Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.

Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.Cơ sở khoa học của các biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng, Clarias macrocephalus Günther, 1864, trong hệ thống tuần hoàn.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN THỊ HỒNG NHO CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI NUÔI CÁ TRÊ VÀNG, Clarias macrocephalus Günther, 1864, TRONG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN MÃ SỐ 62620301 NĂM 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN THỊ HỒNG NHO MÃ SỐ NCS: P0616004 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI NUÔI CÁ TRÊ VÀNG, Clarias macrocephalus Günther, 1864, TRONG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN MÃ SỐ 62620301 NGƯỜI HƯỚNG DẪN PGS.TS PHẠM THANH LIÊM NĂM 2023 THÔNG TIN TỔNG QUÁT Họ tên Nghiên cứu sinh: Nguyễn Thị Hồng Nho Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 25/01/1985 Nơi sinh: Đồng Tháp Điện thoại: 0988 245 452 Đơn vị công tác: Trường Đại học Đồng Tháp Địa nay: Tổ ấp Xã Mỹ Hiệp huyện Cao Lãnh tỉnh Đồng Tháp Tốt nghiệp Đại học ngành: Nuôi trồng thủy sản Năm tốt nghiệp: 2009 Tại Trường Đại học Cần Thơ Tốt nghiệp Thạc sĩ ngành: Nuôi trồng thủy sản Năm tốt nghiệp: 2013 Tại Trường Đại học Cần Thơ Hình thức đào tạo tiến sĩ: Không tập trung Thời gian đào tạo: 04 năm Tên đề cương tiến sĩ: Cơ sở khoa học biện pháp xử lý chất thải nuôi cá trê vàng (Clarias macrocephalus Günther, 1864) hệ thống tuần hồn Chun ngành: Ni trồng thủy sản Mã ngành: 62620301 Người hướng dẫn chính: PGS.TS Phạm Thanh Liêm Đơn vị công tác: Trường Đại học Cần Thơ i LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Phạm Thanh Liêm GS.TS Trương Quốc Phú tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi học tập, nghiên cứu hồn thành nội dung Luận án Tiến sĩ Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm Khoa Thủy sản Khoa Sau Đại học, Trường Đại học Cần Thơ; Thầy, Cô Bộ môn Kỹ thuật nuôi thủy sản nước Bộ môn Thủy sinh học ứng dụng, Khoa Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ; Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm Khoa Nông nghiệp Tài nguyên môi trường, Trường Đại học Đồng Tháp; Thầy, Cơ Trung tâm thực hành-Thí nghiệm, Trường Đại học Đồng Tháp; tạo điều kiện thuận lợi cho hồn thành chương trình học tập nghiên cứu Cảm ơn Dự án Nâng cấp Trường Đại học Cần Thơ VN14-P6 nguồn vốn vay ODA từ phủ Nhật Bản hỗ trợ kinh phí thực nghiên cứu Xin gửi lời cảm ơn đến em sinh viên hỗ trợ tơi q trình thực nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn anh, chị bạn nghiên cứu sinh gắn bó, hỗ trợ suốt thời gian học tập Cuối xin biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp người thân chia sẻ, giúp đỡ, động viên tinh thần để tơi có động lực hoàn thành tốt kết học tập nội dung nghiên cứu Luận án Tiến sĩ Nguyễn Thị Hồng Nho TÓM TẮT Luận án thực nhằm mục tiêu giảm sử dụng tài nguyên nước, giảm lượng chất thải môi trường, nâng cao sản lượng cá đơn vị sản xuất thông qua việc tăng suất nuôi xây dựng & phát triển nuôi trồng thủy sản bền vững Nội dung Luận án gồm phần: phần 1_Các nghiên cứu xác định thông số sở cho việc xây dựng mơ hình hệ thống tuần hồn (RAS) ni cá trê vàng, phần 2_Xây dựng vận hành mơ hình RAS nuôi cá trê vàng kết hợp TVTS xử lý chất thải Các nội dung nghiên cứu phần gồm: (i) nghiên cứu xác định thông số sức tải RAS biến động hàm lượng chất thải RAS nuôi cá trê vàng, (ii) Xác định lượng chất thải phân bố chất thải cá trê vàng nuôi RAS, (iii) Xác định lồi thực vật thủy sinh diện tích thực vật thủy sinh xử lý chất thải hòa tan RAS Các nghiên cứu thực RAS với bể ni tích 100 L, bể lắng 30 L, bể chứa 60 L bể lọc sinh học giá thể chuyển động 70 L Bể lọc sinh học sử dụng giá thể nhựa RK-Plast (có diện tích riêng bề mặt 750 m²/m³) với tổng diện tích bề mặt giá thể 30 m2 (40 L giá thể) RAS bố trí nhà để hạn chế ảnh hưởng yếu tố tác động từ bên ngồi mơi trường tự nhiên Nghiên cứu xác định loài thực vật diện tích thực vật xử lý chất thải hịa tan RAS bố trí thêm máng trồng thực vật thủy sinh Nước từ bể lọc sinh học qua bể trồng thực vật, sau trở bể nuôi Kết nghiên cứu phần (xác lập sở sở cho việc xây dựng mơ hình RAS ni cá trê vàng) cho thấy sức tải RAS biến động hàm lượng chất thải RAS tốt mật độ 1.000 con/m3 cho ăn lần/ngày, với tăng trưởng tương đối 2,56 %/ngày, tỉ lệ sống đạt 70-83%, suất 66,75-97,39kg/m hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) 1,2 Các yếu tố mơi trường nước thí nghiệm có biến động theo thời gian ni mật độ ni, nhiên nằm giới hạn thích hợp cho cá nuôi Trong tổng lượng thức ăn cung cấp, cá tích lũy 28,43% vật chất khơ (DM) 34,98% nitơ (N); chất thải dạng khơng hịa tan 18,44% DM 23,65% N; 15,55% DM 37,29% N thải dạng hòa tan Phần lại tích lũy sinh khối vi khuẩn thất rò rỉ, bay Kết cho thấy để sản xuất kg cá, cần cung cấp 919,67 g DM (chứa 57,21 g N) Trong đó, cá tích lũy 258,70 g DM (chứa 20,54 g N); lượng chất thải 660,97 g DM (chứa 36,66 g N) Bèo tai tượng (Pistia stratiotes) xử lý tốt hầu hết chất ô nhiễm nước thải nuôi cá trê vàng 10 ngày đầu thí nghiệm (so với bèo tấm_ Lemna minor bèo nhật_ Limnobium laevigatum) Bèo tai tượng có khả làm giảm 65,83% CO 2; 34,28% COD; 40,70% TAN; 46,70% N-NO3- 24,56 % P-PO43-; 9,16% TP làm tăng 37,68% oxy hòa tan nước thải so với nồng độ ban đầu Để đảm bảo chất lượng nước thải từ m3 thể tích bể ni cá trê vàng RAS theo quy chuẩn nước thải Bộ Tài ngun Mơi trường diện tích bèo tai tượng cần thiết khoảng 1,30-2,23 m2 Sau có thơng số phần nội dung nghiên cứu_Xây dựng vận hành RAS nuôi cá trê vàng với quy mô m3 thể tích ni_ thực Cấu phần RAS nuôi cá trê vàng gồm bể nuôi tích m 3/bể nối với bể lắng (350L), bể chứa (350L), bể lọc sinh học (2 m 3) bể bèo (diện tích bề mặt m2) Bể lắng có chứa 70 L giá thể nhựa bể lọc sinh học chứa 800 L giá thể nhựa RK-Plast Kết nghiên cứu cho thấy cá trê vàng ni RAS quy mơ 4m3 thể tích nước nuôi đạt trọng lượng 141,0-157,8 g/con, tỉ lệ sống 73,74-88,3 %, suất đạt 100,7- 141,8 kg/m3 FCR 1,02-1,29 sau 120 ngày nuôi Tăng trưởng khối lượng (y: tính gram) cá theo ngày ni (x: tính theo ngày) thể phương trình y = 1.2397x - 3.4465 (R² = 0.9697) với tốc độ tăng trưởng tương đối 2,05%/ngày Khi cung cấp 1kg thức ăn (tính vật chất khơ, chứa 52,2 g N) thải 19,78% N (chứa 10,32 g N) chất thải rắn 40,60% N (chứa 21,19 g N) chất thải hòa tan Bể lọc sinh học xử lý 32,5% lượng TSS, 3,42% lượng COD, 6,49% lượng PO43- bể bèo xử lý 24,7% lượng TSS, 0,37% lượng COD, 17,55 % lượng NO3-, 5,34% lượng PO43, 12,82% lượng TN hệ thống nuôi Lượng nước sử dụng để sản xuất kg cá trê vàng RAS 0,2 m3 nước Từ khóa: cá trê vàng (Clarias macrocephalus), bèo tai tượng (Pistia stratiotes), Hệ thống tuần hồn ni trồng thủy sản (RAS), xử lý chất thải ABSTRACT The study aimed to reduce water resource use, reduce the waste released into the environment, increase fish production in the same production unit through increasing aquaculture productivity, and construction & development of aquaculture sustainable products The content of the thesis consists of two parts: part 1_Research to determine the basic parameters for building a recirculating aquaculture system (RAS) model for bighead catfish (Clarias macrocephalus), and Part 2_Building and operating Clarias macrocephalus RAS model combined aquatic plants for waste treatment The contents of the research in part include: (i) studies to determine parameters of RAS carrying capacity and fluctuating waste content in RAS for bighead catfish, (ii) Determination of waste quatity and distribution of wastes of bighead catfish reared in RAS, (iii) Identification of aquatic plant species and the area of the aquatic plant to treat the dissolved waste in RAS This studies were carried out in RAS with 100-L culture tank, 30-L swirl separator, 60-L sump tank and 70-L moving bed biofilm reactor Biofilter tanks use RK-Plast resin (with a specific surface area of 750 m²/m³) with a total surface area of 30 m (40 L RK-Plast resin) RAS is arranged indoors to limit the influence of factors outside the natural environment The study determined the aquatic plant species and the area of the aquatic plant to treat the dissolved waste in the RAS which were arranged with aquatic plant troughs Water from the moving bed biofilm reactor will go through the plant growing tank, then return to the culture tank The results of the studies part 1, determine the basic parameters for building a RAS model for bighead catfish, showed that the carrying capacity of the RAS and the fluctuating waste content in the RAS was best at the density of 1,000 fish/m3 and feeding times/day, with specific growth rate of 2.56%/day, survival rate of 70-83%, yield of 66.75-97.39kg/m3 and feed conversion ratio (FCR) of 1.2 The water parameters of the experiments varied according to culture time, stocking density and feeding method, but still within the limits suitable for bighead catfish In the total of feed supply, retention in fish accounted by 28.43% in dry matter (DM) and 34.98% in nitrogen (N); waste production by fecal loss made up 18.44% of DM and 23.65% of N; and non-fecal loss accounting for 15.55% of DM and 37.29% of N The remaining was consumed by bacteria and lost by evaporation and seepage Results also revealed that to produce kg of fish, it was necessary to provide 919.67 g DM containing of 57.21 g N Of which, nutrient accumulation in fish was 258.70 g DM and 20.54 g N; released in waste production of 660.97 g DM and 36.66 g N Water lettuce (Pistia stratiotes) was the best macrophyte in treating wastewater discharged from the bighead catfish culture system in the first 10 days of the experiment (compare with Lemna minor and Limnobium laevigatum) The concentration of CO2, COD, TAN, N-NO3-, P-PO43-, and TP in wastewater reduced 65.83%, 34.28%, 40.70%, 46.70%, 24.56%, and 9.16%, respectively while dissolved oxygen increased 37.68% compared to the initial concentration after treatment by Pistia stratiotes In order to control waste dischage according to the regulations of the Ministry of Natural Resources and Environment, the area of water lettuce needed for treating waste produce from m3 culture volume in RAS culture bighead catfish was in 1.30-2.30 m2 After obtaining the basic parameters, part of the research content, building and operating a RAS for raising bighead catfish with a scale of m of culture volume, was carried out.The component of the RAS includes 1-m3 culture tank (4 tanks) connected to a 350-L sedimentation tank, 350-L sump tank, 2-m moving bed biofilm and a water lettuce tank (area surface area m 2) The sedimentation tanks and the moving bed biofilm contain RK-Plast resin with volumes 70 L and 800 L of media, respectively The studying results showed that the bighead catfish cultured in the RAS with a scale of 4m3, they reached 141.0-157.8 g/fish, survival rate 73.74-88.3%, yield 100.7141.8 kg/m3 and FCR is 1.02-1.29 after 120 days of culture Growth in weight (y: in grams) of Clarias macrocephalus by day of culture (x: in days) is represented by the equation: y = 1.2397x - 3.4465 (R² = 0.9697) with a special growth rate weight 2.05% / day In the kg of feed supply (by dry matter, containing 52.2 g N), waste production fecal loss and total suspended solids by made up 19.78% of N (containing 10.32 g N); and non-fecal loss accounting for 40.6% of N (containing 21.19 g N) The moving bed biofilm tank can treatment 32.5% of TSS, 3.42% of COD, 6.49% of PO43- and the water lettuce tank can treatment 24.7% of TSS, 0.37% of COD, 17, 55% of NO 3-, 5.34% of PO43-, 12.82% of TN of the RAS Water use produce kg of bighead catfish in RAS is 0.2 m³ Keywords: bighead catfish (Clarias macrocephalus), Water lettuce (Pistia stratiotes), Recirculating aquaculture system (RAS), waste treatment