xây dựng mô hình nuôi cá bằng mương nổi không thải nước thải ra môi trường

Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn BÁO CÁO TIẾN ĐỘ DỰ ÁN NUÔI THÂM CANH CÁ BIỂN TRONG AO BẰNG MƯƠNG NỔI (CARD VIE 062/04) MS5: Xây dựng mô hình nuôi không thải nước Tác giả: Michael Burke, Hoàng Tùng & Daniel Willet 12/2007 Báo cáo Kỹ thuật số 5, Dự án Nuôi thâm canh cá biển trong ao bằng mương nổi – CARD VIE 062/04 2 Xây dựng mô hình nuôi cá bằng mương nổi không thải nước thải ra môi trường D.J. Willett 1 , C. Morrison 1 , M.J. Burke 1 , L. Dutney 1 & T. Hoang 2 1 Department of Primary Industries and Fisheries, Bribie Island Aquaculture Research Centre, Bribie Island, Queensland, Australia. 2 Nha Trang University, International Centre for Research and Training, NHATRANG City , Vietnam Correspondence: Daniel Willett, Bribie Island Aquaculture Research Centre, PO Box 2066 Bribie Island, Queensland, 4507 Australia. daniel.willett@dpi.qld.gov.au Người dịch: Hoàng Tùng và Lưu Tường Ngọc Hiếu (HNAQUA) ___________________________________________________________ Tóm tắt Trong các ao nuôi trồng thủy sản thâm canh, vấn đề quản lý chất lượng nước và quản lý chất thải thường gặp nhiều khó khăn do lượng chất thải khá lớn tích tụ trong quá trình nuôi. Kết quả thu được từ các dự án CARD cho thấy sức sản xuất của hệ thống mương nổi đặt trong ao nuôi nước chảy khá cao, có thể đạt năng suất hơn 35 tấn/ ha (năng suất chung của mulloway và whiting). Hiệ n tại việc thay nước hàng ngày vẫn là biện pháp chủ yếu được áp dụng (với mức độ thay nước hàng ngày trung bình là 10% - xem MS No.4) để quản lý chất lượng nước trong hệ thống nuôi nước chảy. Tuy nhiên biện pháp này hiển nhiên không được khuyến khích do thể hiện tính bất hợp lý trong việc sử dụng nguồn lợi nước và gây ra nhiều tác động môi trường do ô nhiễm chất thải. Một trong những mục tiêu hàng đầu của dự án là tìm hiểu các giải pháp hạn chế nước thải đến mức tối thiểu mà vẫn đảm bảo đem lại năng suất bền vững cho hệ thống nuôi nước chảy. Báo cáo sau đây nhằm tóm tắt chi tiết kết quả thí nghiệm thu được từ các giải pháp hạn chế thay nước, trong quá trình tiến đến phát minh một hệ thống nuôi thủy sản hoàn toàn không nước thải. Trong giải pháp đầu tiên, mộ t hố thu chất thải được đưa vào hệ thống nuôi nước chảy để thu chất thải và thức ăn thừa, đồng thời giảm nguồn ô nhiễm hữu cơ vào ao nuôi. Một nghiệm thức đối chứng không sử dụng hố thu (nước thải được xả trực tiếp ra ngoài môi trường) được thực hiện đồng thời để xác định hiệu quả thu chất thải rắn c ủa hệ thống thông qua so sánh các chỉ tiêu Tổng chất rắn (TS), Tổng Nitơ (TN) và Tổng Phosphat (TP) của hai nghiệm thức. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc đặt hố thu thải trong ao nuôi nước chảy nhằm lắng chất thải rắn để loại bỏ định kỳ là không mấy hiệu quả. Điều này có thể được lý giải do động thái dòng chảy trong ao nuôi khá cao nên gây ra xoáy nước và khuấy động các chất thải r ắn khiến chúng không thể lắng xuống khu vực hố thu được. Thêm vào đó, cá nuôi trong ao cũng liên tục khuấy động và làm các chất thải lắng đọng bị sục lên lần nữa. Tuy nhiên, xét về mặt xử lý chất thải thì hệ thống hố thu này vẫn có khả năng hoạt động hiệu quả nếu được sử dụng trong một ao xử lý tách biệt riêng với ao nuôi. Một mục tiêu khác của dự án là tìm hiểu tác động của rong đỏ Asparagopsis armata như một tác nhân hấp thụ chất thải. Các nghiên cứu trước đây của nhiều tác giả ở BIARC cũng đề xuất khả năng phát triển rong biển như một tác nhân lọc sinh học trong các ao nuôi thủy sản, một số nghiên cứu mới nhất về việc sử dụng tảo đỏ A. armata trong lĩnh vực này cho thấy Asparagopsis armata thể hi ện nhiều ưu thế hơn Báo cáo Kỹ thuật số 5, Dự án Nuôi thâm canh cá biển trong ao bằng mương nổi – CARD VIE 062/04 3 hẳn so với các loài tảo lục thông dụng hiện nay. Các kết quả nghiên cứu trên đã mở ra một hướng đi mới trong việc sử dụng Asparagopsis armata trong nuôi trồng thủy sản. Tuy nhiên, trở ngại lớn nhất trong việc sử dụng loài tảo này là những khó khăn trong việc thu giống và nuôi sinh khối với qui mô lớn, đặc biệt là việc thu tảo ở giai đoạn bào tử 4 thường gặp thấ t bại (do tảo không sinh trưởng hoặc thậm chí tàn trước pha thu hoạch). Các nguyên nhân có liên quan đang tiếp tục được nghiên cứu. Hiện tại, BIARC đang nghiên cứu phát triển nhiều biện pháp khắc phục các trở ngại nêu trên với nhiều kết quả khả quan, báo hiệu khả năng ứng dụng A. armata làm tác nhân lọc sinh học trong tương lai không xa. Hiện nay, rất nhiều nghiên cứu khoa học trên thế giới đã chứng minh sự thành công của quá trình lọc sinh học nhờ vi khuẩn (thuật ngữ xử lý Bio-floc) trong việc quản lý chất lượng nước của các ao nuôi thủy sản. Công nghệ này chủ yếu dựa trên việc duy trì một tỉ lệ (Carbon:Nitrogen) làm cơ sở để thúc đẩy quá trình phân hủy dị dưỡng. Một loạt thí nghiệm đã được tiến hành để nghiên cứu hiệu quả của công nghệ bio-floc khi sử dụng kết hợ p với hệ thống nuôi nước chảy, cụ thể là được sử dụng như một bộ phận xử lý rời phía ngoài của hệ thống tuần hoàn nước. Kết quả thử nghiệm đã xác định được tỷ lệ Carbon tối ưu cần áp dụng trong công nghệ bio-floc để hạn chế tối đa các hợp chất Nitơ độc hại cho thủy sinh vật (TAN và NO x ) thường có trong nước thải của hệ thống nuôi.Thời gian xử lý khoảng 12 giờ và tính hiệu quả cũng được duy trì kéo dài trong một khoảng thời gian lâu hơn thông thường trước khi hệ thống xử lý cần được tái khoáng hóa. Việc chuyển đổi môi trường nước thải từ chỗ bị tảo chiếm ưu thế sang vi khuẩn chiếm ưu thế cũng thể hiện kết quả khả quan khi áp d ụng mức Carbon-nền tương tự vào hệ thống tái tuần hoàn nước liên tục. Môi trường nước thải với ưu thế thuộc về vi khuẩn được đặc trưng bởi độ pH thấp và ổn định (8.0-8.2) cũng như mức Oxy hòa tan thấp hơn (trong khoảng 6.9-8.8), sinh khối cao hơn và tỷ lệ thực vật phù du thấp hơn mức thông thường. Điều này cho thấy chất lượng nước th ải sau khi qua xử lý với ao bio- floc hoàn toàn có thể tái sử dụng được. Một sơ đồ hệ thống nuôi cải tiến (kết hợp hố thu chất thải và ao xử lý bio-floc) cũng được thiết kế dựa trên các kết quả nghiên cứu thu được. Kết quả thí nghiệm về các giải pháp tái sử dụng nước thải là cơ sở minh chứng vô cùng thuyết phục để kết luận r ằng phương pháp xử lý bio-floc là một trong những công nghệ hứa hẹn nhất trong tiến trình thiết kế và hoàn thiện hệ thống nuôi hoàn toàn không nước thải. Báo cáo Kỹ thuật số 5, Dự án Nuôi thâm canh cá biển trong ao bằng mương nổi – CARD VIE 062/04 4 Giới thiệu Mục tiêu lớn nhất của dự án CARD là phát triển một hệ thống ao nuôi thủy sản hiện đại nhằm đáp ứng nhu cầu nuôi bền vững và đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất bằng cách thiết kế mới hoặc cải tiến các công trình nuôi kém hiệu quả đang được sử dụng ở Việt Nam và Úc. Trên cơ sở này, nhiều giải pháp đề xuất đã được thử nghiệm và đánh giá tính hiệu quả trong việc nâng cao sản lượng nuôi và tối ưu hóa quản lý sản xuất. Trong dự án này, hệ thống mương nổi chi phí thấp được thiết kế và thử nghiệm trong nhiều giai đoạn nuôi như ương nuôi ấu trùng, ương giống và cả nuôi thương phẩm. Các kết quả thu được từ thực tế đã chứng tỏ rằng việc áp dụng hệ thống m ương nổi trong NTTS là hoàn toàn khả thi và khả quan. Như trong báo cáo số 4 đã nêu, kết quả thí nghiệm dùng hệ thống mương nổi trong ao nuôi thủy sản tại Trung tâm nghiên cứu NTTS đảo Bribie cho thấy khả năng sản xuất của hệ thống này có thể đạt hơn 35 tấn/ha tính chung cho cả 2 loài cá Đục và Mulloway. Có thể thấy rằng vấn đề cố hữu của mọi hệ thống ao nuôi thủy sản là sự tích tụ các chất thải hữu cơ (phần lớn là từ thức ăn thừa và chất thải của vật nuôi) cùng với các hợp chất Nitơ vô cơ có độc tính cao đối với thủy sinh vật (đặc biệt là ammonia). Ngay cả các qui trình tốt nhất hiện hành cũng không thể tránh khỏi vấn đề này vì 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 (Boyd & Tucker 1998; Funge-Smith and Briggs 1998; Hargreaves 1998). Các chất thải hữu cơ này là nguồn dinh dưỡng cho thủy sinh vật và tùy theo mức độ hữu cơ khác nhau trong nước mà sẽ gây ra hiện tượng nở hoa của tảo. Một số nhà khoa học cho rằng mức hữu cơ trong ao nuôi tương ứng với mật độ nuôi vào khoảng trên dưới 5 tấn/ha là mức dinh dưỡng tốt nhất cho hệ thự c vật phù du (Avnimelech 2003; Brune et al. 2003). Mật độ tảo phù du quá cao có thể gây biến động pH mạnh và tiêu hao Oxy hòa tan rất lớn, thậm chí có thể đến mức gây chết vật nuôi. Thông thường, mật độ tảo phát triển quá mức đến độ nở hoa thì sau khi tảo tàn sẽ tạo ra nhiều ammonia gây độc trong môi trường nước (Krom et al. 1989; Boyd 1995; Boyd 2002; Ebeling et al. 2006). Hiện thời, biện pháp thông dụng và hiệu quả nhất để hạn chế tảo tàn và đảm bảo chất lượng môi tr ường ao nuôi là thay nước. Tuy nhiên, từ góc độ sử dụng hợp lý nguồn nước và bảo vệ môi trường thì việc thay nước thường xuyên và xả nước thải ra môi trường chung chỉ là giải pháp tạm thời và hoàn toàn không được ủng hộ. Tất nhiên để đạt được năng suất thu hoạch 35 tấn/ha nói trên, các dự án hiện nay vẫn phải xử lý hoặc tiến hành thay nước cho ao nuôi. Biện pháp quản lý môi trường nước phổ biế n vẫn là sử dụng đĩa Secchi để đánh giá tình trạng môi trường nước và thay nước hàng ngày (trung bình khoảng 10% mỗi ngày – xem Báo cáo số 4). Như đã biết, một trong những mục tiêu ban đầu của dự án là tìm hiểu đánh giá các giải pháp hạn chế nước thải trong NTTS. Các giải pháp này được chia làm nhiều hướng. Giải pháp đầu tiên là việc sử dụng rong đỏ Harpoon Weed (Asparagopsis armata) như một tác nhân hấp thu dinh dưỡng; một giải pháp khác được đề ngh ị là tách biệt hệ thống nuôi làm hai phần – khu vực ao nuôi và khu vực xử lý sinh học; và giải pháp thứ ba là nghiên cứu duy trì một tỷ lệ Carbon:Nitrogen tối ưu để đảm bảo quá trình lọc sinh học của vi khuẩn. Báo cáo chi tiết sau đây sẽ trình bày các kết quả thí nghiệm thu được Báo cáo Kỹ thuật số 5, Dự án Nuôi thâm canh cá biển trong ao bằng mương nổi – CARD VIE 062/04 5 trong thực tế từ các giải pháp nêu trên với mục tiêu tiến đến thiết kế hệ thống nuôi không nước thải, đồng thời đi sâu vào mô tả và phân tích tính hiệu quả của hệ thống lọc sinh học dùng vi khuẩn với triển vọng ứng dụng cao nhất. Giải pháp 1: Hố thu chất thải rắn đặt trong ao nuôi nước chảy Tổng quan: Hiển nhiên, việc làm giảm nguồn dinh dưỡng đầu vào của ao nuôi thủy sản sẽ giảm bớt áp lực cho quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Định kỳ loại bỏ trực tiếp thức ăn thừa và chất thải của cá từ hệ thống nuôi nước chảy trước khi các chất thải này phân hủy vào trong nước ao trở lại sẽ ngăn ngừa sự ô nhiễm hữu cơ đầu vào do các chất thải này gây ra cũng như hiện tượng khoáng hóa trong suốt quá trình nuôi. Lượng chất rắn lắng đọng trong hệ thống nuôi thay đổi theo tỷ lệ cho ăn và hiệu quả tiêu thụ thức ăn của vật nuôi. Khả năng thu gom các chất thải rắn này không những phụ thuộc vào động thái dòng chảy của hệ thống nuôi mà còn phụ thuộc vào việc thiết kế cấu trúc c ủa hố thu chất thải. Thí nghiệm sơ bộ sau đây đã được thực hiện để đánh giá tính hiệu quả của việc sử dụng hố thu chất thải trong hệ thống nước chảy như một biện pháp làm giảm ô nhiễm hữu cơ cho ao nuôi. Phương pháp: Một bể chứa nước mưa bằng nhựa plastic được đặt tại cống thoát của h ệ thống nước chảy với chức năng như một hố thu chất thải (Hình 1). Các hố thu này thông với ao nuôi qua một vòi thu linh hoạt và được kết nối với một máy bơm có cài đặt hẹn giờ. Mỗi ngày 2 lần, máy bơm sẽ tự động vận hành để hút các chất thải lắng đọng vào bể chứa của hệ thống. Sau đó các chất thải này sẽ được tiến hành phân tích mức độ ô nhiễm hữu cơ với các thông số chức năng đặc trưng như Tổng chất rắn (TS), Nitơ tổng số (TN) and Phospho tổng số (TP). Trong suốt thời gian thí nghiệm (từ tháng 2 đến tháng 10, 2006), định kỳ hàng tháng tiến hành thu nước thải của ao nuôi tại ống thoát nước (có bịt lưới ở đầu ống) và tiến hành phân tích các chỉ tiêu tương tự, sau đó so sánh kết quả này với kết quả của các m ẫu thu được trong nghiệm thức dùng hố thu chất thải để kiểm tra đánh giá tính khác biệt. Các chỉ tiêu chất lượng nước bao gồm: Tổng chất rắn (TS), Nitơ tổng số (TN) and Phospho tổng số (TP), được phân tích theo các qui trình phân tích hiện hành của Phương pháp chuẩn (American Public Health Association 1989), sử dụng các thiết bị phân tích dinh dưỡng tại phòng thí nghiệm của BIARC. Báo cáo Kỹ thuật số 5, Dự án Nuôi thâm canh cá biển trong ao bằng mương nổi – CARD VIE 062/04 6 Hình 1. Hình dạng và thiết kế chi tiết của thiết bị thu chất thải rắn dùng trong ao ương nước chảy. Một lưới chắn bằng plastic (không thể hiện trong hình) được dùng để ngăn cá vào ống. Kết quả và thảo luận: Các phân tích cho thấy một vài khác biệt nhỏ về nồng độ giữa nước thải thoát ra từ hố thu và nước thải thu trực tiếp từ ao nuôi - chỉ qua lướ i thô ở ống thoát mà không qua xử lý lắng (thể hiện trong bảng 1). Chỉ tiêu chất rắn tổng số thể hiện khác biệt rõ nhất, việc dùng hố thu chất thải cho thấy khả năng lắng khá hiệu quả với kết quả trung bình cao hơn 16% so với việc xả nước trực tiếp chỉ dùng lưới lọc đơn thuần. Đối với các chỉ tiêu TN và TP, tuy sự khác biệt nhỏ hơn như ng vẫn cho thấy được hiệu quả xử lý. Tuy nhiên các số liệu này không thể xử lý thống kê được do dữ liệu hàng tháng của nước thải trực tiếp từ hệ thống quá ít (vì thể tích trao đổi nước quá lớn nên mỗi tháng chỉ tiến hành đo đạc 1 lần) nên kéo theo không thể xác định được mức sai số chuẩn. Mặc dù vậy, các chất rắn lơ lửng được thu gom tạo thành một lớp bùn dày trong h ố thu chất thải và định kỳ hút ra khỏi ao nuôi. Rõ ràng là bộ phận thu chất thải của mương nổi hoạt động thiếu hiệu quả, vì thế không hạn chế được sự xâm nhập của các chất dinh dưỡng vào trong ao. Kết quả này cho thấy hố thu chất thải không hiệu quả mấy trong việc thu gom và loại bỏ chất rắn định kỳ. Tuy nhiên, xét về mặt xử lý chất thải thì hệ thống hố thu này vẫn có khả năng hoạt động hiệu quả nếu được sử dụng trong một ao xử lý tách biệt riêng với ao nuôi. Như vậy trong trường hợp này, đây là một bước đầu thuận lợi để thu gom nước thải có mức ô nhiễm cao trước khi chuyển sang bước xử lý bằng hệ thống bio-floc được đề cập trong phần tiếp theo. Một số hệ thống thu gom chất thải tương tự cũng đã được Koo et al. (1995) thử nghiệm trong ao nuôi nước chảy đối với cá trê lai và kết quả báo cáo cũng không khả Báo cáo Kỹ thuật số 5, Dự án Nuôi thâm canh cá biển trong ao bằng mương nổi – CARD VIE 062/04 7 quan. Vấn đề chủ yếu là do quá trình lắng các chất rắn lơ lửng trong hố thu không mấy hiệu quả. Khó khăn tất yếu đối với việc lắng bùn trong ao nuôi nước chảy là khi các chất rắn đã lắng xuống đáy thì động lực nước vẫn không đủ mạnh để tập trung chúng lại tại ống thoát. Trong lúc đó, nước tác động vào các thành bể lại tạo nên dòng xoáy xáo trộn liên tục nên các chấ t rắn không thể đi xuống hố thu được (Van Wyk, 1999). Ngoài ra, cá nuôi trong ao cũng là một nguyên nhân đáng kể vì chúng có thể sục bùn lên và đưa các chất thải đã lắng đọng hòa vào trong nước lần nữa. Bảng 1. So sánh các chỉ tiêu chất lượng nước trong nước thải từ hệ thống dùng thiết bị và nghiệm thức đối chứng (xả nước trực tiếp, chỉ dùng lưới chắn thô ở ống thoát) (số lần thu mẫu cho mỗi nghiệm thức =7 * ). Chỉ tiêu Nồng độ trung bình trong nước thải từ hệ thống nuôi nước chảy (mg/L) Nồng độ trung bình trong nước thải từ hố thu chất rắn (mg/L) Tổng chất rắn 15.4 18.35 Tổng Nitơ 2.07 2.33 Tổng Phospho 0.78 0.83 * định kỳ thu mẫu và phân tích nước hàng tháng. Giải pháp 2: Đánh giá hiệu quả xử lý nước của Harpoon Weed Tóm tắt: Ý tưởng sử dụng rong biển như một tác nhân sinh học nhằm hấp thụ các chất thải hữu cơ ra khỏi ao nuôi thủy sản đã khá quen thuộc với các nhà khoa học, tiêu biểu là báo cáo tổng quan của Neori et al (2004) mô tả chi tiết và tương đối đầy đủ về công nghệ này. Hiện nay, hai loại rong biển phổ biến nhất được chú ý và nghiên cứu nhiều trong ứng dụng lọc sinh học là rong xanh thu ộc giống Ulva và các loài rong đỏ thuộc giống Gracilaria. Tuy nhiên, thực tế cho thấy hầu hết các hệ thống lọc sinh học sử dụng rong biển đều không có tính hiệu quả về mặt kinh tế, chủ yếu do giá thành của rong biển quá thấp trong khi lại cần nhiều lao động và diện tích sản xuất tương đối lớn. Một số trở ngại khác của việc nuôi trồng rong biển từ n ước thải của ao nuôi thủy sản bao gồm nguy cơ nhiễm bệnh cao (Friedlander et al., 1987), sự xâm nhập của địch hại như amphipods, và cạnh tranh dinh dưỡng bởi thực vật phù du trong ao nuôi (Palmer 2005). Hơn nữa, các chất lơ lửng trong nước thải từ ao nuôi có thể tích tụ trên bề mặt của rong biển. Do đó, kết quả thực tế cho thấy tốc độ tăng trưởng của rong biển (và giá trị t ương ứng của chúng như một tác nhân hấp thu dinh dưỡng) thường bị hạn chế rất nhiều và hiệu quả lọc sinh học thường thấp hơn so với các kết quả đạt được trong điều kiện thí nghiệm (Palmer 2005; các kết quả nghiên cứu trước của BIARC). Dự án CARD đã đề xuất yêu cầu đánh giá khả năng xử lý chất thải từ hệ thống m ương nổi nuôi cá bằng rong đỏ Asparagopsis armata (còn gọi là Harpoon Weed). Đề xuất này dựa trên cơ sở một nghiên cứu mới đây của Schuenhoff & Mata (2004) cho thấy loài rong này rất giàu các chất hữu cơ vòng thơm. Khi được tách chiết, các chất này sẽ được sử dụng làm chất chống bám bẩn hoặc thuốc diệt nấm trong mỹ phẩm. Ngoài ra Báo cáo Kỹ thuật số 5, Dự án Nuôi thâm canh cá biển trong ao bằng mương nổi – CARD VIE 062/04 8 khả năng xử lý ammonia của loài rong có phân bố tự nhiên ở Australia này cũng hơn hẳn một đối tượng truyền thống khác là Ulva (Hình 2). Hình 2. Rong đỏ Asparagopsis armata mọc trên các bãi đá ngầm ở vịnh Moreton, S.E. Qld. Ảnh do Marine Botany Group, University of Qld (2003) cung cấp. Đề cương nghiên cứu đã được xây dựng để thu thập rong đỏ từ vịnh Moreton Bay và đánh giá tốc độ tăng trưởng, khả năng hấp thụ các muối dinh dưỡng của nó khi tiếp xúc với nguồn nước thải từ ao nuôi cá sử dụng mương nổi tại BIARC. Rong ở giai đoạn bào tử 4, giai đ oạn được cho là có khả năng lọc sinh học tốt nhất. Dự án đã tiến hành nhiều đợt thu mẫu chung với các nhà nghiên cứu về thực vật của Đại học Queensland và chỉ tìm được một số ít rong ở giai đoạn bào tử 4. Số rong này được chuyển về trồng trong bể tại BIARC với nước thải từ ao nuôi cá sử dụng mương nổi nhằm mục đích nhân gi ống phục vụ các thử nghiệm qui mô. Tuy nhiên, số rong này bị chết không rõ nguyên nhân. Dựa trên những kinh nghiệm mà BIARC đã có và rất nhiều khó khăn gặp phải trong quá trình tìm kiếm, thu thập và trồng loại rong này, chúng tôi quyết định tạm dừng các thử nghiệm sử dụng rong đỏ trong khuôn khổ của dự án CARD. Việc này sẽ được thực hiện một cách kỹ lưỡng hơn qua một nghiên cứu xử lý chất thải NTTS bằng ph ương pháp sinh học khác của BIARC. Căn cứ trên những kết quả nghiên cứu của BIARC về việc sử dụng rong để xử lý sinh học nước thải chúng tôi thấy để sử dụng rong một cách hiệu quả trong hệ thống xử lý thì cần phải giảm thiểu lượng thực vật phù du và các chất rắn lơ lửng có trong nước thải, đồng thời chuyển các chất hữu cơ sang d ạng muối dinh dưỡng mà rong có thể hấp thụ được. Hiện tại BIARC đang có một dự án khác thăm dò khả năng sử dụng các bộ lọc cát có giun nhiều tơ để làm công việc này (Palmer 2007). Giải pháp 3: Xử lý ô nhiễm hữu cơ bằng vi sinh. Tổng quan: Hiện nay, ngày càng có nhiều ý kiến ủng hộ việc chuyển đổi từ nhóm sinh vật tự dưỡng (thực vật phù du) sang sử dụng nhóm sinh vật dị dưỡng (chủ yếu là các nhóm vi sinh vật) để xử lý các chất thải hữu cơ tồn đọng của ao nuôi thủy sản vì Báo cáo Kỹ thuật số 5, Dự án Nuôi thâm canh cá biển trong ao bằng mương nổi – CARD VIE 062/04 9 chúng thuận lợi hơn và hiệu quả hơn trong việc tái sử dụng nước. Các hệ thống xử lý nước thải dân dụng từ lâu đã dùng vi khuẩn để xử lý chất thải hữu cơ nhờ hệ thống bùn hoạt hóa (Arundel 1995). Nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy các hệ thống xử lý chất thải dạng lơ lửng, nơi mà các quá trình dị dưỡng chiếm ưu thế, có ti ềm năng ứng dụng rất cao trong việc hạn chế thay nước cho các ao nuôi tôm cá thương phẩm (Avnimelech 1999; Burford, et al. 2003; Erler et al. 2005). Trong nuôi trồng thủy sản, thuật ngữ ‘hệ thống Bio-floc’ được sử dụng cho các hệ thống xử lý có hệ vi sinh vật dị dưỡng chiếm ưu thế. Thách thức chính là phải xác định được cách thức kết hợp công nghệ biofloc với hệ thống mương nổi nuôi cá. Có 2 gi ải pháp được xem xét: dùng công nghệ biofloc ngay trong ao nuôi hoặc ở trong một ao riêng biệt rồi đưa nước đã xử lý trở lại hệ thống. Hầu hết các nghiên cứu về công nghệ bio-floc trong NTTS đều để biofloc phát triển ngay trong ao nuôi như là một nguồn bổ sung protein cho sinh vật nuôi (Avnimelech 1999; McIntosh et al. 2001; Erler et al. 2005) ngoài mục đích kiểm soát chất lượng nước. Mặc dù có thể tăng thêm lượng thức ăn cho cá, sự gia tăng của độ đụ c và suy giảm của hàm lượng oxy hòa tan do bio-flocs gây nên có thể có những tác động xấu đến cá nuôi. Nhu cầu oxy hòa tan rất cao của cả quần thể vi sinh vật trong ao và cá nuôi trong mương có thể khiến cho hệ thống dễ bị mất cân bằng và bị đe dọa nghiêm trọng trong những trường hợp mất sục khí, mất điện. Các chất rắn lơ lửng ở hàm lượng cao có thể cản trở hoạt động của mang cá và cho phép các vi khu ẩn, protozoa, nấm phát triển gây bệnh cho cá nuôi (Boyd 1994). Ngòai ra, không phải loài cá nuôi nào cũng có thể sử dụng các hạt cầu vi khuẩn này đặc biệt là các sinh vật bậc cao (không phải bọn ăn lọc). Vì thế mà việc xây dựng riêng một hệ thống xử lý nước thải ở bên cạnh ao nuôi thương phẩm sử dụng mương nổi xem ra phù hợp hơn. Các muối dinh dưỡng đã được đồng hóa dưới dạng sinh khối củ a vi khuẩn sẽ được định kỳ loại bỏ ra khỏi môi trường nước của ao xử lý. Nước ao đã qua xử lý có thể được đưa lại vào ao nuôi. Trong khi các ao lắng được sử dụng phổ biến ở Australia để xử lý nước của ao nuôi tôm cá thì một số nghiên cứu gần đây tại địa phương cho thấy chúng hầu như không có tác dụng trong việc giảm thấp hàm lượng nitơ tổng c ộng, chủ yếu là do ảnh hưởng của quá trình tái khoáng hóa và nước thải giàu thực vật phù du (Preston et al. 2000; Palmer 2005). Thu hoạch thực vật phù du trực tiếp từ nước thải là rất khó khăn và thường rất tốn kém cho người nuôi. Chính vì thế mà cần thiết phải có các biện pháp kỹ thuật thay thế để tăng cường khả năng xử lý nước thải. Để các ao xử lý chất thải bằng công gnhệ Bio-floc (BFP) phát huy hiệu qu ả ta cần phải tạo được cơ chế để chuyển đổi quần xã sinh vật sống trong nước thải từ chỗ bị chiếm ưu thế bởi thực vật phù du sẽ chuyển sang bị chiếm ưu thế bởi vi khuẩn. Các vi khuẩn này sẽ phát triển, “đóng gói” các chất dinh dưỡng trong cơ thể chúng và dính kết với nhau tạo thành các hạt có kích thước lớn (gọi là floc) mà ta có thể thu hoạ ch được. Ta có thể làm được điều này bằng cách điều chỉnh tỉ lệ C:N của cơ chất. Các vi khuẩn dị dưỡng sử dụng C hữu cơ như là một nguồn năng lượng để kết hợp với N sinh tổng hợp protein tạo ra tế bào mới (Avnimelech 1999). Để vi khuẩn có thể chuyển nitơ sang dạng protein sống thì nguồn C phải phong phú. Chính vì vậy mà việc điều ch ỉnh tỉ lệ C:N là vô cùng quan trọng. Người ta làm việc này bằng cách bổ sung nguồn C hữu cơ vào trong ao. Về lý thuyết thì ta phải tính toán tỉ lệ C:N cần thiết dựa trên tỉ lệ này trong vi khuẩn, hiệu suất đồng hóa C của vi khuẩn ở trong ao Báo cáo Kỹ thuật số 5, Dự án Nuôi thâm canh cá biển trong ao bằng mương nổi – CARD VIE 062/04 10 và hàm lượng nitơ sinh học ở dưới dạng có thể sử dụng được trong nước ao (Hargreaves 2006). Avnimelech (1999) xây dựng công thức tính toán lượng C cần bổ sung dựa trên dư lượng ammonia tổng cộng (TAN). Vấn đề phức tạp là ở chỗ TAN không phải là nguồn N duy nhất mà các vi khuẩn dị dưỡng có thể sử dụng được. Các hợp chất nitơ vô cơ hòa tan (DON) hay nitrite, nitrate cũng có đóng góp quan trọng vào lượng nitơ sinh h ọc có thể sử dụng được trong ao (Preston et al. 2000) và vi khuẩn dị dưỡng mặc dù ưa thích ammonia có thể sử dụng thêm chúng (Jorgensen et al. 1994). Vì thế, lượng C bổ sung, nếu chỉ dựa vào hàm lượng TAN có thể sẽ không đáp ứng được nhu cầu. Việc xác định hàm lượng N sinh học có thể sử dụng được tại một thời điểm nhất định là rất khó khăn (cụ thể như để xác định DON thì cần phải thực hiện công tác phá mẫu và phân tích trong phòng thí nghiệm) trong khi xác định TAN lại đơn giản hơn nhiều. Chính vì thế ta cũng không thể phủ định tính thực tế của phương pháp mà Avnimelech (1999) đề xuất. Nghiên cứu này nhằm mục đích điều chỉnh lại lượng C bổ sung bằng cách xác định hàm lượng TAN nhất thời để có thể đồng hóa toàn bộ lượng dinh dưỡng có trong nước thả i. Ngoài ra chúng tôi còn muốn đánh giá khả năng chuyển đổi quần xã sinh vật trong ao nước thải được xây riêng biệt từ chỗ bị chiếm ưu thế bởi tảo sang bị chiếm ưu thế bởi vi khuẩn với lượng C bổ sung đã xác định được. Phương pháp: Một loạt các thí nghiệm đã được thực hiện tại BIARC trong năm 2006. Nước thải được thu từ bộ ph ận thu chất thải của các mương nổi đang nuôi cá Đục và cá Mulloway. Rỉ đường (37.5% C) là nguồn C để điều chỉnh tỉ lệ C:N trong cả hai thí nghiệm do thành phần của nó chủ yếu là đường, tương đối rẻ tiền và có hàm lượng nitơ không đáng kể. Thí nghiệm 1 Trên cơ sở tìm hiểu đánh giá tác động của rỉ đường ở hai nồng độ khác nhau để xử lý nước thải trong th ời gian 48 giờ, 9 bể thí nghiệm thể tích 3L đã được sử dụng. Sau khi bơm nước thải vào bể, tiến hành sục khí liên tục để đảm bảo xáo trộn nước. Các bể thí nghiệm được đặt trong tối nhằm hạn chế quá trình quang hợp của tảo với 3 nghiệm thức : Đối chứng, Rỉ đường 1 và Rỉ đường 2. Lượng rỉ đường sử dụng được tính bằng công th ức sau (theo Avnimelech 1999): C add = N ww x ([C/N] mic /E) Trong đó: C add là lượng C cần dùng N ww là hàm lượng N-sinh học sẵn có trong nước. [C/N] mic là tỷ lệ C:N của vi khuẩn [thông thường tỷ lệ này = 5 (Moriarty 1997; Hargreaves 2005)] E là hiệu số chuyển hóa C của vi khuẩn [được qui định = 0.4 (Avnimelech 1999)] Từ đó ta có công thức rút gọn tương ứng như sau: C add = N ww x 12.5 [...]... con giống cá biển cỡ lớn và mở hướng tận dụng các ao nuôi tôm bị bỏ hoang đã đạt được, việc xây dựng một mô hình nuôi không thay nước để hạn chế sự lây lan của bệnh dịch và các tác động xấu có thể lên môi trường là hết sức cần thiết Khi cá Chẽm được ương trong mương nổi, chất thải của cá và thức ăn thừa được dòng nước đưa ra khỏi mương để vào ao chứa Việc loại bỏ các chất thải này dựa vào các quá trình... cả mương nổi bằng thuyền nhỏ đến địa điểm nuôi thương phẩm và vận chuyển cá một cách dễ dàng vào các lồng nuôi Quan trọng hơn, cá giống luôn được giữ trong môi trường nước, không bị stress và làm quen dần với sự thay đổi môi trường sống Tuy nhiên, sử dụng mương nổi để ương cá từ cỡ 4 cm lên cỡ lớn hơn vẫn là một giải pháp khá hiệu quả 3.3 Kết quả nuôi tôm Sú Tôm nuôi đã được thu hoạch sau 114 ngày nuôi. .. huy Việc tắm nước ngọt cho cá Giò hay cá Mú có thể được thực hiện một cách dễ dàng bằng cách bơm nước ngọt vào mương thay vì bắt cá ra tắm trong bể chứa nước ngọt để hạn chế tối đa các tổn thương hay stress cho cá Đặc biệt với cá Mú khi được bắt ra khỏi mương bằng vợt, vây lưng của con này có thể làm mù mắt những con khác làm giảm đáng kể giá trị thương phẩm của cá (người mua không mua cá bị hỏng mắt)... chất thải Nước thải chảy liên tục qua mương nhằm đảm bảo độ chính xác của quan trắc Hình 3 Bể thí nghiệm xử lý nước thải: bên trái là bằng công nghệ Bio-floc và bên phải là bằng cách để lắng thụ động 11 Báo cáo Kỹ thuật số 5, Dự án Nuôi thâm canh cá biển trong ao bằng mương nổi – CARD VIE 062/04 Để mô phỏng chính xác phương pháp lắng thụ động, chúng tôi không sử dụng thiết bị sục khí hoặc khuấy động nước. .. m3 /mương) và một mương nổi SMART-2 (thể tích 6 m3) được đặt ở một đầu ao (Hình 2) Cá được ương trong các mương này lên kích thước lớn hơn Tôm Sú và Artemia được nuôi trong ao chứa Lưới chắn mặt mương được dùng để ngăn ngừa cá Chẽm ương trong mương xâm nhập vào trong ao trở thành địch hại cho tôm nuôi 22 Báo cáo Kỹ thuật số 5, Dự án Nuôi thâm canh cá biển trong ao bằng mương nổi – CARD VIE 062/04 Hình 1: Điểm... tái sử dụng nước trong ao nuôi để loại trừ các tác động môi trường có thể của nghề nuôi trồng thủy sản Từ khóa: nuôi kết hợp, cá biển, tôm, xử lý sinh học 1 MỞ ĐẦU Thử nghiệm ương con giống cá Chẽm (Lates calcarifer) cỡ lớn bằng mương nổi SMART trong ao nuôi tôm đã được thực hiện thành công tại Khánh Hòa trong khuôn khổ của Dự án Nuôi thâm canh cá biển trong ao bằng mương nổi CARD VIE062/04 (Hoang... 2 Trường Đại học Nha Trang, Việt Nam Email: htunguof@gmail.com Department of Primary Industries and Fisheries, Queensland, Australia TÓM TẮT Mô hình nuôi tôm Sú mật độ thấp kết hợp với ương thâm canh con giống cá biển bằng mương nổi trong ao đã được xây dựng và thử nghiệm Kết quả cho thấy chất lượng nước ao tốt và ổn định trong suốt 4 tháng nuôi không thay nước với nhiều đợt ương giống cá Chẽm, cá. .. tự, với cá Giò được bắt ra khỏi mương để tắm thường có biểu hiện bị stress • Hạn chế các rủi ro: cần có biện pháp để ngăn ngừa cá ương trong mương thất thoát vào ao chứa nước hoặc hư hỏng của hệ thống cấp khí Cá Chẽm 33 Báo cáo Kỹ thuật số 5, Dự án Nuôi thâm canh cá biển trong ao bằng mương nổi – CARD VIE 062/04 có thể bơi ngược dòng và thoát ra khỏi mương ngay tại vị trí của các ống nâng nước Ta chỉ... trong nước Nước sạch tầng mặt được tái sử dụng cho ao nuôi Cấp nước bổ sung, bù vào lượng nước bốc hơi Quạt nước Ao nuôi Lưới chắn Bio-floc Pond Hệ thống mương nổi Nước thải giàu chất hữu cơ từ ao nuôi cá bơm sang ao xử lý biofloc Máy sục khí – F7 hoặc tương tự để cung cấp O2 và xáo trộn nước Xả cạn để loại bùn định kỳ Tôm Bạc Thẻ nuôi ở mật độ thấp và không dùng thức ăn bổ sung – tôm ăn tảo và các khối... (phải) 29 Báo cáo Kỹ thuật số 5, Dự án Nuôi thâm canh cá biển trong ao bằng mương nổi – CARD VIE 062/04 Hình 7: Cá Chẽm (Lates calcarifer) giống thoát ra từ mương nổi đã trở thành địch hại cho tôm nuôi trong ao Khoảng 120 con cá Chẽm cỡ lơn (110 – 340 g, những con nhỏ hơn không đếm) đã bị bắt tại thời điểm thu hoạch Ngoài ra, trong thời gian thử nghiệm chúng tôi đã bắt hơn 100 con từ ao nuôi bằng chài . Báo cáo Kỹ thuật số 5, Dự án Nuôi thâm canh cá biển trong ao bằng mương nổi – CARD VIE 062/04 2 Xây dựng mô hình nuôi cá bằng mương nổi không thải nước. BÁO CÁO TIẾN ĐỘ DỰ ÁN NUÔI THÂM CANH CÁ BIỂN TRONG AO BẰNG MƯƠNG NỔI (CARD VIE 062/04) MS5: Xây dựng mô hình nuôi không thải nước