn để xử lý nhằm giảm ô nhiễm môi trường trở nên khả thi hơn. 

"Việc ứng dụng thiết bị lọc cơ học dạng trống để xử lý chất thải, nước thải trong ao nuôi tôm nước lợ là hoàn toàn mới, ưu việt hơn nhiều so với phương thức thay nước hiện được sử dụng rộng rãi", TS. Nguyễn Minh Hà chia sẻ, "Thiết bị lọc cơ học dạng trống có thể ứng dụng cho các mô hình nuôi tôm thâm canh và siêu thâm canh. Thiết bị lọc cơ học dạng trống mà công ty CENINTEC cải tiến, hoàn thiện đã được nghiên cứu nhằm tối ưu các thông số vận hành phù hợp cho ngành nuôi tôm, cụ thể là nâng cao năng suất lọc (thể hiện bằng lưu lượng lọc trong một đơn vị thời gian), tiết kiệm chi phí vận hành, giảm giá thành chế tạo, gia tăng độ tin cậy của thiết bị và tuổi thọ của các bộ phận công tác".

Là một phần của nhiệm vụ khoa học - công nghệ, TS. Nguyễn Minh Hà và cộng sự cũng đã hoàn thành báo cáo nghiên cứu các đặc tính của nguồn nước nuôi tôm để phục vụ nhu cầu cải tiến các giải pháp hệ thống lọc nước cơ học dạng trống đang được thương mại hóa và sử dụng rộng rãi ở các đơn vị nuôi trồng thủy sản. 

Nguyên mẫu sản phẩm và thiết kế lọc cơ học sau khi cải tiến (1 - Nắp trên; 2 - Nắp trước; 3 - Hộp điện; 4 - Hộp động cơ; 5 - Công tắc; 6 - Ống cấp nước; 7- Hai ổ đỡ trống lọc; 8 - Ống thoát nước thải; 9 - Trống lọc).

So với các máy lọc cơ học dạng trống thông dụng, thì giải pháp cải tiến do công ty CENINTEC đề xuất không chỉ khắc phục được những vấn đề thường gặp như năng suất lọc thấp, thường xuyên phải thay các cơ cấu vận hành và vệ sinh béc phun - lưới lọc, mà còn đáng chú ý ở việc đảm bảo hiệu năng - chất lượng lọc nhờ kết hợp với một bộ phận được bố trí phía trước máy lọc cơ học nhằm lọc vỏ tôm cũng như tôm chết trong nguồn nước. 

Bởi lẽ, theo đại diện nhóm triển khai nhiệm vụ khoa học - công nghệ, lột vỏ là một đặc điểm khác biệt quan trọng của quá trình sinh trưởng của tôm so với cá. Với số lượng nhiều và kích thước nhỏ, tôm chết thường xuyên hơn, đặc biệt là khi lột vỏ. 

"Với kích thước lớn hơn nhiều so với phân tôm và thức ăn thừa, vỏ tôm và tôm chết cần được loại bỏ ra khỏi nước trước khi được lọc bằng thiết bị lọc cơ học để gia tăng lưu lượng lọc (năng suất lọc) của thiết bị", TS. Nguyễn Minh Hà nhấn mạnh. 

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu cũng bổ sung số béc phun; vị trí đặt và tần suất, áp suất phun rửa để tối ưu việc vệ sinh cụm lưới lọc, tang trống. Đơn cử, so với giải pháp cũ, giải pháp mới sử dụng 11 béc phun, trong đó 2 béc phun nằm tại 2 đầu là loại quạt tam giác vuông giúp làm sạch khu vực mép trống lọc.

Quá trình di chuyển của dòng nước khi vào thiết bị lọc cơ học

Bên cạnh đó, để giảm thiểu trọng lượng của máy lọc, cũng như cải thiện độ bền của máy khi sử dụng trong môi trường nước mặn cũng như nước lợ, nhóm nghiên cứu tại công ty CENINTEC đã chủ động ứng dụng vật liệu nhựa cho một số bộ phận, cải tiến khả năng rửa tấm lọc, và thay đổi vị trí và tần suất hoạt động của đèn chiếu UV tích hợp. 

TS Nguyễn Minh Hà cho biết, máy lọc cơ học dạng trống là sản phẩm của nhiệm vụ có thể sử dụng lưới lọc với mắt lưới từ 37µm (mesh 400) đến 105µm (mesh 140) tùy theo yêu cầu của khách hàng. 

Kỹ sư Lê Đình Cẩn, thành viên nhóm triển khai nhiệm vụ - khoa học công nghệ thông tin thêm, thiết bị lọc cơ học sử dụng nguyên lý lọc cơ học dạng trống (gọi tắt là nguyên lý lọc trống) là một trong những nguyên lý xử lý nước thải, được sử dụng phổ biến rộng rãi trong các đơn vị nghiên cứu và các hệ thống nuôi trồng thủy sản đã được thương mại trên thế giới. Thiết bị gồm một trống lọc được bao phủ bởi một tấm lọc mịn với kích thước của các mắt lưới 37µm. Nước thải được đưa vào trống và khi tang trống quay, những hạt có kích thước lớn hơn mắt lưới sẽ được giữ lại trên bề mặt lưới lọc. Hệ thống vòi phun rửa ngược sẽ làm sạch những chất rắn lở lửng ở tấm lọc lưới, chất thải này sau đó được dẫn xuống máng thoát chất thải và đưa ra bên ngoài xử lý.

Sơ đồ nguyên lý thiết bị lọc cơ học dạng trống

Ở mức tổng quát, thiết bị lọc cơ học dạng trống gồm các thành phần: cụm khung, cụm truyền động, cụm làm sạch, cụm tang trống, cụm cấp nước và máng thoát chất thải, cụm tủ điện. 

Thiết kế 3D của thiết bị lọc cơ học

Quá trình ứng dụng máy lọc cơ học dạng trống (phiên bản cải tiến) vào thực tế nuôi tôm thẻ chân trắng siêu thâm canh tuần hoàn tại Huyện Cần Giờ (TPHCM) đã cho thấy, các chỉ tiêu sinh học của nước sau lọc đạt kết quả tốt, đáp ứng các tiêu chuẩn trong nuôi trồng thủy sản.

Về hiệu quả, đại diện công ty CENINTEC cho biết, năng suất lọc của máy đạt tối thiểu 60m3/h phụ thuộc vào tổng lượng chất rắn lơ lửng (TSS) của nước cần lọc; và chi phí điện năng thực tế trong 1 tháng là 450kW, tương ứng tổng chi phí điện là 615.000 đồng/tháng. Nhóm triển khai khẳng định, giải pháp lọc mới đã giúp giảm 30% - 50% lượng nước thay hằng ngày cho các ao nuôi có thể tích 500-1.000m3 nước.

Thiết bị lọc cơ học dạng trống được vận hành thực tế tại trang trại CENINTEC (huyện Cần Giờ, TPHCM)

Ngoài ra, các bộ phận xịt rửa bao gồm bơm và các béc phun bằng nhựa hoạt động tốt, lưới lọc sạch; thời gian cần cho hoạt động vệ sinh thiết bị lọc cơ học hằng ngày là 10 phút; công việc được thực hiện dễ dàng và thiết bị lọc cơ học được làm sạch do máng hứng chất thải và các nắp che có thể tháo rời. Đáng chú ý, tuổi thọ của lưới lọc với mắt lưới 37µm là 3,5 tháng với độ mặn của nước là 25ppt; thời gian dừng thiết bị lọc cơ học để thay lưới lọc là 18-20 phút.

Về hiệu quả kinh tế, đại diện nhóm triển khai nhiệm vụ cho biết: Với ao nuôi tròn thể tích 1.000m3, áp dụng cho 30 ngày trước khi thu hoạch, giả định lượng nước thay giảm 30%, tương ứng 150m3/ngày, thì ở mức chi phí xử lý 1m3 nước là 3.300 đồng, số tiền tiết kiệm được trong 1 tháng vận hành, sau khi trừ chi phí vận hành, chi phí bảo trì và chi phí khấu hao thiết bị là 10,554 triệu đồng/tháng. Do đó, với tổng chi phí đầu tư là 90 triệu đồng bao gồm chi phí mua thiết bị, chi phí lắp đặt đường ống, máy bơm… thì thiết bị được hoàn vốn trong chưa đến 9 tháng hoạt động. "Vì thế, việc triển khai thành công của dự án sẽ tạo ra nguồn cung thiết bị có giá thành rất cạnh tranh, chỉ vào khoảng 30-80% giá của các thiết bị ở cùng mức công suất, qua đó tạo điều kiện cho các đơn vị, tổ chức, cá nhân nuôi trồng thủy sản dễ dàng nâng cấp, bổ sung nhằm đáp ứng nhu cầu mở rộng sản xuất, đảm bảo chất lượng thành phẩm", đại diện công ty CENINTEC nhấn mạnh.

Có thể khẳng định rằng, giải pháp máy lọc cơ học dạng trống dùng cho nuôi tôm nước lợ vừa được công ty CENINTEC cải tiến, hoàn thiện và sản xuất thử nghiệm hàng loạt đã cho thấy trình độ cao của kỹ sư, chuyên gia Việt Nam trong lĩnh vực chế tạo các thiết bị cơ khí gắn liền với hoạt động nghiên cứu khoa học - công nghệ ứng dụng trực tiếp vào sản xuất nói chung, và nuôi trồng thủy sản nói riêng.