ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ KHOA MÔI TRƢỜNG TÀI LIỆU HƢỚNG DẪN QUI TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP BẰNG TẢO TETRASELMIS SP. VÀ NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ THUỘC ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP BẰNG TẢO TETRASELMIS SP. VÀ NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ QUI MÔ PILOT ” CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI : ThS. DƢƠNG THỊ THÀNH THÁNG 8 NĂM 2012 BK TP. HCM ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ KHOA MÔI TRƢỜNG TÀI LIỆU HƢỚNG DẪN QUI TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP BẰNG TẢO TETRASELMIS SP. VÀ NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ THUỘC ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP BẰNG TẢO TETRASELMIS SP. VÀ NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ QUI MÔ PILOT ” Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài: SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Cơ quan thực hiện đề tài: TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM THÁNG 8 NĂM 2012 BK TP. HCM Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM 1 I. MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, nghề nuôi tôm đang đứng trứơc thách thức lớn như: tình hình bệnh tôm ngày càng bùng phát mạnh mẽ, nhiều vùng nuôi bị ô nhiễm cục bộ, thị trường tôm nhiều biến động bất lợi cho người nuôi, nhiều hộ ngư dân nuôi thua lỗ kéo dài nhiều năm bên cạnh nhiều địa phương ngư dân nuôi tôm có lãi, vẫn còn hộ dân nuôi tôm bị bệnh dịch không cho thu hoạch, nợ ngân hàng nhiều tỷ đồng không có khả năng thanh toán nhiều năm, nguy cơ tái nghèo xảy ra ở nhiều địa phương. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng trên, một trong nguyên nhân chính do phát triển mô hình nuôi thâm canh tôm quá mức đã thải ra một lượng lớn các chất hữu cơ vượt quá sức tải của môi trường, dịch bệnh xảy ra trên diện rộng và dai dẳng, chất lượng nước vùng nuôi bị ô nhiễm nghiêm trọng. Các nghiên cứu cho thấy trong hệ thống thâm canh tôm chỉ có 15 - 20% thức ăn được dùng để phát triển mô động vật phần còn lại thất thoát như thức ăn dư thừa, sự bài tiết của tôm ra môi trường [Boyd (1998)]. Chất dinh dưỡng nitơ và photpho là 2 nhân tố tác động mạnh đến môi trường nước trong ao nuôi tôm. Theo công bố của nhiều nghiên cứu cho rằng có khoảng 63 - 78% nitơ và 76 - 80% photpho cho tôm ăn bị thất thóat vào môi trường. Nước thải nuôi tôm mang theo một lượng lớn hợp chất nitơ, photpho và các chất ô nhiễm khác gây nên sự phú dưỡng, tăng sức sản xuất ban đầu và phát triển của vi khuẩn. Các hợp chất hữu cơ trong nước thải sẽ làm giảm ôxy hoà tan và tăng nồng độ các chất COD, BOD, sulfit hydrogen và amoniac trong nước gây ảnh hưởng tới hệ sinh thái. Như vậy lượng nước thải tư nuôi tôm gây tác động tiêu cực đến đời sống con tôm, môi trường xung quanh và kinh tế xã hội. Phát triển diện tích nuôi tôm chỉ là điều kiện cần, và sẽ không bền vững nếu không kết hợp với kiểm soát môi trường. Một trong những hướng giải quyết được đặt ra cho vấn đề kiểm soát môi trường là xử lý nước thải. Xử lý nước từ hoạt động nuôi tôm đang là nhu cầu cần thiết và cấp bách. Nước thải nuôi tôm giàu dinh dưỡng, lưu lượng lớn, thải theo chu kì giải pháp xử lý theo công nghệ hồ sinh học đã được triển khai ở nhiều nước trên thế giới và trong nước. Tài liệu này nhằm hướng dẫn người nuôi tôm thực hiện mô hình nuôi tôm bền vững, trong đó sử dụng tảo Tetraselmis sp. có khả năng phát triển trong nước thải nuôi tôm, có giá trị dinh dưỡng và hàm lượng protein cao, để xử lý nước thải và tái sử dụng chất dinh dưỡng. Các hoạt động sinh học trong hồ xử lý nước thải có tảo Tetraselmis sp. lấy đi các chất hữu cơ và dinh dưỡng của nước thải nuôi tôm chuyển đổi thành chất dinh dưỡng trong tế bào tảo qua quá trình quang hợp. Nhuyễn thể nuôi trong hồ thu hồi sinh khối tảo làm thức ăn tăng trọng lượng. Việc phối hợp tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh xử lý nước thải nuôi tôm đã tận dụng triệt để lượng thức ăn dư thừa trong nước thải nuôi tôm tăng thêm lợi nhuận đồng thời hạn chế tác động tiêu cực ô nhiễm nguồn nước, góp phần bảo vệ môi trường và Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM 2 phát triển nghề nuôi tôm bền vững. II. NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP VÀ VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG Phát triển nuôi tôm công nghiệp đã tác động không nhỏ đến môi trường. So sánh với các hệ thống nuôi thâm canh khác, sản lượng lớn tôm công nghiệp cao hơn, do đó cùng sản lượng thì diện nuôi ít hơn. Nhưng sự tập trung tôm nuôi mật độ cao cần phải cung cấp cho ao nuôi lớn năng lượng, thức ăn hóa chất. Tương ứng chất thải từ các ao nuôi cũng khá lớn. Số lượng, chất lượng nước thải từ hệ thống nuôi thủy sản phụ thuộc vào đặc điểm đối tượng nuôi và thức ăn đã sử dụng trong khi nuôi. Tác động môi trường phụ thuộc vào điều kiện thủy văn nguồn nước và tính nhạy cảm của thủy vực tiếp nhận. Chất thải từ hệ thống nuôi thâm canh bao gồm phân, thức ăn dư thừa, chất dinh dưỡng hòa tan, hóa chất và mầm bệnh. Lượng chất thải nuôi tôm thải ra môi trường phụ thuộc vào số lượng tôm trong ao, mật độ nuôi, thành phần thức ăn đưa vào, khả năng bắt mồi và khả năng sử dụng thức ăn của tôm trong ao. Lượng Nitrogen, Photpho và chất hữu cơ tạo ra bởi một tấn tôm trong nuôi thâm canh thay đổi theo hệ số chuyển đổi thức ăn FRC (feed conversion ratio) của tôm như bảng sau: Bảng 2.1: Quan hệ giữa lượng (kg) chất thải tạo ra bởi 1 tấn tôm nuôi thâm canh FCR Hợp chất hữu cơ Nitrogen Photphorus 1,0 500 26 13 1,5 875 56 21 2,0 1250 87 28 2,5 1625 117 38 Nguồn: Anonymous, 1993 Đặc tính nước thải nuôi tôm có nồng độ hợp chất hữu cơ, lưu lượng lớn xả thải theo chu kì tham khảo bảng 2.2, 2.32.4 Bảng 2.2: Tổng hợp tính chất nước thải nuôi tôm công nghiệp Số ký hiệu ao 22 38 1 1 1 1 1 1 1 Thời gian nuôi (th) 2,0 2,0 3,9 3,9 3,9 3,9 3,9 4 4 Mật độ (con/m 2 ) 30 75 30 40 50 60 70 50-60 80-100 Total N nd nd 3,55 4,04 14,9 20,9 17,1 17,8 22,3 Total P nd nd 0,18 0,25 0,53 0,49 0,32 1,6 2,5 BOD 5,4 7,1 10,0 11,4 28,9 33,9 28,8 47,4 49,4 COD 27,6 39,0 - - - - - - - TSS 184 214 92 114 461 797 498 665 966 Nitrate 0,02 0,03 0,07 0,06 0,15 0,15 0,15 0,3 0,9 Nitrite 0,01 0,01 0,02 0,01 0,06 0,08 0,08 0,07 0,33 Chlorophyll (ug/l) 76 140 70 110 350 460 350 460 990 Nguồn: http://www.dbc.uci.edu/~sustain/suscoasts/chapter5.htm Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM 3 Bảng 2.3: Đặc điểm của nước thải nuôi tôm so với nước thải sinh hoạt (mg/l) TT Chất ô nhiễm Nước thải nuôi tôm Nước thải sinh hoạt Nghiên cứu 2 Nghiên cứu 1 Chưa xử lý XL sơ bộ Đã xử lý 1 BOD 5 4 – 10,2 7,4-8,4 300 200 30 2 TN 0,03-1,24 2,19-3,45 74 60 40 3 TP 0,011-2,02 0,29-0,40 20 15 12 4 SS 30-225 120-165 - 500 15 Nguồn Beveridge et al. 1997 Bảng 2.4: Tổng hợp lượng nước thải phát sinh trong nuôi thủy sản Hình thức nuôi Sản lượng (T/ha) Lượng nước thải (m 3 /tấn sản phẩm) Nuôi tôm bán công nghiệp tại Taiwan 4,1 - 11,0 11.000 - 21.430 Nuôi tôm công nghiệp tại Taiwan 12,6 - 27,4 29.000 - 43.000 Nuôi công nghiệp common carp tại Nhật bản 1.443 740.000 Nguồn: http://www.dbc.uci.edu/~sustain/suscoasts/chapter5.htm Trong nuôi tôm thâm canh, thức ăn công nghiệp có thành phần nitơ, phốt pho và chất hữu cơ cung cấp cho tôm, chỉ có 17% trọng lượng khô của thức ăn được chuyển hoá thành khối lượng của tôm, phần còn lại phát sinh dưới dạng chất bài tiết, phân, chất hoà tan, chất khoáng [Primavera, 1993]. Tác động của nó đến môi trường được ước tính 45% Nitơ, 22 % chất hữu cơ. Thông thường các hợp chất Nitơ, phốt pho và chất hữu cơ bị lắng đọng dưới đáy ao và tích lũy trong ao với khối lượng khoảng 200t/ha (trọng lượng khô) [Briggs và cs.1994]. Trong quá trình chuẩn bị ao giữa các vụ nuôi phần trên mặt, đáy ao nuôi được vệ sinh và chuyển chất thải ra kênh dẫn nằm trong khu vực nuôi như vậy, chất dinh dưỡng tiếp tục được thoát ra môi trường ngoài. Sản lượng tôm lớn và thức ăn cho vào ngày càng tăng dẫn đến chất lượng môi trường nước trong ao nuôi ngày càng xấu, tổng N, P, BOD ngày càng gia tăng. Chất lượng của nguồn tiếp nhận có thể bị ảnh hưởng nếu chất thải vượt quá khả năng xử lý chất thải của nó, đặc biệt nguồn nước này có thể vẫn phải lấy làm nước cấp cho quá trình nuôi. Theo Lin (1989) quá trình ô nhiễm như trên là nguyên nhân cơ bản gây chết tôm hàng loạt và dẫn đến sự đổ vỡ của nghề nuôi tôm tại Đài Loan. Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM 4 Theo tính toán thời điểm giai đoạn cuối chuẩn bị thu hoạch tôm cứ 1kg thức ăn cho cung cấp cho tôm sẽ phát sinh 0,3kg phân dạng khô (bằng 1,5kg phân dạng ướt); lượng Amoni bài tiết ra khoảng 26-30g/1kg thức ăn, 17 g N/kg phân huỷ từ phân. Tổng cộng 1 kg thức ăn sinh ra 43 – 47 g N-NH 4 . Tổng khối lượng nitơ và photpho sản sinh trên 1ha trại nuôi tôm bán thâm canh có sản lượng 2 tấn tương ứng khoảng 113kg N và 43kg P, trong hệ thống nuôi thâm canh thì khối lượng này tăng gấp từ 7 - 31 lần [Briggs và cs]. Nuôi tôm công nghiệp sử dụng thức ăn công nghiệp giàu đạm nhưng không phải tất cả được chuyển thành sản phẩm của tôm. Theo Funge-Smith và Briggs (1998) Hargreaves (1998) các qui trình tốt nhất hiện nay tôm cá chỉ hấp thu trung bình khoảng 25% lượng thức ăn mà chúng tiêu thụ vào cơ thể, 75% còn lại sẽ được cơ thể sinh vật thải ra môi trường nuôi chủ yếu dưới dạng Ammonia. Theo nghiên cứu của Boyd (1998) khoảng 15-20% hàm lượng nitơ, phôtpho và chất hữu cơ trong thức ăn nuôi tôm được sử dụng vào phát triển mô động vật, 15% tổng lượng thức ăn hao hụt do không ăn hết và thất thoát, còn lại 40 - 45% được sử dụng trong quá trình chuyển hoá bình thường, duy trì và lột vỏ. Khi thức ăn cung cấp cho tôm quá nhiều, nước không ổn định, thức ăn dễ tan, thức ăn khó hấp thu làm tăng hàm lượng các chất chứa nitơ, phốt pho trong môi trường ao nuôi là những yếu tố làm phú dưỡng hóa nguồn nước. Khi thực vật phát triển mạnh, tảo tàn sẽ là nguy cơ làm môi trường nước trong ao nuôi trở lên trầm trọng, các yếu tố môi trường biến đổi nhanh, tôm dễ bị sốc, chất độc dạng amoni, H 2 S phát sinh nhanh và tích tụ nhiều. Ngoài việc sinh ra chất độc thì chất thải là nơi phát sinh các dòng vi khuẩn gây bệnh cho tôm đặc biệt là bệnh đen mang, mòn đuôi, cụt râu III. SỬ DỤNG TẢO VÀ NHUYỄN THỂ ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP 3.1 Xử lý nước thải bằng tảo Tảo là nhóm thực vật bậc thấp có khả năng quang hợp sử dụng năng lượng mặt trời để tổng hợp lên cấu trúc cơ thể mình từ các thành phần vô cơ. Cấu trúc cơ thể ở dạng đơn bào hoặc đa bào; tảo có tốc độ sinh trưởng nhanh, thời gian nhân đối tế bào có thể được tính theo giờ đặc biệt chúng có thể chịu đựng được sự thay đổi lớn của môi trường. Nhiều loài tảo có khả năng phát triển trong nước thải và thành phần giàu dinh dưỡng. Sự có mặt của vi tảo trong các hồ xử lý sinh học có tác dụng làm giảm chất gây ô nhiễm. Thông qua quá trình quang hợp, vi tảo sử dụng chất vô cơ trong nước thải như: NH 4 + , NO 3 - , CO 2 , PO 4 3- , cũng như các chất vô cơ do hoạt động của các vi sinh vật phân giải chất hữu cơ ô nhiễm trong ao, hồ tạo ra để tăng trưởng, đồng thời thải ra O 2 cung cấp cho các vi khuẩn hiếu khí, làm tăng cường quá trình oxy hoá các chất hữu cơ. Ammonia trong nước thải là nguồn đạm chính cho tảo tổng hợp nên protein của tế bào thông qua quá trình quang hợp. Vi sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ quá trình quang hợp của tảo để phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ. Các chất dinh dưỡng và CO 2 thải ra Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM 5 từ quá trình phân hủy này lại là nguồn thức ăn cho tảo. Mối quan hệ cộng sinh giữa vi sinh vật và tảo trong hồ xử lý được trình bày trong hình dưới Trong thực tế người ta đã sử dụng tảo để xử lý nước thải và tái sử dụng chúng như là thực phẩm giàu dinh dưỡng. Sử dụng tảo xử lý nước thải được coi là một phương pháp hữu hiệu để chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng của cơ thể sống. Ngoài ra sự phát triển của tảo làm hạn chế sự phát triển một số mầm bệnh do quá trình phát triển làm biến đổi pH môi trường, các chất do tảo tiết ra, tăng sự tiếp xúc của mầm bệnh với tia uv trong ánh sáng mặt trời. [Lê Hoàng Việt, 2005]. Nghiên cứu ứng dụng tảo để xử lý nước thải trên thế giới được thực hiện từ những năm 50. Trong hoạt động quang hợp của mình vi tảo thu nhận một lượng lớn khí CO 2 , các muối dinh dưỡng để tổng hợp lên cấu trúc cơ thể của mình. Theo Palmer và Tarzawell (1955) trên thế giới có hơn 15.000 loài tảo liên quan đến ô nhiễm tuy nhiên, các loài quan trọng trong kỹ thuật xử lý còn hạn chế tập trung chủ yếu vào các nhóm sau: Tảo lam, nhóm tảo tiêm mao, tảo lục. Sử dụng tảo để xử lý nước thải mới phát triển mạnh mẽ từ những năm 70. Trong các hệ thống xử lý nước thải, tảo có vai trò tạo O 2 , làm tăng độ kết lắng, loại trừ kim loại nặng và các chất hữu cơ độc. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sử dụng sinh khối của vi tảo để hấp thu các chất ô nhiễm có những ưu thế đặc biệt. Tảo có khả năng thu chất ô nhiễm và tích lũy bên trong các cấu trúc tế bào có thể cao gấp hàng nghìn lần nồng độ trong tự nhiên. Diện tích bề mặt riêng vi tảo vô cùng lớn làm cho chúng rất hiệu quả trong việc hấp thu chất ô nhiễm trong nước thải. Hệ thống xử lý sinh học không cần các thiết bị, hóa chất đắt tiền, dễ vận hành, phù hợp với các điều kiện hóa lý khác nhau nên giá thành thấp. Do vậy vi tảo là một lựa chọn đơn giản và hiệu quả để xử lý nước thải. Khi sử dụng tảo để xử lý nước thải là tận dụng ưu điểm của chúng về khả năng biến đổi hiệu quả các chất dinh dưỡng trong nước thải thành nguồn protein cao cấp và hạ giá thành sản phẩm. Sinh khối tảo sau xử lý có thể được dùng để sản xuất nuôi trồng thủy sản, hoá chất, nguyên liệu sinh học hay khí sinh học như những sản phẩm phụ (Munoz và Guieysse 2006). Năm 1975 Ryther đã thực hiện mô hình sử dụng tảo để xử lý nước thải thủy sản sau đó trộn với nước biển để nuôi cá đem lại lợi ích rất cao. Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM 6 Tảo thường được ứng dụng xử lý ở bậc 3 của quy trình xử lý nước thải. Ở các hệ thống xử lý của thành phố, tảo được sử dụng trong hồ hoàn thiện. Hệ thống xử lý nước thải tổng hợp gồm ba bậc được đánh giá công nghệ tiên tiến tên thương mại là AIWPS (Oswald 1991). Theo Munoz và Guieysse (2006) tảo Chlorella, Ankistrodesmus hoặc Scendesmus được dùng để xử lý nước thải chứa những chất hữu cơ gây ô nhiễm từ những mùn khoan, nước thải từ xưởng giấy và nhà máy sản xuất dầu ôliu đều thu được kết quả tốt. Hệ thống xử lý nước thải của các trang trại bao gồm những hồ tùy nghi, hồ hòan thiện với mật độ tảo khá cao có tên là HRAPs, trong hồ vi khuẩn rong và tảo cộng sinh với nhau, vi khuẩn sử dụng oxy để thực hiện quá trình phân hủy, tảo sử dụng CO 2 thực hiện quá trình quang hợp tạo oxy. Năng suất tảo lên tới 50tấn/ha/năm, sinh khối tảo sử dụng làm thức ăn cho động vật (Ogbonna et al. 2000; Olguin 2003). Tại Anh và Cananda các nhà khoa học đã thí nghiệm nuôi trồng tảo Spirulina maxima trong nước thải của xí nghiệp xử lý nước thải sinh hoạt và hiệu quả của nó là hơn 95% BOD 5 bị loại. Ở Việt Nam việc thử nghiệm nuôi trồng tảo kết hợp với xử lý nước thải được bắt đầu vào những năm 80. Một số nghiên cứu sử dụng vi tảo để xử lý nước thải tiêu biểu như “Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải của tảo Spirulina (TS. Trần Văn Nhị). Nghiên cứu xử lý nước thải hầm biogas bằng tảo Spirulina platensis (TS. Đặng Đình Kim) nhằm mục đích giảm giá thành trong sản xuất tảo đồng thời làm sạch môi trường sinh thái nông thôn. Nghiên cứu sử dụng tảo lam Spirulina platensis, tảo Chlorallera để xử lý nước thải nhà máy phân đạm Hà Bắc (GS.TS Dương Đức Tiến) cho thấy hiệu quả rõ rệt: giá trị BOD 5 ban đầu là 100mg/l sau 3 ngày đã giảm xuống chỉ còn khoảng từ 2-4mg/l Trung tâm sinh học thực nghiệm (Viện nghiên cứu ứng dụng, Bộ KHCN&MT) nghiên cứu mô hình xử lý nước thải chăn nuôi kết hợp cột lọc sinh học hiếu khí và bể tảo. Nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn dùng cho tưới tiêu hoặc nuôi trồng thuỷ sản. Lượng tảo thu được có thể làm nguồn thức ăn cho gia súc, gia cầm hoặc làm nguồn phân bón cho cây trồng. Viện Công nghệ sinh học (Trung tâm KHTN&CNQG) nghiên cứu mô hình xử lý nước thải nuôi heo bằng công nghệ kết hợp bể bùn hoạt tính hiếu khí và bể nuôi tảo quy mô trang trại từ 60 - 100 con. Kết quả nước sau khi xử lý có thể đổ vào hệ thống thoát nước tự nhiên. Phần tảo còn lại có thể dùng làm thức ăn cho cá, phần bùn tảo được sử dụng làm phân bón. Nhóm các nhà khoa học Nga và Đức do E. Safarova đứng đầu đã nghiên cứu khả năng sử dụng chủng tảo Scenedesmus, Obliquus ES-55 phân huỷ sinh học chất phenathrene (C 14 H 10 ), đây là một hợp chất thơm đa vòng được dùng để chế tạo thuốc nhuộm và dược phẩm. Kết quả cho thấy, dưới điều kiện tế bào được chiếu sáng và sinh sản trong pha log, chất phenathrene bị phân huỷ ở nồng độ 10mg/l. Khả năng phân huỷ chất này trong môi trường BBM đạt tới 42%. Sinh khối tảo có thể sử dụng cho việc loại bỏ những kim loại nặng độc với giá thành thấp. Ngành tảo nâu tỏ ra hiệu quả nhất vì cơ chất thuận lợi nhờ thành tế bào chứa alginat và ficoidan. Ái lực của sinh khối Sargassum với kim loại hóa trị loại 2 được xác định như sau Cu>Ca>Cd>Fe (Davis et al. 2003). Vi tảo được sử dụng loại bỏ những kim loại nặng từ nước Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM 7 thải được Wilde và Benemann công bố 1993 và Perales-Vela et al. 2006. Tảo Chlorella pyrenoidos, Scenedesmus, có khả năng hấp thụ một số kim loại nặng như: Hg, Pb, Cr, Cu, Se, As, trong nước thải [Đặng Diễm Hồng, 2006]. Theo Regunathan (2004) tảo Tetraselmis suecica có thể hạn chế sự phát triển của vi khuẩn thuộc nhóm Vibrio spp. trong sản xuất tôm giống. Sự phát triển nhóm vi tảo lục Chlorella một cách hợp lý có tác dụng khống chế sự phát triển của vi khuẩn Vibrio harveyi (VK phát sáng gây bệnh làm tôm chết ở đáy ao), ngoài ra lợi ích của phiêu sinh thực vật trong quá trình hấp thụ ánh sáng mặt trời quang hợp sẽ tạo ra oxy cho tôm, cá hấp thụ CO 2 làm môi trường nước được cải thiện tốt hơn (nguồn http://thuysan.kiengiang.gov.vn) Thông thường người ta kết hợp việc xử lý nước thải và sản xuất thu hoạch tảo để loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải. Tuy nhiên, tảo rất khó thu hoạch do kích thước nhỏ bé, việc quản lý chất lượng khó do vậy vấn đề sử dụng sinh khối tảo vẫn chưa được quan tâm nhiều mà chủ yếu việc thu hồi sinh khối mới chỉ tập trung trong nuôi công nghiệp hay các khu vực nước thải có độ an toàn tương đối cao. 3.2 Xử lý nước thải bằng nhuyễn thể Các loài nhuyễn thể hiện đang được nuôi phổ biến và mang lại hiệu quả kinh tế là Sò huyết (Anadara granosa) và nghêu (Meretrix lyrata), Vẹm xanh (Chloromytilus viridis)… là đối tượng ăn lọc chúng chủ động bơm nước và giữ lại các mảnh vụn hữu cơ, tảo và động vật phù du làm thức ăn góp phần cải thiện môi trường nước. Nhuyển thể 2 vỏ được sử dụng khá rộng rãi trong xử lý nước thải đặc biệt nước thải từ nuôi trồng thuỷ hải sản. Hoạt động lọc của sò và vẹm được coi như nhưng cỗ máy lọc sinh học vĩ đại. Theo Nunes và Parsons (1998) một vẹm có thể lọc được từ 2-5 lít nước/giờ và 1 chuỗi vẹm có thể lọc được 90.000lít nước/ngày. Phần lớn chất hữu cơ được lọc bởi vẹm được tích tụ dưới dạng pseudofeces (phân giả). Khi nuôi với mật độ cao khoảng một nửa lượng phân này sẽ được chuyển thành thức ăn dưới dạng các vẩn cặn. Theo Cole, (1992) khả năng lọc nước của sò (Potamocorbula amurensis) trong thời gian từ 2 – 28 giờ lọc được từ 100 – 580 lít nước/gam trọng lượng (tính theo trọng lượng thịt khô). Ingeborg, (1993) khi xem xét khả năng lọc bỏ các vi khuẩn trong nước có kích thước nhỏ hơn 1,2 µm và tảo Isochrysis galbana của sò (Potamocorbula amurensis) cho thấy sau 49 giờ sò đã lọc được 73% vi khuẩn và 90% tảo Isochrysis galbana. Kết quả cũng cho thấy mức độ tiêu hóa vi khuẩn và tảo của sò tương ứng là 45 và 53%. Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM 8 Hình 3.1: Quá trình chuyển hoá thực vật phù du của vẹm. Từ hình cho thấy mặc dù khả năng lọc là rất lớn nhưng chỉ có 12% lượng thức ăn được chuyển sang dạng sinh khối của sò còn lại đến 76% sẽ tích tụ lại dưới dạng phân giả. Thực chất lượng phân này sẽ tiếp tục được sinh vật trong nước phân hủy và tạo thành vụn bã hữu cơ hay dạng hữu cơ hòa tan vào nước và sò lại tiếp tục lọc bỏ lấy một phần. Chính sự tiêu hóa một phần của nhuyễn thể là điều kiện thuận lợi thúc đẩy các vi sinh vật tiếp tục phân hủy nhanh các chất hữu cơ từ phân thải của nhuyễn thể làm tăng nhanh tốc độ loại bỏ chất hữu cơ ra khỏi nguồn nước. Theo Ryther và cộng sự (1995), sò có thể loại bỏ Nitrogen và cặn hiệu quả cao hơn vẹm và hiệu quả lọc bỏ Nitrogen và cặn lơ lửng của sò tương ứng là 94 và 48%. Jakob (1993) khi nghiên cứu sử dụng sò (Crassostrea virginica) trong xử lý nước thải phát sinh trong nuôi tôm cho thấy chất thải từ nuôi tôm có thể làm cho sò tăng trưởng nhanh, mức tăng đạt được từ 0,04g lên 55 g sau 4 tháng. Nghiên cứu của tác giả khẳng định nước thải từ nuôi tôm công nghiệp hay bán công nghiệp có thể cung cấp đủ nhu cầu tăng trưởng nhanh của sò. Do đó việc sử dụng sò không chỉ có tác dụng xử lý nước thải mà còn tăng thu nhập cho người nuôi. Theo nghiên cứu của Tạ Văn Phương và Trương Quốc Phú sò huyết nuôi trên kênh mỗi năm sò có thể lọc khoảng gần 500 kg/ha vật chất hữu cơ (không sử dụng tảo) có thể cùng với tảo và một số sinh vật khác làm sạch môi trường. Sò huyết có khả năng xử lý một phần chất thải từ các ao nuôi tôm. Sò nuôi kết hợp với tôm sau 6 tháng có hàm lượng đạm 63,34% – 68,91 %, chất béo trong thịt 10,18 % – 14,13 %. Hàm lượng đạm trong thịt sò khi thu hoạch trong ao nuôi kết hợp với tôm đạt giá trị cao hơn và có sự khác biệt so với hàm lượng đạm trong thịt sò lúc bắt đầu thí nghiệm. Mô hình sò-tôm gia tăng thu nhập 22.660.220 đồng/ha/năm, và làm sạch môi trường, hấp thu lượng vật chất hữu cơ rất lớn 198 kg/ha/năm. Phytoplanton Phân giả 76% Phân 9,6% Hô hấp 0,3% Đồng hóa 0,6% Thu hoạch 12% [...]... và nhuyễn thể hai mảnh vỏ MỤC LỤC I MỞ ĐẦU .1 II NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP VÀ VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG .2 III SỬ DỤNG TẢO VÀ NHUYỄN THỂ ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP 4 3.1 Xử lý nước thải bằng tảo 4 3.2 Xử lý nước thải bằng nhuyễn thể 7 3.3 Các công nghệ xử lý nước thải trong nuôi tôm đã được áp dụng 9 3.3.1 Xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng. .. nội dung và những yêu cầu kỹ thuật cần thiết để xử lý nước thải cho nuôi tôm công nghiệp bằng tảo và nhuyễn thể Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP HCM 12 Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp và nhuyễn thể hai mảnh vỏ  Quy trình áp dụng để xử lý nước thải cho các cơ sở nuôi thâm canh tôm (có thể áp dụng cho đối tượng nuôi tôm sú và tôm chân... Khoa TP HCM 11 Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp và nhuyễn thể hai mảnh vỏ 3.3.4 Hệ thống xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng sò huyết tại Đầm Dơi– Cà Mau Khu nuôi tôm công nghiệp gồm 3 ao nuôi với mật độ 25con/m2 Hệ thống xử lý gồm 1 rãnh lắng bùn, một ao xử lý và một ao chứa Nước thải từ khu nuôi tôm sẽ được bơm ra ao xử lý có thả sò... đưa vào ao xử lý 18 Hình 4.3: Nuôi tảo tetraselmis sp trong bồn để đưa vào ao xử lý 18 Hình 4.4: Quy trình sử dụng ao xử lý để xử lý nước từ nuôi tôm công nghiệp 19 Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP HCM iii Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp và nhuyễn thể hai mảnh vỏ DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Quan hệ giữa lượng (kg) chất thải. .. nghiệp bằng sò và rong câu của tập đoàn CP Thái Lan 10 3.3.2 Xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng nhuyễn thể của tại Trung Quốc 11 3.3.3 Xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng sò và rong câu tại Indonesia 11 3.3.4 Hệ thống xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng sò huyết tại Đầm Dơi– Cà Mau 12 IV HƯỚNG DẪN QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ AO NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP ... Khoa TP HCM 23 Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp và nhuyễn thể hai mảnh vỏ TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Dương Thị Thành, Dương Công Chinh, Lê Thị Hồng Trân, Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp của tảo Tetraselmis sp, Tạp chí khoa học và công nghệ, tập 47 số 3A, 2009 2 Dương Đức Tiến và cộng sự, Nghiên cứu sử dụng tảo lam Spirulina... 13 Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp và nhuyễn thể hai mảnh vỏ Cao trình đáy cống tiêu : Thấp hơn đáy ao xử lý 0,2 - 0,3 m Ðộ sâu nước trong ao xử lý nên duy trì trong khoảng 0,5 – 1,5 m 4.3 Nội dung quy trình xử lý nước thải cho trại nuôi tôm thâm canh 4.3.1 Chuẩn bị ao Ao xử lý được chỉnh sửa tạo bờ, dọn thực vật chung quanh Nếu ao xử lý. .. tôm trong và ngoài nước; xét điều kiện tự nhiên của huyện Cần Giờ Tp Hồ Chí Minh Từ kết quả nghiên cứu thử nghiệm xử lý nước thải trong nuôi tôm công nghiệp tại huyện Cần Giờ Tp Hồ Chí Minh bằng tảo Tetraselmis sp và nhuyễn thể chúng tôi đưa ra tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo và nhuyễn thể 4.1 Ðối tượng và phạm vi áp dụng  Quy trình này xác định trình tự,... động nuôi sinh khối tảo trước thời gian xử lý từ 6 – 10 ngày để có lượng sinh khối lớn tăng nhanh tốc độ phát triển ưu thế về sinh khối tảo cho ao xử lý Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP HCM 17 Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp và nhuyễn thể hai mảnh vỏ Hình 4.2: Nuôi Tetraselmis sp trong các túi nilon để đưa vào ao xử lý Hình 4.3: Nuôi. .. 4.3.2 Thả nhuyễn thể vào ao xử lý 14 4.3.2.1 Mật độ giống thả giống nhuyễn thể .14 4.3.2.2 Phương pháp thả 15 4.3.3 Chăm sóc nhuyễn thể trong ao xử lý 15 4.3.4 Hoạt động của ao xử lý 16 Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP HCM i Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp và nhuyễn thể hai mảnh vỏ 4.3.4.1 . KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ KHOA MÔI TRƢỜNG TÀI LIỆU HƢỚNG DẪN QUI TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP BẰNG TẢO TETRASELMIS SP. VÀ NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ THUỘC ĐỀ TÀI “NGHIÊN. KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ KHOA MÔI TRƢỜNG TÀI LIỆU HƢỚNG DẪN QUI TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP BẰNG TẢO TETRASELMIS SP. VÀ NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ THUỘC ĐỀ TÀI “NGHIÊN. ao nuôi khi thay nước Kênh cấp nước Lấy nước từ kênh vào ao xử lý Tài liệu hướng dẫn quy trình xử lý nước thải từ ao nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ