Tài liệu Luận văn Sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas để nuôi tảo chlorella.pdf

Tài liệu Luận văn Sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas để nuôi tảo chlorella.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN LÊ HỮU NHÂN SỬ DỤNG NƯỚC THẢI TỪ HẦM Ủ BIOGAS ĐỂ NUÔI TẢO CHLORELLA LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2009 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN LÊ HỮU NHÂN SỬ DỤNG NƯỚC THẢI TỪ HẦM Ủ BIOGAS ĐỂ NUÔI TẢO CHLORELLA LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ths. TRẦN SƯƠNG NGỌC 2009 2 TÓM TẮT Khả năng sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas (nguồn nước thải có từ hầm ủ biogas 4.5 m3 với 75% phân heo và 25% bèo lục bình) để nuôi tảo Chlorella được xác định qua 2 thí nghiệm. Trong thí nghiệm 1 xác định hàm lượng nước thải từ hầm ủ biogas thích hợp để nuôi tảo Chlorella với các nghiệm thức sử dụng nước thải có hàm lượng đạm lần lược là: 2ppm N/ngày, thay đổi (5 ngày đầu: 1 ppm N/ngày; Từ ngày thứ 6 đến ngày thứ 10: 3ppm N/ngày; Từ ngày thứ 11 đến ngày thứ 16: 2ppm N/ngày), 1ppm N/ngày, Wanle (đối chứng). Thời gian thí nghiệm là 7 ngày, mật độ tảo đạt cao nhất là 7,85 ± 0,28 triệu tb/ml (ngày thứ 5 của thí nghiệm) ở nghiệm thức sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas là 2ppm N/ngày khác biệt rất có ý nghĩa (P<0,01) so với các nghiệm thức khác. Trong thí nghiệm 2 sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas là 2ppm N/ngày với 4 nghiệm thức có tỷ lệ thu hoạch khác nhau: 10%, 30%, 50% và không thu hoạch. Thí nghiệm tiến hành trong 10 ngày, khi mật độ tảo đạt trung bình khoảng 6,39 ± 0,47 triệu tb/ml (ngày thứ 4 của thí nghiệm) thì tiến hành thu hoạch. Kết quả cho thấy tỷ lệ thu hoạch 30% là phù hợp vì mật độ tảo cao, ổn định. Có thể ứng dụng nuôi tảo Chlorella trong ao đất bằng nước thải từ hầm ủ biogas (2ppm N/ngày) với tỷ lệ thu hoạch 30% để nuôi luân trùng, Moina. 3 LỜI CẢM TẠ Trong khoảng thời gian thực hiện đề tài tôi đã nhận được nhiều sự động viên và giúp đỡ từ gia đình, thầy cô, bạn bè để hoàn thành tốt đề tài dù gặp nhiều khó khăn. Cảm ơn cha, mẹ và gia đình đã ủng hộ về vật chất và tinh thần. Cảm ơn cô Trần Sương Ngọc đã tận tình hướng dẫn, luôn quan tâm giúp đỡ tạo mọi điều kiện để đề tài diễn ra thuận lợi. Cảm ơn cô Huỳnh Thị Ngọc Hiền, các thầy, cô, anh, chị trong bộ môn Thuỷ sinh học ứng dụng đã tận tình chỉ bảo trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Chân thành cảm ơn! 4 MỤC LỤC Trang phụ bìa i Tóm lược ii Lời cảm tạ . iii Mục lục . iv Danh sách HÌNH v Danh sách BẢNG . vi Chương 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Chương 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2 2.1. Tảo Chlorella . 2 2.1.1. Đặc điểm phân loại . 2 2.1.2. Hình thái, cấu tạo 2 2.1.3. Sinh sản . 2 2.1.4. Giai đoạn phát triển của quần thể tảo . 3 2.1.5. Thành phần dinh dưỡng 4 2.1.6. Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của tảo 4 2.1.6.1.Ánh sáng 4 2.1.6.2.pH . 5 2.1.6.3.Nhiệt độ 5 2.1.6.4.Sục khí . 5 2.1.6.5.Dinh dưỡng 5 2.1.7. Một số hình thức nuôi tảo . 7 2.1.8. Khả năng sử dụng tảo Chlorella để xử lý chất thải 7 2.2. Biogas . 8 2.2.1. Một số vấn đề về biogas . 8 2.2.2. Biogas và lục bình 10 2.3. Tận dụng chất thải từ hầm ủ biogas . 10 CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 13 3.1. Thời gian và địa điểm . 13 3.2. Vật liệu nghiên cứu . 13 3.3. Bố trí thí nghiệm . 14 3.3.1. Thí nghiệm 1: Xác định liều lượng sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas thích hợp cho sự phát triển của tảo Chlorella . 14 5 3.3.2. Thí nghiệm 2: tỷ lệ thu hoạch tảo thích hợp trong hệ thống nuôi tảo Chlorella sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas. . 15 3.3.3. Thu thập, tính toán và xử lý số liệu 15 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ THẢO LUẬN . 17 4.1. Thí nghiệm 1: Xác định liều lượng sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas thích hợp cho sự phát triển của tảo Chlorella 17 4.1.1. Các yếu tố môi trường . 17 4.1.1.1. Nhiệt độ . 17 4.1.1.2. Ánh sáng . 17 4.1.1.3. pH 18 4.1.1.4. TAN 19 4.1.1.5. NO3- 21 4.1.1.6. TN . 22 4.1.1.7. TP 23 4.1.2. Sự phát triển của tảo 24 4.2. Thí nghiệm 2: tỷ lệ thu hoạch tảo thích hợp trong hệ thống nuôi tảo Chlorella sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas 26 4.2.1. Các yếu tố môi trường . 26 4.2.1.1. Nhiệt độ . 26 4.2.1.2. pH 26 4.2.1.3. TAN 27 4.2.1.4. NO3- 28 4.2.1.5. TN . 29 4.2.1.6. TP 30 4.2.2. Sự phát triển của tảo 31 4.2.3. Mối tương quan giữa hàm lượng dinh dưỡng và mật độ tảo 33 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 34 5.1. Kết luận . 34 5.2. Đề xuất 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 35 PHỤ LỤC 6 DANH SÁCH HÌNH HÌNH 2.1. Tảo Chlorella . 2 HÌNH 2.2. Các giai đoạn phát triển đặc trưng của tảo 3 HÌNH 2.3. (A). Hầm sinh khí kiểu vòm cố định; (B). Hầm sinh khí có nắp đậy di động; (C). Hầm sinh khí dạng túi. . 9 HÌNH 2.4. Quá trình lên men kỵ khí . 9 HÌNH 2.5. Hệ thống không có chất thải 11 HÌNH 4.1. Nhiệt độ trong bể tảo . 17 HÌNH 4.2. Cường độ ánh sáng trong bể tảo 18 HÌNH 4.3. Biến động pH trong các nghiệm thức (thí nghiệm 1) 19 HÌNH 4.4. Biến động hàm lượng TAN ở các nghiệm thức (thí nghiệm 1) . 20 HÌNH 4.5. Biến động hàm lượng NO3- ở các nghiệm thức (thí nghiệm 1) . 21 HÌNH 4.6. Biến động hàm lượng đạm tổng số trong các nghiệm thức (thí nghiệm 1) . 22 HÌNH 4.7. Hàm lượng lân trong các nghiệm thức (thí nghiệm 1) 23 HÌNH 4.8. Mật độ tảo (thí nghiệm 1) 24 HÌNH 4.9. Biến động pH trong các nghiệm thức (thí nghiệm 1) 27 HÌNH 4.10. Biến động hàm lượng TAN ở các nghiệm thức (thí nghiệm 2) . 28 HÌNH 4.11. Biến động hàm lượng NO3- ở các nghiệm thức (thí nghiệm 2) . 29 HÌNH 4.12. Biến động hàm lượng đạm tổng số ở các nghiệm thức (thí nghiệm 2) 30 HÌNH 4.13. Mật độ tảo (thí nghiệm 2) 31 7 DANH SÁCH BẢNG Bảng 3.1. Thành phần hoá chất môi trường Walne . 13 Bảng 4.1. pH các nghiệm thức trong thời gian thí nghiệm (thí nghiệm 1) 19 Bảng 4.2. Hàm lượng TAN trung bình ở các nghiệm thức (thí nghiệm 1) . 20 Bảng 4.3. Mật độ tảo (thi nghiệm 1) 25 Bảng 4.4. Hàm lượng TAN trung bình ở các nghiệm thức (thí nghiệm 2) . 28 Bảng 4.5. Hàm lượng lân trung bình trong các nghiệm thức (thí nghiệm 2) 30 Bảng 4.6. Mật độ tảo (thí nghiệm 2) 32 Bảng 4.7. Hàm lượng đạm lân trung bình trong các nghiệm thức (thí nghiệm 2) 33 8 CHƯƠNG 1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Giới thiệu Ngành Nuôi trồng thủy sản là ngành kinh tế mũi nhọn của Việt Nam, là ngành mang về nhiều ngoại tệ cho Đất nước với các thế mạnh về sản phẩm đông lạnh của tôm sú, cá tra, cá ba sa… Sự lớn mạnh của nghề nuôi đã kéo theo nghề sản xuất giống phát triển. Nghề sản xuất giống thủy sản với các đối tượng có giá trị kinh tế cao như tôm sú, tôm càng xanh, cá chẽm, cá mú… Đòi hỏi phải có những thức ăn tự nhiên kích thước nhỏ phù hợp với cỡ miệng của ấu trùng như: vi tảo, luân trùng, Moina, Artemia… Để làm tốt được điều đó phải có thức ăn cơ sở là vi tảo đặc biệt là Chlorella. Chlorella là loài tảo được phân lập và nuôi đầu tiên vào năm 1890, bởi nhà sinh vật học Hà Lan, M.W. Beijerinck. Tảo phân bố rộng ở cả môi trường nước ngọt và môi trường nước lợ. Ngoài có vai trò lớn trong Nuôi trồng thủy sản, tảo còn có vai trò trong các ngành khác như: y học, hóa mỹ phẩm, công nghiệp chế biến thức ăn… Trong mô hình kết hợp người ta đã tận dụng chất thải của nhiều nguồn, đặc biệt là phân từ chăn nuôi để làm hầm ủ biogas, nước thải từ hầm ủ được sử dụng cho ao cá. Nước thải là nguồn dinh dưỡng để các loại thức ăn tự nhiên phát triển mà tảo là mắc xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn. Xuất phát từ những ý nghĩa đó, đề tài “Sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas để nuôi tảo Chlorella” được thực hiện. 1.2. Mục tiêu đề tài: Ứng dụng nuôi tảo Chlorella bằng nước thải từ hầm ủ biogas cho hộ dân ở các địa phương có nhiều bèo lục bình, kết hợp hầm ủ biogas để nuôi thức ăn tự nhiên. 1.3. Nội dung đề tài: Xác định liều lượng sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas thích hợp cho sự phát triển của tảo Chlorella. Tỷ lệ thu hoạch tảo thích hợp trong hệ thống nuôi tảo Chlorella sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas. 9 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Tảo Chlorella 2.1.1. Đặc điểm phân loại Giới: Plantae Ngành: Chlorophyta Lớp: Chlorophyceae Bộ: Chlorococales Họ: Chlorellaceae Giống: Chlorella (Bold and Wynne, 1978) HÌNH 2.1. Tảo Chlorella (www.bartonpublishing.com) 2.1.2. HÌNH thái, cấu tạo Chlorella là loại tảo đơn bào, không có tiêm mao, không có khả năng di động chủ động. Tế bào có dạng hình cầu hoặc hình oval. Kích cỡ tế bào từ 3 - 5µm, hay ngay cả 2 - 4µm tùy loài, tùy điều kiện môi trường và giai đoạn phát triển. Màng tế bào có vách cellulose bao bọc, chịu được những tác động cơ học nhẹ. Sự thay đổi của các điều kiện môi trường như ánh sáng, nhiệt độ, thành phần các chất hóa học trong môi trường sẽ ảnh hưởng đến hình thái và chất lượng của tế bào tảo (Trần Văn Vĩ, 1995). 2.1.3. Sinh sản Tảo Chlorella sinh sản rất nhanh, trong 3 giờ tảo lục nước ngọt có khả năng tăng gấp đôi mật độ. Tảo Chlorella không có sự sinh sản hữu tính. Quá trình sinh sản được tiến hành nhờ tạo nên trong cơ thể mẹ các tự bào tử. Tùy theo loài tảo và điều kiện môi trường mà số lượng các tự bào tử có thể là 2, 4, 8, 16, 32 (thậm chí có trường hợp tạo ra 64 tự bào tử) sau khi kết thúc sự phân chia, tự bào tử tách khỏi cơ thể mẹ bằng cách phá hoại màng tế bào mẹ. Các tế 10 [...]... tận dụng chất thải của nhiều nguồn, đặc biệt là phân từ chăn nuôi để làm hầm ủ biogas, nước thải từ hầm ủ được sử dụng cho ao cá. Nước thải là nguồn dinh dưỡng để các loại thức ăn tự nhiên phát triển mà tảo là mắc xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn. Xuất phát từ những ý nghĩa đó, đề tài Sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas để nuôi tảo Chlorella” được thực hiện. 1.2. Mục tiêu đề tài: Ứng dụng nuôi. .. tài: Ứng dụng nuôi tảo Chlorella bằng nước thải từ hầm ủ biogas cho hộ dân ở các địa phương có nhiều bèo lục bình, kết hợp hầm ủ biogas để ni thức ăn tự nhiên. 1.3. Nội dung đề tài: Xác định liều lượng sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas thích hợp cho sự phát triển của tảo Chlorella. Tỷ lệ thu hoạch tảo thích hợp trong hệ thống ni tảo Chlorella sử dụng nước thả i từ hầm ủ biogas. 9 Waedenswil,... thế củi và trở thành nguồn năng lượng cần của Niamey (Niger). Sáu hầm sinh khí có thể tích 5m 3 mỗi hầm. chúng sinh ra lượng khí gas kể cả trong mùa nóng lẫn mùa lạnh lần lược là 0,52m 3 và 0,29m 3 trên m 3 trong 1 ngày. 2.3. Tận dụng chất thải từ hầm ủ biogas Luz Estela González (1997) sử dụng vi tảo để xử lý nước thải sẽ mang lại hiệu quả về kinh tế và môi trường thân thiện. sử dụng tảo nuôi. .. 24 giờ để bay hết ozon rồi đem vào sử dụng. - Nguồn tảo: từ phòng tảo giống của trường Đại học Cần Thơ 3.3. Bố trí thí nghiệm 3.3.1. Thí nghiệm 1: Xác định liều lượng sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas thích hợp cho sự phát triển của tảo Chlorella. Thí nghiệm được thực hiện trong trong bể 500 lít, có sục khí liên tục. Nhiệt độ nước thay đổi, ánh sáng được cung cấp từ ánh sáng mặt trời. Tảo Chlorella... 3.3.2. Thí nghiệm 2: tỷ lệ thu hoạch tảo thích hợp trong hệ thống nuôi tảo Chlorella sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas. 15 3.3.3. Thu thập, tính toán và xử lý số liệu 15 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ THẢO LUẬN 17 4.1. Thí nghiệm 1: Xác định liều lượng sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas thích hợp cho sự phát triển của tảo Chlorella 17 4.1.1. Các yếu tố môi trườ ng 17 4.1.1.1. Nhiệt độ 17 4.1.1.2. Ánh sáng... Giang từ tháng 02 năm 2009 đến tháng 06 năm 2009. 3.2. Vật liệu nghiên cứu -Bể nuôi tảo 500 lít, keo thuỷ tinh 10 lít - Hệ thống đèn huỳnh quang, nhiệt kế, pH kế - Dụng cụ theo dõi mật độ tảo: kính hiển vi, buồng đếm tảo Bucker, pipette tự động - Hóa chất: formol cố định mẫu, cồn 70 0 , hóa chất cố định mẫu và phân tích mẫu mơi trường. - Nước thải từ hầm ủ biogas: nguồn nước thải có từ hầm ủ biogas. .. phân hủy của tảo chết. 4.2.1.5. TN Hàm lượng đạm tổng số ban đầu bằng nhau ở tất cả các nghiệm thức. Hàm lượng này tăng lên trong những ngày đầu trong chất thải có thể cịn chứa các hợp chất hữu cơ chưa bị phân hủy hết. 35 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN LÊ HỮU NHÂN SỬ DỤNG NƯỚC THẢI TỪ HẦM Ủ BIOGAS ĐỂ NUÔI TẢO CHLORELLA LUẬN VĂN TỐT... Walne. Mật độ tảo trong nghiệm thức sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas tương đối cao hơn so với nghiệm thức Walne (BẢNG 4.1). Sinh khối tảo quang hợp mạnh đồng thời hấp thu nhiều CO 2 làm cho pH tăng. Vào cuối giai đoạn nuôi do quần thể tảo tàn lụi, mật độ tảo giảm dẫn đến giảm hấp thu NO 3 - trong nước khiến pH giảm, đồng thời sự phân hủy của tảo chết và chất hữu cơ trong nước thải làm tăng... HỮU NHÂN SỬ DỤNG NƯỚC THẢI TỪ HẦM Ủ BIOGAS ĐỂ NUÔI TẢO CHLORELLA LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ths. TRẦN SƯƠNG NGỌC 2009 2 nước xanh cải tiến bằng cá rô phi, cường độ ánh sáng cần khoảng 4.000 – 30.000 lux (Nguyễn Thanh Phương và ctv, 2003). 2.1.6.2. pH Hầu hết các lồi tảo ni có thể sống trong... triển của tảo 24 4.2. Thí nghiệm 2: tỷ lệ thu hoạch tảo thích hợp trong hệ thống nuôi tảo Chlorella sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas 26 4.2.1. Các yếu tố môi trường 26 4.2.1.1. Nhiệt độ 26 4.2.1.2. pH 26 4.2.1.3. TAN 27 4.2.1.4. NO 3 - 28 4.2.1.5. TN 29 4.2.1.6. TP 30 4.2.2. Sự phát triển của tảo 31 4.2.3. Mối tương quan giữa hàm lượng dinh dưỡng và mật độ tảo 33 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ . TẮT Khả năng sử dụng nước thải từ hầm ủ biogas (nguồn nước thải có từ hầm ủ biogas 4.5 m3 với 75% phân heo và 25% bèo lục bình) để nuôi tảo Chlorella được. ta đã tận dụng chất thải của nhiều nguồn, đặc biệt là phân từ chăn nuôi để làm hầm ủ biogas, nước thải từ hầm ủ được sử dụng cho ao cá. Nước thải là nguồn