NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ VÀ CƠ SỞ HẠ TẦNG PHỤC VỤ XỬ LÝ NƯỚC CẤP VÀ NƯỚC THẢI NUÔI TÔM VÙNG VEN BIỂN BẮC BỘ

I. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong hoạt động nuôi tôm, phần lớn chất thải tích tụ dưới đáy ao sẽ gây tổn hại đến sức khỏe tôm, làm ảnh hưởng hiệu quả của nghề nuôi. Lớp bùn ở đáy ao khiến môi trường nước bị thiếu ôxy trầm trọng và từ đó còn sản sinh ra nhiều chất độc như amoniac, nitrite, hydrogen sulfide…khiến tôm di chuyển đến một số khu vực nước sạch. Việc tập trung tại cùng một chỗ làm tăng tính cạnh tranh khi ăn, sẽ có những con bị ăn thiếu. Trường hợp môi trường bị ô nhiễm nặng, tôm sẽ bỏ ăn, sức tăng trưởng giảm, dễ mắc bệnh, tỷ lệ chết cao (thậm chí bị chết hàng loạt). Đối với nguồn chất thải từ hoạt động nuôi tôm, nếu không được xử lý tốt, sẽ gây ô nhiễm môi trường đất và nguồn nước, làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái ven biển, tác động xấu đến các hoạt động khác ở vùng ven biển. Một trong những phương pháp tốt nhất để giảm thiểu tác nhân ô nhiễm từ ao nuôi thủy sản là giảm lượng xả thải từ việc giảm thay nước (Tucker Hargreaves, 2003). Hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) cho phép canh tác thâm canh, giới hạn lượng xả thải, do đó làm giảm sử dụng nước và giảm thiểu tác động xấu về môi trường. Việc kết hợp hệ thống đất ngập nước (ĐNN) vào RAS để xử lý nước ao tôm thâm canh tuần hoàn được nghiên cứu thành công ở Đài Loan (Lin et al., 2005). Để xác định các biện pháp ứng dụng trong xử lý nước cấp và nước thải trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản hiện nay và việc áp dụng trong thực tiễn nuôi trồng thủy sản và nuôi tôm ở các tỉnh ven biển Bắc Bộ, chúng tôi thực hiện chuyên đề: “Nghiên cứu đánh giá hiện trạng áp dụng công nghệ và cơ sở hạ tầng phục vụ xử lý nước cấp và nước thải nuôi tôm vùng ven biển Bắc Bộ” II. MỤC TIÊU Xây dựng cơ sở dữ liệu về các nghiên cứu trong và ngoài nước về công nghệ xử lý nước cấp và nước thải trong hệ thống nuôi trồng thủy sản. Xác định được các công nghệ hiện tại đang áp dụng trong xử lý nước vùng nuôi tôm vùng ven biển bắc bộ III. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Nội dung nghiên cứu Tổng hợp được các tài liệu các nghiên cứu và ứng dụng trong xử lý nước cấp, nước thải trong hệ thống nuôi trồng thủy sản trong nước và trên thế giới. Tổng hợp được các ứng dụng các công nghệ đang áp dụng trong xử lý nước cấp, nước thải trong nuôi tôm ở các vùng ven biển Bắc Bộ. 3.2. Địa điểm nghiên cứu + Tại Nam Định: nghiên cứu được tiến hành ở 2 huyện Hải Hậu và Giao Thủy, 4 xã gồm: Hải Lý, Hải Chính (Hải Hậu), Giao Phong và Quất Lâm (Giao Thủy) + Tại Quảng Ninh: Nghiên cứu được tiến hành ở 2 huyện: Móng Cái và Quảng Yên, 4 xã: Vạn Ninh, Bình Ngọc (Móng Cái), Hà An, Tân An (Quảng Yên) 3.3. Phương pháp nghiên cứu. Thu thập số liệu, tổng hợp các kết quả nghiên cứu, ứng dụng trong nước và trên thế giới về công nghệ áp dụng, phân tích đánh giá thực trạng và các biện pháp đã áp dụng. Điều tra thực địa: tiến hành khảo sát thực địa để khái quát hiện trạng nuôi tôm của vùng nghiên cứu. Đánh giá và phân tích hiện trạng công nghệ xử lý nước trong quy hoạch các vùng NTTS. IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. Tổng quan về các giải pháp xử lý nước cấp và nước thải trong hệ thống nuôi trồng thủy sản trên thế giới (i) Phương pháp sử dụng các vật liệu lọc, khoáng hấp phụ Nhiều loại vật liệu có khả năng hấp phụ chất ô nhiễm được nghiên cứu và tiềm năng của chúng cũng đã được công bố. Các loại vật liệu hấp phụ phổ biến đó là: nhôm họat tính, than họat tính, sắt hoặc mangan bọc cát, cao lanh đất sét, Bentonite, Zeolit, hydroxit sắt, silic oxit, apatít, nhựa trao đổi ion, và rất nhiều vật liệu có trong tự nhiên như xơ dừa, hoặc nhân tạo khác... Khoa Hóa, Đại học kỹ thuật Athen, Hy Lạp đã sử dụng zeolite tự nhiên để xử lý KLN có trong bùn sau xử lý nước thải đạt hiệu quả cao đối với Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn. Viện Nghiên cứu Môi trường của Trường North Highland College và Viện UHI Millenium đã nghiên cứu xử lý kim loại kiềm thổ và kim loại năng (KLN) bằng chitin thô. Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả xử lý của chitin thô với KLN cao hơn với kim loại kiềm thổ. Theo K. Kadirvelu, K. Thamaraiselvi and C. Namasivayam, than hoạt tính được sản xuất từ xơ dừa để hoạt hóa nước theo phương pháp hóa học dựa trên các đặc tính hóa học của nó. Than xơ dừa có khả năng hấp thu Ni (II). Điều này được thể hiện qua sự giảm dần nồng độ Cacbon khi nồng độ Ni không đổi, hoặc sự tăng dần nồng độ Ni khi nồng độ Cacbon không đổi. Kết quả là một lượng lớn Ni được hấp thu trên 1 đơn vị trọng lượng Cacbon. Các mô hình Langmuir và Freundlich thể hiện sự hoạt động của ion kim loại hấp thu này hoàn toàn phù hợp với thực nghiệm: Khả năng hấp thu (Qo) là 62,5 mg Ni (II)g tại thời điểm ban đầu với pH = 5,0 và ở nhiệt độ t = 30°C cho các kích thước hạt từ 250500 μm. Sự hấp thu Ni tăng lên với pH = 27 và vẫn tiếp tục cho tới khi pH = 10. Việc thu hồi Ni (II) sau khi hấp thu có thể được thực hiện bằng cách xử lý than nạp Ni với HCl. Nhả hấp thu đã nghiên cứu xác nhận đó là sự hấp thu trao đổi ion. Trên thế giới đã có những nghiên cứu về vật liệu hấp phụ chế tạo từ các phụ phẩm nông nghiệp như lõi ngô, bã mía, vỏ lạc, vỏ đỗ, … để hấp phụ các kim loại nặng trong môi trường nước. Kết quả nghiên cứu của S.R. Shukla, Roshan S. Pai, Amit D. Shendarkar trên các sợi xơ dừa cho thấy xơ dừa có khả năng hấp thu các kim loại nặng như Ni (II), Zn (II) và Fe (II) từ nước thải chứa kim loại nặng. Các sợi xơ dừa này cũng được hoạt hóa bằng cách oxy hóa với H2O2 để sử dụng như là vật liệu hấp thu. Các sợi xơ dừa đã được hoạt hóa hấp thụ được khoảng 4,33 mgg Ni (II), 7,88 mgg Zn (II) và 7,49 mgg Fe (II) so với sự hấp thu của các sợi xơ dừa chưa hoạt hóa là 2,51 mgg Ni (II), 1,83 mgg Zn (II), 2,84 mgg Fe (II). Giá trị hấp thu các kim loại nặng tăng lên khi pH giảm. (ii)Công nghệ thẩm thấu ngược RO Công nghệ thẩm thấu ngược RO nhờ phong điện với mô hình pilot được thử nghiệm trên đảo Coconut – Hawaii (Mỹ). Nguyên lý của công nghệ là sử dụng năng lượng gió chuyển thành thủy năng để dòng nước đi qua màng RO. Phần nước sạch qua màng được tái sử dụng cho ao nuôi. Phần nước ô nhiễm đậm đặc được thu gom để xử lý phù hợp hoặc tái sử dụng cho mục đích nuôi trồng khác. Kết quả nghiên cứu cho thấy, tùy vào tốc độ gió, nước sạch được tạo ra liên tục và tuần hoàn khoảng từ 228 – 366lítgiờ và nồng độ Nitơ được loại bỏ từ 90 – 97%. Một nghiên cứu khác cũng được tiến hành bằng phương pháp sử dụng công nghệ màng vi sinh tầng chuyển động MBBR (moving bed biofilm reactors) với ưu điểm vận hành nó đơn giản và không cần thiết phải có thêm công đoạn lắng. Công nghệ MBBR có tốc độ nitrat hóa cao nhờ khả năng tập trung mật độ lớn của vi sinh vật trong chất mang (độ xốp của chất mang là 98%, diện tích bề mặt 6000 – 8000 m2m3) vào sự chuyển động của chất mang trong nước. Lượng khí cấp cho quá trình nitrat hóa đủ duy trì sự chuyển động của chất mang trong nước do chất mang nhẹ (xấp xỉ khối lượng riêng của nước). Kích thước chất mang khá thô (cỡ cm) nên không cần tới bể lắng mà chỉ cần tấm lưới chắn là đủ. Sử dụng công nghệ trên có thể mang lại hiệu quả tốt trong kiểm soát ô nhiễm môi trường do nước nuôi trồng thủy sản và phát triển bền vững cho ngành sản xuất. Công nghệ màng Polyethersulfone (PES) không đối xứng áp suất thấp được các nhà khoa học Malaysia nghiên cứu ứng dụng xử lý nước thải nuôi tôm. Màng PES được ứng dụng trên nguyên lý sự đảo ngược giữa pha khôướt, qua đó xác định hiệu quả xử lý đối với nguồn nước bị ô nhiễm. Hệ thống xử lý bao gồm một bể lọc cát thô để tách cặn thô trong nước. Với mục tiêu tập trung vào xử lý các chất ô nhiễm dinh dưỡng (tổng Nitơ, tổng Phốt pho), màng PES được xác định có khả năng loại bỏ tổng N lên tới 85,7% và tổng P là 96,49% với áp suất chênh lệch yêu thấp cầu từ 4 – 8 bar. (iii) Phương pháp hoạt hóa nước: Smirnov (2000) đã nghiên cứu và phát triển Phương pháp và thiết bị để sản xuất những dạng chất lỏng hoạt hóa và phương pháp sử dụng” nhờ một thiết bị mang tên công nghệ cộng hưởng từ ở cấp độ phân tử MRET”. Theo đó phân tử nước là một hình tháp với 2 phân tử hidro và 1 phân tử oxy liên kết với nhau tạo thành góc 104,50. Đây là cấu trúc phổ biến của các phân tử nước trong tự nhiên, tuy nhiên thực tế thì các phân tử nước này lại thường chịu các lực liên kết hóa học khác, do vậy liên kết hidro với nguyên tử oxy có sự thay đổi, nó trở thành các nhóm tinh thể mà ở đó lực liên kết chỉ còn có 5 – 10% lực liên kết H – O. Lúc này cấu trúc của tinh thể nước gần giống như cấu trúc của nước trong tế bào. Bằng các biện pháp kỹ thuật (sử dụng thiết bị hoạt hóa) sẽ góp phần nâng cao lực liên kết H – O do lúc này nước được hoạt hóa (activated water). Theo Smirnov thì nước hoạt hóa có vai trò: + Nâng cao năng lực sinh học của nước, giảm hàm lượng Ca2+, Mg2+ giảm độ cứng của nước; + Thay đổi pH trong nước dần về giá trị trung tính (iv) Phương pháp sử dụng vi sinh vật Vào những năm giữa thế kỷ XX, các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới đã chứng minh được vai trò của vi sinh vật trong tự nhiên đối với các quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ. Trong tự nhiên, vi sinh vật được phân bố rộng rãi trong đất, nước và không khí và trên cơ thể động, thực vật. Ngoài một số ít gây bệnh cho người và động, thực vật, hầu hết vi sinh vật đều tham gia và đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hoá vật chất, nhờ đó mà chuỗi thức ăn và lưới năng lượng luôn được duy trì ở trạng thái cân bằng. Trên thực tế, vi sinh vật không trực tiếp phân huỷ các hợp chất hữu cơ mà chúng chỉ tham gia chuyển hóa hợp chất hữu cơ thành những chất đơn giản như đường, amino acid, mỡ... nhờ các enzym ngoại bào. Quá trình phân giải có thể được thông qua 3 con đường sau: Phân hủy hợp chất cácbon tự nhiên thành đường đơn thông qua phân huỷ hoàn toàn Phân hủy mỡ thành đường đơn và axit béo Phân hủy Protein thành amôn hoặc nitrat Xử lý nước bằng phương pháp sinh học là việc sử dụng các vi sinh vật để phân hủy các chất thải trong nước, chủ yếu là các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy. Xử lý nước thải bằng vi sinh vật được sử dụng lần đầu tiên ở Anh vào năm 1918. Khoảng 13 năm sau đó, phương pháp này được thực hiện tại Horidome và Atsuta của Nagoga. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều quy trình xử lý sinh học khác nhau được áp dụng và không ngừng được cải tiến. Xử lý sinh học được chia thành các loại: Xử lý hiếu khí: là oxy hóa hay khử bằng các vi sinh vật hiếu khí, như trong quy trình bể hiếu khí có bùn hoạt tính (bể aeroten), màng lọc sinh học, đĩa quay sinh học,… Xử lý kỵ khí: là xử lý bằng các vi sinh vật kỵ khí, như trong các bể biogas Xử lý bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên, khi đó thực vật sẽ trở thành giá thể cho vi sinh vật hoạt động Hiện nay, trên thế giới đã ứng dụng thành công quá trình lọc sinh học nhờ vi khuẩn để xử lý nước trong nuôi trồng thuỷ sản. Công nghệ này chủ yếu dựa trên việc duy trì một tỉ lệ hợp lý Carbon : Nitrogen 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 biofloc khi sử dụng kết hợp 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. Chuntapa Benjamas và ctv đã tiến hành thả vi khuẩn lam Spirulina platensis trong bể nuôi tôm hùm để kiểm soát chất lượng nước. Kết quả cho thấy hàm lượng Nitơ vô cơ (NH4, NO2, NO3) được xử lý khá hiệu quả. Khi số lượng vi khuẩn này tăng đến mức có nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước sẽ được vớt ra khỏi bể (kích thước vi khuẩn lam khá lớn). Trong thời gian qua, việc nghiên cứu sử dụng chế phẩm sinh học trong xử lý nước nuôi trồng thủy sản là hướng đi có ý nghĩa thực tiễn về khía cạnh bảo vệ môi trường và đảm bảo hiệu quả sản xuất, góp phần đưa nghề nuôi trồng thủy sản phát triển bền vững, đảm bảo an toàn với thuỷ sản, người nuôi và người tiêu dùng. Thành phần sinh học của chế phẩm này gồm nhiều chủng vi sinh; tập hợp các thành phần men ngoại bào của quá trình sinh trưởng vi sinh; các enzyme ngoại bào tổng hợp; các chất dinh dưỡng sinh học và khoáng chất kích hoạt sinh trưởng ban đầu và xúc tác hoạt tính. Chế phẩm sinh học có khả năng: + Khống chế sinh học: Những dòng vi khuẩn có ích trong chế phẩm có khả năng sinh các chất kháng khuẩn ví dụ bacteriocin để tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh trong ao. + Tạo sức sống mới: Các vi khuẩn trong chế phẩm khi đưa vào ao sẽ phát triển mạnh mẽ cả về số lượng và hoạt tính, có khả năng tồn tại cả trong môi trường và trong đường ruột, ảnh hưởng có lợi đối với vật nuôi. + Xử lý sinh học: Khả năng phân giải các chất hữu cơ trong nước giải phóng axít amin, glucose, cung cấp thức ăn có vi sinh vật có ích. Giảm thiểu thành phần nitơ vô cơ như NH3, NO2 thành các chất không độc như NH4+, NO3, giảm mùi hôi thối, cải thiện chất lượng nước. (v) Phương pháp sử dụng hệ động, thực vật để hấp thụ các chất ô nhiễm Sử dụng các loài động, thực vật thủy sinh để hấp thụ các chất ô nhiễm nhằm giảm thiểu chất hữu cơ lơ lửng là giải pháp được dựa trên trên cơ sở quá trình chuyển hóa vật chất trong hệ sinh thái thông qua chuỗi thức ăn. Người ta thường sử dụng thực vật làm các sinh vật hấp thụ các chất dinh dưỡng là nitơ và phospho, carbon để tổng hợp các chất hữu cơ làm tăng sinh khối (sinh vật tự dưỡng), đó là tảo hay thực vật phù du, rong câu và các loài thực vật thủy sinh khác. (vi) Sử dụng thực vật thủy sinh: Trên thế giới, các nhà khoa học đã nghiên cứu và tìm ra có ít nhất 400 loài thực vật thuộc 45 họ có khả năng hấp thụ kim loại. Các loài này là các loài thực vật thân thảo hoặc thân gỗ, có khả năng tích luỹ và không có biểu hiện về mặt hình thái khi nồng độ kim loại trong thân cao hơn hàng trăm lần so với các loài bình thường khác.

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ “NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ VÀ CƠ SỞ HẠ TẦNG PHỤC VỤ XỬ LÝ NƯỚC CẤP VÀ NƯỚC THẢI NUÔI TÔM VÙNG VEN BIỂN BẮC BỘ” Người thực chuyên đề: TS Bùi Thị Lan Hương - Viện Môi trường Nông Nghiệp Hà Nội – 2014 MỤC LỤC I.ĐẶT VẤN ĐỀ II MỤC TIÊU III NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nội dung nghiên cứu 3.2 Địa điểm nghiên cứu 3.3 Phương pháp nghiên cứu IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Tổng quan giải pháp xử lý nước cấp nước thải hệ thống nuôi trồng thủy sản giới 4.2 Các giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường nước nuôi tôm Việt Nam .14 V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 22 5.1 Kết luận 22 Đề nghị 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO .23 I ĐẶT VẤN ĐỀ Trong hoạt động nuôi tơm, phần lớn chất thải tích tụ đáy ao gây tổn hại đến sức khỏe tôm, làm ảnh hưởng hiệu nghề nuôi Lớp bùn đáy ao khiến môi trường nước bị thiếu ôxy trầm trọng từ cịn sản sinh nhiều chất độc amoniac, nitrite, hydrogen sulfide…khiến tôm di chuyển đến số khu vực nước Việc tập trung chỗ làm tăng tính cạnh tranh ăn, có bị ăn thiếu Trường hợp mơi trường bị ô nhiễm nặng, tôm bỏ ăn, sức tăng trưởng giảm, dễ mắc bệnh, tỷ lệ chết cao (thậm chí bị chết hàng loạt) Đối với nguồn chất thải từ hoạt động nuôi tôm, không xử lý tốt, gây ô nhiễm môi trường đất nguồn nước, làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái ven biển, tác động xấu đến hoạt động khác vùng ven biển Một phương pháp tốt để giảm thiểu tác nhân ô nhiễm từ ao nuôi thủy sản giảm lượng xả thải từ việc giảm thay nước (Tucker & Hargreaves, 2003) Hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) cho phép canh tác thâm canh, giới hạn lượng xả thải, làm giảm sử dụng nước giảm thiểu tác động xấu môi trường Việc kết hợp hệ thống đất ngập nước (ĐNN) vào RAS để xử lý nước ao tôm thâm canh tuần hồn nghiên cứu thành cơng Đài Loan (Lin et al., 2005) Để xác định biện pháp ứng dụng xử lý nước cấp nước thải hệ thống nuôi trồng thủy sản việc áp dụng thực tiễn nuôi trồng thủy sản nuôi tôm tỉnh ven biển Bắc Bộ, thực chuyên đề: “Nghiên cứu đánh giá trạng áp dụng công nghệ sở hạ tầng phục vụ xử lý nước cấp nước thải nuôi tôm vùng ven biển Bắc Bộ” II MỤC TIÊU - Xây dựng sở liệu nghiên cứu ngồi nước cơng nghệ xử lý nước cấp nước thải hệ thống nuôi trồng thủy sản - Xác định công nghệ áp dụng xử lý nước vùng nuôi tôm vùng ven biển bắc III NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nội dung nghiên cứu - Tổng hợp tài liệu nghiên cứu ứng dụng xử lý nước cấp, nước thải hệ thống nuôi trồng thủy sản nước giới - Tổng hợp ứng dụng công nghệ áp dụng xử lý nước cấp, nước thải nuôi tôm vùng ven biển Bắc Bộ 3.2 Địa điểm nghiên cứu + Tại Nam Định: nghiên cứu tiến hành huyện Hải Hậu Giao Thủy, xã gồm: Hải Lý, Hải Chính (Hải Hậu), Giao Phong Quất Lâm (Giao Thủy) + Tại Quảng Ninh: Nghiên cứu tiến hành huyện: Móng Cái Quảng Yên, xã: Vạn Ninh, Bình Ngọc (Móng Cái), Hà An, Tân An (Quảng Yên) 3.3 Phương pháp nghiên cứu - Thu thập số liệu, tổng hợp kết nghiên cứu, ứng dụng nước giới công nghệ áp dụng, phân tích đánh giá thực trạng biện pháp áp dụng - Điều tra thực địa: tiến hành khảo sát thực địa để khái quát trạng nuôi tôm vùng nghiên cứu Đánh giá phân tích trạng cơng nghệ xử lý nước quy hoạch vùng NTTS IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Tổng quan giải pháp xử lý nước cấp nước thải hệ thống nuôi trồng thủy sản giới (i) Phương pháp sử dụng vật liệu lọc, khoáng hấp phụ Nhiều loại vật liệu có khả hấp phụ chất nhiễm nghiên cứu tiềm chúng công bố Các loại vật liệu hấp phụ phổ biến là: nhơm họat tính, than họat tính, sắt mangan bọc cát, cao lanh đất sét, Bentonite, Zeolit, hydroxit sắt, silic oxit, apatít, nhựa trao đổi ion, nhiều vật liệu có tự nhiên xơ dừa, nhân tạo khác Khoa Hóa, Đại học kỹ thuật Athen, Hy Lạp sử dụng zeolite tự nhiên để xử lý KLN có bùn sau xử lý nước thải đạt hiệu cao Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn Viện Nghiên cứu Môi trường Trường North Highland College Viện UHI Millenium nghiên cứu xử lý kim loại kiềm thổ kim loại (KLN) chitin thô Kết nghiên cứu cho thấy hiệu xử lý chitin thô với KLN cao với kim loại kiềm thổ Theo K Kadirvelu, K Thamaraiselvi and C Namasivayam, than hoạt tính sản xuất từ xơ dừa để hoạt hóa nước theo phương pháp hóa học dựa đặc tính hóa học Than xơ dừa có khả hấp thu Ni (II) Điều thể qua giảm dần nồng độ Cacbon nồng độ Ni không đổi, tăng dần nồng độ Ni nồng độ Cacbon không đổi Kết lượng lớn Ni hấp thu đơn vị trọng lượng Cacbon Các mơ hình Langmuir Freundlich thể hoạt động ion kim loại hấp thu hoàn toàn phù hợp với thực nghiệm: Khả hấp thu (Qo) 62,5 mg Ni (II)/g thời điểm ban đầu với pH = 5,0 nhiệt độ t = 30°C cho kích thước hạt từ 250-500 μm Sự hấp thu Ni tăng lên với pH = 2-7 tiếp tục pH = 10 Việc thu hồi Ni (II) sau hấp thu thực cách xử lý than nạp Ni với HCl Nhả hấp thu nghiên cứu xác nhận hấp thu trao đổi ion Trên giới có nghiên cứu vật liệu hấp phụ chế tạo từ phụ phẩm nông nghiệp lõi ngơ, bã mía, vỏ lạc, vỏ đỗ, … để hấp phụ kim loại nặng môi trường nước Kết nghiên cứu S.R Shukla, Roshan S Pai, Amit D Shendarkar sợi xơ dừa cho thấy xơ dừa có khả hấp thu kim loại nặng Ni (II), Zn (II) Fe (II) từ nước thải chứa kim loại nặng Các sợi xơ dừa hoạt hóa cách oxy hóa với H2O2 để sử dụng vật liệu hấp thu Các sợi xơ dừa hoạt hóa hấp thụ khoảng 4,33 mg/g Ni (II), 7,88 mg/g Zn (II) 7,49 mg/g Fe (II) so với hấp thu sợi xơ dừa chưa hoạt hóa 2,51 mg/g Ni (II), 1,83 mg/g Zn (II), 2,84 mg/g Fe (II) Giá trị hấp thu kim loại nặng tăng lên pH giảm (ii)Công nghệ thẩm thấu ngược RO Công nghệ thẩm thấu ngược RO nhờ phong điện với mơ hình pilot thử nghiệm đảo Coconut – Hawaii (Mỹ) Nguyên lý công nghệ sử dụng lượng gió chuyển thành thủy để dòng nước qua màng RO Phần nước qua màng tái sử dụng cho ao nuôi Phần nước ô nhiễm đậm đặc thu gom để xử lý phù hợp tái sử dụng cho mục đích ni trồng khác Kết nghiên cứu cho thấy, tùy vào tốc độ gió, nước tạo liên tục tuần hồn khoảng từ 228 – 366lít/giờ nồng độ Nitơ loại bỏ từ 90 – 97% Một nghiên cứu khác tiến hành phương pháp sử dụng công nghệ màng vi sinh tầng chuyển động - MBBR (moving bed biofilm reactors) với ưu điểm vận hành đơn giản khơng cần thiết phải có thêm cơng đoạn lắng Cơng nghệ MBBR có tốc độ nitrat hóa cao nhờ khả tập trung mật độ lớn vi sinh vật chất mang (độ xốp chất mang 98%, diện tích bề mặt 6000 – 8000 m2/m3) vào chuyển động chất mang nước Lượng khí cấp cho q trình nitrat hóa đủ trì chuyển động chất mang nước chất mang nhẹ (xấp xỉ khối lượng riêng nước) Kích thước chất mang thơ (cỡ cm) nên không cần tới bể lắng mà cần lưới chắn đủ Sử dụng cơng nghệ mang lại hiệu tốt kiểm sốt nhiễm môi trường nước nuôi trồng thủy sản phát triển bền vững cho ngành sản xuất Công nghệ màng Polyethersulfone (PES) không đối xứng áp suất thấp nhà khoa học Malaysia nghiên cứu ứng dụng xử lý nước thải nuôi tôm Màng PES ứng dụng nguyên lý đảo ngược pha khô/ướt, qua xác định hiệu xử lý nguồn nước bị ô nhiễm Hệ thống xử lý bao gồm bể lọc cát thô để tách cặn thô nước Với mục tiêu tập trung vào xử lý chất ô nhiễm dinh dưỡng (tổng Nitơ, tổng Phốt pho), màng PES xác định có khả loại bỏ tổng N lên tới 85,7% tổng P 96,49% với áp suất chênh lệch yêu thấp cầu từ – bar (iii) Phương pháp hoạt hóa nước: Smirnov (2000) nghiên cứu phát triển "Phương pháp thiết bị để sản xuất dạng chất lỏng hoạt hóa phương pháp sử dụng” nhờ thiết bị mang tên "công nghệ cộng hưởng từ cấp độ phân tử - MRET” Theo phân tử nước hình tháp với phân tử hidro phân tử oxy liên kết với tạo thành góc 104,50 Đây cấu trúc phổ biến phân tử nước tự nhiên, nhiên thực tế phân tử nước lại thường chịu lực liên kết hóa học khác, liên kết hidro với nguyên tử oxy có thay đổi, trở thành nhóm tinh thể mà lực liên kết cịn có – 10% lực liên kết H – O Lúc cấu trúc tinh thể nước gần giống cấu trúc nước tế bào Bằng biện pháp kỹ thuật (sử dụng thiết bị hoạt hóa) góp phần nâng cao lực liên kết H – O lúc nước hoạt hóa (activated water) Theo Smirnov nước hoạt hóa có vai trò: + Nâng cao lực sinh học nước, giảm hàm lượng Ca2+, Mg2+ giảm độ cứng nước; + Thay đổi pH nước dần giá trị trung tính (iv) Phương pháp sử dụng vi sinh vật Vào năm kỷ XX, công trình nghiên cứu nhà khoa học giới chứng minh vai trò vi sinh vật tự nhiên trình phân giải hợp chất hữu Trong tự nhiên, vi sinh vật phân bố rộng rãi đất, nước khơng khí thể động, thực vật Ngồi số gây bệnh cho người động, thực vật, hầu hết vi sinh vật tham gia đóng vai trị quan trọng q trình chuyển hố vật chất, nhờ mà chuỗi thức ăn lưới lượng ln trì trạng thái cân Trên thực tế, vi sinh vật không trực tiếp phân huỷ hợp chất hữu mà chúng tham gia chuyển hóa hợp chất hữu thành chất đơn giản đường, amino acid, mỡ nhờ enzym ngoại bào Q trình phân giải thông qua đường sau: - Phân hủy hợp chất cácbon tự nhiên thành đường đơn thông qua phân huỷ hoàn toàn - Phân hủy mỡ thành đường đơn axit béo - Phân hủy Protein thành amôn nitrat Xử lý nước phương pháp sinh học việc sử dụng vi sinh vật để phân hủy chất thải nước, chủ yếu hợp chất hữu dễ phân hủy Xử lý nước thải vi sinh vật sử dụng lần Anh vào năm 1918 Khoảng 13 năm sau đó, phương pháp thực Horidome Atsuta Nagoga Hiện giới có nhiều quy trình xử lý sinh học khác áp dụng không ngừng cải tiến Xử lý sinh học chia thành loại: - Xử lý hiếu khí: oxy hóa hay khử vi sinh vật hiếu khí, quy trình bể hiếu khí có bùn hoạt tính (bể aeroten), màng lọc sinh học, đĩa quay sinh học,… - Xử lý kỵ khí: xử lý vi sinh vật kỵ khí, bể biogas - Xử lý phương pháp sinh học điều kiện tự nhiên, thực vật trở thành giá thể cho vi sinh vật hoạt động Hiện nay, giới ứng dụng thành cơng q trình lọc sinh học nhờ vi khuẩn để xử lý nước nuôi trồng thuỷ sản Công nghệ chủ yếu dựa việc trì tỉ lệ hợp lý Carbon : Nitrogen để thúc đẩy trình phân hủy dị dưỡng Một loạt thí nghiệm tiến hành để nghiên cứu hiệu công nghệ bio-floc sử dụng kết hợp với hệ thống nuôi nước chảy, cụ thể sử dụng phận xử lý rời phía hệ thống tuần hoàn nước Chuntapa Benjamas ctv tiến hành thả vi khuẩn lam Spirulina platensis bể ni tơm hùm để kiểm sốt chất lượng nước Kết cho thấy hàm lượng Nitơ vô (NH4, NO2, NO3) xử lý hiệu Khi số lượng vi khuẩn tăng đến mức có nguy gây ô nhiễm nguồn nước vớt khỏi bể (kích thước vi khuẩn lam lớn) Trong thời gian qua, việc nghiên cứu sử dụng chế phẩm sinh học xử lý nước nuôi trồng thủy sản hướng có ý nghĩa thực tiễn khía cạnh bảo vệ môi trường đảm bảo hiệu sản xuất, góp phần đưa nghề ni trồng thủy sản phát triển bền vững, đảm bảo an toàn với thuỷ sản, người nuôi người tiêu dùng Thành phần sinh học chế phẩm gồm nhiều chủng vi sinh; tập hợp thành phần men ngoại bào trình sinh trưởng vi sinh; enzyme ngoại bào tổng hợp; chất dinh dưỡng sinh học khoáng chất kích hoạt sinh trưởng ban đầu xúc tác hoạt tính Chế phẩm sinh học có khả năng: + Khống chế sinh học: Những dịng vi khuẩn có ích chế phẩm có khả sinh chất kháng khuẩn ví dụ bacteriocin để tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh ao + Tạo sức sống mới: Các vi khuẩn chế phẩm đưa vào ao phát triển mạnh mẽ số lượng hoạt tính, có khả tồn mơi trường đường ruột, ảnh hưởng có lợi vật nuôi + Xử lý sinh học: Khả phân giải chất hữu nước giải phóng axít amin, glucose, cung cấp thức ăn có vi sinh vật có ích Giảm thiểu thành phần nitơ vô NH3, NO2- thành chất không độc NH4+, NO3-, giảm mùi hôi thối, cải thiện chất lượng nước (v) Phương pháp sử dụng hệ động, thực vật để hấp thụ chất nhiễm Sử dụng lồi động, thực vật thủy sinh để hấp thụ chất ô nhiễm nhằm giảm thiểu chất hữu lơ lửng giải pháp dựa trên sở trình chuyển hóa vật chất hệ sinh thái thơng qua chuỗi thức ăn Người ta thường sử dụng thực vật làm sinh vật hấp thụ chất dinh dưỡng nitơ phospho, carbon để tổng hợp chất hữu làm tăng sinh khối (sinh vật tự dưỡng), tảo hay thực vật phù du, rong câu loài thực vật thủy sinh khác (vi) Sử dụng thực vật thủy sinh: Trên giới, nhà khoa học nghiên cứu tìm có 400 lồi thực vật thuộc 45 họ có khả hấp thụ kim loại Các loài loài thực vật thân thảo thân gỗ, có khả tích luỹ khơng có biểu mặt hình thái nồng độ kim loại thân cao hàng trăm lần so với lồi bình thường khác Nhiều loài thực vật Cỏ nến Typha sp., Sậy Phragmites sp, biết đến lồi có khả vận chuyển khí từ xuống rễ oxy giải phóng vào nước vùng rễ, vi sinh vật sử dụng cho trình phân hủy hiếu khí Gần đây, nhiều nước Đức, Anh, Hungari, Thái Lan, Ấn Độ,…, công nghệ sử dụng cánh đồng lọc lau sậy ứng dụng để xử lý nước thải hiệu xử lý nước thải công nghệ vùng rễ gần với tự nhiên sánh với cơng nghệ xử lý hiếu khí bùn hoạt tính thơng thường Phương pháp dùng lau sậy xử lý nước thải giáo sư Kathe Seidel người Đức đưa từ năm 60 kỷ trước Khi nghiên cứu khả phân huỷ chất hữu cây, ông nhận thấy ưu phương pháp tác dụng đồng thời rễ, vi sinh vật vùng rễ Trong đó, loại có nhiều ưu điểm lau sậy Ôxy vận chuyển từ xuống rễ, rễ thải vào khu vực xung quanh vi sinh vật sử dụng cho q trình phân huỷ hiếu khí Số lượng vi khuẩn đất quanh rễ loại nhiều số vi khuẩn bể hiếu khí kỹ thuật (aeroten), đồng thời phong phú chủng loại từ 10 đến 100 lần Chính vậy, cánh đồng lau sậy xử lý nhiều loại nước thải có chất độc hại khác nồng độ ô nhiễm lớn Đáng ý, phương pháp xử lý sinh học điều kiện tự nhiên, người ta ngày hướng tới sử dụng nhiều lồi thực vật thủy sinh Các lồi có khả làm môi trường nước cách cung cấp oxy từ hệ rễ từ trình quang hợp vào nước cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động giữ nguyên làm giá đỡ cho vi sinh vật nước; sử dụng chất khoáng nước Các lồi thuộc nhóm tảo, thực vật thủy sinh sống chìm, thực vật thủy sinh sống trơi thực vật thủy sinh sống (vii) Sử dụng động vật thủy sinh: Bên cạnh loài thực vật, nhiều nghiên cứu tiến hành thăm dò khả sử dụng động vật xử lý ô nhiễm môi trường Kế tiếp chuỗi thức ăn động vật bậc – động vật ăn thực vật Ðiển hình động vật bậc vùng nước ven biển loại ngao, vẹm, hàu lồi tiêu thụ thực vật phù du cải thiện điều kiện trầm tích đáy Các loài cá ăn thực vật phù du mùn bã hữu cá măng, cá đối thử nghiệm sử dụng kênh thoát nước thải (Micheal J Phillips, 1995) Vọp sông Geloina coaxans đối tượng thường phân bố khu rừng ngập mặn ven biển, chúng lồi thích ứng rộng với độ mặn (từ 10 – 30‰), thích hợp đáy bùn nhão khu rừng đước, sú vẹt rậm rạp, có tán rừng che phủ ban ngày (Eileen Courtney, 1982) Các nghiên cứu Jones ctv (2001, 2002) cho thấy lồi sị đá Sydney Saccotrea commercialis có khả làm giảm đáng kể hàm lượng chất lơ lửng, mùn bã hữu cơ, ni tơ tổng số, photpho tổng số, Chlorophyll-a, vi khuẩn tổng số nước thải từ ao nuôi tôm thâm canh Hàm lượng chất rắn lơ lửng giảm 49%, số lượng vi khuẩn giảm 58%, ni tơ tổng số giảm đến 80% photpho tổng số giảm 76%, Chlorophyll-a giảm 8% Các loài cá ăn thực vật phù du mùn bã thải hữu cá măng, cá đối thử nghiệm sử dụng kênh thoát nước thải (Micheal J Philippin, 1995) Theo tính tốn lý thuyết, điều kiện Việt Nam, rừng ngập mặn (RNM) năm tăng trưởng 56 sinh khối hấp thụ 219 kg nitơ, 20 kg photpho (Jesper Clausen, 2002) Darooncho (1991) nghiên cứu sử dụng rong biển (seaweed) để xử lý nước thải nuôi tôm sử dụng tuần hoàn nước Thái Lan Kết nghiên cứu tỉnh Chanthaburi Songkhal cho thấy lượng amoni BOD bị hấp thu rong biển 100% 39% sau 24 Thái Lan sử dụng biện pháp xử lý nước thải sau nuôi tôm đối tượng sinh học sị Crassostrea sp., rong câu Gracillaria sp sau qua lọc cát cấp lại cho ao nuôi Ở Trung Quốc, để xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp, Xiongfei (2005) cộng nghiên cứu sử dụng nhuyễn thể hai mảnh vỏ để xử lý nước thải sau ni Tỷ lệ diện tích tương ứng ao tôm: ao nhuyễn thể: khu vực chứa nước dự trữ 1: 0,8: 0,4 Nước thải từ ao nuôi tôm bơm kênh dẫn đến hệ thống ao nuôi nhuyễn thể nước cuối hệ thống ao nhuyễn thể lấy để cấp cho ao nuôi Hiệu hệ thống đạt 40 – 83,6% P-PO4; 45 – 89% TSS; 22 – 24% N-NO3; 19 – 64% TAN tiền lãi từ thu nhuyễn thể tiền lãi từ thu hoạch tơm Xuất phát từ giá trị kinh tế (chi phí ni thấp khơng tốn thức ăn), xã hội môi trường, nên đối tượng nhuyễn thể mảnh vỏ có hình thức sống vùi bãi triều đáy cát hay đáy bùn như: nghêu, ngao, sò huyết, móng tay, tu hài… nghiên cứu ni phổ biến nhiều nước giới Trung Quốc, Indonesia, Đài Loan, Malaysia, Thái Lan, Philippine… (Lai Wang, 1980, dẫn theo Lê Minh Viễn, 2008) Theo Cole (1992), sị Potamocorbula amurensis lọc từ 100 – 580 lít nước/gam trọng lượng (tính theo trọng lượng khô) thời gian từ – 28 Theo Ryther cộng (1995), sị loại bỏ Nitrogen cặn hiệu cao vẹm Hiệu lọc bỏ Nitrogen cặn lơ lửng sò tương ứng 94 48% Khi nghiên cứu sử dụng sò Crassostrea virginica để xử lý nước thải phát sinh nuôi tôm, Jakob (1993) cho biết chất thải từ ni tơm làm cho sị tăng trưởng nhanh, mức tăng đạt từ 0,04 g lên 55 g sau tháng Nghiên cứu tác giả khẳng định nước thải từ nuôi tôm công nghiệp hay bán công nghiệp cung cấp đủ nhu cầu tăng trưởng nhanh sị Do việc sử dụng sị khơng có tác dụng xử lý nước thải mà cịn tăng thu nhập cho người nuôi Theo Ling cộng (1993), Thái Lan người ta sử dụng vẹm xạnh (Perna viridis) bám tre cho vào khu vực nước thải từ khu vực nuôi tôm vịnh Thái Lan Các nghiên cứu Tunviali cộng (1991) cho thấy vẹm xanh giảm amoni BOD nước thải ni tôm tương ứng 67% 77% sau 24 Tại Malaysia, Enander cộng (1994) nghiên cứu sử dụng sò Scappharca imaeguivalvis rong biển Gracilaria spp để xử lý nước thải sau nuôi tôm tỉnh Kota Bharru cho hiệu giảm amoni, tổng N, tổng P tương ứng 61,72%, 61% Một số công nghệ sinh học khác áp dụng xử lý nước thải nuôi tôm số nước châu Á dùng bãi lọc cát kết hợp với nhiều giun tơ Kết thí nghiệm lọc 1,5 m 3/m2/ngày, cần bãi lọc đáp ứng 10 ni tơm cơng nghiệp Trồng rong biển (seaweed) ni sị (Crassostreasp.), rong câu (Gracillaria sp.) sau qua lọc cát cấp lại cho ao nuôi (Thái lan), kết cho thấy lượng amoni BOD bị hấp thu rong biển 100% 39% sau 24 Nuôi nhuyễn thể hai vỏ Quảng Châu- Trung quốc [11] tỷ lệ diện tích tương ứng ao tơm: ao nhuyễn thể: khu vực chứa nước dự trữ 1: 0,8: 0,4 Nước thải từ ao nuôi tôm bơm kênh dẫn đến hệ thống ao nuôi nhuyễn thể nước cuối hệ thống ao nhuyễn thể lấy để cấp cho ao nuôi Hiệu hệ thống đạt 40 – 83,6% P-PO4; 45 – 89% TSS; 22 – 24% N-NO3; 19 – 64% TAN tiền lãi từ thu nhuyễn thể tiền lãi từ thu hoạch tôm Tuy tiềm sử dụng loài động vật thủy sinh đặc biệt loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ để xử lý nước thải nước bị ô nhiễm lớn chưa có đánh giá chất lượng thủy sản nuôi vùng nước bị ô nhiễm Mặt khác việc sử dụng động vật thủy sinh để xử lý nhiễm cần diện tích ao ni chi phí lớn, thành công kết hợp với nghề nuôi trồng thủy sản Vì lý đó, việc ứng dụng lồi nhuyễn thể xử lý nguồn nước ô nhiễm dừng lại quy mơ nhỏ Tóm lại: Trên giới có nhiều cơng nghệ xử lý nước bị nhiễm, cơng nghệ có hiệu xử lý khác Xử lý nước phương pháp sinh học hướng sử dụng phổ biến, hiệu xử lý bền vững, thân thiện với môi trường vốn đầu tư thấp 4.2 Các giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường nước nuôi tôm Việt Nam Nước dùng nuôi trồng thủy sản thường chứa nhiều loại tác nhân gây bệnh Trước sử dụng để nuôi trồng thủy sản, cần xử lý nước, tiêu diệt tác nhân gây bệnh + Xử lý nước thải nước cấp phương phương pháp học: Được thực qua ao lắng, lọc Đây biện pháp xử lý sơ trước áp dụng biện pháp xử lý sinh học, hóa học để loại bỏ phần vật chất lơ lửng nước Phương pháp sử dụng để xử lý nước cấp, nước thải từ ao ni áp dụng ao nuôi để giảm bớt phần chất ô nhiễm, tạo điều kiện thuận lợi giảm bớt áp lực cho hệ thống xử lý Nhược điểm phương pháp chiếm nhiều diện tích đất để xây dựng ao lắng chứa nước kênh hệ thống dẫn đến ao lắng, phương pháp sử dụng + Xử lý nước thải nước cấp phương pháp hoạt hóa nước: Hiện nay, cơng nghệ hoạt hóa nước nghiên cứu ứng dụng để xử lý nước cho số ao, hồ thành phố nước thải từ bãi chôn lấp rác Công nghệ áp dụng để xử lý nước nguồn trước cấp vào ao ni Nó xử lý số tác nhân ô nhiễm hóa chất, kim loại nặng + Xử lý nước thải nước cấp phương pháp hóa học: Phương pháp thường sử dụng để xử lý nguồn nhiễm hố chất nghiêm trọng, ngồi dùng để diệt loài vi sinh vật gây bệnh ký sinh trùng, động vật đơn bào, vi khuẩn, vius chất khí độc hịa tan nước Hóa chất thông thường dùng cho xử lý Chlorine, clorua vôi nồng độ 30 ppm để xử lý phần tử keo hữu lơ lửng nước Biện pháp áp dụng có dịch bệnh xảy khu vực ni Đây hình thức xử lý triệt để thường áp dụng hệ thống xử lý liên tục có nhiều ao xử lý thải nguồn tiếp nhận Nước thải xử lý định kỳ theo thời gian + Xử lý nước thải nước cấp phương pháp sinh học: Sử dụng hệ động, thực vật thuỷ sinh để hấp thụ chất hữu áp dụng phổ biến Tùy theo thành phần ô nhiễm, nồng độ ô nhiễm yêu cầu chất lượng nước thải sau xử lý mà áp dụng q trình xử lý sinh học yếm khí hiếu khí Các biện pháp kết hợp trình xử lý sinh học gồm: - Thả loại thực vật thủy sinh bèo lục bình, cá nhằm giảm thiểu chất hữu lơ lửng; - Tăng cường sục khí thúc đẩy trình phân hủy chất hữu cơ; - Bổ sung chế phẩm sinh học - Bổ sung loài nhuyễn thể, cá để giảm bớt hàm lượng thức ăn dư thừa, tôm chết, phân thải Biện pháp có ưu điểm vừa tiết kiệm chi phí vận hành vừa tăng hiệu xử lý chất thải hữu để phân hủy sinh học Diện tích xử lý tận dụng mương nước, ao lắng Một số chế phẩm vi sinh thường dùng để cải thiện môi trường nước ao nuôi tôm, cá Super VS, BRF-2 quakit… Thành phần sinh học chế phẩm gồm nhiều chủng vi sinh, tập hợp thành phần men ngoại bào trình sinh trưởng vi sinh, enzyme ngoại bào tổng hợp, chất dinh dưỡng sinh học khoáng chất kích hoạt sinh trưởng ban đầu xúc tác hoạt tính Chúng có khả tiêu thụ chất hữu phát sinh trình sinh trưởng phát triển vật ni ao hồ Hay nói cách khác, chúng có tác dụng phân giải chất hữu hịa tan khơng hịa tan từ phân tơm, thức ăn thức ăn thừa tích tụ đáy ao ni, tạo ổn định, trì chất lượng nước màu nước ao hồ Mặt khác chế phẩm giúp giảm thiểu vi sinh vật gây bệnh Vibrio, Aeromonas, E.coli…, làm tăng thêm lượng oxy hịa tan mơi trường nước ao ni giảm thiểu lượng amoniac Đỗ Thị Tố Uyên Cs, (2003) đưa mơ hình nghiên cứu xử lí nước thải từ chế biến tinh bột gạo vi khuẩn quang hợp Mơ hình sử dụng bao nilon suốt, mơ hình bể phản ứng có nắp đậy thủy tinh hữu để ánh sáng xuyên qua, kết hợp với bổ sung vi khuẩn quang hợp Kết loại 77% BOD5 100% Amon nước thải Phòng vi sinh vật môi trường - Viện Công nghệ Môi trường (Viện KHCN Việt Nam) tiến hành phân lập tuyển chọn 30 chủng xạ khuẩn 20 chủng vi khuẩn ưa nhiệt, có ưu điểm có tác dụng phân hủy mạnh chất hữu nước thải Chế phẩm sử dụng kết hợp với thực vật thủy sinh (bèo Nhật Bản) để loại bỏ nitơ photpho nước, phân hủy chất hữu Lê Thị Thúy Ái (2004) phân lập từ nhiều thủy vực Việt Nam 31 chủng vi khuẩn quang hợp thuộc 10 thủy vực nước ta phối trộn chủng có vai trị quan trọng xử lý nước thải Các chủng vi khuẩn có khả hấp thụ ánh sáng mức độ thấp thực lên men môi trường yếm khí tối Nguyễn Việt Anh (2005) nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bãi lọc ngầm trồng Kết cho thấy, với sơ đồ xử lý bậc, chất lượng nước đầu sau bể lọc trồng cho phép đạt tiêu chuẩn cột B, tiêu COD, SS, TP Với sơ đồ xử lý bậc nối tiếp, chất lượng nước đầu sau bể lọc trồng đạt tiêu chuẩn cột A, TCVN 5945 – 1995 Châu Minh Khôi (2011) nghiên cứu sử dụng loài thực vật thủy sinh (là lục bình cỏ vetiver) xử lý ô nhiễm đạm, lân hữu hòa tan nước thải ao ni cá tra cho thấy lục bình cỏ vetiver có khả giúp giảm nhiễm đạm, lân hữu hịa tan nước ao ni thâm canh Hàm lượng đạm, lân hữu gần giảm 100% sau tháng trồng Viện Môi trường Nông nghiệp nghiên cứu xây dựng mô hình xử lý nước mặt bị nhiễm hữu cơng nghệ sinh thái với dịng chảy ngang dòng chảy đứng Hiệu xử lý BOD , COD, TSS, tổng nitrogen, NH4-N, từ 75-85% Trong hiệu xử lý phosphor tổng PO43- lại thấp từ 40 – 50% Lê Văn Nhạ CS (2010) cho biết giới hạn tích ứng khác nhau, lồi thực vật thủy sinh có khả xử lý nước bị ô nhiễm hữu với mức độ khác nhau, tùy theo loài, hiệu tăng theo thời gian xử lý Hiện nuôi tôm nước ta phát triển mạnh manh mún khơng có quy hoạch, việc xử lý mơi trường nhiễm NTTS gặp nhiều khó khăn Các mơ hình xử lý nhiễm áp dụng cho số đối tượng ni, khó triển khai diện rộng quỹ đất ngày hẹp, hệ thống thủy lợi chồng chéo, nhận thức người dân bảo vệ mơi trường cịn thấp Nguồn nước ni tơm bị nhiễm hóa chất, hữu cơ, độc tố mức báo động Nguồn nước cung cấp cho lĩnh vực NTTS người dân lấy trực tiếp từ nguồn nước sông, hồ (tự nhiên) đưa vào kênh dẫn vào ao ni.Các hóa chất, độc tố, vi sinh không xử lý dẫn đến môi trường nuôi bị ô nhiễm, gặp điều kiện thuận lợi bùng phát thành dịch bệnh + Phương pháp sử dụng vật liệu lọc, khoáng Các vật liệu lọc, khoáng nghiên cứu nhiều xử lý nước thải Các vật liệu có khả hấp phụ kim loại nặng, hữu Trong nước thải nuôi tơm, ngồi chất nhiễm hữu cơ, số độc tố kim loại nặng, hóa chất sinh từ q trình xử lí bệnh thủy sản, vật liệu xử lí đáy ao ni, phụ gia thức ăn… Để xử lí độc tố này, việc sử dụng vật liệu hấp thu có nguồn gốc khoáng tự nhiên nhiều tác giả nghiên cứu Các vật liệu khoáng Bentonite, Zeolite nghiên cứu nhiều xử lý nước thải nhờ đặc tính hấp phụ trao đổi ion lớn thành phần ion linh động,cấu trúc tinh thể xốp tổ ong Với lỗ rỗng chiếm tới 50%, zeolite có khả hấp thu ion kim loại nặng cố định KLN (trao đổi ion) có bùn thải chất hữu độc hại, dùng để loại NH3 nước thải, làm chất nuôi trồng thủy sản Với hàm ẩm hỗn hợp bùn – zeolite khoảng 85%, hiệu xử lý Crom đạt tới 61% (Lê Đức trung cộng - 2006) Bentonite được sử dụng chất mang vật liệu NC-F20, vật liệu hứa hẹn lực cao xử lý Asen Do Viện hóa học (Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam) phát triển kỹ thuật chế tạo vật liệu gốm xốp tổ hợp nanocomposite bao gồm Fe 3O4 kích thước 10-12 nm chất mang Bentonite (NC-F20) Vật liệu có hiệu hấp thụ asen cao, có khả hấp thụ hàng loạt ion khác thuận tiện sử dụng Hiệu suất hấp phụ Cu2+ bentonit chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố đạt 99,86% điều kiện tối ưu: thời gian khuấy 80 phút, nồng độ bentonit 0,5 g/100 ml dung dịch, nồng độ Cu2+ 150 mg/l, pH = 5,0, nhiệt độ 30 oC ( Lê Tự Hải) Than hoạt tính liều lượng g/lít nước thải chứa mg/lít Pb Cd, than hoạt tính hấp thu 99,82% Pb, 82,40% Cd Laterite hấp thu As tối đa đạt 909,09 mg As/ 1g laterite Nước thải nuôi trồng thủy sản chứa nhiều chất hữu nhiều dinh dưỡng nguyên nhân gây tượng phú dưỡng hóa, làm suy giảm chất lượng nước mặt Sử dụng vật liệu lọc truyền thống cát, than gáo dừa, đá sỏi… biện pháp nhiều triển vọng áp dụng nhiều quốc gia giới có Việt Nam Xơ dừa có thành phần chủ yếu celulo (khoảng 80%) lignin (khoảng 18%), nên khó bị vi sinh vật phân hủy Theo ước tính nhà nghiên cứu, tuổi thọ xơ dừa bể kỵ khí khoảng năm Theo Đỗ Thu Hà cộng sự, xơ dừa có khả xử lý nước thải bị ô nhiễm chât hữu (BOD5 COD giảm 51%; TSS giảm 57% SS giảm 83%), đồng thời xơ dừa hoạt hóa hấp thu kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cd) nước thải nhiễm nồng độ mg/lít với 80-99% Cu, Pb; 61% Zn 77% Cd với liều lượng g vật liệu/lít nước thải Việc sử dụng xơ dừa để xử lý nước thải cho kết quả hấp thu tới 90% COD BOD5 (Nguyễn Ngọc Bích Ngồi ra, áp dụng cơng nghệ việc xử lý loại nước thải có chứa chất ô nhiễm hữu cao Xơ dừa vật liệu rẻ tiền sẵn có nhiều vùng nước ta, coi hướng phát triển công nghệ xử lý nước thải đơn giản rẻ tiền Tóm lại:Các cơng trình nghiên cứu cho thấy việc sử dụng động, thực vật xử lý nước thải, có nhiều triển vọng Tuy nhiên môi trường nuôi tôm môi trường sản sinh nhiều hữu cơ, cần kết hợp giải pháp có chọn lọc để xử lý nước thải ni tơm đảm bảo nước tái sử dụng cho NTTS hoạt động khác Tuy nhiên, nghiên cứu dừng quy mơ diện hẹp Để có cơng nghệ áp dụng vào thực tiễn quy mô rộng, hướng nghiên cứu cần đầu tư thoả đáng theo hướng sâu hơn, hiệu hơn, phù hợp với hệ thống sản xuất kinh tế xã hội đối tượng vùng 4.3 Thực trạng biện pháp ứng dụng xử lý nước cấp nước thải nuôi tôm vùng ven biển Bắc Bộ Hiện phong trào nuôi tôm phát triển mạnh hầu khắp tỉnh tiếp giáp với biển toàn quốc mang lợi lợi ích to lớn cho người dân tăng cao lực xuất thủy sản Việt Nam Nhưng với việc tăng diện tích ni trồng cách nhanh chóng cộng với phương pháp ni trồng thủy sản lạc hậu gây hậu nghiêm trọng cho môi trường dẫn đến việc tôm, cá chết hàng loạt địa phương kéo theo việc người dân làm dụng thuốc hóa học để trị bệnh cho tôm dẫn đến việc dư lượng kháng sinh tôm, cá vượt mức cho phép làm ảnh hưởng đến việc xuất sản phẩm sức khỏe người tiêu dùng + Công nghệ ozone Để khắc phục nhược điểm nhiều nước giới ứng dụng công nghệ nuôi trồng thủy sản công nghệ Vi Sinh, công nghệ sử dụng khí Ozone… Việc sử dụng khí ozone nuôi trồng thủy sản chưa áp dụng Việt Nam sử dụng phổ biết Mỹ, Hàn Quốc Ấn Độ mang lại lợi ích to lớn cho người nông dân cải thiện môi trường Ozone chất khí có cơng thức hóa học O3 có khả oxi hóa cao gấp 3100 lần so với Clo lại không bền vững, phân hủy nhanh khơng khí nước để tạo thành Oxi phân tử dó việc sử dụng ozone mang lại lợi ích sau: + Cung cấp đủ khơng khí xuống đáy ao ni giúp giảm lượng khí ammoniac, giảm lượng khí H2S đáy ao gia tăng lượng khí oxy hịa tan + Cung cấp lượng ozone + khơng khí bơm thẳng xuống đáy hồ Làm tiêu hủy vi rút gây bệnh, phân hủy thức ăn thối rữa, giúp tôm hấp thụ lượng thức ăn để phát triển, gia tăng mật độ tôm nuôi + Cung cấp ozone + khơng khí với dịng nước đối lưu, giúp giảm thiểu lượng vi rút gây bệnh cung cấp đủ lượng oxy cho tôm, cá sinh sống đáy ao ni, khơng cần sử dụng hóa chất hay chế phẩm khác Hiệu việc sử dụng công nghệ ozone nuôi tôm, Công ty Greenhouses Việt Nam đơn vị nghiên cứu chế tạo thành công loại ozone dùng cho nuôi công nghiệp Cơng ty triển khai mơ hình ni tơm xanh thí điểm Giao Thủy – Nam Định theo hình thức đầu tư giống, thức ăn chuyển giao cơng nghệ cho bà nơng dân Quy trình nuôi áp dụng sau: - Xủ lý đáy ao: Vét bớt bùn đáy ao, phủ bạt, xử lý vôi bột - Bơm nước vào ao trước thả 10 ngày với mực nước 80cm, dùng lưới chắn cá tạp - Chạy máy ozone liên tục 03 ngày để xử lý nước nhằm phân huỷ hoá chất độc diệt khuẩn (Thời điểm hàm lượng chất hữu nước thấp khả diệt khuẩn cao) - Sau ngắt chế độ ozone chạy chế độ sục khí thả phân chuồng, đạm… để gây mầu nước vòng ngày - Trong vịng tháng kể từ thả tơm giống, hệ thống máy chạy chế độ sục khí vòng 1h vào buổi sáng sớm từ 5-6h - Sau tháng thứ bắt đầu chạy ozone kết hợp với sục khí, chạy chế độ ozone vịng tiếng sau tiếp tục chạy chế độ sục khí vòng tiếng vào buổi sáng từ 4h-6h - Đến tháng thứ 3: Chạy chế độ ozone liên tục thời gian chạy máy từ 20h tới 6h sáng - Theo dõi chế độ ăn tôm để điều chỉnh lượng thức ăn cho tơm vó thả góc ao Cơng nghệ ozone ngồi áp dụng thành công xử lý nước Nam Định cịn áp dụng ni tơm Quảng Ninh Mơ hình thi cơng lắp đặt Trại tôm giống huyện Yên Hưng tỉnh Quảng Ninh + Ni tơm theo quy trình GAP Sử dụng chế phẩm sinh học thay thuốc kháng sinh phòng trừ số bệnh thường gặp q trình ni, sử dụng máy ozone xử lý môi trường nước; công nghệ nano… Trong đó, phương pháp ni tơm thẻ chân trắng tầng mặt qua đơng theo quy trình GAP áp dụng thành công xã Giao Phong (Giao Thủy) nhân rộng trang trại nuôi huyện Hải Hậu, Nghĩa Hưng Quy trình kỹ thuật ni tơm tầng mặt có nhiều điểm khác biệt so với cách nuôi trước đây: Phần đáy ao nuôi đổ cát dày từ 0,5-1,0m thay 0,15-0,3m cũ; lắp mái che mặt ao để kiểm soát nhiệt độ ổn định, giúp tôm tăng trưởng điều kiện nhiệt độ trời thay đổi; vệ sinh đáy ao theo phương pháp rút nước, cày lật đánh đống, phơi đáy đến khơ kiệt sau xử lý hóa chất, bơm cát dùng chế phẩm sinh học để tiêu diệt mầm bệnh lại trước gây màu nước xuống giống Ưu điểm phương pháp giúp phần đáy ao thống khí, thúc đẩy nhanh q trình oxy hóa loại bỏ khí độc mầm bệnh tích tụ nhiều tạp chất từ vụ nuôi trước ổn định nhiệt độ, tránh cho tôm bị “sốc” thay đổi thời tiết Từ phương pháp nuôi mới, số hộ dân xã Giao Phong đổ cát đáy ao tối thiểu dày 0,5m, kè bờ bê tông xây bờ cao mặt đường 0,5m để hạn chế "địch hại" xâm nhập ao ni, làm mái che kết hợp bố trí hợp lý điểm thoát nước mưa bờ, thoát nước mặt ao để ổn định nhiệt độ ngăn nước mưa chảy xuống ao ni Ngồi ra, kỹ thuật cịn giúp khâu thu hoạch nhanh, rút ngắn thời gian lưu bãi vận chuyển đưa thị trường + Mơ hình ni tơm ứng dụng chế phẩm vi sinh vật Quảng Ninh: Mơ hình ứng dụng chế phấm sinh học nuôi tôm xã Đầm Hà Tân Bình tỉnh Quảng Ninh Các chế phẩm sinh học nuôi trồng thủy sản Đầm Hà sản phẩm Công ty cổ phần công nghệ sinh học Biotech nghiên cứu, cấp phép, đưa vào sản xuất bán thị trường Công nghệ sử dụng chế phẩm sinh học bao gồm: chế phẩm xử lý nước (BTS, BTS1), chế phẩm xử lý đáy ao nuôi (BIOF) gây màu nước (BIOF1), giảm khí độc, thuốc phịng trị bệnh (ATV) Cơng nghệ áp dụng thành công số địa phương Thái bình, Nam Định góp phần tăng suất tăng hiệu kinh tế V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Biện pháp kỹ thuật ứng dụng xử lý nước cấp nước thải nuôi tôm áp dụng nhiều biện pháp khác bao gồm: biện pháp xử lý học; hóa học biện pháp sinh học Mỗi biện pháp áp dụng có ưu nhược điểm khác Mơ hình ứng dụng cơng nghệ ozon xử lý nước cấp nước thải thành công Nam Định Quảng Ninh cho thấy giúp giảm lượng khí ammoniac, giảm lượng khí H2S đáy ao gia tăng lượng khí oxy hịa tan; khí ozone có tác dụng tiêu diệt loại virut gây hại Mơ hình ni tơm theo quy trình GAP vệ sinh đáy ao theo phương pháp rút nước, cày lật đánh đống, phơi đáy đến khơ kiệt sau xử lý hóa chất, bơm cát dùng chế phẩm sinh học để tiêu diệt mầm bệnh lại trước gây màu nước xuống giống có hiệu xử lý nguồn nước nuôi tôm Biện pháp sử dụng chế phẩm sinh học chế phẩm xử lý nước (BTS, BTS1), chế phẩm xử lý đáy ao ni (BIOF) gây màu nước (BIOF1), giảm khí độc, thuốc phịng trị bệnh (ATV) Cơng nghệ áp dụng thành công số địa phương Thái bình, Nam Định Đề nghị Trên sở phân tích kết nghiên cứu, đánh giá cần nghiên cứu thêm đưa mô hình có hiệu cho người dân ni tơm TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Minh Anh(1983) Đặc điểm sinh học kỹ thuật nuôi tôm he, Nhà xuất TPHCM Bộ thuỷ sản, Quy trình cơng nghệ nuôi thâm canh tôm Sú, tiêu chuẩn ngành 28 TCN 717: 2001 Công ty CP Việt Nam Sổ tay nuôi tôm chân trắng Công ty Uni – president Sổ tay nuôi tôm chân trắng Nguyễn Văn Hảo (2001) Một số vấn đề kỹ thuật nuôi tôm sú cơng nghiệp Nguyễn Văn Kiệt (2000), Giáo trình kỹ thuật nuôi tôm cá nước lợ, Nhà xuất nơng nghiệp Nguyễn Trọng Nho,(1994), Tình hình ni tơm giới Việt Nam Nguyễn Trọng Nho, Tạ Khắc Thường, Lục Minh Diệp(2006), Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thuỷ sản Nhà xuất nông nghiệp Tp HCM Vũ Thế Trụ(2003) Cải tiến kỹ thuật nuôi tôm Việt Nam Nhà xuất Nông Nghiệp 10 Nguyễn Đình Trung(2004) Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thuỷ sản 11 Nguyễn Thức Tuấn(2009) Kỹ thuật nuôi giáp xác Khoa Nông Lâm Ngư, Trường đại học Vinh 12 Nguyễn Thị Thanh(2009), Bài giảng quản lý chất lượng nước, Trường đại học Vinh 13 Trung tâm khuyến ngư huyện Yên Hưng, Quảng Ninh,(2008) Khí hậu lịch thời vụ sản xuất nông nghiệp  ... áp dụng công nghệ sở hạ tầng phục vụ xử lý nước cấp nước thải nuôi tôm vùng ven biển Bắc Bộ? ?? II MỤC TIÊU - Xây dựng sở liệu nghiên cứu nước công nghệ xử lý nước cấp nước thải hệ thống nuôi trồng... định công nghệ áp dụng xử lý nước vùng nuôi tôm vùng ven biển bắc III NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nội dung nghiên cứu - Tổng hợp tài liệu nghiên cứu ứng dụng xử lý nước cấp, nước thải. .. pháp ứng dụng xử lý nước cấp nước thải hệ thống nuôi trồng thủy sản việc áp dụng thực tiễn nuôi trồng thủy sản nuôi tôm tỉnh ven biển Bắc Bộ, thực chuyên đề: ? ?Nghiên cứu đánh giá trạng áp dụng