Nghiên cứu ứng dụng bơm sục khí để vận hành aquaponics

Tóm tắt

Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu sử dụng bơm sục khí trong vận hành aquaponics, một mô hình đang được ứng dụng và phát triển trong sản xuất xanh các sản phẩm nông nghiệp hữu cơ. Bơm sục khí (Airlift pump/Aerolifts), được dùng nhiều để bơm chất lỏng trong khai thác khoáng sản như bơm nước từ giếng khoan, từ giếng dầu bơm nước thải…, gần đây nó được sử dụng để vận hành hệ thống aquaponics.  

Bơm sục khí (aerolifts) tuy có hiệu suất không cao, ít được ứng dụng với hệ thống có chiều sâu lớp nước thấp, nhưng nó có nhiều ưu điểm không tồn tại ở các loại bơm khác, do không có các bộ phận chuyển động nên không cần bôi trơn, bít kín; cấu tạo đơn giản, nhỏ gọn, dễ bảo dưỡng, thuận tiện với hệ có huyền phù … Aerolifts còn phát huy được vai trò vừa vận chuyển chất lỏng, vừa làm bão hòa hàm lượng oxy hòa tan trong nước, điều đó rất cần cho các cơ thể sống có trong cả 3 thiết bị của aquaponics. Khi đó aerolifts đã tích hợp được bơm, bộ phận sục khí và hệ thống ống dẫn của aquaponics (xem hình 1) thành một thiết bị nhỏ gọn. Để phát huy được những ưu điểm đó, cần chọn chế độ vận hành bơm sục khí đúng đắn, nếu không sẽ làm giảm hiệu suất và tăng chi phí vận hành. Bằng thực nghiệm tiến hành trên bơm sục khí có ống nâng với đường kính khác nhau D = (24, 30, 36, 48) mm, chiều cao (h+H) = 2000 mm, ống dẫn khí d =15 mm, áp suất khí nén (0,5 – 4,0) kg/cm²; lưu lượng khí V = (0,1 – 1,0) m³/h; năng suất bơm Q = (5 – 39) l/ph. Kết quả thu được cho thấy với đường kính ống nâng bằng (30 – 36) mm sẽ cho chiều cao nâng lớn nhất; hệ số nhúng bằng 0,285 sẽ có năng suất bơm cực đại (25 – 30) lít/phút tương ứng khi lưu lượng khí (0,8 – 0,9) m³/h, ở áp suất nén khác nhau.