Ứng dụng tảo Chlorella sp. và Daphnia sp. lọc chất thải hữu cơ trong nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn sau xử lý bằng UASB

Nước thải từ trại chăn nuôi lợn được xử lý bằng một số phương pháp thông thường như bể biogas, UASB... thường chưa đạt tiêu chuẩn, bởi vì còn có một số chất hữu cơ làm ô nhiễm nguồn nước. Để có thể chấp nhận tái sử dụng được nguồn nước này là một thách thức lớn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi khảo sát khả năng lọc chất thải hữu cơ trong nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn cùng với sự sinh trưởng và phát triển của tảo Chlorella sp. và Daphnia sp.

ỨNG DỤNG TẢO Chlorella sp VÀ Daphnia sp

LỌC CHẤT THẢI HỮU CƠ TRONG NƯỚC THẢI

TỪ QUÁ TRÌNH CHĂN NUÔI LỢN SAU XỬ LÝ BẰNG UASB

Võ Thị Kiều Thanh*, Nguyễn Duy Tân, Vũ Thị Lan Anh, Phùng Huy Huấn

Viện Sinh học nhiệt đới, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, (*)thanhvtk@itb.ac.vn

TÓM TẮT: Nước thải từ trại chăn nuôi lợn được xử lý bằng một số phương pháp thông thường như bể

biogas, UASB thường chưa đạt tiêu chuẩn, bởi vì còn có một số chất hữu cơ làm ô nhiễm nguồn nước

Để có thể chấp nhận tái sử dụng được nguồn nước này là một thách thức lớn Trong nghiên cứu này, chúng tôi khảo sát khả năng lọc chất thải hữu cơ trong nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn cùng với sự

sinh trưởng và phát triển của tảo Chlorella sp và Daphnia sp Mẫu nước thải sau khi xử lý yếm khí và

hiếu khí từ trại chăn nuôi lợn Đồng Hiệp, tp Hồ Chí Minh có hàm lượng COD: 430 mg/l; BOD5: 174 mg/l; nitơ tổng số (TN): 538 mg/l; phosphor tổng số (TP): 191 mg/l được pha loãng 4 lần với nước máy đem nuôi tảo 9 ngày, ở điều kiện ánh sáng 1000 lux, nhiệt độ 28oC sinh khối tảo đạt 107 tế bào/ml, hàm lượng COD trong nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn giảm 65,8-88,2%; BOD5 giảm 61,4-84%; TN giảm 87,4-90,18% đạt tiêu chuẩn xả thải của Việt Nam; chỉ có hàm lượng TP có hiệu quả xử lý là 47,7-56,15%, nhưng hàm lượng còn lại cao 18,9-100 mg/l chưa đạt tiêu chuẩn xả thải của Việt Nam Mẫu nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn sau khi nuôi tảo 9 ngày trong bố trí thí nghiệm trên đem nuôi 10 Daphnid (0-24

giờ tuổi)/500 ml, sau 16 ngày đã lọc hoàn toàn lượng tảo trong mẫu và tốc độ sinh trưởng của Daphnia

trong các mẫu thí nghiệm đạt từ 0,18-0,23 Hàm lượng TN và TP tiếp tục giảm lần lượt đến 94,15%, 80%

và đạt tiêu chuẩn đổ ra nguồn nước

Từ khóa: Chlorella, Daphnia, nước thải chăn nuôi lợn xử lý

MỞ ĐẦU

Ô nhiễm môi trường nói chung và nước thải

nói riêng đang là một vấn đề thời sự, thu hút sự

quan tâm của các cơ quan chức năng và người

dân Ở Việt Nam, tình hình ô nhiễm nguồn nước

do các nhà máy gây ra càng ngày càng nghiêm

trọng Nguyên nhân của hiện trạng này là do chi

phí xây dựng và vận hành các hệ thống xử lý

nước thải quá lớn Các doanh nghiệp một mặt

không đủ tài chính, một mặt khác lại chỉ quan

tâm đến lợi nhuận mà không nghĩ đến hậu quả

Hơn nữa, một lượng nước thải rất khó xử lý

bằng các phương pháp thông thường do hàm

lượng các chất trong đó khá phức tạp, vì vậy,

nước thải sau khi xử lý vẫn không thể đạt tiêu

chuẩn Nước thải từ trại chăn nuôi lợn là một ví

dụ điển hình, nó chứa một lượng lớn nitơ và

photpho, những hợp chất có thể hòa tan được

nên rất khó tách chúng ra khỏi nước bằng

phương pháp lọc thông thường Tính chất của

nước thải từ trại chăn nuôi lợn được xử lý bằng

các phương pháp tiêu biểu (bể biogas, UASB )

thường chưa đạt tiêu chuẩn thải ra nguồn nước

[15] Tái sử dụng nguồn nước này với cách có

thể chấp nhận được là một thách thức lớn

Trong tự nhiên, có rất nhiều loài thủy sinh có

khả năng xử lý nước thải rất hiệu quả như: các

loại tảo Chlorella, bèo, một số loài giáp xác thuộc họ Daphnia Chúng có thể được sử dụng

như một công đoạn trong quy trình xử lý nước thải với các thiết bị nuôi khá đơn giản và chi phí vận hành rất thấp, nước thải ra sẽ hoàn toàn đạt tiêu chuẩn cho phép Đặc biệt, các loài thuỷ sinh động vật còn là nguồn thức ăn giàu dinh dưỡng cho tôm, cá [2]

Tuy nhiên, bên cạnh xử lý hiệu quả một số chất hữu cơ thì tế bào tảo là một sản phẩm phụ,

có thể làm tái ô nhiểm nguồn nước Có một số phương pháp để thu tế bào tảo từ nguồn nước như đông tụ - kết bông, làm chúng nổi lên bằng khí hòa tan, tự kết bông những phương pháp này đòi hỏi thêm chi phí đầu tư với giá thành cao và kỹ năng thực hiện [15] Sử dụng loài

giáp xác nhỏ Daphnia sp để loại bỏ sinh khối

tảo [10] và làm giảm giá trị BOD là một đề nghị

đáng được quan tâm nghiên cứu bởi vì Dapnhia

sp dễ dàng thu được từ nguồn nước, là thức ăn cho một số động vật sống trong nước Đặc biệt

là cung cấp nguồn thức ăn tự nhiên quan trọng trong các trại ương nuôi cá và cá cảnh

Chính vì những đặc điểm trên chúng tôi

đã tiến hành sử dụng tảo Chlorella sp và

Daphnia sp lọc chất thải hữu cơ trong nước thải

từ quá trình chăn nuôi heo, để bước đầu đánh

giá khả năng xử lý nước thải hữu cơ của thủy

sinh động vật, từ đó có thể sử dụng nguồn thủy

sinh sẵn có trong tự nhiên và đưa ra một định

hướng mới cho việc áp dụng các quy trình xử lý

nước thải giàu chất hữu cơ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Vật liệu

Tảo Chlorella sp được cung cấp từ Society

Aquamer, Mèze, Pháp, được giữ giống tại

phòng thí nghiệm Viện Sinh học nhiệt đới bằng

môi trường nhân tạo theo EPA, 1978 [4] và

Dapnia sp dòng 1829 từ Thụy Sĩ theo OECD,

1983 [12] với nhiệt độ 28oC; ánh sáng 1.000lux

- 16/8 h sáng/tối Mẫu nước thải chăn nuôi lợn

được lấy tại Xí nghiệp chăn nuôi lợn Đồng

Hiệp, xã Phạm Văn Cội, huyện Củ Chi, tp Hồ

Chí Minh

Phương pháp

Phân tích nitơ tổng: Persulfate digestion

method (10071) - Hach DR/2400; phân tích

phosphor tổng: PhosVer® 3 with Acid persulfate

digestion method (8190) - Hach DR/2400; phân

tích TS: TCVN - 88; phân tích SS: TCVN - 88;

phân tích BOD: BODTrak test procedure (26197

- 18) Hach; Phân tích COD: COD reactor model

45600 - Hach; Phương pháp nuôi tảo Chlorella

sp [4]; phương pháp nuôi Daphnia sp [12];

phương pháp đếm tảo: bằng buồng đếm hồng

cầu; phương pháp tính tốc độ sinh trưởng của tảo

Chlorella sp và Daphnia sp theo công thức GR

= (lnNt - lnNo)/t với Nt là số lượng tảo

(Dapnhnia sp.) trong mỗi mẫu sau thời gian t

ngày; No là số lượng tảo (Daphnia sp.) trong mỗi

mẫu trong ngày đầu tiên; t là thời gian kết thúc

thí nghiệm [9]; phương pháp xử lý số liệu trên

Microsoft Excel

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Sinh trưởng của tảo Chlorella sp trên môi

trường nước thải từ quá trình chăn nuôi heo

và ảnh hưởng của chúng đến các chỉ tiêu hóa

sinh của nước thải

Mẫu nước thải sau khi xử lý yếm khí và hiếu

khí có bổ sung vi sinh (EM) từ trại chăn nuôi lợn

Đồng Hiệp được đưa về phòng thí nghiệm và tiến hành đo các chỉ tiêu sau: COD: 430 mg/l; BOD5: 174 mg/l; TS: 0.1118 g/l; SS: 0,013 g/l; nitơ tổng số: 538 mg/l; photpho tổng số: 191 mg/l, với các chỉ tiêu này chỉ có TS và SS đạt tiêu chuẩn xả thải còn lại đều không đạt chỉ tiêu

xả thải loại B, do đó chúng tôi không khảo sát TS

và SS trong các mẫu thí nghiệm

Chúng tôi tiến hành bố trí thí nghiệm như sau: mẫu đối chứng (ĐC) tảo được nuôi trên môi trường nhân tạo [4], mẫu nước thải (M) và mẫu được pha loãng với nước máy (NM) theo thứ tự: 1 M : 1 NM; 1 M : 2 NM; 1 M : 3NM; 1M : 4NM; 1 M : 5 NM, với thể tích là 800 ml + 80 ml tảo giống (4,2 × 106/ml) với nhiệt độ

28oC, ánh sáng 1.000 lux - 16/8 h sáng/tối và có sục khí (hình 1)

Mỗi mẫu được lặp lại 3 lần Tuy nhiên, để thể hiện tương đối chính xác các số liệu, chúng tôi lấy mỗi mẫu 5 ml, hòa lại với nhau, đem xác định số lượng sinh vật thử nghiệm và các chỉ tiêu lý hóa của thí nghiệm

Sinh trưởng của tảo trên môi trường nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn

Chúng tôi đếm tảo bằng buồng đếm hồng cầu mỗi ngày, sau chín ngày thí nghiệm chúng tôi xác định được tốc độ sinh trưởng của tảo

Chlorella sp và biểu diễn dưới dạng đồ thị

(hình 3)

Trong 4 ngày đầu, số lượng tảo trong các mẫu nước thải giảm do chưa thích ứng được với môi trường nước thải, trong khi trên môi trường tổng hợp ở mẫu đối chứng tảo phát triển tốt Sau

6 ngày thì ở tất cả các mẫu đều có số lượng tảo tăng, chỉ có ở mẫu nguyên thủy, số lượng tảo có khuynh hướng giảm dần

Tốc độ sinh trưởng của mẫu đối chứng phát triển tốt nhất 0,204/ngày, tốc độ sinh trưởng của mẫu nguyên thủy không phát triển, tốc độ sinh trưởng của các mẫu đã được pha loãng với nước máy có phát triển nhưng không theo kịp tốc độ phát triển của mẫu đối chứng và chỉ đạt 0,09; 0,107; 0,116; 0,133; 0,125/ngày tương ứng với từng tỷ lệ pha loãng Wang et al (2009) [9]

công bố là tảo Chlorella có tốc độ sinh trưởng

trong nước thải sinh hoạt Thành phố là 0,412/ngày ở điều kiện ánh sáng là 5000 lux So

với số liệu này số liệu của chúng tôi thấp hơn, ở

đây có thể do giống tảo khác nhau và bố trí

trong phòng thí nghiệm nên điều kiện ánh sáng chưa đủ

Hình 1 Tảo Chlorella sp sau 7 ngày nuôi trong môi trường nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn sau

xử lý yếm khí và hiếu khí có bổ sung (EM)

Hình 2 Môi trường nước thải sau khi nuôi tảo (A) và môi trường nước sau khi nuôi Daphnia (B)

Hình 3 Sự phát triển của tảo trong môi trường nước thải

từ quá trình chăn nuôi lợn so với môi trường nhân tạo theo thời gian

Hình 4 Hàm lượng COD sau khi nuôi tảo Chlorella sp

Sự thay đổi các chỉ tiêu hóa sinh của nước

thải từ quá trình chăn nuôi lợn sau khi nuôi

tảo

COD (mg/l)

Với đồ thị trên (hình 4) chúng tôi cũng nhận

thấy vào 3 ngày đầu, COD giảm nhanh ở các

mẫu và những mẫu càng loãng thì COD càng

giảm đều từ ngày đầu tiên đến ngày thứ 9

Sau 3, 6 và 9 ngày, COD ở mẫu M giảm dần

lần lượt là 64,9%, 73,3%, 88,2% (51 mg/l), mẫu

1M:1NM là 60,9%, 81,2%, 82,8% (56 mg/l),

mẫu 1M: 2NM là 39,2%, 63%, 70,7% (42

mg/l), mẫu 1M: 3NM là 30,6%, 40,8%, 65,8%

(37 mg/l), tương ứng

So với kết quả công bố trước đây của Aziz

et al (1992) [3], sau 15 ngày nuôi tảo Chlorella

pyrenoidosa trên chất thải và nước thải từ trại

chăn nuôi lợn công nghiệp, hàm lượng COD

giảm 70-82%, còn mẫu tảo Chlorella sp tại

phòng thí nghiệm của chúng tôi, COD cũng giảm 65,8-88,2%

BOD (mg/l)

Do bố trí mẫu trong phòng thí nghiệm với

số lượng ít nên chúng tôi chỉ tiến hành đo mẫu trước khi thí nghiệm và sau khi kết thúc thí nghiệm Chúng tôi nhận thấy mẫu BOD5 giảm 84% ở mẫu M; 75% ở mẫu 1M: 1NM; 73,5% ở mẫu 1M: 2NM; 61,4 ở mẫu 1M: 3NM So với các công bố trước đây của Fallowfield et al

(1999) [6], sau 4-5 ngày nuôi tảo Chlorella

vulgaris với bùn thải từ quá trình chăn nuôi heo

đã được pha loãng, BOD5 giảm đến 98%; công trình của tác giả Aziz et al (1992) [3] thì sau 15

ngày nuôi tảo Chlorella pyrenoidosa trong nước

thải từ trại chăn nuôi heo công nghiệp có hàm lượng BOD5 giảm 80-88%, còn trong điều kiện

thí nghiệm của chúng tôi, mẫu tảo Chlorella sp

cũng đã xử lý BOD5 giảmđến 61,4-84%

(-) Không phân tích

Hàm lượng nitơ tổng số (mg/l)

Đây là một yếu tố rất quan trọng trong nước

thải chăn nuôi heo, hàm lượng nitơ trong nước thải rất khó loại bỏ bằng các biện pháp xử lý thông thường, nhưng nó rất tốt cho sự phát triển

của thực vật thủy sinh Do đó, sau khi bố trí

nuôi tảo như trên chúng tôi tiến hành đo hàm

lượng nitơ tổng số sau 3 ngày một và kết quả

nghiên cứu thu được, được trình bày ở hình 5

Trong 3 ngày đầu, ở tất cả các mẫu thí nghiệm

sử dụng nước thải có pha loãng hay không thì hiệu quả xử lý nitơ tổng xẩy ra nhanh chóng

Hình 5 Hàm lượng nitơ tổng số sau khi nuôi tảo

Sau 3, 6 và 9 ngày, hàm lượng nitơ tổng số

ở mẫu M giảm dần lần lượt là 39,8%, 69,15%,

88,15% (60 mg/l); mẫu 1M: 1NM giảm

40,18%, 57,59%, 90,18% (33 mg/l); mẫu 1M:

2NM giảm 43,28%, 45,38%, 87,4% (30 mg/l);

mẫu 1M: 3NM giảm 34,24%, 37,5%, 89,68%

(19 mg/l)

So với kết quả công bố trước đây của

Fallowfield et al (1985) [4], sau 4 - 5 ngày nuôi

tảo Chlorella vulgaris với bùn thải từ quá trình

chăn nuôi lợn đã được pha loãng làm giảm nitơ

tổng đến 54-98% [10] còn Aziz et al (1992) [3]

thì sau 15 ngày nuôi tảo Chlorella pyrenoidosa

trên chất thải và nước thải từ trại chăn nuôi lợn

công nghiệp, hàm lượng nitơ tổng giảm

60-70%, còn trong điều kiện thí nghiệm của chúng

tôi, mẫu tảo Chlorella sp sau 9 ngày nuôi tảo

hàm lượng Nitơ tổng số cũng giảm được

87,4-90,18%

Hàm lượng Photpho tổng số (mg/l)

Sreesai (2002) [15] đã công bố kết quả có

một số loài tảo hấp thu được Photpho bài tiết từ

vật nuôi Trong thí nghiệm này của chúng tôi

nhận thấy, sau 9 ngày nuôi tảo trong mẫu nước thải từ quá trình chăn nuôi heo M đã làm giảm 47,7% lượng Photpho tổng số, còn các mẫu pha loãng ở các nồng độ khác nhau cũng giảm được lần lượt là 56,1% (1M: 1NM); 43,9% (1M: 2NM); 56,15% (1M: 3NM), tuy nhiên, hàm lượng photpho tổng số còn lại trong mẫu vẫn còn lại rất cao như 18,9 mg/l ở mẫu nước thải được pha loãng 4 lần

So với các công bố trước đây của Fallowfield et al (1985) [6], sau 4-5 ngày nuôi

tảo Chlorella vulgaris với bùn thải từ quá trình

chăn nuôi lợn đã được pha loãng, hàm lượng photpho tổng số giảm 42-98% và theo công bố của Aziz et al (1992) [3], sau 15 ngày nuôi tảo

Chlorella pyrenoidosa trong nước thải từ trại

chăn nuôi lợn công nghiệp, hàm lượng nitơ tổng giảm 50-60%, còn trong điều kiện thí nghiệm

của chúng tôi, mẫu tảo Chlorella sp sau 9 ngày

nuôi đã làm giảm hàm lượng photpho tổng số xuống 47,7-56,15% Như vậy, thí nghiệm nghiên cứu của chúng tôi đã có hiệu quả xử lý photpho thấp hơn so với các công bố nêu trên

Hình 6 Hàm lượng phosphor sau khi nuôi tảo

Từ những kết quả nêu trên đã cho thấy, sự

phát triển của tảo theo thời gian ở các mẫu nuôi

bằng nước thải từ quá trình chăn nuôi đã không

cao bằng mẫu đối chứng, tuy nhiên khả năng lọc

nước thải của tảo lại rất có hiệu quả

Sau 9 ngày nuôi tảo, hàm lượng COD trong

nước thải từ quá trình chăn nuôi heo giảm từ

65,8-88,2%; BOD5 giảm từ 61,4-84%; Nitơ

tổng số giảm 87,4-90,18% và đạt tiêu chuẩn

nước xả thải của Việt Nam; còn hàm lượng

Photpho tổng số mặc dù có hiệu quả xử lý là

47,7-56,15% nhưng hàm lượng này vẫn còn cao

18,9-100 mg/l Do vậy, chưa đạt được tiêu

chuẩn xả thải của Việt Nam

Nước thải từ quá trình chăn nuôi heo có mùi

rất hôi nhưng sau khi nuôi tảo không còn mùi

hôi, có thể do hàm lượng chất hữu cơ trong

nước thải đã bị giảm đáng kể

Sinh trưởng của Daphnia trên môi trường

nước thải chăn nuôi heo sau khi nuôi tảo và

các chỉ tiêu hóa sinh của nước thải

Phương pháp tiện lợi trong xử lý nước thải

từ quá trình chăn nuôi heo với hệ thống yếm khí, hiếu khí thường không đạt tiêu chuẩn xả

thải Do đó, có thể sử dụng Chlorella như một

quá trình xử lý sinh học tiếp theo Tuy nhiên, bên cạnh xử lý hiệu quả một số chất hữu cơ thì

tế bào tảo là một sản phẩm phụ mà có thể làm tái ô nhiểm nguồn nước [15], nên chúng tôi tiến hành bố trí dùng nước thải từ quá trình chăn nuôi heo đã nuôi tảo 9 ngày tiếp tục nuôi

Daphnia để lọc tảo, thí nghiệm được bố trí 500

ml môi trường + 10 Daphnid (24h tuổi) cho mỗi

mẫu và ký hiệu như sau: ĐC (đối chứng) [12]; M; 1M: 1NM; 1M: 2NM; 1M: 3NM Mỗi ngày

kiểm tra số lượng Daphnia còn sống sót,

Daphnid được sinh ra và tính tốc độ sinh trưởng

của chúng Kết quả nghiên cứu thu được sau 16 ngày thí nghiệm nêu trên được trình bày trên hình 7

Hình 7 Tốc độ sinh trưởng của Daphnia

Mẫu ĐC 100% Daphnia sống và đến ngày

thứ 9 thì có Daphnia, mẫu M sau 1 ngày 100%

Daphnia đã bị chết có thể do hàm lượng nitơ và

photpho còn cao, mẫu 1 M : 1 NM đến ngày thứ

tư toàn bộ Daphnia đã bị chết và mẫu 1 M : 2

NM; 1 M : 3 NM đến ngày thứ 8 đã có Daphnia

và số lượng còn sống sót lần lượt theo các mẫu

là 30%, 60% Số lượng Daphnia chết theo thời

gian có thể do trong nước thải còn nhiều chất

mà chúng tôi chưa phân tích được, như hàm

lượng khoáng đa lượng, vi lượng, vitamin tồn

tại quá nhiều hoặc quá ít

Loài Daphnia magna chủ yếu sinh sản theo

kiểu đơn tính cái (con mẹ chỉ đẻ ra con cái) hơn

là sinh sản hữu tính Điều này đảm bảo cho việc

đồng nhất giới tính Tuy nhiên, Daphnia magna

chỉ có thể sinh sản theo kiểu này khi trong môi

trường đạt những điều kiện thuận lợi về nguồn

thức ăn, nhiệt độ Những cá thể Daphnia

magna con trưởng thành sinh sản vào ngày thứ

9 ở mẫu đối chứng và sinh sản vào ngày thứ 8 ở

các mẫu thí nghiệm Như vậy, có thể trong nước

thải chăn nuôi lợn của mẫu thí nghiệm để có

yếu tố kích thích sinh sản

Loài Daphnia magna rất nhạy cảm với môi

trường nước nghèo dinh dưỡng hoặc bị nhiễm

độc Khi môi trường thay đổi bất thường, có sự xuất hiện của trứng đen trong túi ấp, những trứng này nở ra con đực và các con đực này sẽ chết Trong suốt quá trình nuôi, thí nghiệm chúng tôi không thấy sự xuất hiện của trứng đen trong túi ấp

Tốc độ sinh trưởng của Daphnia trên các

mẫu bố trí thí nghiệm 0,18 (1M: 2NM); 0,23 (1M: 3NM) không đạt được bằng mẫu đối chứng 0,37 (ĐC); có thể do mẫu đối chứng có thành phần môi trường và thức ăn tiêu chuẩn, còn đối với mẫu nước thải đã được nuôi tảo có mật độ từ 2,5 × 106 đến 1,2 × 107 tế bào/ml cùng với hàm lượng nitơ và photpho còn cao so với mẫu đối chứng

Các chỉ tiêu hóa lý của môi trường sau khi

nuôi Daphnia

Chúng tôi chỉ khảo sát các chỉ tiêu COD, nitơ tổng và photpho tổng, không kiểm tra số lượng tảo hằng ngày do tảo vẫn còn phát triển

và tảo có trong nước đã bị Daphnia ăn dần,

nhưng khi kết thúc thí nghiệm chúng tôi nhận thấy, màu trong các mẫu nước thải không còn xanh màu tảo mà chuyển sang màu vàng nhạt và trong hơn, dưới đáy lọ có ít cặn ở mẫu 1M: 3NM (hình 2)

Bảng 2 Các chỉ tiêu hóa lý và tổng số Daph sau 16 ngày nuôi Daphnia

Mẫu

COD (mg/l) BOD (mg/l) Nitơ tổng số

(mg/l)

Photpho tổng

số (mg/l)

Tổng số Daph

(con) Sau

9

ngày

nuôi

tảo

Sau

16 ngày nuôi

Daph

Sau

9 ngày nuôi tảo

Sau

16 ngày nuôi

Daph

Sau

9 ngày nuôi tảo

Sau

16 ngày nuôi

Daph

Sau

9 ngày nuôi tảo

Sau

16 ngày nuôi

Daph

Số lượng

Daph

mẹ sau

thí nghiệm

Số lượng

Daph

được sinh ra

(-) Không phân tích

Hàm lượng BOD5 và COD giảm rất ít

không đáng kể, tuy nhiên, hàm lượng nitơ tổng

và photpho tổng tiếp tục giảm ở các công thức

thí nghiệm có Daphnia còn sống Hàm lượng

nitơ tổng số trong mẫu 1M: 2NM và mẫu

1M: 3NM còn lại lần lượt là 5 mg/l và 7,5 mg/l Hàm lượng photpho tổng số ở mẫu 1M:2NM và mẫu 1M: 3NM còn lại lần lượt là 11,2 mg/l và 3,39 mg/l Theo Sreesai (2002) [15] là loài

Moina macrocopa lọc 81% sinh khối tảo với

COD giảm 59,11%, sau 4 ngày nuôi trên môi

trường nước thải từ quá trình chăn nuôi

Nếu có đầu ra cho sinh khối tảo Chlorella

và Daphnia ổn định, nên khuyến cáo người

chăn nuôi lợn làm thêm hệ thống nuôi tảo và

nuôi động vật thủy sinh để giảm mùi hôi, đồng

thời giảm chi phí cho xử lý chất thải và nước

thải từ quá trình chăn nuôi lợn

KẾT LUẬN

Mẫu nước thải sau khi xử lý yếm khí và

hiếu khí từ trại chăn nuôi lợn Đồng Hiệp,

tp.HCM, Việt Nam có hàm lượng COD: 430

mg/l; BOD5: 174 mg/l; nitơ tổng số (TN): 538

mg/l; photpho tổng số (TP): 191 mg/l

Sự phát triển của tảo theo thời gian ở các

mẫu nuôi trên nước thải chăn nuôi heo đạt

1,4 × 107 không cao bằng mẫu đối chứng

(2,65 × 107), tuy nhiên, khả năng lọc nước thải

của tảo rất hiệu quả

Sau khi nuôi tảo 9 ngày, hàm lượng COD

trong nước thải chăn nuôi lợn giảm từ

65,8-88,2%; BOD5 giảm từ 61,4-84%; nitơ tổng số

giảm 87,4-90,18% và đạt tiêu chuẩn xả thải của

Việt Nam; còn hàm lượng photpho tổng số có

hiệu quả xử lý cao 47,7-56,15% nhưng hàm

lượng còn cao 18,9-100 mg/l chưa đạt tiêu

chuẩn xả thải của Việt Nam

Tốc độ sinh trưởng của Daphnia sau 16

ngày nuôi trong môi trường nước thải chăn nuôi

lợn đã qua 9 ngày nuôi tảo là 0,18 (1M: 2 NM);

0,23 (1M: 3 NM) không đạt được bằng mẫu đối

chứng 0,37/ngày

Sau 16 ngày nuôi Daphnia trên nước thải đã

nuôi tảo Chlorella 9 ngày, hàm lượng COD,

BOD5 giảm không đáng kể, nitơ tổng và

photpho tổng số còn lại lần lượt là 5 mg/l và

3,39 mg/l, tương ứng

Màu trong các mẫu nước thải không còn

xanh màu tảo mà chuyển sang màu vàng nhạt và

trong hơn, dưới đáy lọ có ít cặn

Nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn có mùi

rất hôi nhưng khi nuôi tảo không còn mùi hôi

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Agrawal S C., Manisha, 2007 Growth,

Survival and Reproduction in Chlorella

vulgaris and C variegla with Respect to Culture Age and under different Chemical factors Folia Microbiol., 52(4): 399-406

2 Agh Naser, Sorgeloos Patrick, 2005 Handbook of Protocols and Guidelines for culture and Enrichment of Live Food for

Use in Larviculture University of Ghent,

Ghent, Belgium

3 Aziz M A., Ng W J., 1992 Feasibility of wastewater treatment using the activated-algae process Bioresource Technology, 40(3): 205-208

4 EPA, 1978 The Selenastrum capricornutum Printz Algal Assay Bottle Test United States Environmental Protection Agency EPA 600/9 78 018 juillet 1978

5 Evelyn H W Heugens, Lonneke T B Tokkie, Michiel H S Kraak, A Jan Hendriks, Nico M Van Straalen, Wim Admiraal, 2006 Population growth of Daphnia magna under multiple stress conditions: Joint effects of temperature, food and cadmium Environmental Toxicology and Chemistry, 25(5): 1399-1407

6 Fallowfield H J., N J Martin, N J., Cromar, 1999 Performance of a batch-fed High Rate Algal Pond for animal waste treatment European Journal of Phycology, 34(3): 231-237

7 Hendriks A J., Enserink E L., 1996 Modelling response of single-species populations to microcontaminants as a function of species size with examples for waterfleas (Daphnia magna) and cormorants (Phalacrocorax carbo)

Ecological Modelling, 88: 247-262

8 Nguyễn Ngọc Kiểng, 1996 Một số phương pháp cần thiết trong nghiên cứu khoa học Nxb Thành phố Hồ Chí Minh

9 Liang Wang et al., 2009 Cultivation of

Green Algae Chlorrela sp in Different

Wastewaters from Municipal Wastewater Treatment Plant Appl Biochem Biotechnol

10 Limnology, Oceanography, 2005 Growth

of Daphnia magna on the effluent of wastewater treatments plants

11 Mohan N et al., 2009 Studies on Mass

Cultivation of Chlorella vulgaris and

Effective Harvesting of Bio-Mass by

Low-Cost Methods J Algal Biomass Utln., 1(1):

29-39

12 OECD., 1983 Ligne Directrice de l’OCDE

pour les essais de produits chimiques

Daphnia sp., essai d’ immobilisation

immeùdiate et essai de reproduction sur 14

jours N0 202

13 Pouliot Y., Buelna G., Racine C., de la Noüe

J., 1989 Culture of cyanobacteria for tertiary

wastewater treatment and biomass

production Biological Wastes, 29(2): 81-91

14 Ranta E., Bengtsson J., McManus J., 1993

Growth, size and shape of Daphnia

longispina, D magna and D pulex Ann.

Zool Fennici, 30: 299-311

15 Sreesai Sỉanee, 2002 Treatment and Reuse

of Swine Wastewater Thammasat Int J

Sc Tech., 7(1)

16 Susan S Kilham et al., 1998 COMBO: a defined freshwater culture medium for algae and zooplankton Hydrobiologia, 377:

147-159

17 Terra, Feiden, 2003 Reproduction and

survival of Daphnia magna Straus, 1820

(Crustacea: Cladocera) under different hardness conditions Acta Limnol Bras., 15(2): 51-55

18 Zagorc Jana et al., 1996 Impact Assessment

of Industrial and Municipal Effluents on Sureface Water - A Case Study Wat Sci Tech., 34(7-8): 141-14

APPLICATION OF Chlorella sp AND Daphnia sp

FOR TREATING ORGANIC WASTE DERIVED FROM SWINE WASTEWATER AFTER UASB SYSTEM USAGE

Vo Thi Kieu Thanh, Nguyen Duy Tan, Vu Thi Lan Anh, Phung Huy Huan

Institute of Tropical Biology, VAST

SUMMARY

The quality of typical treated swine wastewater does not often pass the effluent standard There are some nutrients and organic matter, which cause deterioration in the water resources Recycling this wastewater in a sustainable manner presents an important challenge This study investigates the possibility of changing

valuable matter in swine wastewater to algal, Chlorella sp biomass and then harvesting by the order Cladocera, Daphnia sp.The quality swine wastewater of this experiment is also evaluated

Samples collected from the effluent at the end of anaerobic and aerobic treatment pond of Dong Hiep farm were chemically analyzed at 430 mg/l, 174 mg/l, 538 mg/l, 191mg/l for COD, BOD5, total Nitrogen (TN), total Phosphorus (TP), respectively This sample diluted four times with tap-water before it was

cultured Chlorella sp under conditions of tests was 1000 lux of light intensity, 24oC of temperature and without add a food for nutrient to remove organic matter, harvest 107 cells/ml the algae biomass The characteristics of swine effluent, including COD, BOD5, and total nitrogen were better than the effluent standard and total phosphor wasn’t (18.9-100 mg/l), although its treatment efficiency was 47-56.15% Then,

Chlorella sp biomass was harvested completely by Daphnia sp (10 Daphnid (0-24 h old)/ 500 ml) after 16

days of cultivation Population growth rate of Daphnia sp were 0.18-0.23 Total nitrogen and phosphor

continued to treat to 94.15%, 80%, respectively, and obtained the effluent standard

Keywords: Chlorella sp., Daphnia sp., swine wastewater, treatment

Ngày nhận bài: 21-6-2012