Mỗi loại thiết bị sục khí có ưu và nhược điểm. Sự kết hợp giữa sục khí quạt guồng và sục khí bơm chân vịt có thể đặc biệt hiệu quả trong các ao sâu. Hệ thống khuếch tán không khí phù hợp nhất cho các ao nhỏ. Lượng mức sục khí có thể tăng lên khi mức độ cho ăn tăng để duy trì năng lượng. Trong ao nuôi tôm thường có thể giảm sục khí từ giữa buổi sáng đến xế chiều. Nghiên cứu đã chứng minh có thể tiết kiệm năng lượng đáng kể bằng cách sử dụng hệ thống sục khí tự động.

Ao nuôi trồng thủy sản ngày càng chuyển đổi sang thâm canh, do vậy sử dụng thức ăn nhiều hơn và sục khí cơ học là cách thực hành phổ biến. Có nhiều loại hệ thống sục khí trong ao, nhưng hầu hết hoạt động theo một trong hai nguyên tắc.

Với sục khí “tóe nước”, nước văng vào không khí để tăng diện tích tiếp xúc giữa nước và không khí làm khuếch tán oxy từ không khí vào nước. Ngoài ra, các bong bóng khí có thể thoát vào trong nước từ máy khuếch tán đặt gần đáy ao. Với sục khí “bọt”, những bong bóng nhỏ nổi lên qua các cột nước, tạo ra một vùng bề mặt rộng cho sự khuếch tán oxy từ không khí bên trong các bong bóng vào trong nước. Cũng có những nỗ lực để phát triển hệ thống tiếp xúc oxy tinh khiết dùng cho ao, nhưng chưa sẵn có các thiết bị ưng ý.

Các loại sục khí

Các loại sục khí tóe nước phổ biến là bơm thẳng đứng (sục khí tuabin) và sục khí quạt guồng. Sục khí bơm cánh quạt-khuếch tán dựa trên nguyên tắc venturi để đưa các bong bóng không khí vào nước. Hệ thống sục khí khuếch tán không khí bao gồm một máy thổi không khí được nối bằng ống đến một mạng lưới khuếch tán trên đáy ao nhả bong bóng không khí nhỏ vào nước. Tất cả các loại sục khí này đã được sử dụng thành công trong nuôi trồng thủy sản, nhưng mỗi loại có một số ưu và nhược điểm nhất định thích hợp với một số ứng dụng này hơn là các ứng dụng khác.

Các loại sục khí bơm thẳng đứng không giúp nước lưu thông tốt và phù hợp nhất cho các ao diện tích nhỏ 0,25 ha hoặc nhỏ hơn. Sục khí quạt guồng đặc biệt rất thích hợp cho các ao lớn hơn do tạo dòng chảy mạnh, tuy nhiên cũng có thể sử dụng một cách hiệu quả các loại sục khí quạt guồng nhỏ hơn trong các ao nhỏ như là 0,1 ha. Độ sâu không phải là yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất của sục khí bơm thẳng đứng và quạt guồng, nhưng tốt nhất sử dụng trong ao có độ sâu nói chung vào khoảng 0,75 và 2,00 m.

Có thể sử dụng các loại sục khí bơm cánh quạt-khuếch tán ở đa dạng kích cỡ ao. Trong ao nông dưới 0,75 m, tuy nhiên có thể gây ra xói mòn ở đáy ao.

Các loại này có khả năng tạo ra sự lưu thông nước sâu trong các ao có độ sâu hơn 2,00 m. Sự kết hợp giữa sục khí quạt guồng và sục khí bơm cánh quạt-khuếch tán có thể hiệu quả nhất trong trộn nước ao, đặc biệt là ở các ao sâu.

Các hệ thống khuếch tán không khí có nhược điểm là hiệu suất kém ở các ao nước nông, vì thời gian lơ lửng của bong bóng trong nước quá ngắn nên khuếch tán ít oxy vào trong nước. Hơn nữa, các hệ thống này không phù hợp cho các ao nuôi lớn bởi vì chiều dài ống quá dài và sử dụng nhiều ống khuếch tán. Các hệ thống khuếch tán không khí thích hợp nhất cho các ao rộng 0,25 ha hoặc nhỏ hơn. Những loại sục khí này đặc biệt hợp lý với các cụm liên kết các ao nhỏ trong đó một máy thổi khí có thể cung cấp không khí đến các ống khuếch tán ở nhiều ao.

Một số nhà sản xuất đặt hệ thống khuếch tán không khí ở phía trước sục khí quạt guồng. Trong ao điển hình, nước quá nông để tạo sự vận chuyển ôxy hiệu quả bằng sục khí khuếch tán không khí. Theo ý kiến ​​của tác giả có thể hiệu quả hơn là đơn giản đầu tư dùng nhiều sục khí quạt guồng hơn là lắp đặt các hệ thống khuếch tán không khí để hỗ trợ sục khí quạt guồng.

Cũng có thể sử dụng một số loại máy bơm thổi khí trong ao nuôi thủy sản. Dù tạo được lưu thông cột nước theo chiều dọc thì các loại máy này không phải là sục khí thực sự. Các bong bóng nổi lên trong ống thổi khí cung cấp thêm oxy, nhưng lượng oxy vận chuyển tính trên một đơn vị năng lượng ít hơn nhiều so với các loại sục khí tiêu chuẩn.

Hiệu suất vận chuyển oxy

Hiệu suất vận chuyển oxy của các loại sục khí cơ học trong các ao khác nhau trong ngày liên quan đến nồng độ oxy hòa tan. Nồng độ oxy hòa tan thường thấp nhất lúc sắp bình minh, tăng lên trong ngày đến đỉnh điểm vào giữa buổi chiều và sau đó giảm vào ban đêm.

Sục khí hữu hiệu nhất trong việc chuyển oxy vào nước khi không có oxy hòa tan và giảm hiệu suất khi nồng độ oxy hòa tan tăng lên. Khi nước đã bão hòa với oxy hòa tan, sục khí làm ngừng chuyển oxy vào nước. Khi nước quá bão hòa với oxy hòa tan – thường xảy ra vào buổi chiều – sục khí làm tăng tốc độ khuếch tán oxy từ nước vào không khí.

Nồng độ oxy hòa tan tối thiểu có thể chấp nhận được đối với các ao nuôi trồng thủy sản trước kia là 2 mg/L cho hầu hết các loài nước ấm. Tuy nhiên, dựa trên kinh nghiệm và các kết quả nghiên cứu, quan điểm này đã thay đổi. Ngày nay, nhiều nhà nghiên cứu cảm thấy rằng nồng độ oxy hòa tan trong các ao nước ấm không nên giảm xuống dưới 4 mg/L. Vi khuẩn nitrat hóa không hoạt động tốt khi nồng độ oxy hòa tan giảm xuống 2 hoặc 3 mg/L theo chuẩn hàng ngày. Do đó, việc duy trì nồng độ oxy hòa tan trên 4 mg/L cũng thúc đẩy quá trình oxy hóa nitơ amoniac có khả năng gây độc thành nitrat tương đối vô hại.

Sục khí và hệ sinh vật ao

Hầu hết các nhà sản xuất có xu hướng coi sục khí là một phương tiện cung cấp thêm oxy cho quá trình hô hấp của các loài nuôi để có thể tăng năng suất vụ chưa thu hoạch. Đúng là vậy nhưng sục khí cũng cung cấp oxy cho vi sinh vật sử dụng để phân hủy thức ăn thừa, phân và sinh vật phù du chết. Sinh vật phù du sống cũng sử dụng oxy cho hô hấp.

Dù các thành phần tảo của sinh vật phù du tạo ra nhiều ôxy qua quá trình quang hợp hơn là sử dụng oxy trong hô hấp ban ngày nhưng tảo tiếp tục hô hấp vào ban đêm. Ngược lại, sự sản xuất oxy ngừng lại trong quá trình quang hợp tối.

Có rất nhiều sự cạnh tranh giữa vi sinh vật và các loài nuôi đối với oxy hòa tan được đưa vào nước nhờ sục khí. Cuộc cạnh tranh này không thay đổi nhiều liên quan đến mật độ nuôi trong ao nước xanh, bởi vì lượng chất thải hữu cơ và sinh vật phù du có xu hướng tăng tỷ lệ thuận với sự gia tăng mức độ cho ăn.

Sục khí và thức ăn thủy sản

Căn cứ nhu cầu oxy sinh hóa của thức ăn (khoảng 1,2 kg oxy/kg thức ăn) và hiệu suất vận chuyển oxy trung bình của các loại sục khí, cần sục khí khoảng 1 hp cho mỗi 10 kg/ha thức ăn tăng thêm hàng ngày đưa vào ao để duy trì nồng độ oxy hòa tan vào ban đêm trên 4 mg/L.

Hầu hết các ao có thể duy trì vụ nuôi chưa thu hoạch một cách an toàn là 1.000 kg/ha không có sục khí, tương ứng lượng thức ăn đầu vào hàng ngày là khoảng 30 kg/ha ở hầu hết các ao. Vì vậy, nếu mục tiêu để sản xuất 6.000 kg/ha (180 kg thức ăn/ha/ngày ở đầu vào 3% trọng lượng thân / ngày), hiệu suất sục khí ở cuối vụ nên vào khoảng 15 hp/ha. Tất nhiên, nếu mong muốn một hệ số an toàn thì sục khí vào cuối vụ có thể căn cứ trên toàn bộ lượng thức ăn đầu vào là ở mức 18 hp/ha. Lượng mức sục khí có thể tăng khi mức độ cho ăn tăng để bảo toàn năng lượng hơn là sử dụng toàn bộ lượng mức sục khí trong suốt thời gian nuôi.

Trong nuôi cá rô phi có thể chấp nhận nồng độ oxy hòa tan tối thiểu thấp hơn 2 hoặc 3 mg/L. Hình thức nuôi này giảm lượng mức sục khí cần có cho mỗi 10 kg/ha thức ăn tăng thêm tương ứng với 0,5 hp hoặc 0,75 hp.

Trong nuôi cá thường có thể cho phép tắt sục khí giữa buổi sáng và không mở lại cho đến đầu chiều tối. Tôm sống dưới đáy ao – nơi mà nồng độ oxy hòa tan thấp nhất và sự chuyển động của nước có oxy ngang qua đáy ao rất có lợi. Tuy nhiên, thường có thể giảm lượng mức sục khí trong ao nuôi tôm từ giữa buổi sáng đến đầu chiều tối.

Bố trí sục khí

Người nuôi thường xuyên hỏi về những cách tốt nhất để xác định vị trí lắp đặt sục khí trong ao và rõ ràng không có kết quả nghiên cứu cuối cùng để cho một câu trả lời có thể biện minh được. Trong các ao cá có thể chấp nhận đặt một hoặc nhiều sục khí lớn ở một đầu ao, bởi vì cá sẽ di chuyển vào vùng nước có oxy. Nếu ao hình chữ nhật, sục khí nên đưa dòng nước dọc theo trục dài của ao. Tôm không di chuyển đến vùng nước có oxy như là cá, vì vậy cách hợp lý là sử dụng nhiều sục khí nhỏ để cung cấp sự thông khí tương đối đều khắp toàn bộ diện tích ao.

Trước kia, sục khí được bố trí trong các ao nuôi tôm để tạo một dòng chảy vòng tròn, nhưng kiểu này thường tạo cặn lắng ở vùng giữa ao. Người nuôi tôm bây giờ có xu hướng lắp đặt sục khí tương đối đều khắp bề mặt ao để bùn cặn lắng lan đều hơn trên đáy. Cho dù áp dụng mô hình lắp đặt sục khí nào thì đều cần phải chú ý giữ cho dòng nước mạnh không làm xói mòn bờ và tăng cặn lắng đọng trên đáy ao.

Theo dõi oxy hòa tan

Thực hiện đo oxy hòa tan thường xuyên trong ao có sục khí để đảm bảo đủ lượng mức sục khí nhằm tránh nồng độ thấp không mong muốn. Có thể sử dụng các hệ thống tự động để tắt và mở sục khí tùy theo điểm đặt oxy hòa tan cao hơn và thấp hơn. Lợi ích thứ hai của bộ điều khiển sục khí là có thể lưu lại nồng độ oxy hòa tan theo thời gian.

Nghiên cứu đã chứng minh có thể tiết kiệm năng lượng đáng kể bằng cách sử dụng hệ thống sục khí tự động. Chi phí của các bộ điều khiển này đã giảm xuống và độ tin cậy tăng lên trong những năm gần đây. Tại Mỹ, rất nhiều người nuôi cá da trơn đã chấp nhận sử dụng hệ thống sục khí tự động.

Theo Bio Aqua