Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước của than sinh học trong hệ nuôi thủy sản tuần hoàn nhằm ứng dụng cho mô hình nuôi tôm giống

SỞ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ SINH HỌC BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC CỦA THAN SINH HỌC TRONG HỆ NI THỦY SẢN TUẦN HỒN NHẰM ỨNG DỤNG CHO MƠ HÌNH NI TƠM GIỐNG MSNV: MT03/18-20 Cơ quan chủ trì nhiệm vụ: Trung tâm Cơng nghệ Sinh học Chủ nhiệm nhiệm vụ: KS Nguyễn Minh Khánh Thành phố Hồ Chí Minh - năm 2021 SỞ NƠNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ SINH HỌC BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC CỦA THAN SINH HỌC TRONG HỆ NUÔI THỦY SẢN TUẦN HỒN NHẰM ỨNG DỤNG CHO MƠ HÌNH NI TÔM GIỐNG MSNV: MT03/18–20 (Đã chỉnh sửa theo kết luận Hội đồng nghiệm thu ngày 24/06/2021) Chủ nhiệm nhiệm vụ Nguyễn Minh Khánh Cơ quan chủ trì nhiệm vụ Nguyễn Đăng Quân Thành phố Hồ Chí Minh – năm 2021 ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH SỞ NƠNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NƠNG THƠN CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KH&CN I THÔNG TIN CHUNG Tên nhiệm vụ: Nghiên cứu hiệu xử lý nước than sinh học hệ nuôi thủy sản tuần hồn nhằm ứng dụng cho mơ hình ni tơm giống (Mã số: MT03/18-20) Chủ nhiệm nhiệm vụ: Họ tên: Nguyễn Minh Khánh Ngày, tháng, năm sinh: 21/11/1992 Nam/ Nữ: Nam Học hàm, học vị: Kỹ sư Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên Chức vụ: Nhân viên Tổ CNSH Môi trường Điện thoại: Tổ chức: (84-28) 37 153 792 Nhà riêng: 028 3858 4150 Mobile: 090 693 9872 E-mail: mkhanh2111@yahoo.com.vn Tên tổ chức công tác: Trung tâm Công nghệ Sinh học TP.HCM Địa tổ chức: Số 2374, Quốc lộ 1, Khu phố 2, Phường Trung Mỹ Tây, Quận 12, TP.HCM Địa nhà riêng: 12/33 Lê Tung P.13, Q.11, TP.HCM Tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Tên tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Trung tâm Công nghệ Sinh học TP.HCM Điện thoại: (84-28) 37 153 792 Fax: (84-28) 38 91 69 97 E-mail: ttcnsh.snn@tphcm.gov.vn Website: www.hcmbiotech.com.vn Địa chỉ: Số 2374, Quốc lộ 1, Khu phố 2, Phường Trung Mỹ Tây, Quận 12, TP.HCM Họ tên thủ trưởng tổ chức: TS Nguyễn Đăng Quân Số tài khoản: 3713.0.1007645 Kho bạc Nhà nước Thành phố Hồ Chí Minh Tên quan chủ quản nhiệm vụ: Sở Nông nghiệp Phát triển nông thôn TP.HCM II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN Thời gian thực nhiệm vụ: - Theo Hợp đồng ký kết: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 12 năm 2020 - Thực tế thực hiện: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 06 năm 2021 - Được gia hạn (nếu có): - Lần từ tháng 12 năm 2020 đến tháng 06 năm 2021 Kinh phí sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 750.000.000 đồng, đó: + Kính phí hỗ trợ từ ngân sách khoa học: 750.000.000 đồng + Kinh phí từ nguồn khác: đồng b) Tình hình cấp sử dụng kinh phí từ nguồn ngân sách khoa học: Theo kế hoạch Thực tế đạt TT Thời gian (Tháng, năm) Kinh phí (đồng) Thời gian (Tháng, năm) Kinh phí (đồng) 2018 300.000.000 2018 299.999.040 2019 250.000.000 2019 247.129.100 2020 200.000.000 2020 74.770.760 Ghi (Số đề nghị toán) Giảm 50 triệu đồng so với đề cương chi tiết c) Kết sử dụng kinh phí theo khoản chi: Năm 2018 Đơn vị tính: đồng Theo kế hoạch Thực tế đạt Số TT Nội dung khoản chi Trả công lao động (khoa học, phổ thông) 119.910.700 119.910.700 119.910.700 119.910.700 Nguyên, vật liệu, lượng 152.863.260 152.863.260 143.462.300 143.462.300 Thiết bị, máy móc 0 0 0 Xây dựng, sửa chữa nhỏ 0 0 0 Chi khác 27.226.040 27.226.040 36.626.940 36.626.940 0 299.999.940 299.999.940 Tổng cộng Tổng Nguồn khác NSKH 300.000.000 300.000.000 Tổng Nguồn khác NSKH Năm 2019 Theo kế hoạch Số TT Nội dung khoản chi Trả công lao động (khoa học, phổ thông) Nguyên, vật liệu, lượng Thiết bị, máy móc Xây dựng, sửa chữa nhỏ Chi khác Tổng cộng Thực tế đạt Nguồn khác Tổng NSKH 68.499.200 68.499.200 Nguồn khác Tổng NSKH 68.499.200 68.499.200 0 163.932.900 163.932.900 0 0 0 0 0 0 17.371.000 17.371.000 14.697.000 14.697.000 0 247.129.100 247.129.100 164.129.800 164.129.800 250.000.000 250.000.000 Năm 2020 Số TT Nội dung khoản chi Theo kế hoạch Thực tế đạt Nguồn khác Tổng NSKH Trả công lao động (khoa học, phổ thông) 54.799.360 54.799.360 Nguyên, vật liệu, lượng 83.329.640 Thiết bị, máy móc Xây dựng, sửa chữa nhỏ Chi khác Tổng cộng Nguồn khác Tổng NSKH 54.799.360 54.799.360 83.329.640 80.351.400 80.351.400 0 0 0 0 0 0 61.871.000 61.871.000 12.133.220 12.133.220 0 147.283.980 147.283.980 200.000.000 200.000.000 - Lý thay đổi (nếu có): Do kinh phí năm 2020 cấp 50% (100.000.000 đồng) so với tổng kinh phí năm 2020 (200.000.000 đồng) nên nhiệm vụ thực mức kinh phí cấp Các văn hành trình thực nhiệm vụ/dự án: Số TT Số, thời gian ban hành văn Quyết định số 01/QĐCNSH ngày 09 tháng 01 năm 2018 Quyết định việc thành lập Hội đồng Khoa học xét duyệt đề cương chi tiết nhiệm vụ sở cấp Trung tâm năm 2018 Hợp đồng số 43/HĐGVCNSH ngày 28 tháng 03 năm 2018 Hợp đồng giao việc thực nhiệm vụ KHCN cấp sở năm 2018 Quyết định số 86/QĐCNSH ngày 25 tháng năm 2019 Quyết định việc thành lập Hội đồng Khoa học đánh giá tiến độ nghiệm thu nhiệm vụ khoa học công nghệ năm 2018 Quyết định số 151/QĐCNSH ngày 10 tháng 06 năm 2020 Quyết định việc thành lập Hội đồng Khoa học đánh giá tiến độ nghiệm thu nhiệm vụ khoa học công nghệ năm 2019 Tên văn Ghi 5 Hợp đồng số 33/2019/HĐ-SNN ngày 09 tháng 12 năm 2019 Hợp đồng thực nhiệm vụ khoa học công nghệ cấp sở Quyết định số 349/QĐSNN ngày 28 tháng 10 năm 2019 Quyết định việc giao tiếp tục thực nhiệm vụ khoa học công nghệ cấp sở chuyển tiếp từ năm 2016, 2017, 2018 sang năm 2019, 2020, 2021 (Đơn vị: Trung tâm Công nghệ Sinh học) Quyết định số 383/QĐSNN ngày 12 tháng 10 năm 2020 Quyết định việc gia hạn thời gian thực nhiệm vụ khoa học công nghệ cấp sở đơn vị Trung tâm Công nghệ Sinh học Quyết định số 117/QĐCNSH ngày 13 tháng 05 năm 2021 Quyết định việc thành lập Hội đồng nghiệm thu nhiệm vụ khoa học công nghệ cấp Trung tâm Tổ chức phối hợp thực nhiệm vụ: Số TT Tên tổ chức đăng ký theo Thuyết minh Tên tổ chức tham gia thực Nội dung tham gia chủ yếu Sản phẩm chủ yếu đạt Ghi - Lý thay đổi (nếu có): Cá nhân tham gia thực nhiệm vụ: Số TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân tham gia thực KS Nguyễn KS Nguyễn Minh Khánh Minh Khánh Nội dung tham gia Nội dung 1: Đánh giá số tiêu chất lượng nước mơ hình ni tơm giống Nội dung 2: Xây dựng mơ hình đánh giá hiệu sử dụng than sinh học bể hiếu khí Nội dung 1: Đánh giá số tiêu chất lượng nước mơ hình ni tơm giống ThS Nguyễn ThS Nguyễn Nội dung 2: Xây dựng mô Tấn Đức Tấn Đức hình đánh giá hiệu sử dụng than sinh học bể hiếu khí Sản phẩm chủ yếu đạt Ghi Quy trình xử lý nước ni tơm giống hệ thống tuần hồn ứng dụng than sinh học làm vật liệu lọc bể hiếu khí cột lọc sinh học Chủ nhiệm Quy trình xử lý nước ni tơm giống hệ thống tuần hoàn ứng dụng than sinh học làm vật liệu lọc bể hiếu khí cột lọc sinh học Thành viên Nội dung 3: Đánh giá hiệu xử lý nước than sinh học mô hình cột lọc Nội dung 4: Thử nghiệm mơ hình xử lý nước thải hệ thống nuôi tôm giống tuần hồn Nội dung 2: Xây dựng mơ hình đánh giá hiệu sử dụng than sinh học bể hiếu khí Quy trình xử lý nước ni tơm giống hệ thống tuần hoàn ứng dụng than sinh học làm vật liệu lọc bể hiếu khí cột lọc sinh học Thành viên Thành viên hệ thống ni tơm giống tuần hồn Quy trình xử lý nước nuôi tôm giống hệ thống tuần hoàn ứng dụng than sinh học làm vật liệu lọc bể hiếu khí cột lọc sinh học Nội dung 2: Xây dựng mơ hình đánh giá hiệu sử dụng than sinh học ThS Nguyễn ThS Nguyễn bể hiếu khí Thị Hạnh Thị Hạnh Nội dung 4: Thử nghiệm Ngun Ngun mơ hình xử lý nước thải hệ thống ni tơm giống tuần hồn Quy trình xử lý nước ni tơm giống hệ thống tuần hoàn ứng dụng than sinh học làm vật liệu lọc bể hiếu khí cột lọc sinh học Thành viên Nội dung 4: Thử nghiệm Trần ThS Trần mơ hình xử lý nước thải Vũ Phạm Vũ Linh hệ thống ni tơm giống tuần hồn Quy trình xử lý nước ni tơm giống hệ thống tuần hoàn ứng dụng than sinh học làm vật liệu lọc bể hiếu khí cột lọc sinh học Thành viên ThS Võ Thị Minh Thảo (tham gia từ tháng 4/2019) Nội dung 4: Thử nghiệm mơ hình xử lý nước thải hệ thống nuôi tôm giống tuần hoàn Nội dung 3: Đánh giá hiệu xử lý nước ThS Trần than sinh học mô hình cột lọc Tuấn Anh (tham gia từ Nội dung 4: Thử nghiệm tháng 4/2020) mơ hình xử lý nước thải Nội dung 3: Đánh giá hiệu xử lý nước than sinh học mô hình cột lọc ThS Phạm Linh 7 ThS Phạm Thị Ái Niệm (tham gia từ tháng 4/2020) Nội dung 4: Thử nghiệm mơ hình xử lý nước thải hệ thống ni tơm giống tuần hồn Quy trình xử lý nước ni tơm giống hệ thống tuần hồn ứng dụng than sinh học làm vật liệu lọc bể hiếu khí cột lọc sinh học Thành viên - Lý thay đổi (nếu có): Cá nhân thành viên tham gia theo thực tế nội dung công việc trực tiếp thực Tình hình hợp tác quốc tế: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Thực tế đạt (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Ghi - Lý thay đổi (nếu có): Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm ) - Lý thay đổi (nếu có): Thực tế đạt (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm ) Ghi 8 Tóm tắt nội dung, cơng việc chủ yếu: Thời gian (Bắt đầu, kết thúc: 06/2018-12/2020) Thực tế đạt Theo kế hoạch Số TT Các nội dung, công việc chủ yếu (Các mốc đánh giá chủ yếu) Nội dung 1: Đánh giá số tiêu chất lượng nước mơ hình ni tơm giống 01–12/2018 06/2018– 12/2018 Nội dung 2: Xây dựng mơ hình đánh giá hiệu sử dụng than sinh học bể hiếu khí 10/2018– 05/2019 01–09/2019 Nội dung 3: Đánh giá hiệu xử lý nước than sinh học mơ hình cột lọc 06–12/2019 10/2019– 04/2020 Nội dung 4: Thử nghiệm mơ hình xử lý nước thải hệ thống ni tơm giống tuần hồn 01–12/2020 04/2020– 06/2021 Người, quan thực ThS Nguyễn Tấn Đức KS Nguyễn Minh Khánh ThS Nguyễn Tấn Đức ThS Võ Thị Minh Thảo ThS Nguyễn Thị Hạnh Nguyên KS Nguyễn Minh Khánh ThS Nguyễn Tấn Đức ThS Võ Thị Minh Thảo ThS Trần Tuấn Anh ThS Nguyễn Tấn Đức ThS Võ Thị Minh Thảo ThS Trần Tuấn Anh ThS Trần Phạm Vũ Linh ThS Nguyễn Thị Hạnh Nguyên ThS Phạm Thị Ái Niệm - Lý thay đổi: Trong đợt báo cáo tiến độ lần 2, năm 2020, Hội đồng Khoa học góp ý thay đổi nội dung 4, thay thử nghiệm thực địa thử nghiệm mơ hình pilot tương tự Trung tâm để thuận tiện theo dõi đánh giá hiệu xử lý than sinh học hệ thống nuôi tôm giống tuần hoàn III SẢN PHẨM KH&CN CỦA NHIỆM VỤ Sản phẩm KH&CN tạo ra: 90 ngày nuôi Kết phân tích t-test cho thấy có khác biệt lớn chiều dài khối lượng tôm hai nghiệm thức từ giai đoạn post 24 (ngày nuôi thứ 14) trở 4.3.2 Hệ số FCR Hệ số chuyển hóa thức ăn (FCR) tính dựa tỷ lệ tổng lượng thức ăn đưa vào bể nuôi (g) tỷ lệ tăng trọng (hiệu số khối lượng lúc thu hoạch khối lượng ban đầu) (g) Như vậy, hệ thống RAS tính bể 500 L, ban đầu thả 600 post 10 (khối lượng 0,0015 g/post), sau 28 ngày thu trung bình 447 post 38 (khối lượng 0,1449 g/post) Tổng lượng thức ăn đưa vào 83,90 g FCRRAS-post38 = 83,90 / ((447 × 0,1449) – (600 × 0,0015)) = 1,3 Tương tự, nghiệm thức đối chứng, với mật độ giống thả ban đầu lượng thức ăn đưa vào, sau 28 ngày thu trung bình 439 post 38 (khối lượng 0,2326 g/post) FCRDC-post38 = 83,90 / ((439 × 0,2326) – (600 × 0,0015)) = 0,8 Kết thu cho thấy số FCR hệ thống RAS cao so với nghiệm thức đối chứng Tuy nhiên so sánh với tiêu chuẩn FCR cho phép nuôi trồng thủy sản giá trị FCR hai nghiệm thức nằm ngưỡng phù hợp (Patnaik & Samocha, 2009) 4.3.3 Kết xét nghiệm bệnh tôm Các tiêu xét nghiệm bệnh tôm (Kết thử nghiệm số 210526-02) NT RAS Biochar NT Đối chứng cho tơm post sau 28 ngày ni, âm tính tiêu sinh học phân tử WSSV, YHV/GAV, VP EHP Điều cho thấy môi trường nước điều kiện chăm sóc tơm đạt u cầu, giúp tránh bệnh hại thường gặp tôm 91 4.3.4 Chỉ tiêu hình thái tơm Hình thái tơm NT RAS Biochar NT Đối chứng tương tự Màu sắc tơm bóng đẹp Chân bơi, chân bị đầy đủ, khơng có tượng trầy xước, xuất huyết Phụ đầy đủ không bị tổn thương, giáp đầu ngực chân bơi khơng bị nhờn nhớt Gan tụy nhìn rõ, có màu sắc nhạt bình thường, xuất số đốm trắng mang Tôm búng mạnh, bơi nhanh Hình 47 Hình thái tơm post sau 28 ngày nuôi Màu nước sau lọc hệ thống nuôi tơm giống tuần hồn Hình 48 Kết chiều dài tôm post sau 60 ngày hệ thống nuôi tơm tuần hồn (chiều dài 5,76 ± 0,82 cm; khối lượng 2,45 ± 1,49 g, n = 5) 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau trình đánh giá hiệu xử lý nước than sinh học bể hiếu khí cột lọc sinh học ứng dụng than sinh học vào mơ hình ương tôm giống bể composite 500 L, kết luận trình bày sau: Nội dung 2: Xây dựng mơ hình đánh giá hiệu sử dụng than sinh học bể hiếu khí • Thơng số vận hành phù hợp bể hiếu khí ứng dụng than sinh học làm vật liệu lọc: tỷ lệ giá thể than sinh học 30% v/v, thời gian lưu giờ, lưu lượng sục khí L/phút Nội dung 3: Đánh giá hiệu xử lý nước than sinh học mơ hình cột lọc • Kết khảo sát dung lượng hấp phụ tối đa bão hòa đơn lớp Q0max than sinh học ammonium, nitrite nitrate 0,1003, 0,2477 0,1290 mg/g • Thông số vận hành phù hợp cột lọc sinh học ứng dụng than sinh học làm vật liệu lọc: chiều cao lớp vật liệu lọc 30 cm, kích thước hạt than 5– mm, phương pháp lọc nhỏ giọt phù hợp để xử lý nước Nội dung 4: Thử nghiệm mơ hình xử lý nước thải hệ thống ni tơm giống tuần hồn • Thơng số vận hành phù hợp hệ thống xử lý nước mơ hình ương tơm giống tuần hồn bể composite 500 L dùng than sinh học làm vật liệu lọc: lưu lượng bơm 70 giây/L tương đương chu kỳ tuần hồn bể ni (dung tích nước nuôi khoảng 400 L) thời gian lưu 2,1 bể hiếu khí (dung dích làm việc 110 L) • Tôm thẻ chân trắng ương hệ thống RAS ứng dụng than sinh học làm vật liệu có tỷ lệ sống tương đương với nghiệm thức đối chứng 93 80% FCR đạt 1,3 nằm giới hạn cho phép quy chuẩn ương ni tơm • Hiệu suất tái sử dụng nước mơ hình đạt 100% (định kỳ cần bổ sung nước vào bù cho lượng nước bay hơi) • Than sinh học sau trình lọc đo hệ số GI đạt từ 228–227%, cho thấy hoàn toàn phù hợp để tiếp tục xử lý làm phân bón cho trồng Kiến nghị Qua thực tế triển khai ương nuôi tôm thẻ chân trắng hệ thống RAS ứng dụng than sinh học, nhóm nghiên cứu phát nhiều tiềm hướng nghiên cứu nhằm đóng góp vào quy trình nuôi tôm bệnh, bền vững, thân thiện với môi trường, bước đầu thiết kế mơ hình ni tuần hồn quy mơ nhỏ cho thí nghiệm thử thuốc nghiên cứu vi sinh, thủy sản Các hướng phát triển để hồn thiện mơ hình ương ni tơm giống tuần hồn tiết kiệm nước sau: • Nghiên cứu ứng dụng chủng vi khuẩn có khả thúc đẩy q trình nitrate hóa phản nitrate hóa phân giải dị dưỡng chất hữu vào bể hiếu khí cột lọc sinh học nhằm tăng hiệu xử lý nước • Bùn lắng thu từ bể nuôi tôm chứa nhiều dinh dưỡng chưa phân giải, cần nghiên cứu để nuôi vi tảo, artermia trùn đỏ nhằm làm thức ăn tự nhiên cho tơm giống • Cột lọc sinh học bắt đầu có tượng nghẽn sau khoảng 20 ngày vận hành, cần xử lý kịp thời giúp mau thoát nước Do việc khảo sát trở lực vật liệu lọc than sinh học theo thời gian nhằm cung cấp sở thiết kế phương án lọc đứng, lọc ngang phù hợp tương ứng quy mô hệ thống tuần hoàn thực tế 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn (2014) QCVN 0219:2014/BNNPTNT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia sở nuôi tôm nước lợ—Điều kiện bảo đảm vệ sinh thú y, bảo vệ môi trường an toàn thực phẩm Bùi Thị Lan Anh (2016) Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ dừa để xử lý amoni nước thải bệnh viện [Luận văn thạc sĩ] Đại học Khoa học Tự Nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội Chi cục Thủy sản - Sở NN PTNT TP.HCM (2021) Kết quan trắc, cảnh báo môi trường nước nuôi trồng thủy sản (ngày thu mẫu 12/5/2021) (p 8) Châu Tài Tảo, Nguyễn Thanh Phương, & Trần Ngọc Hải (2011) Ảnh hưởng acid arachidonic thức ăn lên thành thục sinh sản tôm sú (Penaeus monodon) bố mẹ ni bể lọc tuần hồn Tạp Chí Khoa Học Trường Đại Học Cần Thơ, 18b, 43–52 Nguyễn Thanh Phương & Trần Ngọc Hải (2009) Kỹ thuật sản xuất giống nuôi giáp xác Đại học Cần Thơ - Khoa Thủy sản Nguyễn Thị Thu Hiền, Trần Văn Nhân, Nguyễn Đức Cự, & Nguyễn Thị Thanh Hương (2011) Ứng dụng công nghệ lọc sinh học hệ thống tuần hồn nước ni giống cá biển quy mơ sản xuất Tạp Chí Khoa Học Cơng Nghệ, 49(2), 105–112 Lê Mạnh Tân (2006) Đánh giá tác động ảnh hưởng tới chất lượng nước vùng ni tơm Cần Giờ Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ, 9(4), 77–84 Lê Trần Tiểu Trúc, Ngô Thụy Diễm Trang, Đặng Thị Thúy Ái, Nguyễn Thị Bé Ly, Nguyễn Thị Hồng Ngọc, Đặng Thị Thu Trang, Phạm Việt Nữ, & Ngô Thụy Diễm Trang (2018) Hiện trạng quản lý xử lý chất 95 thải từ ao nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) thâm canh tỉnh Sóc Trăng, Bạc Liêu Cà Mau Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 54(1B), 82–91 Phạm Thị Ngọc Lan (2016) Nghiên cứu biến tính than hoạt tính chế tạo từ phế phẩm nơng nghiệp làm vật liệu hấp phụ xử lý amoni nước Tạp Chí Khoa Học Kỹ Thuật Mơi Trường, 52, 129–137 10.Trần Thị Tú (2016) Đặc điểm hóa lý than sinh học điều chế từ vỏ trấu Tạp chí Khoa học - Đại học Huế, 120(6), 233–247 11.Vũ Thị Mai & Trịnh Văn Tuyên (2016) Nghiên cứu khả xử lý amoni môi trường nước than sinh học từ lõi ngơ biến tính H3PO4 NaOH Tạp Chí Khoa Học ĐHQGHN: Các Khoa Học Trái Đất Môi Trường, 32(1S), 274–281 12.Vũ Tuấn Kiệt, Nguyễn Tri Quang Hưng, & Nguyễn Minh Kỳ (2017) Đánh giá hiệu xử lý nước thải mơ hình ni cá tra thân thiện mơi trường Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi Môi trường, 59, 108– 113 Tiếng Anh Ahmad, M., Rajapaksha, A U., Lim, J E., Zhang, M., Bolan, N., Mohan, D., Vithanage, M., Lee, S S., & Ok, Y S (2014) Biochar as a sorbent for contaminant management in soil and water: A review Chemosphere, 99, 19–33 Anthonisen, A C., Loehr, R C., & Prakasam, T B S (1976) Inhibition of Nitrification by Ammonia and Nitrous Acid Journal (Water Pollution Control Federation), 48(5), 835–852 Badiola, M., Basurko, O C., Piedrahita, R., Hundley, P., & Mendiola, D (2018) Energy use in Recirculating Aquaculture Systems (RAS): A review Aquacultural Engineering, 81, 57–70 96 Badiola, M., Mendiola, D., & Bostock, J (2012) Recirculating Aquaculture Systems (RAS) analysis: Main issues on management and future challenges Aquacultural Engineering, 51, 26–35 Bregnballe, J (2015) A guide to recirculation aquaculture: An introduction to the new environmentally friendly and highly productive closed fish farming systems Food and Agriculture Organization of the United Nations : Eurofish Chen, J.-C., Liu, P.-C., & Lei, S.-C (1990) Toxicities of ammonia and nitrite to Penaeus monodon adolescents Aquaculture, 89(2), 127–137 Dai, Y., Zhang, N., Xing, C., Cui, Q., & Sun, Q (2019) The adsorption, regeneration and engineering applications of biochar for removal organic pollutants: A review Chemosphere, 223, 12–27 Dalahmeh, S., Ahrens, L., Gros, M., Wiberg, K., & Pell, M (2018) Potential of biochar filters for onsite sewage treatment: Adsorption and biological degradation of pharmaceuticals in laboratory filters with active, inactive and no biofilm Science of The Total Environment, 612, 192–201 Dugassa, H., & Gaetan, D G (2018) Biology of White Leg Shrimp, Penaeus vannamei: Review 13 10.Esparza-Leal, H M., Ponce-Palafox, J T., Aragón-Noriega, E A., Arredondo-Figueroa, J L., García-Ulloa Gómez, M., & ValenzuelaQuiđonez, W (2009) Growth and performance of the whiteleg shrimp Penaeus vannamei (Boone) cultured in low-salinity water with different stocking densities and acclimation times: Growth of Penaeus vannamei in low-salinity water Aquaculture Research, 41(6), 878–883 11.FAO (2018) Meeting the sustainable development goals 12.FAO (2020) The State of World Fisheries and Aquaculture 2020: Sustainability in action FAO 97 13.Fidel, R B., Laird, D A., & Spokas, K A (2018) Sorption of ammonium and nitrate to biochars is electrostatic and pH-dependent Scientific Reports, 8(1), 17627 14.Forbis-Stokes, A A., Rocha-Melogno, L., & Deshusses, M A (2018) Nitrifying trickling filters and denitrifying bioreactors for nitrogen management of high-strength anaerobic digestion effluent Chemosphere, 204, 119–129 15.Goode, C (2010) Understanding biosolids dynamics in a moving bed biofilm reactor University of Toronto 16.Guo, Q., Bandala, E R., Goonetilleke, A., Hong, N., Li, Y., & Liu, A (2021) Application of Chlorella pyrenoidosa embedded biochar beads for water treatment Journal of Water Process Engineering, 40, 101892 17.Gwenzi, W., Chaukura, N., Noubactep, C., & Mukome, F N D (2017) Biochar-based water treatment systems as a potential low-cost and sustainable technology for clean water provision Journal of Environmental Management, 197, 732–749 18.Huggins, T M., Haeger, A., Biffinger, J C., & Ren, Z J (2016) Granular biochar compared with activated carbon for wastewater treatment and resource recovery Water Research, 94, 225–232 19.Huyben, D., Bevan, D., Stevenson, R., Zhou, H., & Moccia, R (2018) Evaluation of membrane filtration and UV irradiation to control bacterial loads in recirculation aquaculture systems Aquaculture International, 26(6), 1531–1540 20.Kuhlbusch, T A J., & Crutzen, P J (1995) Toward a global estimate of black carbon in residues of vegetation fires representing a sink of atmospheric CO2 and a source of O2 Global Biogeochemical Cycles, 9(4), 491–501 98 21.Lehmann, J., & Joseph, S (Eds.) (2015) Biochar for Environmental Management: Science, Technology and Implementation (2nd ed.) Routledge, Taylor & Francis Group 22.Liang, P., Yu, H., Huang, J., Zhang, Y., & Cao, H (2016) The Review on Adsorption and Removing Ammonia Nitrogen with Biochar on its Mechanism MATEC Web of Conferences, 67, 11 23.Madadi, R., & Bester, K (2021) Fungi and biochar applications in bioremediation of organic micropollutants from aquatic media Marine Pollution Bulletin, 166, 19 24.Nguyen, L H., Van, H T., Nguyen, Q T., Nguyen, T H., Nguyen, T B L., Nguyen, V Q., Bui, T U., & Le Sy, H (2021) Paper waste sludge derived-hydrochar modified by iron (III) chloride for effective removal of Cr(VI) from aqueous solution: Kinetic and isotherm studies Journal of Water Process Engineering, 39, 101877 25.Nhut, N., Hao, N V., Bosma, R H., Verreth, J A V., Eding, E H., & Verdegem, M C J (2019) Options to reuse sludge from striped catfish (Pangasianodon hypophthalmus, Sauvage, 1878) ponds and recirculating systems Aquacultural Engineering, 87, 102020 26.Patnaik, S., & Samocha, T M (2009) Improved feed management strategy for Litopenaeus vannamei in limited exchange culture systems World Aquaculture, 40(1), 57–59 27.Qiu, T., Qi, J., Zheng, J., & Liu, Y (2017) Design and performance of a recirculating aquaculture system for oyster larval culture Aquaculture Research, 48(12), 5699–5706 28.Quyen, N T K., Hien, H V., Khoi, L N D., Yagi, N., & Karia Lerøy Riple, A (2020) Quality Management Practices of Intensive Whiteleg Shrimp (Litopenaeus vannamei) Farming: A Study of the Mekong Delta, Vietnam Sustainability, 12(11), 4520 99 29.Reddy, K R., Xie, T., & Dastgheibi, S (2014) Evaluation of Biochar as a Potential Filter Media for the Removal of Mixed Contaminants from Urban Storm Water Runoff Journal of Environmental Engineering, 140(12), 04014043 30.Rodríguez-Olague, D., Ponce-Palafox, J T., Castillo-Vargasmachuca, S G., Arámbul-Moz, E., de los Santos, R C., & Esparza-Leal, H M (2021) Effect of nursery system and stocking density to produce juveniles of whiteleg shrimp Litopenaeus vannamei Aquaculture Reports, 20, 100709 31.Rogers, P., Uhlenbrook, S., Frimmel, F., Hanaki, K., & Vereijken, T (Eds.) (2001) Treatise on Water Science IWA Publishing 32.Sarkhot, D V., Ghezzehei, T A., & Berhe, A A (2013) Effectiveness of Biochar for Sorption of Ammonium and Phosphate from Dairy Effluent Journal of Environmental Quality, 42(5), 1545–1554 33.Singh, B., Camps-Arbestain, M., & Lehmann, J (Eds.) (2017) Biochar: A Guide to analytical methods CRC Press 34.Takeuchi, T (Ed.) (2017) Application of Recirculating Aquaculture Systems in Japan Springer Japan 35.Thierley, O (2020) Biochar Practical Guide Bottom Up Biochar https://bottom-up-biochar.com/ 36.Timmons, M B., Guerdat, T., & Vinci, B J (2018) Recirculating aquaculture (4th ed.) Ithaca Publishing Company LLC 37.Tran, H N., You, S.-J., Hosseini-Bandegharaei, A., & Chao, H.-P (2017) Mistakes and inconsistencies regarding adsorption of contaminants from aqueous solutions: A critical review Water Research, 120, 88–116 100 38.Tsai, S.-J., & Chen, J.-C (2002) Acute toxicity of nitrate on Penaeus monodon juveniles at different salinity levels Aquaculture, 213(1), 163–170 39.USEPA (1971) A literature search and critical analysis of biological trickling filter studies-vol (p 332) 40.USEPA (1973) Field study of nitrification with the submerged filter (p 107) 41.Vo, A T., Nguyen, V P., Ouakouak, A., Nieva, A., Doma, B T., Tran, H N., & Chao, H.-P (2019) Efficient Removal of Cr(VI) from Water by Biochar and Activated Carbon Prepared through Hydrothermal Carbonization and Pyrolysis: Adsorption-Coupled Reduction Mechanism Water, 11(6), 1164 42.Warnock, D D., Lehmann, J., Kuyper, T W., & Rillig, M C (2007) Mycorrhizal responses to biochar in soil – concepts and mechanisms Plant and Soil, 300(1–2), 9–20 43.Zhang, M., Song, G., Gelardi, D L., Huang, L., Khan, E., Mašek, O., Parikh, S J., & Ok, Y S (2020) Evaluating biochar and its modifications for the removal of ammonium, nitrate, and phosphate in water Water Research, 186, 116303 101 Thuyết minh Quy trình xử lý nước ni tơm giống hệ thống tuần hoàn ứng dụng than sinh học làm vật liệu lọc bể hiếu khí cột lọc sinh học Giai đoạn 1: Chuẩn bị than sinh học bố trí bể hiếu khí, cột lọc sinh học Than sinh học sản xuất phương pháp nhiệt phân 500–550 °C Sau than xử lý phương pháp rửa nước (1 lần) để loại tro tạp chất Than phơi nước hấp tiệt trùng 121 °C Đưa than sinh học vào bể hiếu khí tỷ lệ 30% v/v (dung tích làm việc bể hiếu khí 1/3 dung tích làm việc bể ni); tương tự, than sinh học đưa vào cột lọc nhỏ giọt độ dày từ 20–30 cm Lớp cát sỏi đỡ từ 5–10 cm Chọn cột lọc nhỏ giọt ưu tiên phương ngang để giúp tăng khả thoát nước tiếp xúc với khơng khí Giai đoạn 2: Chuẩn bị nước nuôi tôm đạt chuẩn đầu vào theo QCVN 02–09:2014/BNNPTNT Nước biển tự nhiên xử lý chlorine ppm ngày Sau sục khí mạnh để loại hết khí Cl2 nước, kiểm tra kit Sau điều chỉnh độ mặn 18–22 ppt phương pháp pha loãng với nước Điều chỉnh pH 7–8 độ kiềm 80–100 mg CaCO3/L Phân tích mẫu nước tiêu vi sinh tổng khuẩn hiếu khí, Vibrio sp tiêu bệnh hại tôm đảm bảo chất lượng nước đạt yêu cầu bệnh phù hợp cho tôm post phát triển Giai đoạn 3: Vận hành không tải để kiểm tra hoạt động hệ thống xử lý nước tuần hoàn ổn định chất lượng nước nuôi Sau đưa nước vào bể nuôi lắp đặt hồn thiện hệ thống gồm: bể ni → bể lắng → bể hiếu khí → cột lọc nhỏ giọt → tuần hồn bể ni Đảm bảo lưu lượng nước cho đạt thời gian lưu bể hiếu khí, tương ứng tuần hồn 300% bể nuôi 24 giờ, hệ thống vận hành khơng tải nhằm kiểm tra tồn diện q trình xử lý than sinh học, kịp thời 102 khắc phục tượng nghẽn than (nếu có) ổn định chất lượng nước Có thể bổ sung nhóm vi khuẩn đối kháng Bacillus subtilis (bể ni) nitrate hóa (bể hiếu khí), phản nitrate hóa Pseudomonas putida (cột lọc nhỏ giọt) tỷ lệ 1‰ v/v mật độ × 107 CFU/mL tương ứng chủng Định kỳ tuần Giai đoạn 4: Ương nuôi tôm giống hệ thống tuần hồn Tơm post 10 bệnh gửi mẫu kiểm tra chất lượng trước đưa vào bể nuôi, mật độ 500–600 post/400 L nước nuôi Chế độ cho ăn 10% trọng lượng thân/ngày Tiến hành theo dõi chăm sóc định kỳ để đảm bảo tơm sinh trưởng phát triển ổn định Nhờ hiệu ứng bình thơng nên thức ăn thừa chuyển qua bể lắng mà không cần xi phông định kỳ Thường xuyên đảm bảo mực nước bể lắng bể nuôi ngang để đảm bảo nước lưu chuyển liên tục Sau 28 ngày ni, tơm post đạt kích cỡ tiêu chuẩn post 35–38 thu hoạch để chuyển sang ao lớn nuôi thương phẩm Nền nước nuôi giữ lại để tiếp tục ương tôm cho đợt nuôi tiếp theo, giúp tiết kiệm chi phí xử lý nước đầu vào thời gian chờ hai đợt ương tôm Than sinh học bùn lắng bể lọc, bể hiếu khí, cột lọc rút thay lớp than Lớp than cũ ủ xử lý composting thành phân hữu giúp khép kín chu trình tuần hoàn, hạn chế phát sinh chất thải từ hoạt động ương nuôi tôm giống 103 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ XỬ LÝ NI TƠM GIỐNG TRONG HỆ THỐNG TUẦN HỒN ỨNG DỤNG THAN SINH HỌC LÀM VẬT LIỆU LỌC TRONG BỂ HIẾU KHÍ VÀ CỘT LỌC SINH HỌC Bể hiếu khí (đường kính 0,4 m, chiều cao m, thể tích hiệu dụng 110 L) Giá thể than sinh học (30% v/v) Bể lọc (chiều dài 0,62 m, Ống chảy tràn chiều rộng 0,45 m, (đường kính cm) chiều cao 0,44 m) Bùn lắng Bể lắng (đường kính 0,3 m, thể tích hiệu dụng 40 L) Thức ăn thừa, phân tôm lắng Van xả đáy Nước sau xử lý Vật liệu lọc (từ xuống) 1/ Than sinh học (30 cm) 2/ Cát thạch anh (5 cm) 3/ Sỏi đỡ (5 cm) Bơm chìm (lưu lượng 70 giây/L) Thanh chặn Bơm khí Bể ni (đường kính 1,25 m, thể tích nuôi 400 L) Van điều tiết lưu lượng chảy tràn Van xả đáy Khung sắt giá đỡ (cao 1,1 m) 104 QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC NI TƠM GIỐNG TRONG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN ỨNG DỤNG THAN SINH HỌC LÀM VẬT LIỆU LỌC TRONG BỂ HIẾU KHÍ VÀ CỘT LỌC SINH HỌC Than sinh học từ trấu nhiệt phân 500–550 °C Nước biển tự nhiên Xử lý than sinh học phương pháp rửa nước (1 lần) hấp tiệt trùng 121 °C Nước sau xử lý đạt chuẩn nước đầu vào nuôi tôm QCVN 02-19:2014/ BNNPTNT • Than sinh học đưa vào bể hiếu khí tỷ lệ 30% v/v (bể hiếu khí có dung tích làm việc 30% dung tích bể ni) • Than sinh học đưa vào cột lọc nhỏ giọt (ưu tiên lọc ngang để tăng hiệu thoát nước) độ dày lớp than 20– 30 cm Lớp cát sỏi đỡ từ 5–10 cm Nước sau xử lý đạt chuẩn nước đầu vào nuôi tôm QCVN 02-19:2014/ BNNPTNT Nước nuôi tôm đưa vào bể ương composite 500 L (dung tích ni 400 L) Vận hành khơng tải tuần trước thả post • Hệ thống xử lý nước tuần hồn vận hành thơng số bể hiếu khí (thời gian lưu giờ, nồng độ oxygen hòa tan đảm bảo ppm), nước chảy tràn qua cột lọc nhỏ giọt bể nuôi • Theo dõi số hóa lý, vi sinh bể nuôi theo tiêu chuẩn cho phép Điều chỉnh tốc độ sục khí, độ kiềm, pH cần thiết HỆ THỐNG HOẠT ĐỘNG ỔN ĐỊNH (tuần hoàn 300% v/v) Ương nuôi tôm giống bệnh (post 10) bể nuôi, mật độ 500– 600 post/400 L, theo chế độ cho ăn (10% trọng lượng thân) chăm sóc tơm định kỳ Tơm post 35–38 đạt kích cỡ tiêu chuẩn thu hoạch chuyển sang ao nuôi lớn Nền nước tuần hoàn sau 30 ngày giữ lại để tiếp tục ương ni đợt tơm giống • Xử lý chlorine ppm, điều chỉnh độ mặn 18–22 ppt, pH 7–8, độ kiềm 80– 100 mg CaCO 3/L • Có thể bổ sung nhóm vi khuẩn đối kháng Bacillus subtilis (bể ni) nitrate hóa (bể hiếu khí), phản nitrate hóa Pseudomonas putida (cột lọc nhỏ giọt) tỷ lệ v/v mật độ × 107 CFU/mL tương ứng chủng Định kỳ tuần • Thức ăn thừa chuyển qua bể lắng nên không cần hút xi phơng định kỳ • Kiểm tra mực nước bể lắng bể nuôi ngang để đảm bảo nước lưu chuyển liên tục Than sinh học bùn lắng bể lọc, bể hiếu khí, cột lọc rút thay lớp than Lớp than cũ ủ xử lý composting thành phân hữu