Nghiên cứu diễn biến chất lượng nước và giải pháp xử lý nước thải từ ao nuôi cá lóc (channa striata) lót bạt

Nội dung bài viết trình bày kết quả nghiên cứu cho thấy, chất lượng nước ao nuôi biến động qua từng thời điểm nuôi cá, lưu lượng xả thải khá lớn và đa phần là bị ô nhiễm hữu cơ và dưỡng chất. Kết quả xử lý nước thải ao nuôi cá lóc lót bạt bằng công nghệ plasma lạnh kết hợp keo tụ - tạo bông trên mô hình phòng thí nghiệm cho thấy, hiệu quả xử lý các chỉ tiêu SS, BOD5, COD, photpho và coliforms đạt trên 70%. Nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT. Tuy nhiên, độ dẫn điện và hợp chất ni-tơ trong nước vẫn chưa xử lý triệt để, cần được cải thiện. Mời các bạn tham khảo!

HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY ISSN 2588-1256 Vol 5(1)-2021:2300-2309 NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI TỪ AO NI CÁ LĨC (Channa striata) LĨT BẠT Phạm Văn Tồn*, Mai Phước Vinh, Nguyễn Văn Dũng Trường Đại học Cần Thơ *Tác giả liên hệ: pvtoan@ctu.edu.vn Nhận bài: 08/01/2021 Hoàn thành phản biện: 07/03/2021 Chấp nhận bài: 23/03/2021 TĨM TẮT Nghề ni cá lóc ngày trọng xu hướng phát triển ngành thuỷ sản Đồng sông Cửu Long Hình thức quy mơ ni cá người dân áp dụng đa dạng, quy mơ hộ gia đình thường phổ biến Tuy nhiên, chất lượng nước ao ni chưa quan tâm kiểm sốt tốt Kết nghiên cứu cho thấy, chất lượng nước ao nuôi biến động qua thời điểm nuôi cá, lưu lượng xả thải lớn đa phần bị ô nhiễm hữu dưỡng chất Kết xử lý nước thải ao ni cá lóc lót bạt công nghệ plasma lạnh kết hợp keo tụ - tạo bơng mơ hình phịng thí nghiệm cho thấy, hiệu xử lý tiêu SS, BOD5, COD, photpho coliforms đạt 70% Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Tuy nhiên, độ dẫn điện hợp chất ni-tơ nước chưa xử lý triệt để, cần cải thiện Từ khóa: Bể ni cá lóc lót bạt, Chất lượng nước, Keo tụ - tạo bông, Plasma lạnh, Xử lý nước thải STUDY ON THE VARIANCE OF WATER QUALITY AND WASTEWATER TREATMENT OF SNAKEHEAD (Channa striata) FISH CULTURED IN LINED TANK POND Pham Van Toan*, Mai Phuoc Vinh, Nguyen Van Dung Can Tho University ABSTRACT Raising snakehead fish has been paid attention to the development of aquaculture in the Mekong Delta recently The snakehead fish raising models and scale are very diverse However, the variance of water quality in the lined tank of snakehead fish culture has not been paid much attention and wellcontrolled Results of water quality monitoring in a lined tank pond showed that the water of the tank was polluted by nutrients and organic compounds In this study, wastewater treatment of the lined tank of snakehead fish culture was performed by a combination of the coagulation-flocculation, sedimentation, and cold plasma technologies at a lab-scale model The results showed that the effluent treatment efficiency of the model reached over 70% for SS, BOD 5, COD, phosphorus, and coliforms The quality of treated wastewater met the Vietnamese national regulation for industrial wastewater quality (QCVN 40:2011/BTNMT) However, the removal of nitrogen from the water via cold plasma was low effectiveness and electrical conductivity increased after treatment It is necessary to be improved for further researches Keywords: Coagulation-flocculation, Cold plasma, Lined tank pond, Wastewater treatment, Water quality MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, cá lóc (Channa striata) ni phổ biến Đồng sơng Cửu Long (ĐBSCL) với nhiều hình thức đa dạng (ni ao, vèo, lồng/bè 2300 bể lót bạt) mức độ thâm canh cao (Lê Xuân Sinh Đỗ Minh Chung, 2009) Nghề ni cá lóc phát triển nhanh giai đoạn 2006 - 2016, khoảng 3,4 lần diện tích 4,6 lần sản lượng (Khoa Thủy sản - Đại học Phạm Văn Toàn cs TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ NƠNG NGHIỆP Cần Thơ, 2017), tập trung chủ yếu tỉnh An Giang, Đồng Tháp, Hậu Giang, Cần Thơ Vĩnh Long Cá lóc có đặc tính sinh tồn khoẻ, chịu đựng điều kiện bất lợi môi trường Nhiệt độ thích hợp cho cá phát triển nằm khoảng 20 - 350C, giới hạn chịu đựng cá từ 150C đến 400C Mặc dù nhạy cảm với thay đổi đột ngột pH nước, cá lóc sống mơi trường nước axit kiềm nhẹ Chúng sống chủ yếu nước ngọt, chịu nước lợ (Dương Nhựt Long cs., 2014) Nhu cầu thị trường tiêu thụ tạo thách thức người nuôi việc đầu tư nhiều thức ăn nuôi với mật độ cao Điều dẫn đến vấn đề như: phát thải lượng nước thải bùn thải lớn; dư thừa thức ăn, chất tiết gây ô nhiễm nguồn nước Các độc tố hay chất ô nhiễm phát sinh từ q trình phân hủy chất thải ao ni gây trở ngại lớn sinh trưởng phát triển cá Các kết điều tra cho thấy, hình thức ni cá lóc ao lót bạt cần thay nước thường xuyên dẫn đến việc phát sinh nước thải lớn Nước thải chứa hàm lượng hữu dưỡng chất cao; ra, cịn chứa mầm bệnh chất kháng sinh Tuy nhiên, việc quản lý kiểm soát chất lượng nước thải từ hình thức ni chưa quan tâm Cơng nghệ plasma lạnh có hiệu cao việc xử lý vi sinh vật (Coliforms E.coli), phân hủy hợp chất hữu điện áp cao nước thải làm giảm khoảng 50% nồng độ fenobucarb nước thải hóa chất bảo vệ thực vật (Nguyễn Văn Dũng, 2015; Jiang cs., 2012; Clifford, 1999; Hey, 2013; Tichonovas cs., 2013) Plasma lạnh phân rã dư lượng thuốc kháng sinh sulfadiazine sử dụng chăn nuôi gia súc với hàm lượng 10 mg/L (Rong cs., 2014) Keo tụ - tạo bơng có hiệu http://tapchi.huaf.edu.vn ISSN 2588-1256 Tập 5(1)-2021: 2300-2309 việc loại bỏ chất rắn lơ lửng, hỗ trợ cho công đoạn tiếp sau lắng hay lọc hoạt động hiệu Trong nghiên cứu này, diễn biến chất lượng nước ao ni cá lóc lót bạt hiệu hai cơng nghệ plasma lạnh keo tụ - tạo xử lý nước thải từ ao nuôi cá đánh giá PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Sự biến động chất lượng nước ao nuôi khảo sát đánh giá ao nuôi cá lóc lót bạt Hiệu xử lý nước thải ao ni cá lóc lót bạt hệ thống kết hợp hai công nghệ xử lý đánh giá qua mơ hình qui mơ phịng thí nghiệm 2.2 Lấy mẫu đánh giá chất lượng nước ao nuôi cá Chất lượng nước ao ni cá lóc lót bạt khảo sát ao ni thuộc huyện Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long Ao ni xây dựng hồn tồn mặt đất Diện tích ao ni m x m, chiều cao 1,2 m Ao cấu tạo với vật liệu khung tre bao xung quanh vải bạt cao su lót phía khung Ao cố định trụ gỗ bao lưới thép B40 nhằm bảo vệ lớp vải bạt Mực nước ao giữ ổn định với độ sâu m ống xả chống tràn có mưa hay kiểm sốt nước bị tràn cấp Nước ao thay định kỳ thơng qua ống xả đáy có đường kính 0,09 m Mẫu nước sử dụng để đánh giá chất lượng nước ao nuôi thu dạng mẫu gộp góc ao Tại góc ao, lít nước lấy trộn đều, thơng số chất lượng nước trường (pH, DO, nhiệt độ EC) xác định Sau nước trữ chai nhựa lít vận chuyển phịng thí nghiệm để phân tích tiêu Bảng Riêng tiêu tổng coliform, nước lấy chứa lọ thuỷ tinh rửa theo quy định Mẫu nước ao 2301 HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY lấy thời điểm nuôi khác để đánh giá chất lượng nước ISSN 2588-1256 Vol 5(1)-2021:2300-2309 cống xả ao ni cá lóc lót bạt Thể tích nước cần cho lần thí nghiệm dao động từ 100 - 300 lít Số lần lặp lại thí nghiệm lần Các tiêu chất lượng nước đo đạc đầu vào đầu công đoạn mô hình xử lý 2.3 Mơ hình xử lý nước bố trí thí nghiệm Hình Bể ni cá lóc lót bạt Nước sử dụng cho thí nghiệm đánh giá hiệu xử lý mơ hình lấy Nghiên cứu xử lý nước thải cá lóc ao lót bạt thực mơ hình quy mơ phịng thí nghiệm, gồm cụm: cụm bể keo tụ - tạo cụm plasma lạnh với công suất 2,88 m3/ngày (Hình 2) (a) bể keo tụ - tạo bơng (b) cụm plasma lạnh Hình Mơ hình hệ thống xử lý nước thải ao ni cá lóc Bình mariot Thùng chứa nước đầu vào Lưu lượng kế Thùng chứa nước đầu Ngăn khuấy nhanh Máy bơm Ngăn khuấy chậm 10 Lưu lượng kế Ngăn lắng 11 Cột plasma Máy khuấy 12 Bộ nguồn 13 Máy thổi khí 14 Cơng tắc điều khiển Nước thải ni cá lóc cho vào bể keo tụ - tạo bông, phèn Polyaluminium Chloride (PAC) 10% châm vào với liều lượng phù hợp Nước sau keo tụ, để lắng 30 phút, bơm vào buồng plasma với lưu lượng xác định Cụm plasma lạnh chế tạo theo nghiên cứu Nguyễn Văn Dũng cs (2017), điều chỉnh với điện áp 17 kV, lưu lượng khơng khí vào cột plasma trực tiếp L/phút, 2302 cột plasma gián tiếp 10 L/phút Sau xử lý plasma lạnh, nước đầu phân tích đánh giá chất lượng trước thải ngồi mơi trường Thí nghiệm chọn liều lượng phèn thích hợp cho q trình keo tụ - tạo Nước thải đầu vào thí nghiệm Jartest cốc lít với liều lượng phèn PAC chọn, tốc độ khuấy trộn: 150 vịng/phút (khuấy nhanh), 50 vịng/phút Phạm Văn Tồn cs TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ NƠNG NGHIỆP (khuấy chậm) Kết đo đạc độ đục cho thấy lượng phèn PAC 250 mg/L thích hợp cho trình xử lý Trên sở liều lượng phèn này, mơ hình xử lý nước thải vận hành với lần lặp lại Thí nghiệm xác định lưu lượng số lần hoàn lưu nước cột plasma Thí nghiệm xác định lưu lượng số lần hồn lưu thích hợp thực thơng qua khảo sát nghiệm thức: 1,5 + (Lưu lượng 1,5 L/phút + Số lần hoàn lưu lần); 1,5 + 2; 1,5 + 3; + 1; + 2; + 3; 2,5 + 1; 2,5 + 2; 2,5 + Nghiệm thức chọn ISSN 2588-1256 Tập 5(1)-2021: 2300-2309 ứng với lưu lượng số lần hoàn lưu cho giá trị độ đục, EC, COD khả sinh NO3- thấp 2.4 Phân tích mẫu nước Các tiêu chất lượng nước thí nghiệm phân tích phương pháp tương ứng trình bày bảng Các quy trình phân tích tuân theo tiêu chuẩn “Standard Method for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 2012)” thiết bị phịng thí nghiệm thuộc Khoa Mơi trường Tài nguyên thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ Bảng Phương pháp phân tích tiêu Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp pH TCVN 6492:2011 EC µS/cm TCVN 7324: 2004 Độ đục NTU TCVN 6184 - 1996 SS mg/L TCVN 6625:2000 COD mg/L TCVN 6491:1999 BOD5 mg/L SMEWW 5210 B Nitrit (NO2-) mg/L TCVN 6178 - 1996 Nitrat (NO3-) mg/L TCVN 6180 - 1996 Tổng ni-tơ Kjeldahl (TKN) mg/L TCVN 6638-2000 Tổng phốt-pho (TP) mg/L SMEWW:4500-P Tổng coliforms MPN/ 100mL TCVN 8775:2011 2.5 Xử lý số liệu Số liệu chất lượng nước trước sau xử lý mô hình thống kê mơ tả so sánh phần mềm Microsoft Excel 2013 Chất lượng nước sau xử lý mơ hình đánh giá cách so sánh với giá trị cho phép quy định kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT (BTNMT, 2011) KẾT QUẢ 3.1 Thông tin nuôi cá lóc ao lót bạt Nguồn nước cấp cho ao nuôi nước sông qua xử lý phương pháp keo tụ, lắng khử trùng nhằm loại bỏ chất rắn lơ lửng, chất hữu vi sinh vật gây bệnh Nước thải từ ao nuôi xả thải định kỳ qua đường ống xả đáy với lượng nước thải http://tapchi.huaf.edu.vn bỏ chiếm 50% thể tích nước ao Sau đó, lượng nước cấp bổ sung với thể tích tương ứng lượng nước thải Tần suất thay nước tăng dần theo thời gian ni Cá lóc giống thả nuôi với mật độ 114 con/m2, với kích thước trung bình 10 mm Thức ăn cho cá thức ăn công nghiệp dạng viên thay đổi theo giai đoạn phát triển cá Trong giai đoạn từ tháng nuôi trở đi, cá cho ăn với loại thức ăn công nghiệp hiệu Himart HC01, với thành phần gồm protein (40%), canxi (1 - 2,5%), phospho tổng (1 - 2,5%), chất béo tổng 8%) Tần suất cho ăn lần ngày, lúc 17 Cá cho ăn cách rãi trực tiếp thức ăn mặt ao với liều lượng thức ăn tăng dần theo khối lượng cá nuôi 2303 HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY 3.2 Diễn biến chất lượng ao nuôi Nước thải ao ni cá lóc lót bạt lấy theo hình thức lấy mẫu tổ hợp từ bốn góc ao để đánh giá diễn biến chất lượng nước ao Chất lượng nước ao nuôi giai đoạn 1, tháng nuôi thể Bảng Qua đợt lấy mẫu, nước ao ni có đặc điểm theo đánh giá cảm quan sau: nước thải thường có màu xanh, mùi bùn mùi cá Nhiệt độ nước thải dao động khoảng 25,4 oC đến 30,7oC Nguyên nhân dao động nhiệt độ nước ao nuôi phụ thuộc vào nhiệt ISSN 2588-1256 Vol 5(1)-2021:2300-2309 độ môi trường xung quanh lượng trình phân hủy hợp chất hữu ao Khoảng nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng phát triển cá lóc Theo Pillay Kutty (1990), nhiệt độ thích hợp cho cá lóc từ 25 - 350C cá lóc chịu đựng nhiệt độ thấp từ 150C lên đến 400C Giá trị pH trung bình ghi nhận qua đợt lấy mẫu 6,53 ± 0,10 Giá trị pH phù hợp với điều kiện sống cá ao ni Cá lóc có khả chịu đựng mơi trường nước có pH thấp - khoảng thích hợp từ 6,5 8,5 (Courtenay cs., 2004) Bảng Chất lượng ao ni cá lóc lót bạt Chỉ tiêu Nhiệt độ pH EC DO SS COD TKN TP NO3NO2Coliforms Đơn vị Đợt Đợt C 28,3 25,4 30,7 6,75 6,27 6,32 µS/cm 280 270 323 mg/L 0,3 0,77 0,67 mg/L 98,7 118,7 66,7 mg/L 99,3 160,4 118,8 mg/L 15,7 22,4 16,7 mg/L 6,5 10,9 1,4 mg/L 0,55 1,62 1,02 mg/L 0,5 0,2 0,1 MPN/100mL 4600 4600 2400 Sau dấu ± độ lệch chuẩn (n = 3) Nồng độ ôxy hịa tan (DO) nước thải ao cá thơng thường từ - mg/L Ở nghiên cứu này, giá trị trung bình DO đo đạc thấp (0,58 ± 0,07 mg/L) Nguyên nhân mật độ nuôi ao cao (114 con/m2) nên nhu cầu tiêu thụ ôxy nhiều dẫn đến nồng độ ôxy hòa tan thấp Mặc khác, phát triển tảo ao làm giảm lượng ơxy hịa tan nước ao Theo kết đo đạc giá trị DO thấp đợt đo vào buổi sáng sớm Vào thời điểm này, lượng DO thấp tảo hơ hấp lấy ôxy nước đêm trước Giá trị DO ao ni cá, cịn phụ thuộc vào số lần thay nước lượng nước thải bỏ Trong thời gian đầu, cá nhỏ lượng thức ăn chưa nhiều nên tần suất thay nước thấp, lần thay khoảng 30% nước ao 2304 Đợt Trung bình (n = 3) 28,1 ± 2,65 6,53 ± 0,26 291 ± 28 0,58 ± 0,25 94,7 ± 26,23 159,5 ± 40,26 18,3 ± 3,6 6,27 ± 4,75 1,06 ± 0,54 0,27 ± 0,21 3867 ± 1270 Khi cá ni khoảng tháng, tần suất thay nước nhiều hơn, lần thay khoảng 60 - 70% nước ao Nồng độ DO nước ao có xu hướng giảm theo thời gian ni cịn phân hủy hàm lượng chất hữu ao nhu cầu oxy cho hoạt động hô hấp cá tăng (Lefevre cs., 2016) Nồng độ chất rắn lơ lửng (SS) nước thải ao nuôi dao động lớn Giá trị SS cao lúc cá nuôi khoảng tháng (đợt 2) (118,67 mg/L) Thời điểm lấy mẫu lúc cá lớn, chất rắn lơ lửng cao lượng thức ăn dư thừa, chất thải cá tăng Nhu cầu oxy hóa học nước ao ni cao dao động khoảng từ 160 ± 0,05 đến 238 ± 0,17 mg/L Kết đo đạc COD phù hợp với kết đo đạc DO, theo hướng hàm Phạm Văn Tồn cs TẠP CHÍ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ NÔNG NGHIỆP lượng COD cao dẫn đến hàm lượng oxy hịa tan nước giảm Nhìn chung, diễn biến chất lượng nước ao ni cá lóc lót bạt khảo sát qua thời điểm phát triển cá Hiện nay, chưa có quy định bắt buộc chất lượng nước ao nuôi cá lóc lót bạt Tuy nhiên, xét theo QCVN 40: 2011/BTNMT - Quy định kỹ thuật quốc gia nước thải cơng nghiệp, SS nước thải vượt giá trị cho phép theo cột A (50 ISSN 2588-1256 Tập 5(1)-2021: 2300-2309 mg/L) giá trị trung bình nồng độ COD vượt giá trị cột B (150 mg/L) Nồng độ chi tiêu khác NO2-, NO3-, TKN TP cao, chúng nằm ngưỡng cho phép 3.3 Kết xử lý nước thải 3.3.1 Xác định lưu lượng số lần hồn lưu nước cột plasma Kết thí nghiệm xác định lưu lượng số lần hoàn lưu cột plasma thể Bảng Bảng Chất lượng nước sau xử lý ứng với thời gian lưu số lần hoàn lưu nước cột plasma EC COD NO3Nghiệm thức Độ đục (NTU) (mg/L) (mg/L) (S/cm) NT 1,5 +1 19,36 66,76 0,52 621 NT 1,5+2 19,36 69,14 0,62 627 NT 1,5+3 19,37 68,96 0,77 623 NT 2+1 19,31 57,61 0,53 620 NT 2+2 19,32 59,99 0,63 626 NT 2+3 19,33 59,81 0,78 622 NT 2,5+1 19,56 71,13 0,51 620 NT 2,5+2 19,56 73,5 0,60 626 NT 2,5+3 19,57 73,32 0,75 622 NT a+b (a: lưu lượng qua cột plasma; b: số lần hoàn lưu nước qua cột) Kết thí nghiệm cho thấy nghiệm thức với lưu lượng L/phút số lần hoàn lưu lần có độ đục, COD, EC nhỏ so với nghiệm thức cịn lại Thêm vào đó, lần hồn lưu, lượng NO3- sinh có nồng độ thấp nghiệm thức Do vậy, mức lưu lượng số lần hoàn lưu 2+1 chọn để vận hành thí nghiệm thức 3.3.2 Chất lượng nước sau xử lý Giá trị pH trung bình nước thải đầu vào nằm khoảng cận trung tính (6,7 ± 0,3) pH nước sau xử lý plasma thường giảm, với pH trung bình 6,31 ± 0,27, nằm khoảng cho phép QCVN 40:2011/BTNMT, đạt cột A Trong q trình tạo plasma, khí N2 có khơng khí cấp vào mơ hình bị oxy hóa thành NOx, HNO2 HNO3 (Nguyễn Văn Dũng, 2015; Dojcinovic cs., 2011; Manoj Reddy, 2014) làm cho pH nước sau xử lý giảm không đáng kể thời gian xử lý plasma lạnh ngắn Độ dẫn điện http://tapchi.huaf.edu.vn nước thải tăng qua công đoạn xử lý Sau công đoạn keo tụ plasma lạnh, EC tăng từ 592 ± 42 µS/cm lên 686 ± 79 µS/cm Sự tăng phần ảnh hưởng từ trình phân ly phèn PAC tạo ion tồn nước H+, Cl- , Al3+ từ trình keo tụ, cộng thêm lượng ion tạo plasma hoạt động (Nguyễn Văn Dũng, 2015; Jiang cs., 2012; Clifford, 1999; Hey, 2013; Tichonovas cs., 2013) Độ đục nước thải đầu vào có giá trị cao, 164 ± 19 NTU Kết thí nghiệm cho thấy độ đục nước sau xử lý giảm mạnh 10,8 ± 11 NTU, đạt hiệu suất xử lý 93,4% Độ đục xử lý với hiệu cao cơng đoạn keo tụ, khơng có dấu hiệu giảm xử lý cột plasma Tổng coliforms nước thải đầu vào cao, 21000 MPN/100 mL Sau xử lý keo tụ plasma lạnh, nồng độ tổng coliforms giảm xuống 860 ± 33 MPN/100mL, hiệu suất xử lý đạt 96%, đạt tiêu chuẩn xả thải cột A (QCVN 2305 HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY 40:2011/BTNMT) Tổng coliforms xử lý phần cơng đoạn keo tụ q trình vi khuẩn bám dính vào bơng cặn lắng xuống Bên cạnh đó, tia UV sóng xung kích sinh q trình plasma hoạt động gây vơ hiệu hóa DNA vi rút, vi khuẩn mầm bệnh khác, phá hủy liên kết axit nucleic đơn phân kề DNA vi sinh vật gây chết vi sinh gây xáo trộn mã di truyền phân tử ngăn chặn tái tạo, dịch mã (Nguyễn Đình Thạch Nguyễn Ngọc Sơn, 2016) Chính khả mà cơng nghệ xử plasma lạnh có hiệu cao ISSN 2588-1256 Vol 5(1)-2021:2300-2309 việc khử trùng nước (Nguyễn Văn Dũng, 2015; Lackmann cs., 2013) Chất rắn lơ lửng (SS) nước thải đầu vào cao (175 ± 28 mg/L) Qua trình xử lý nồng độ SS giảm cịn 18,1 ± 5,02 mg/L, tương ứng với hiệu suất xử lý SS gần 90% Nồng độ SS sau xử lý thấp giá trị cho phép cột A QCVN 40:2011/BTNMT Lượng SS giảm chủ yếu từ trình keo tụ, ion tạo PAC bị thủy phân có khả trung hịa điện tích hạt keo, hình thành kết tủa Al(OH)3 hấp phụ hạt keo kéo theo chất rắn lơ lửng nước thải lắng xuống (Bùi Thị Tuyết Loan, 2012; Lê Hoàng Việt cs., 2017) Hình Nồng độ SS, COD BOD5 trước sau xử lý Nồng độ COD giảm từ 393 ± 23 mg/L xuống 63 ± 9,5 mg/L, thấp QCVN 40:2011/BTNMT (cột A), với hiệu suất xử lý 84% Các chất hữu nước thải tồn dạng SS hay dạng hịa tan (Lê Hồng Việt cs., 2017) Khi nồng độ SS giảm nồng độ COD giảm Bên cạnh đó, q trình ơxy hoá chuyển hoá chất hữu nước thải tác nhân: ozone, H2O2, *OH, O*, H*, O2-*, HO2*, sóng xung kích, điện trường tia UV sinh plasma hoạt động (Jiang cs., 2012) làm giảm hàm lượng chất hữu nước, kéo theo nồng độ COD giảm (Lê Hoàng Việt cs., 2017) Tuy nhiên, hiệu xử lý COD công đoạn plasma không 2306 cao, chưa đủ để oxy hóa hồn tồn chất hữu Thành phần nước thải bể ni cá lóc chủ yếu chất hữu dễ phân huỷ sinh học q trình keo tụ tạo bơng dễ dàng loại bỏ thành phần thông qua chế hấp phụ chất hữu bề mặt hạt keo, kết hợp với q trình ơxy hóa cơng đoạn xử lý plasma lạnh phía sau Kết nồng độ BOD5 nước thải đầu giảm 28 ± 6,5 mg/L, thấp QCVN 40:2011/BTNMT cột A, với hiệu suất xử lý 91% Nồng độ tổng phốt - nước thải đầu vào không cao nên việc loại bỏ thành phần đơn giản thơng qua chế q trình keo tụ tạo bơng Kết Phạm Văn Tồn cs TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ NƠNG NGHIỆP phân tích cho thấy nồng độ tổng phốt - giảm mạnh từ 8,8 ± 1,2 mg/L xuống 0,6 ± 0,15 mg/L Cơng đoạn plasma lạnh phía sau khơng có khả xử lý phốt - Lượng phốt - giảm phèn PAC ISSN 2588-1256 Tập 5(1)-2021: 2300-2309 phản ứng với dạng ortho phốt-pho poly phốt-pho nước thải tạo thành kết tủa AlPO4 lắng xuống làm giảm nồng độ TP nước theo phản ứng sau: Al3+ + HnPO4-(3-n)  AlPO4 + nH+ Hình Nồng độ TP, TKN NO2- trước sau xử lý Đối với tiêu TKN, tiêu xử lý hiệu cơng đoạn keo tụ, cịn cơng đoạn plasma lạnh xử lý khoảng 3% Cụ thể sau nước thải qua công đoạn keo tụ - tạo bông, TKN giảm từ 11,1 ± 2,3 mg/L xuống 7,27 ± 1,34 mg/L Các chất nitơ hữu NH4+ bám hạt keo cặn lắng xuống sau công đoạn keo tụ - tạo bơng cặn giảm làm nồng độ TKN Ngồi ra, phần nhỏ chất nitơ hữu bị oxy hóa phân hủy thành chất vơ tác động plasma Như đề cập trên, hoạt động plasma lạnh làm sản sinh tác động phụ không mong muốn tạo NO3- NO2(Nguyễn Văn Dũng, 2015; Jiang cs., 2012; Clifford, 1999; Hey, 2013; Tichonovas cs., 2013) Trong thí nghiệm này, nồng độ NO3- nước thải đầu vào mô hình khơng phát Sau xử lý qua http://tapchi.huaf.edu.vn cơng đoạn plasma lạnh, nitrate khơng sinh thời gian xử lý công đoạn plasma ngắn Riêng tiêu nitrit (NO2-), nồng độ đầu vào không phát Tuy nhiên, nitrit lại phát sau công đoạn xử lý plasma lạnh, nồng độ không cao, (0,227 mg/L), không đáng lo ngại Nhìn chung, việc kết hợp hai phương pháp keo tụ - tạo plasma lạnh mô hình phịng thí nghiệm cho thấy hiệu cao việc xử lý nước thải ao ni cá lóc Các tiêu chất lượng nước sau xử lý so sánh với QCVN 40:2011/BTNMT (cột A) Bảng Việc vận hành mơ hình bể keo tụ - tạo bơng để xử lý loại nước thải ao cá lóc cho hiệu xử lý chất ô nhiễm cao Tuy nhiên, trình keo tụ phèn PAC tạo thêm số muối hòa tan nước làm độ dẫn điện nước tăng cao ảnh hưởng đến hiệu suất sinh plasma mơ hình plasma lạnh 2307 HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY ISSN 2588-1256 Vol 5(1)-2021:2300-2309 Bảng Nồng độ số tiêu nước sau xử lý mơ hình phịng thí nghiệm QCVN40:2011/ Chỉ tiêu Giá trị BTNMT (A) pH 6,31 6,0÷9,0 Độ đục (NTU) 10,8 SS (mg/L) 18,1 50 COD (mg/L) 63 75 BOD5 (mg/L) 28 30 Nitrite (mg/L) 0,28 Nitrate (mg/L) KPH TP (mg/L) 0,6 TKN (mg/L) 7,27 Tổng coliform (MPN/100 ml) 680 3000 Hiệu xử lý chất ô nhiễm công đoạn plasma lạnh thấp Điện áp sử dụng khơng phù hợp cho việc hình thành tác nhân oxy hóa mạnh nước để oxy hóa phân hủy chất ô nhiễm Hiệu xử lý nước thải mơ hình phịng thí nghiệm cao, trừ giá trị EC sau xử lý tăng Nước thải sau xử lý hệ thống đạt cột A QCVN 40:2011/BTNMT KẾT LUẬN Kết theo dõi chất lượng nước ao ni cá lóc lót bạt cho thấy chất lượng nước thay đổi theo thời điểm phát triển cá Nước thải bị ô nhiễm hữu cơ, dưỡng chất tổng rắn lơ lửng số mầm bệnh phát sinh q trình ni Điều ảnh hưởng đến chất lượng nước gây ô nhiễm mơi trường phát thải ngồi Mơ hình công nghệ kết hợp keo tụ - tạo plasma lạnh có hiệu việc xử lý nước thải ao ni cá lóc Các tiêu nước sau xử lý đạt qui chuẩn QCVN 40:2011-BTNMT Tuy nhiên, hiệu xử lý chất ô nhiễm cơng đoạn plasma cịn thấp Cần nghiên cứu nâng cao khả hình thành tác nhân oxy hố plasma hoạt động để tăng hiệu xử lý chất ô nhiễm LỜI CẢM ƠN Đề tài tài trợ Dự án Nâng cấp Trường Đại học Cần Thơ VN14 - P6 nguồn vốn vay ODA từ phủ Nhật Bản Nhóm tác giả xin trân trọng cảm ơn 2308 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Bùi Thị Tuyết Loan (2012) Nghiên cứu phương pháp xử lý nước thải công nghiệp in Luận án Tiến sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội BTNMT (2011) (5/8/2020) Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT) Bộ Tài nguyên Môi trường Khai thác từ https://emas.tdtu.edu.vn/sites/emas/files/E MAS/V%C4%83n%20b%E1%BA%A3n %20ph%C3%A1p%20lu%E1%BA%ADt/ qcvn-40-n%C6%B0%E1%BB%9Bcth%E1%BA%A3i-cn.pdf Dương Nhật Long, Lam Mỹ Lan Nguyễn Anh Tuấn (2014) Kỹ thuật nuôi cá nước Nhà xuất Đại học Cần Thơ Khoa Thủy sản (2017) (2/1/2020) Sự phát triển bền vững nghề ni cá lóc Việt Nam Khai thác từ https://aquafishcrsp.oregonstate.edu/sites/aq uafishcrsp.oregonstate.edu/files/16pdv01uc -poster-vn-8.11.2017.pdf Lê Hoàng Việt, Trần Phương Bình, Mai Trung Hậu Nguyễn Võ Châu Ngân (2017) Khảo sát số thơng số vận hành quy trình keo tụ - tạo kết hợp fenton xử lý nước thải nhà máy in Tạp chí Khoa học: Mơi trường Biến đổi khí hậu, Trường Đại học Cần Thơ, (1), 162 - 172 Lê Xuân Sinh Đỗ Minh Chung (2009) Khảo sát mơ hình ni cá lóc (channa micropeltes channa striatus) Đồng sơng Cửu Long Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, 436 - 447 Nguyễn Đình Thạch Nguyễn Ngọc Sơn (2016) Nghiên cứu tính chọn lọc mơ lị UV hệ thống xử lý nước ballast Đại học Hàng hải Việt Nam Phạm Văn Toàn cs TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ NƠNG NGHIỆP Nguyễn Văn Dũng, Mai Phước Vinh, Nguyễn Thị Loan Phạm Văn Tồn (2017) Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ plasma lạnh xử lý nước Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Đà Nẵng, 1(101), 11 - 15 Nguyễn Văn Dũng 2015 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma lạnh xử lý nước: Tổng hợp tài liệu Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, (36), 106 - 111 Tài liệu tiếng nước APHA (2012) Standard methods for the examination of water and wastewater Washington D.C Clifford, D A (1999) Chapter 9: Ion exchange and inorganic adsorption In R D Letterman (Eds), Water quality & treatment - a handbook of community water supplies American water works association Courtenay, W R., Williams, J D., Britz, R., Yamamoto, M N., & Loiselle, P V (2004) Identity of introduced Snakeheads (Pisces, Channidae) in Hawaii and Madagascar, with commnets on Ecological concern Bishop Museum Occasional papers Dang Kim Pham, Chu, J., Nga, T T D., Brose, F., Degand, G., Delahaut, P., De Pauw, E., Douny, C., Van Nguyen, K., Vu, T D., Scippo, M., & Wertheim, H (2015) Monitoring Antibiotic Use and Residue in Freshwater Aquaculture for Domestic Use in Vietnam EcoHealth, 12(3), 480 - 489 Dojcinovic, B P., Roglic, G M., Obradovic, B M., Kuraica, M M., Kostic, M M., Nesic, J., & Manojlovic, D D (2011) Decolorization of reactive textile dyes using water falling film dielectric barrier discharge Journal of Hazrdous Material, 192(2), 763 - 771 Hey, G (2013) Application of chemical oxidation processes for the removal of pharmaceuticals in biologically treated http://tapchi.huaf.edu.vn ISSN 2588-1256 Tập 5(1)-2021: 2300-2309 wastewater Faculty of Engineering of Lund University Jiang, B., Zheng, I., Lu, I., Liu, Q., Wu, M., Yan, Z., Qiu, S., Xue, Q., Wei, Z., Xiao, H., & Liu, M (2012) Degradation of organic dye by pulsed discharge non-thermal plasma technology assisted with modified activated carbon fibers Chemical engineering journal, 215 - 216, 969 - 978 Lackmann, J W., Schneider, S., Edengeiser, E., Jarzina, F., Brinckmann, S., & Steinborn, E (2013) Photons and particles emitted from cold atmosphericpressure plasma inactivate bacteria and biomolecules independently and synergistically Journal of the Royal Society Interface, 10(89), - 12 Lefevre, S., Bayley, M., McKenzie, D J (2016) Measuring oxygen uptake in fishes with bimodal respiration Journal of Fish Biology, 88(1), 206 - 231 Manoj, P., & Reddy, K (2014) Degration of aqueous organic pollutants by catalytic non-thermal plasma based advanced oxidation process Department of Chemistry, Indian Institute of Technology Hyderabad Pillay, T V R., & Kutty, M N (1990) Aquaculture Principle and Practices (Fishing News Book), (1rst ed.) WileyBlackwell Publisher Rong, S P., Sun, Y B., & Zhao, Z H (2014) Degradation of sulfadiazine antibiotics by water falling film dielectric barrier discharge Chinese Chemical Letter, 25(1), 187 - 192 Tichonovas, M., Krugly, E., Racys, V., Hippler, R., Kauneliene, V., Stasiulaitiene, I., & Martuzevicius, D (2013) Degradation of various textile dyes as wastewater pollutants under dielectric barrier discharge plasma treatment Chemical Engineering Journal, 229, - 19 2309 ... tạo xử lý nước thải từ ao nuôi cá đánh giá PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Sự biến động chất lượng nước ao nuôi khảo sát đánh giá ao ni cá lóc lót bạt Hiệu xử lý nước. .. TECHNOLOGY 3.2 Diễn biến chất lượng ao nuôi Nước thải ao ni cá lóc lót bạt lấy theo hình thức lấy mẫu tổ hợp từ bốn góc ao để đánh giá diễn biến chất lượng nước ao Chất lượng nước ao nuôi giai đoạn... nước thải ao ni cá lóc lót bạt hệ thống kết hợp hai công nghệ xử lý đánh giá qua mơ hình qui mơ phịng thí nghiệm 2.2 Lấy mẫu đánh giá chất lượng nước ao nuôi cá Chất lượng nước ao ni cá lóc lót bạt