Giám sát chất lượng nước trong hệ thống tuần hoàn nước nuôi trồng thủy sản (RAS)
Quan trắc chất lượng nước trong hệ thống tuần hoàn nước nuôi trồng thủy sản
Hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (Recirculating Aquaculture Systems – RAS) là hệ thống ứng dụng công nghệ xử lý nước, trong đó nước được tái sử dụng thông qua các biện pháp xử lý cơ học và sinh học để giảm lượng nước tiêu thụ và duy trì chất lượng nước. Chất lượng nước phù hợp là điều tối quan trọng để đảm bảo sự tăng trưởng và sống còn của các loài thủy sản được nuôi trong RAS.
Theo cách giám sát thông thường, các thông số chất lượng nước được đo theo khoảng thời gian nhất định bằng cách sử dụng cảm biến thủ công, lấy mẫu và phân tích trong phòng thí nghiệm, yêu cầu kĩ thuật cao, tốn thời gian, sai số lớn do qua nhiều thao tác xử lý.
Hiện nay, có nhiều loại cảm biến và thiết bị quan trắc để giám sát, theo dõi các thông số chất lượng nước theo thời gian thực một cách thường xuyên, liên tục. Tuy nhiên, những hệ thống, thiết bị hiện đại này đòi hỏi hiệu chuẩn, bảo trì thường xuyên, cần nhân sự có kỹ thuật cao để sử dụng.
Công ty TNHH Khoa học Kỹ thuật Thịnh Phát, chúng tôi cung cấp các cảm biến, thiết bị quan trắc có độ bền, độ chính xác cao, giá cả cạnh tranh. Đặc biệt, cách sử dụng và giao diện sử dụng rất thân thiện và dễ dàng với người dùng, không cần yêu cầu nhân lực có kỹ thuật cao để sử dụng thiết bị.
Các thông số chất lượng nước
Trong ngành nuôi trồng thủy sản, các thông số khác nhau cần được theo dõi và đo lường để biết được các điều kiện đặc trưng của nước ao nuôi. Chúng bao gồm pH, nhiệt độ, oxy hòa tan, độ mặn và độ đục.
Sự biến động một trong các thông số chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe, sự tăng trưởng và khả năng tiêu thụ thức ăn của các loài được nuôi. Ví dụ, oxy hòa tan ảnh hưởng đến mức tiêu thụ thức ăn, hiệu quả chuyển đổi thức ăn, quá trình trao đổi chất và tăng trưởng của cá.
Biến động nhiệt độ ảnh hưởng đến việc tiêu thụ thức ăn và gây ra căng thẳng dẫn đến bùng phát dịch bệnh. Tương tự, độ pH có thể bị ảnh hưởng bởi vi khuẩn, hàm lượng CO2 và một số hóa chất trong hệ thống. Độ pH thấp của nước có thể gây nguy hiểm cho các loài thủy sinh.
Đo lường chất lượng nước
Muốn nuôi trồng thủy sản thâm canh thành công đòi hỏi tối thiểu phải quan trắc các thông số chất lượng nước nêu trên. Trong những năm gần đây, hệ thống, thiết bị, tự động hóa và giám sát đã được cải tiến và phát triển, trở nên phổ biến để dễ dàng tiếp cận đa dạng đối tượng, lĩnh vực sử dụng.
Sự phát triển của công nghệ thông tin và công nghệ chết tạo cảm biến với chi phí thấp đã làm tăng tính khả thi của việc quan trắc các thông số chất lượng nước qua mạng cảm biến không dây (WSN).
Quan trắc chất lượng nước theo thời gian thực là điều cần thiết, quan trọng để đảm bảo quản lý các ao nuôi ứng dụng công nghệ RAS hiệu quả về mặt kinh tế và đảm bảo hiệu suất chăn nuôi cao. Ngành nuôi trồng thủy sản đang dần chuyển đổi sang xu hướng ứng dụng các hệ thống điều khiển bằng máy tính và quan trắc tự động từ xa.
Tần suất quan trắc
Quan trắc chất lượng nước bao gồm nhiều thông số. Một số thông số chất lượng nước đòi hỏi quan trắc liên tục (ví dụ: oxy hòa tan, CO2, pH) để ngăn chặn, hạn chế rủi ro trong RAS, trong khi một số khác có thể được giám sát ít thường xuyên hơn (ví dụ: mùi lạ, nguyên tố vi lượng, kim loại).
Tuy nhiên, hệ thống quan trắc trực tuyến đa chỉ tiêu chưa đa dạng và phổ biến, đặc biệt với giá thành rất cao.
Đo ghi dữ liệu theo thời gian thực
Theo báo cáo về một số phương pháp theo dõi chất lượng nước. Thông thường, chỉ đo lường các thông số chất lượng nước cơ bản (ví dụ: DO, pH, nhiệt độ) ảnh hưởng đáng kể đến sự sống còn của các loài thủy sản.
Với sự cải tiến đa dạng của các hệ thống quan trắc, chẳng hạn như hệ thống quan trắc nuôi trồng thủy sản từ xa, đạt được khoảng cách truyền dữ liệu đi xa, liên lạc nhanh và truyền chất lượng cao với công nghệ 4G. Trong tương lai, công nghệ 5G sẽ tăng cường hơn nữa cho việc truyền dữ liệu một cách nhanh hơn.
Internet vạn vật (IoT) ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản
Thời gian gần đây, Internet vạn vật (IoT) đã trở nên phổ biến. Tất cả mọi thiết bị đều có thể kết nối với Internet từ Tivi, tủ lạnh… những đồ dụng gia dụng phổ biến trong các hộ gia đình. Trong nuôi trồng thủy sản cũng không ngoại lệ, IoT đã được ứng dụng để quan trắc mực nước và điều chỉnh bơm theo thời gian thực.
Các hệ thống IoT trong ngành nuôi trồng thủy sản thường sử dụng công nghệ mạng không dây với phạm vi bao phủ rộng và khả năng mở rộng cao. Những công nghệ này bao gồm Zigbee, Bluetooth và GPRS/CDMA/sự phát triển dài hạn khi có công nghệ mới xuất hiện.
Sự kết hợp giữa công nghệ kỹ thuật số và việc sử dụng IoT chuyển đổi mô hình canh tác truyền thống thành mô hình canh tác thông minh. Trong nuôi trồng thủy sản thông minh, việc tích hợp trí tuệ nhân tạo và hệ thống IoT giúp quản lý rủi ro tốt hơn, nâng cao chất lượng sản xuất thủy sản và đảm bảo sự sống còn.
Kết luận
“Mặc dù có sẵn một số tùy chọn nâng cao để theo dõi các thông số chất lượng nước cơ bản, nhưng các phép đo theo thời gian thực của các thông số khác vẫn cần được phát triển thêm”.
Sự phát triển của công nghệ thông tin và công nghệ chế tạo cảm biến chi phí thấp đã cho phép quan trắc chất lượng nước qua mạng không dây, hệ thống giám sát trực tuyến và ứng dụng IoT cho phép giám sát theo thời gian thực, thu thập và lưu trữ dữ liệu tự động.
Các hệ thống thông minh có thể dự đoán trước các vấn đề dựa trên sự thay đổi chất lượng nước. Các tín hiệu cảnh báo sớm rất có giá trị, quan trọng để nhà quản lý phát hiện những bất thường và hành động trước khi các vấn đề nghiêm trọng phát sinh. Tuy nhiên, nhiều cảm biến và hệ thống giám sát hiện đại yêu cầu người dùng có năng lực kỹ thuật cao và bảo trì và hiệu chuẩn thường xuyên.
Tất cả các hệ thống giám sát dựa trên IoT mới đều có thể giám sát các thông số chất lượng nước cơ bản (DO, pH, nhiệt độ, độ đục và độ mặn), đủ cho mục đích giám sát thường xuyên. Tuy nhiên, các thông số khác yêu cầu cao hơn (ví dụ: mùi lạ, nồng độ cortisol) vẫn cần được lấy mẫu và xử lý trong phòng thí nghiệm chứ không thể thực hiện đo liên tục theo thời gian thực.
Công ty TNHH Khoa học Kỹ thuật Thịnh Phát cung cấp thiết bị quan trắc trực tuyến với giá cả rất hợp lý. Các thiết bị quan trắc trực tuyến được chúng tôi tự sản xuất và cải tiến, đảm bảo đem đến trải nghiệm tốt nhất, hiệu quả, chính xác nhất. Một số mẫu thiết bị quan trắc sẵn có của chúng tôi:
- Bộ điều khiển Oxy hòa tan trực tuyến DO-TP0523
- Bộ điều khiển pH trực tuyến pH-208B3
- Bộ điều khiển độ mặn Sal – 350
- Bộ điều khiển TSS TP – 680
- Bộ điều khiển đo độ đục trực tuyến TP – 600
Và nhiều sản phẩm khác…
Các sản phẩm trên đều được tích hợp công nghệ IOT (Internet of Things) theo dõi, quan trắc thông số trực tuyến theo thời gian thực. Ngoài ra còn có chức năng hiển thị thông số theo dạng biểu đồ, phân tích, đánh giá chất lượng nước theo thời gian, chức năng cảnh báo người dùng khi thông số vượt quá ngưỡng đã thiết lập. Và tự động bật / tắt điều khiển các thành phần phụ nhằm duy trì độ ổn định của chất lượng nước, hạn chế những sai sót chủ quan, bất cẩn do yếu tố con người.
