Thí nghiệm được thực hiện với tôm thẻ chân trắng, tôm đưa về có đội tuổi 14 ngày, với mật độ 200 con/m3, thời gian thí nghiệm 46 ngày liên tục, độ mặn của nước 11‰. Kết quả thử nghiệm xử lý được thể hiện trong hình 3.13; 3.14; và 3.15.
Kết quả thí nghiệm cho thấy:
- nồng độ amoni và nitrat trong nước thải sau xử lý có sự tăng dần theo thời gian nuôi tôm. Nồng độ amoni trong nước sau xử lý cao nhất đạt 1,12 mg/L ở ngày thứ 46 và thấp nhất đạt 0,08 mg/L tại ngày thứ 4 (thấp hơn 14 lần so với ngày 46). Nồng độ nitrat có sự thay đổi từ 5,1 – 23 mg/L trong 46 ngày xử lý.
- Nồng độ nitrit trong nước sau xử lý đều khá thấp, dao động trong khoảng 0,06 - 0,1 mgN/l và không có sự biến đổi nhiều theo thời gian. Hình 3. 13. Diễn biến nồng độ amoni trong bể nuôi tôm siêu thâm canh
Hình 3. 15. Diễn biến nồng độ amoni, nitrat và nitrat trong bể nuôi tôm siêu thâm canh
Kết quả nghiên cứu đạt cho thấy, quá trình vi sinh hiếu khí trên vật liệu mang cố định hoàn toàn có thể được nghiên cứu phát triển để ứng dụng vào trong thực tế để xử lý nước thải nuôi tôm siêu thâm canh nhằm mục đích xả thải hoặc tái sử dụng.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận
Dựa vào kết quả thí nghiệm ta nhận thấy, sử dụng vi sinh vật bám dính hay màng sinh học cố định (FBBR) là một một phương pháp hiệu quả để xử lý amoni trong nước thải có độ mặn cao.
Với nồng độ amoni đầu vào là 5, 10, 17,5 và 25 mgN/l, thời gian lưu nước 4,72 giờ thì hiệu suất nitrat hóa trung bình đạt được ở độ mặn 10 ‰ là 99,9 – 100%, ở độ mặn 20‰ là 99,5 – 99,8% và ở độ mặn 30‰ hiệu suất đạt được là 97,5 – 99,4%.
Với tải lượng amoni là 0,014; 0,028; 0,049 và 0,07 kg/m3/ngày (nồng độ amoni trong nước đầu vào tương ứng là 5, 10, 17,5 và 25 mgN/l) thì hiệu suất nitrat hóa trung bình đạt được ở độ mặn 10 ‰ là 99,9 – 100%, ở độ mặn 20‰ là 99,5 – 99,8% và ở độ mặn 30‰ hiệu suất đạt được là 97,5 – 99,4%. Ảnh hưởng của độ mặn đến hiệu suất nitrat hóa là không nhiều.
Nồng độ nitrit có sự gia tăng theo mức tăng tải lượng đầu vào, ở các mức tải lượng thí nghiệm thì nồng độ nitrit trong nước sau xử lý có sự gia tăng đáng kể khi độ mặn tăng từ 10 đến 30‰, nồng độ nitrit trong nước sau xử lý tối đa là 0,020 mg/l (độ mặn 10‰), 0,23 mg/l (độ mặn 20‰) và 0,36 (độ mặn 30‰). Quá trình vi sinh hiếu khí bám dính trên vật liệu mang cố định có hiệu quả cao trong việc xử lý amoni từ nước thải nuôi tôm siêu thâm canh cho mục đích tái sử dụng hoặc xả thải.
Kiến nghị
Nghiên cứu này mới chỉ khai thác một khía cạnh là nitrat hóa amoni ở độ mặn tương tự như độ mặn khi nuôi tôm siêu thâm canh. Để có thể ứng dụng quá trình vi sinh hiếu khí bám dính trên vật liệu mang cố định một cách hiệu quả cần xem xét đến khía cạnh xử lý các chất hữu cơ, khả năng loại bỏ vi khuẩn Vibro. Ngoài ra, để có thể tái sử dụng thì các yếu tố vi lượng cũng cần được quan tâm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] “Tổng quan ngành thủy sản Việt Nam,” Hiệp hội chế biến và xuất khẩu
thủy sản Việt Nam, Số 7 đường Nguyễn Quý Cảnh, Phường An Phú,
Quận 2, Tp. Hồ Chí Minh, Oct. 28, 2019.
[2] “Tình hình nuôi tôm và cá tra 3 tháng đầu năm,” Tổng cục thủy sản, Số 10 Nguyễn Công Hoan, Ba Đình, Hà Nội, Mar. 31, 2019.
[3] “Báo cáo ngành thủy sản,” Công ty CP chứng khoán Nhất Việt, May 30, 2018.
[4] “Giải pháp phát triển bền vững ngành tôm,” Tổng cục thủy sản, Số 10 Nguyễn Công Hoan, Ba Đình, Hà Nội, May 10, 2018.
[5] Trần Mạnh Hải và cs, “Một số kết quả bước đầu trong xử lý nước thải nuôi tôm siêu thâm canh,” Tạp Chí Khoa Học Kỹ Thuật Thủ Lợi Và
Môi Trường, vol. 71, pp. 124–131, 2020.
[6] D. S. Hagopian and J. G. Riley, “A closer look at the bacteriology of nitrification,” Aquac. Eng., vol. 18, no. 4, pp. 223–244, Oct. 1998, doi: 10.1016/S0144-8609(98)00032-6.
[7] S. J. Cripps and A. Bergheim, “Solids management and removal for intensive land-based aquaculture production systems,” Aquac. Eng., vol. 22, no. 1–2, pp. 33–56, May 2000, doi: 10.1016/S0144-8609(00)00031-5. [8] Jacob Bregnballe, “A Guide to Recirculation Aquaculture.” FAO and
EUROFISH International Organisation, 2015.
[9] Christopher N. Lyles, “Shrimp Production and Biological Treatment of Shrimp Wastewater in the United States,” in New Horizons in
Biotechnology, Asiatech, 2018.
[10] J. C. Crittenden, R. R. Trussell, D. W. Hand, K. J. Howe, and G. Tchobanoglous, MWH’s Water Treatment: Principles and Design. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2012.
[11]10 States Standards - Recommended Standards for Wastewater Facilities,
2014th ed. Health Research, Inc., Health Education Services Division, 2014.
[12] G. Tchobanoglous et al., Eds., Wastewater engineering: treatment and
resource recovery, Fifth edition. New York, NY: McGraw-Hill
Education, 2014.
[13] H. Yu, G. Gu, and L. Song, “Posttreatment of Effluent from Coke-Plant Wastewater Treatment System in Sequencing Batch Reactors,” J.
Environ. Eng., vol. 123, no. 3, pp. 305–308, Mar. 1997, doi: 10.1061/
(ASCE)0733-9372(1997)123:3(305).
[14] D. M. Shiskowski and D. S. Mavinic, “Biological treatment of a high ammonia leachate: influence of external carbon during initial startup,”
Water Res., vol. 32, no. 8, pp. 2533–2541, Aug. 1998, doi:
10.1016/S0043-1354(97)00465-X.
[15] G. Zhu, Y. Peng, S. Wang, S. Wu, and B. Ma, “Effect of influent flow rate distribution on the performance of step-feed biological nitrogen removal process,” Chem. Eng. J., vol. 131, no. 1–3, pp. 319–328, Jul. 2007, doi: 10.1016/j.cej.2006.12.023.
[16] B. Reid and C. R. Arnold, “The Intensive Culture of the Penaeid Shrimp Penaeus vannamei Boone in a Recirculating Raceway System,” J. World
Aquac. Soc., vol. 23, no. 2, pp. 146–153, Jun. 1992, doi: 10.1111/j.1749-
7345.1992.tb00763.x.
[17] Jiang Min, Liu Liping, Dai Xilin, Yu Gending, Qu Rui, Li Shikai, James S. Diana, “Development of Indoor Recirculating Culture Systems for
Intensive Shrimp Production in China,” Tech. Rep. Investig. 2009–2011, pp. 60–81.
[18] G. Suantika et al., “Application of Indoor Recirculation Aquaculture System for White Shrimp (Litopenaeus vannamei) Growout Super- Intensive Culture at Low Salinity Condition,” J. Aquac. Res. Dev., vol. 09, no. 04, 2018, doi: 10.4172/2155-9546.1000530.
[19] D. E. Brune, G. Schwartz, A. G. Eversole, J. A. Collier, and T. E. Schwedler, “Intensification of pond aquaculture and high rate
photosynthetic systems,” Aquac. Eng., vol. 28, no. 1–2, pp. 65–86, Jun. 2003, doi: 10.1016/S0144-8609(03)00025-6.
[20] “Effects of high sodium chloride concentrations on activated sludge treatment,” Water Sci. Technol., vol. 31, no. 9, 1995, doi: 10.1016/0273- 1223(95)00407-E.
[21] F. J. Ludzack and D. K. Noran, “Tolerance of high salinities by
conventional wastewater treatment processes,” J. - Water Pollut. Control
Fed., vol. 37, no. 10, pp. 1404–1416, Oct. 1965.
[22] N. E. Kinner and P. L. Bishop, “Closure to ‘ Treatment of Saline
Domestic Wastewater Using RBC’s ’ by Nancy E. Kinner and Paul L.
Bishop (August, 1982),” J. Environ. Eng., vol. 109, no. 4, pp. 984–984, Aug. 1983, doi: 10.1061/(ASCE)0733-9372(1983)109:4(984).
[23] J.-L. Wang, X.-M. Zhan, Y.-C. Feng, and Y. Qian, “Effect of salinity variations on the performance of activated sludge system,” Biomed.
Environ. Sci. BES, vol. 18, no. 1, pp. 5–8, Feb. 2005.
[24] F. Kargi and A. R. Dincer, “Effect of salt concentration on biological treatment of saline wastewater by fed-batch operation,” Enzyme
Microb. Technol., vol. 19, no. 7, pp. 529–537, Nov. 1996, doi:
10.1016/S0141- 0229(96)00070-1.
[25] M. Linarić, M. Markić, and L. Sipos, “High salinity wastewater treatment,” Water Sci. Technol., vol. 68, no. 6, pp. 1400–1405, Sep. 2013, doi: 10.2166/wst.2013.376.
[26] Lê Thị Riêng, “Nghiên cứu diễn biến môi trường nước do hoạt động nuôi tôm ở tỉnh Bạc Liêu, Cà Mau ảnh hưởng tới môi trường và đề xuất các biện pháp khắc phục.” Viện Khoa học thủy lợi miền Nam, 2004.
[27] Đặng Đình Kim, “Nghiên cứu xử lý bùn đáy ao nuôi tôm thâm canh.” Viện nghiên cứu NTTT I, 2006.
[28] Phạm Hùng Thắng, “Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống đồng bộ các thiết bị phục vụ nuôi tôm thương phẩm thâm canh quy mô trang trại.” Đại học Thủy sản, 2007.
[29] Nguyễn Văn Hà, “Nghiên cứu xây dựng quy trình và chế tạo thiết bị xử lý nước thải để tái sử dụng trong các trại sản xuất tôm giống.” Viện Công nghệ môi trường, 2006.
[30] Phạm Hùng Thắng, “Hoàn thiện công nghệ chế tạo và quy trình sử dụng hệ thống đồng bộ các thiết bị kỹ thuật phục vụ mô hình nuôi tôm thương phẩm thâm canh quy mô trang trại.” Trường đai học Nha Trang, 2011. [31] Hà Lương Thuần, “Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật công trình thủy lợi
phục vụ nuôi trồng thủy sản tại các vùng sinh thái khác nhau.” Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, 2011.
[32] Nguyễn Hồng Sơn, “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tiên tiến, phù hợp xử lý suy thoái môi trường nước nhằm sử dụng bền vững tài nguyên cho các vùng nuôi tôm các tỉnh ven biển Bắc bộ và vùng nuôi cá tra ở đồng bằng sông Cửu Long.” Viện môi trường nông nghiệp, 2016. [33] Hà Văn Thái, “Nghiên cứu đề xuất giải pháp, công nghệ xử lý và cấp
thoát nước (mặn, ngọt) chủ động cho các khu nuôi tôm thẻ chân trắng tập trung vùng ven biển Bắc Trung Bộ.” Viên nước, tưới tiêu và môi trường, 2018.
[34] Nguyễn Hoài Châu, “Xây dựng công nghệ khả thi xử lý amoni và asen trong nước sinh hoạt.” Viện Công nghệ môi trường, 2005.
[35] Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải. Nxb. Khoa học và Kỹ thuật, 2002.
[36] Nguyễn Văn Phước, Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Nxb. Xây dựng, 2010.
[37] L. L. Bridgewater et al., Eds., Standard methods for the examination of
water and wastewater, 23rd edition. Washington, DC: American Public
Health Association, 2017.
[38] P. Antoniou et al., “Effect of temperature and ph on the effective maximum specific growth rate of nitrifying bacteria,” Water Res., vol. 24, no. 1, pp. 97–101, Jan. 1990, doi: 10.1016/0043-1354(90)90070-M. [39] “The sharon process: An innovative method for nitrogen removal from ammonium-rich waste water,” Water Sci. Technol., vol. 37, no. 9, 1998, doi: 10.1016/S0273-1223(98)00281-9.
[40] M. S. Moussa, Nitrification in Saline Industrial Wastewater, 0 ed. CRC Press, 2014. doi: 10.1201/9781482283969.
PHỤ LỤC Công trình công bố