Nghiên cứu tập trung vào 2 mục tiêu chính: (1) đánh giá chất lượng nước ao nuôi cá tra thâm canh và mức độ ô nhiễm do hiện trạng xả nước thải từ ao nuôi cá tra ra sông, kênh rạch tại địa phương, (2) lập mô hình xử lý nước bằng phương pháp nuôi sinh khối Moina (trứng nước) kết hợp lọc sinh học bằng lục bình và so sánh nước thải được xử lý bằng chế phẩm sinh học và tìm ra phương pháp xử lý tối ưu nhất.
Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHÉP KÍN DÙNG CHO NI CÁ TRA THEO QUY MƠ HỘ GIA ĐÌNH TẠI TỈNH AN GIANG Nguyễn Thùy Dung* Trường Đại học Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh *Tác giả liên lạc: thuydungnguyen.hutech@gmail.com TĨM TẮT Ơ nhiễm chất dinh dưỡng từ hoạt động nuôi trồng thủy sản, đặc biệt hoạt động ni cá trá tỉnh An Giang nói riêng đồng sơng Cửu Long (ĐBSCL) nói chung gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường nước sinh hoạt người dân vùng nuôi Từ thực tế trên, việc nghiên cứu mơ hình ni khép kín với ngun liệu sẵn có, rẻ tiền điều cần thiết Nghiên cứu tập trung vào mục tiêu chính: (1) đánh giá chất lượng nước ao nuôi cá tra thâm canh mức độ ô nhiễm trạng xả nước thải từ ao nuôi cá tra sông, kênh rạch địa phương, (2) lập mơ hình xử lý nước phương pháp ni sinh khối Moina (trứng nước) kết hợp lọc sinh học lục bình so sánh nước thải xử lý chế phẩm sinh học tìm phương pháp xử lý tối ưu Đây sở để triển khai áp dụng thực tế mơ hình ao ni cá tra thâm canh với mơ hình xử lý nước khép kín đồng sơng Cửu Long tỉnh khác có điều kiện ni cá tra tương tự Từ khóa: Xử lý nước thải, ni cá tra thâm canh, lọc sinh học, sinh khối moina, lục bình STUDY ON THE CLOSED WASTERWATER TREATMENT MODEL BASED ON FAMILY SIZE IN AN GIANG PROVINCE Nguyen Thuy Dung* Ho Chi Minh City University of Technology, HUTECH * Corresponding authour: thuydungnguyen.hutech@gmail.com ABSTRACT The nutrient pollution from aquaculture activities, especially the pangasius farming in An Giang province in particular and the Mekong River Delta in general are seriously affecting the aquatic environment Activity of people in farming areas From these facts, it is very necessary to study a closed farming model with available, inexpensive materials The study focused on two main objectives: (1) assessing the quality of intensive Pangasius pond water and the level of pollution caused by the discharge of wastewater from catfish ponds into local rivers and canals; 2) Water treatment modeling using Moina biomass (water egg) combines biofilter with water hyacinth and compares wastewater treated with bio-product and find the optimal treatment method This is the basis for implementing and applying the model of intensive Pangasius pond with closed water treatment model in Cuu Long river delta and other provinces with similar Pangasius conditions Keywords: Waste water treatment, intensive catfish farming, biological filtration, moina biomass, water hyacinth TỒNG QUAN Tình trạng khai thác tài nguyên nước mức, nguồn lợi thủy sản tự nhiên sử dụng phương pháp đánh bắt mang tính hủy diệt, khơng bền vững, làm cho nguồn lợi thủy sản giới ngày suy giảm có xu hướng cạn kiệt, đặc biệt số lồi hải sản có giá trị kinh tế cao hoàn toàn biến năm gần Mặt khác, nhu cầu thực phẩm thủy sản toàn cầu tiếp tục gia tăng dân số giới không ngừng phát triển, mà nguồn thủy sản tự nhiên khơng đủ để đáp ứng cho nhu cầu Chính thế, hoạt động ni trồng thủy sản nguồn cung cấp thực phẩm cho tương lai Ngồi ra, ni trồng thủy sản cịn đóng vai trị quan trọng phát triển kinh tế - xã hội quốc gia tạo sinh kế cho hàng triệu lao động địa phương Với hệ thống kênh rạch chằng chịt với khoảng 600.000 diện tích nước mặt, ĐBSCL khu vực hoạt động nuôi thủy sản 535 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 sôi động, đặc biệt nuôi tôm xanh, cá tra, basa, vồ đém, hú, cá rô đồng… đó, cá tra xem mặt hàng chủ lực cho xuất thủy sản hàng đầu ĐBSCL nước Nghề nuôi cá tra năm cuối thập niên 90 Do thổ nhưỡng thuận lợi kèm theo đặc tính dễ ni, Châu Đốc năm từ 1998 đến 2004 hình thành 3.000 bè nuôi cá tra Đến năm 2006, số bè tăng vọt lên 4.600 Theo ước tính sản xuất 1kg cá tra thải mơi trường 25,2 g nitơ 12,6 g photpho Theo quy hoạch phát triển đến năm 2020 sản lượng cá tra ni ĐBSCL 1.850.000 lượng chất thải tương ứng 2.368.000 hữu cơ, có 93.240 nitơ; 19.536 photpho 651.200 BOD Với lượng thải khơng có giải Kỷ yếu khoa học pháp xử lý kịp thời dẫn hết hậu nghiêm trọng cho môi trường nuôi cá mơi trường nước vùng ĐBSCL Vì vậy, bên cạnh phát triển nghề nuôi cá tra, việc giải vấn đề ô nhiễm môi trường nuôi cần thiết cho việc phát triển nông nghiệp bền vững tương lai Từ thực tế trên, việc lựa chọn phương pháp xử lý nước thải với chi phí thấp, phù hợp cho hộ gia đình điều cần thiết Vì vậy, việc tiến hành thực đề tài “Nghiên cứu mơ hình xử lý nước thải khép kín dùng cho ni cá tra theo qui mơ hộ gia đình tài tỉnh An Giang” Nhằm đảm bảo lượng chất thải xử lý theo QCVN, góp phần làm giảm thiểu nhiễm mơi trường xung quanh, đảm bảo mỹ quan mơi trường Hình Vị trí địa lí tỉnh An Giang VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Vật liệu Cá tra: Cá tra giống 10g/con mua từ trại cá giống thả vào ao ni thí nghiệm với mật độ 40 con/m2 Cá cho ăn thức ăn viên công nghiệp lần/ ngày theo nhu cầu cá Cá cỡ, khơng xây xát, dị hình, chọn lựa cẩn thận trước cho vào mơ hình thí nghiệm Trứng nước: Trứng nước mua từ hộ nuôi Trần Công Lĩnh địa phương, 50g (mật độ 20 ct/lít) Lục bình: Thu thập từ kênh Mương Khai Lấp, chọn con, chiều dài từ đến đỉnh khoảng – 10cm, số khoảng – Chọn không bị sâu bệnh, loại bỏ phần hư, sau chuyển vào bể kính ương dưỡng tuần trước đưa vào mơ hình - Chế phẩm sinh học: Vi sinh xử lý nước thải quần thể vi sinh nuôi cấy dạng lỏng có hoạt tính cao, thiết kế chun biệt cho tất hệ thống nước thải công nghiệp đô thị Vi sinh chứa hỗn hợp 12 chủng vi sinh chọn lọc, với mật độ 387/450 triệu vi sinh/ml - Chuẩn bị mẫu nước nghiên cứu: Nước bơm trực tiếp từ ao nuôi cá tra thâm canh 536 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 tháng nuôi hộ dân bên cạnh Nước trộn đều, phân tích tiêu hóa, lý trước bổ trí vào ao ni thí nghiệm Hình Sơ đồ phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu bao gồm nghiệm thức Kỷ yếu khoa học thực song song Thí nghiệm 1: Mơ hình ni cá tra khép kín phương pháp ni trứng nước kết hợp lục bình để xử lý nước thải - Mục đích thí nghiệm tìm hiểu khả xử lý nước thải từ ao nuôi cá cách dùng nước thải ao cá tra để ni trứng nước, sau lọc sinh học lục bình tuần hồn lại ao ni, theo dõi tiêu nước qua bậc xử lý tình trạng sống sót cá mơ hình - Mơ hình bao gồm ao: 1ao ni cá, 1ao ni trứng nước, 1ao thả lục bình ngăn dự phịng Hình Cấu tạo chi tiết mơ hình Hình Bố trí mơ hình thực tế Thí nghiệm 2: Dùng chế phẩm sinh học để khuyến khích ứng dụng xử lý theo hướng xử lý nước thải từ ao nuôi cá sinh học vào thực tiễn cho xử lý nước thải cá - Mục đích thí nghiệm so sánh hiệu tra thâm canh cách hiệu quả xử lý nước thải hệ thống khép kín Khác với thí nghiệm 1, thí nghiệm ta chế phẩm sinh học Từ làm sở cần ngăn, sau dùng nước thải từ 537 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 ngăn ni cá mơ hình khép kín, chuyển qua ngăn thí nghiệm dùng chế Kỷ yếu khoa học phẩm sinh học để xử lý Hình Cấu tạo chi tiết mơ hình Đáng giá chất lượng nước thải ao nuôi cá tra thâm canh hộ ni địa phương Sau phân tích hàm lượng tiêu lần TCCP, hộ gấp 4.6 lần cuối hộ so sánh với QCVN 02- ô nhiễm cao gấp 86 lần so với TCCP 20:2016/BNNPTNT thấy ngoại trừ Với lượng ô nhiễm thải môi tiêu T-N, T-P Coliforms trường gây nhiễm lây lan với nguồn tiêu cịn lại nằm TCCP, nhiên tiếp nhận khác, ảnh hưởng đến chất lượng ta thấy nồng độ tiêu cao nước vùng lân cận mang Tuy nhiên so tiêu với QCVN theo bệnh dịch từ ao nuôi môi trường 40:2011/BTNMT tiêu chuẩn thải cơng bên ngồi Do cần phải có biện pháp xử lý nghiệp hầu hết tiêu vượt khỏi nước thải ao nuôi cá tra thâm canh trước TCCP xả thải Đặc biệt nồng độ Coliforms thải mơi trường bên ngồi điều cần thiết vượt xa TCCP theo QCVN 02- cấp bách với trạng diện tích ao ni 20:2016/BNNPTNT là: hộ gấp 18 ngày tăng cao Bảng Kết phân tích mẫu nước thải hộ ni KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MẪU NƯỚC TẠI CÁC HỘ NUÔI QCVN 02HỘ HỘ HỘ Chỉ tiêu 20:2014/BNNPTNT 7.2 7.18 8.85 5–9 pH 52 60 84 100 TSS 78 65 52 150 COD 50 42 34 50 BOD5 (20 C) 10.9 12.6 Amoni 13.7 16.8 Tổng P 7.13 6.5 0.406 20 Tổng N Coliforms 9*10 2.3*10 538 4.3*10 5*103 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN So sánh hiệu xử lý nước thải mô hình Ở mơ hình 1, bậc xử lý dùng nước thải để nuôi trứng nước, giai đoạn trứng nước dùng dưỡng chất nước thải ao nuôi cá để phát triển sinh khối Cụ thể tiêu COD, BOD5, ngày thứ 15 giảm so với hàm lượng ban đầu sinh khối trứng nước tăng làm giảm mùn bả hữu cơ, vi tảo có nước Ngồi hàm lượng tổng lân tổng đạm biến động giai đoạn trứng nước Kỷ yếu khoa học sử dụng thực vật phù du, mùn bã hữu làm thức ăn nên hạn chế phân hủy thực vật phù du chết, mùn bã hữu giải phóng lượng lớn T-P T-N vào mơi trường Bên cạnh T-P vào bùn đất Ở giai đoạn lọc lục bình, lượng sinh khối lục bình tăng tỉ lệ theo hàm lượng chất thải giảm so với ban đầu Do đặc tính từ rễ lục bình, rễ lớn với nhiều rễ nhỏ mọc xung quanh có khả hấp thụ đạm kim loại nặng cao, nơi cư trú loài sinh vật phân hủy hợp chất hữu độc hại nguồn nước ô nhiễm a) BOD5 b) Tổng lân c) Tổng coliforms Hình Hiệu suất xử lý tiêu nước thải mơ hình Ở mơ hình 2, sử dụng chế phẩm sinh học, Tuy nhiên, chất lượng nước mơ hình thời gian thí nghiệm ngày, chất đạt TCCP QCVN 02-20: 2014/ lượng nước đầu tốt Từ bảng BNNPTNT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia thấy tiêu TSS, COD tổng lân, sở nuôi cá tra), QCVN 40:2011/BTNMT hàm lượng tiêu giảm nhiều so cột A (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước với mơ hình Tuy nhiên tiêu thải công nghiệp) ngoại trừ tiêu BOD5, tổng đạm, Coliforms chế phẩm Coliforms giảm đáng kể sinh học chưa xử lý tốt mơ hình ni cịn cao so với TCCP trứng nước kết hợp lọc lục bình Bảng So sánh khác biệt hiệu làm giảm tiêu nước thải tốt mơ hình mơ hình CHỈ TIÊU Trước xử lý Mơ hình Mơ hình 64.67 32.33 26.33 TSS 100.67 42 38.33 COD 64.67 27.33 28 BOD5 3.94 0 Amoni 7.68 0.69 0.64 Tổng lân 5.16 1.02 1.09 Tổng đạm 11.43*105 1.65*105 1.98*105 Coliforms 539 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học a) Mơ hình b) Mơ hình Hình Sự thay đổi nước thải qua bậc xử lý thí nghiệm (lục bình tươi) So sánh hiệu kinh tế mơ hình Mơ hình 1: Kết tính dựa hộ Bán 500.000 đ/tấn × = triệu nuôi dùng ao nuôi trứng nước thả lục bình đồng Trừ hết chi phí th nhân cơng ta có diện tích 3000 m2 Mỗi vụ trứng nước thu khoảng triệu đồng/tháng Kết hợp thường trì 15 ngày ố tiền mà hộ ni tháng từ ao nuôi, ta thu khoảng thu hoạch tháng khoảng tầm 15 - 30 triệu 35 triệu đồng trứng nở nhiều kèm theo nắng tốt, thu Mơ hình 2: Để xử lý ao ni với diện tích nhập khoảng triệu/ tháng ( giá 3000 m2 cần chi khoảng 152 triệu đồng Chi tiền tham khảo hộ ni địa phí cao so với thí nghiệm phương) Sau 15 ngày lượng lục bình Với phương pháp nuôi trứng nước kết hợp tự nhân đôi hấp thu chất dinh dưỡng lọc lục bình, khơng giúp ta xử lý từ trình lọc Trung bình với 1000 m2 nước thải từ ao ni cá tra thâm canh, cịn cho lục bình tươi Khi thu đem lại nguồn lợi kinh tế cao cho người nơng hoạch lục bình bán cho khu làm đồ dân thủ cơng mỹ nghệ 3000 m2 × = 18 Hình Sinh khối Moina (trứng nước) lục bình thu thí nghiệm 540 Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Trong trình sinh trưởng cá tra, nhu cầu thức ăn tăng theo thời gian ni Điều đồng nghĩa hàm lượng chất nhiễm có nước thải ao nuôi cá tra thâm canh gia tăng đáng kể cuối vụ nuôi Nước thải từ ao nuôi cá tra khu vực nghiên cứu không xử lý trước thải mơi trường bên ngồi, tiêu tổng lân, đạm coliforms có hàm lượng cao so với QCVN 02-20:2014/BNNPTNT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia sở nuôi cá tra) Đặc biệt hàm lượng coliforms hộ nuôi cao gấp 86 lần so với TCCP Mức độ dưỡng chất gây ô nhiễm nước thải cá Tra cao so với TCCP Kết nghiên cứu đề tài cho thấy khả xử lý ô nhiễm nước thải ao nuôi ao nuôi cá tra thâm canh phương pháp ni trứng nước kết hợp lọc lục bình, góp phần làm giảm thiểu tác động xấu hoạt động nuôi cá tra đến chất lượng môi trường nước mặt, giảm thiểu lượng nước thải từ ao nuôi bên Chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn đầu QCVN 0220:2014/ BNNPTNT (Quy chuẩn kỹ thuật Kỷ yếu khoa học quốc gia sở nuôi cá tra), QCVN 40:2011/BTNMT, cột A (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp) đồng thời cịn mang lại lợi ích kinh tế cao cho nông hộ Đây sở để triển khai áp dụng thực tế mơ hình ao ni cá tra thâm canh với mơ hình xử lý nước khép kín đồng sông Cửu Long tỉnh khác có điều kiện ni cá tra tương tự Đề nghị - Đề tài cần thời gian nghiên cứu thêm để xử lý lượng bùn thải từ q trình ni, nghiên cứu có hướng đến cách giải bố trí bãi lọc ngầm trồng để tối ưu lượng bùn mà khơng phải thải mơi trường bên ngồi - Xây dựng số trạm quan trắc môi trường nước tự động tuyến sông Tiền, sông Hậu, kênh trục để kiểm sốt cảnh báo chất lượng nôi trường cho vùng sản xuất cá tra tập trung lớn, dân sinh sản xuất khác tác động liên quan - Các hội nông dân cấp, cần phải thường xuyên phổ cập, tập huấn, tuyên truyền kĩ phương pháp xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản cho hộ nắm vững kiến thức TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẠM NGUYỄN HỒNG NGUYEN, 2007 NUOI SINH KHỐI MOINA Luận văn tốt nghiệp kỹ sư thủy sản, Đại học Nông Lâm TP.HCM CHAU MINH KHOI, NGUYỄN VAN CHI DUNG, CHAU THỊ NHIEN, 2012 Khả xử lý ô nhiễm đạm, lân hữu hịa tan nước thải ao ni cá tra lục bình (eichhorina crassipes) cỏ vetiver (vetiver zizanioides) Tạp chí khoa học Trường đại học Cần Thơ năm, trang 151-160 HUỲNH TRƯỜNG GIANG, VU NGỌC ÚT, TRƯƠNG PHU QUỐC, 2008 Biến động yếu tố môi trường ao nuôi cá tra (P.hypophthalmus) thâm canh An Giang Tạp chí khoa học: Chuyên đề Thủy sản Đại học Cần Thơ trang 45-53 LE THANH HUNG VA HUỲNH PHẠM VIỆT HUY, 2006 Tình hình sử dụng thức ăn nuôi cá tra basa khu vực ĐBSCL Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ, trang 144 – 151 LE HOANG VIỆT VA NGUYỄN XUAN HOANG, 2004 Xử lý nước thải lục bình Tạp chí Nghiên cứu Khoa học (2) Đại học Cần Thơ, trang 9195 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia sở nuôi cá tra (Pangasianodon hypophthalmus Sauvage, 1878) ao – điều kiện đảm bảo vệ sinh thú y, bảo vệ mơi trường an tồn thực phẩm QCVN 02-20:2014/BNNPTNT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT 541 ... tài ? ?Nghiên cứu mô hình xử lý nước thải khép kín dùng cho ni cá tra theo qui mơ hộ gia đình tài tỉnh An Giang? ?? Nhằm đảm bảo lượng chất thải xử lý theo QCVN, góp phần làm giảm thiểu ô nhiễm môi... thời gian nuôi Điều đồng nghĩa hàm lượng chất nhiễm có nước thải ao ni cá tra thâm canh gia tăng đáng kể cuối vụ nuôi Nước thải từ ao nuôi cá tra khu vực nghiên cứu không xử lý trước thải môi trường... viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN So sánh hiệu xử lý nước thải mơ hình Ở mơ hình 1, bậc xử lý dùng nước thải để nuôi trứng nước, giai đoạn trứng nước dùng