công nghệ lọc sinh học phục vụ sản xuất giống và nuôi trồng hải sản ven bờ biển việt nam

1
MC LC
Trang
MC LC
1
LI GII THIU
7
DANH MC CH VIT TT
9
M U
11
Phn I. TNG QUAN VÀ PH !NG PHÁP NGHIÊN C$U ÁP DNG H
TH%NG HOÀN L U L'C SINH H'C VÀO S)N XU+T GI%NG
H)I S)N
15
Ch,-ng I. TNG QUAN V/ H TH%NG HOÀN L U L'C SINH H'C
KHÉP KÍN CHO NUÔI TR5NG H)I S)N
17
I. N,6c bi:n t< nhiên
17
1. Thành phn hóa hc ca nc bin 17
2. Các dng hp cht hóa hc tn ti trong nc bin 19
II. Tình hình nghiên c?u trên thB gi6i
21
1. Công ngh! lc sinh hc 22
2. H! th%ng hoàn lu lc sinh hc 24
3. Các kiu b lc sinh hc c) b*n trên th, gii cho nuôi trng h*i s*n 26
4. H! th%ng hoàn lu lc sinh hc khép kín 32
5. Tình hình nghiên c2u và áp d4ng h! th%ng hoàn lu lc sinh hc ti VN 36

Ch,-ng II. HÀNH VI VÀ SINH LÝ CDA VI KHUEN NIT!
HÓA
TRONG H TH%NG HOÀN L U L'C SINH H'C
43
I. NhGn biBt vI vai trò vi khuMn Nit- hóa
43
1. Nh7ng quan 9im c; v< vai trò ca vi khu>n vi các dng tn ti ca Nit) 43
2. Nh7ng quan 9im hi!n nay v< vai trò ca vi khu>n vi các dng tn ti
ca Nit)
44
II. Sinh lý hQc cRa vi khuMn Nitrat hóa
45
1. Di truy<n hc và các nhóm Vi khu>n 45
2. Ph)ng th2c trao 9Bi cht thông thCng 46
3. SE tFng trGng ca nhóm vi khu>n nitrat hóa 47
4. SE chuyn 9Hng và dính bám ca nhóm nitrat hóa 48
5. SE suy gi*m và di!t vong ca nhóm nitrat hóa (Nitrafer death and decay) 49
III. Hành vi cRa nhóm vi khuMn Nitrat hóa (Nitrafier behavior)
50
1. Các y,u t% chi ph%i hành vi ca nhóm vi khu>n Nitrat hóa 50
2. M>y mnh quá trình nitrat hóa (Promotion of Nitrafier Performance) 54
IV. ánh giá chung
57
1. Vai trò vi khu>n xO lý các cht ô nhiQm nit) trong h! th%ng hoàn lu lc
sinh hc
57
2. Mi<u ki!n môi trCng chi ph%i hành vi ca nhóm vi khu>n Nitrat hóa. 58
Nguyn c C (Ch biên)
2
Ch,-ng III. CÁC PH !NG PHÁP NGHIÊN C$U VÀ ÁP D

NG TH[
NGHIM H TH%NG HOÀN L U L'C SINH H'C KHÉP KÍN
59
I. Ph,-ng pháp nghiên c?u, thiBt kB h^ th_ng hoàn l,u lQc sinh hQc
59
1. Ph)ng pháp luRn nghiên c2u 59
2. Ph)ng pháp thi,t k, 59
3. Nghiên c2u trin khai 61
II. Ph,-ng pháp nghiên c?u, thiBt kB h^ th_ng hoàn l,u lQc sinh hQc
khép kín
68
1. Ph)ng pháp luRn và mô hình nghiên c2u 68
2. Ph)ng pháp nghiên c2u trin khai 74
PHN II. KT QU) NGHIÊN C$U, C! S KHOA H'C Kc THUdT,
CÔNG NGH CDA H TH%NG HOÀN L U L'C SINH H
'C
ÁP DNG CHO !NG NUÔI GI%NG CÁ BIfN
83
Ch,-ng I. KT QU) S)N XU+T TH[ NGHIM N
C BIfN g MhN
CAO TRÊN VÙNG C[A SÔNG N C Lj VEN B
85
I. Chlt l,mng n,6c bi:n ven bn
85
1. Các cht ô nhiQm trong nc bin ven bC 85
2. Thành phn hóa hc ca nc bin ven bC 88
3. Mánh giá chung 90
II. Son xult n,6c bi:n qr mu_i cao bsng ph-i ntng n,6c lm bay h-i trên
b: cát
91

1. S*n xut nc bin nhân to 91
2. Cht lng nc bin nhân to 93
3. Mánh giá chung 96
Ch,-ng II. KT QU) NGHIÊN C$U MÔ HÌNH H TH%NG HOÀN
L U L'C SINH H'C
97
I. ChB two vGt li^u lQc sinh hQc
98
1. Nh7ng 9Tc 9im quan trng ca vRt li!u lc sinh hc cn chú ý khi
ch, to
98
2. Nh7ng kiu vRt li!u lc phB bi,n hi!n nay trên th, gii 103
3. Các loi vRt li!u lc 9c ch, to 107
II. KBt quo nghiên c?u thiBt kB h^ th_ng hoàn l,u lQc sinh hQc
118
1. Thi,t k, h! th%ng ph4 tr cho lc sinh hc duy trì cht l ng nc 119
2. Các tiêu chí thi,t k, h! th%ng lc sinh hc 129
3. Phân tích, lEa chn kiu loi lc sinh hc cho thi,t k, 132
4. Các tiêu chí mô hình lc sinh hc ngRp nc sW thi,t k, 136
5. Thi,t k, h! th%ng lc sinh hc ngRp nc c% 9Xnh 138
6. Thi,t k, h! th%ng lc sinh hc ngRp nc di 9Hng 144
Mc lc
3
Ch,-ng III. KT QU) THyC NGHIM !NG NUÔI CÁ BI
fN BzNG
H TH%NG HOÀN L U L'C SINH H'C
147
I. Chlt l,mng n,6c ,-ng nuôi bsng b: lQc sinh hQc c_ q|nh
148
1. Giai 9on cá 1 – 10 ngày tuBi 148

2. Giai 9on cá 10 - 20 ngày tuBi 150
3. Giai 9on cá 20 - 30 ngày tuBi 151
4. Giai 9on cá 30 – 40 ngày tuBi 152
5. Giai 9on cá 40 – 50 ngày tuBi 154
II. Chlt l,mng n,6c ,-ng nuôi bsng b: lQc sinh hQc di qrng
156
1. Môi trCng nc 156
2. Hi!u qu* )ng nuôi 158
III. Hành vi các chlt dinh d,~ng và h•u c- trong h^ th_ng hoàn l,u lQc
sinh hQc
158
1. Hành vi các cht dinh d_ng khoáng 158
2. Hành vi các cht h7u c) tiêu hao oxy 161
IV. ánh giá hi^n trwng h^ vi sinh vGt trong h^ th_ng lQc sinh hQc hoàn l,u
162
1. Nguyên lý ca lc sinh hc 162
2. Kích hot lc sinh hc (break in) 165
3. K,t qu* phân tích vi sinh vRt trong các mau nc 167
4. K,t qu* phân tích các nhóm vi sinh vRt trong vRt li!u lc 170
V. Hi^u quo ,-ng nuôi cá gi_ng bsng h^ th_ng hoàn l,u l
Qc sinh hQc th€
nghi^m
172
1. Hi!u sut )ng nuôi 172
2. Hi!u qu* kinh t, 173
VI. ánh giá mô hình công ngh^ h^ th_ng hoàn l,u lQc sinh hQc
175
1. Các cht 9Hc trong nc lc sinh hc 175
2. Cht lng nc trong h! th%ng lc sinh hc 176
3. Vai trò ca vi sinh vRt 178

4. Các thông s% nFng lEc ca h! th%ng b lc sinh hc 179
Ch,-ng IV. QUY TRÌNH CÔNG NGH H TH%NG HOÀN L U L'C
SINH H'C PHC V CHO !NG NUÔI GI%NG CÁ BIfN
181
I. ThiBt kB và xây d<ng h^ th_ng lQc sinh hQc hoàn l,u
181
1. B lc sinh hc c% 9Xnh 182
2. B lc sinh hc di 9Hng 183
II. VGt li^u lQc sinh hQc
183
1. Vt liu lc á san hô 184
2. Vt liu lc á sét Zeolite 184
Nguyn c C (Ch biên)
4
III. H^ th_ng hoàn l,u lQc sinh hQc
185
1. B nuôi 185
2. S4c khí 186
IV. Quy trình ,-ng nuôi cá bi:n bsng h^ th_ng hoàn l,u lQc sinh hQc
187
1. Chu>n bX )ng nuôi 187
2. Ti,n hành )ng nuôi cá bin bcng h! th%ng hoàn lu lc sinh hc 188
V. Quon lý và vGn hành h^ th_ng hoàn l,u lQc sinh hQc
191
1. VRn hành h! th%ng 192
2. Qu*n lý cht lng nc 193
3. Qu*n lý )ng nuôi gi%ng cá bin 196
PHN III. KT QU) NGHIÊN C$U, C! S
 KHOA H'C
Kc THUdT, CÔNG NGH CDA H TH%NG HO

ÀN L U
L'C SINH H'C KHÉP KÍN 
jC ÁP DNG CHO S)N
XU+T GI%NG VÀ NUÔI TR5NG H)I S)N
2199
Ch,-ng I. KT QU) NGHIÊN C$U X[ LÝ N
C TH)I SAU NUÔI
CHO H TH%NG HOÀN L U L'C SINH H'C KHÉP KÍN
201
I. KBt quo nghiên c?u x€ lý n,6c thoi sau nuôi bsng quá trình quang
hmp cRa th<c vGt thRy sinh
201
1. Cht lng nc th*i sau nuôi 9H mu%i cao ca h! th%ng hoàn lu lc
sinh hc )ng nuôi cá Vc
201
2. K,t qu* xO lý quang hp bcng các thEc vRt thy sinh 204
3. Mánh giá chung 216
II. KBt quo nghiên c?u x€ lý n,6c bsng quá trình ƒn lQc cRa các lo
ài
thân mIm và qrng vGt phù du
217
1. XO lý bcng thân m<m Fn lc 217
2. XO lý bcng 9Hng vRt phù du Fn lc 220
3. Mánh giá chung 221
Ch,-ng II. ÁNH GIÁ CH+T L jNG N C CDA H TH%NG HO
ÀN
L U L'C SINH H'C KHÉP KÍN BzNG SINH S)N V
À
NUÔI MgT S% LOÀI SINH VdT BIfN
223

I. Mô hình thí nghi^m qánh giá chlt l,mng n,6c bsng sinh son 2 lo
ài
tôm bi:n
223
1. K,t qu* thí nghi!m 223
2. Mô hình thí nghi!m 9ánh giá tiêu chí cht lng nc 225
3. Mánh giá chung 227
II. ánh giá chlt l,mng n,6c bsng sinh son và ,-ng nuôi cua bi:n
228
1. Nuôi vg và cho 9h cua mi 228
Mc lc
5
2. jp nG cua mi ôm tr2ng 231
3. k)ng u trùng tl giai 9on Z
1
9,n Z
5
233
4. k)ng u trùng tl giai 9on Me sang C
1
235
5. Qu*n lý cht lng nc 236
6. Mánh giá hi!u qu* nghiên c2u 237
III. ánh giá chlt l,mng n,6c bsng sinh son và ,-ng nuôi cá bi:n
238
1. Ti,n hành thí nghi!m nuôi phát d4c cá b% mi 238
2. K,t qu* sinh s*n 2 loài cá bin 239
3. K,t qu* )ng nuôi u trùng hai loài cá bin bcng ngun nc tái sO
d4ng qua công ngh! xO lý hoàn lu khép kín
244

4. Mánh giá chung 250
IV. ánh giá chlt l,mng n,6c bsng nuôi th€ nghi^m cá conh bi:n
251
1. K,t qu* thí nghi!m sau quá trình thun d_ng cá 251
2. K,t qu* thí nghi!m trong quá trình theo dõi tFng trGng 257
3. Mánh giá chung 266
Ch,-ng III. MÔ HÌNH X[ LÝ N C CDA H TH%NG HOÀN L U
L'C SINH H'C KHÉP KÍN PHC V S)N XU+T GI%NG
VÀ NUÔI H)I S)N TRÊN D)I VEN BIfN VIT NAM
267
I. Các c- s† khoa hQc xây d<ng mô hình công ngh^
267
1. Nhu cu ngun nc ca mHt tri s*n xut gi%ng tôm bin 267
2. Công ngh! s*n xut ngun nc bin 9H mu%i cao (28-30‰) 269
3. Công ngh! h! th%ng hoàn lu lc sinh hc 269
4. Công ngh! xO lý nc th*i sau nuôi bcng quá trình quang hp 271
5. Công ngh! xO lý thân m<m và 9Hng vRt phù du Fn lc 272
II. Mô hình công ngh^ h^ th_ng hoàn l,u lQc sinh hQc khép kín
273
1. S) 9 mô hình h! th%ng hoàn lu 273
2. Các thông s% kp thuRt ca mô hình 274
3. Ch2c nFng các h! th%ng ca mô hình 275
4. Công sut h! th%ng 281
5. Thi,t bX, vRt t và nhân lEc vRn hành 282
6. Hch toán tài chính 283
Ch,-ng IV. QU)N LÝ D‡CH BNH H)I S)N  jC NUÔI TRONG H
TH%NG HOÀN L U L'C SINH H'C KHÉP KÍN
287
I. Các nguyên nhân gây b^nh trong h^ th_ng b: nuôi
287

1. Ngun nc cp 287
Nguyn c C (Ch biên)
6
2. Ngun cá b% mi và con gi%ng 9c nuôi 288
3. Ngun th2c Fn 288
4. VRn hành qu*n lý cht lng nc ca h! th%ng nuôi 288
II. Quon lý vGn hành h^ th_ng q: ki:m soát d|ch b^nh
289
1. Qu*n lý s2c khqe cá 289
2. SE biu hi!n ca b!nh cá trong nuôi trng thy s*n 290
3. Xác 9Xnh các du hi!u khi cá nhiQm b!nh 290
4. Các bi!n pháp xO lý khi cá mrc b!nh 290
III. Mrt s_ lowi b^nh nguy hi:m trên các q_i t,mng nuôi
291
1. Các b!nh truy<n nhiQm 291
2. Các b!nh không truy<n nhiQm 292
IV. B^nh trùng lông (Cryptocaryon irritans) khi nuôi cá conh bi:n
293
1. Vòng 9Ci phát trin ký sinh trùng lông 293
2. Ph)ng th2c lan truy<n 297
3. Nguyên nhân gây ch,t cá 297
4. Ch>n 9oán b!nh 298
5. Ph)ng pháp phòng b!nh 299
6. Ph)ng pháp xO lý b!nh 299
KT LUdN VÀ KHUYN NGH‡
303
1. K,t luRn 303
2. Khuy,n nghX 305
TÀI LIU THAM KH)O
307

PH LC )NH
313
7
LI GII THIU
B SÁCH CHUYÊN KHO V BIN, O VIT NAM
Vit Nam là mt quc gia bin, có vùng bin ch quyn rng kho ng mt triu
kilômét vuông, #$%ng b% bin tr i dài h'n 3.260 km b% bin, mt h thng # o ven b%
và vùng kh'i chi.m mt v/ trí c1c k2 quan tr3ng v m4t an ninh quc phòng c7ng nh$
kinh t xã hi ca #;t n$<c. Chin l c Bin Vit Nam ti nm 2020 #$=c > ng và
Nhà n$<c ta xây d1ng, #ã xác #/nh nhAng nhim vB chi.n l$=c ph i hoàn thành, nhCm
khDng #/nh ch quyn Quc gia trên bin, phát trin kinh t. bin, khoa h3c công ngh
bin, #$a n$<c ta trG thành mt Quc gia mHnh v bin, phù h=p v<i xu th. khai thác
#Hi d$'ng ca th. gi<i trong th. kI XXI. Vic th1c hin có k.t qu các nhim vB trên,
ph i d1a trên mt c' sG khoa h3c, kM thuNt #Oy #, vAng chPc v #iu kin t1 nhiên,
sinh thái môi tr$%ng và tim nQng tài nguyên thiên nhiên bin ca n$<c ta.
Công cuc #iu tra nghiên cSu bin G n$<c ta #ã #$=c bPt #Ou tT nhAng nQm 20
ca th. kI tr$<c, song ph i t<i giai #oHn tT 1954, và nh;t là sau nQm 1975, khi chi.n
tranh k.t thúc, #;t n$<c thng nh;t, hoHt #ng #iu tra nghiên cSu bin n$<c ta m<i
#$=c #Zy mHnh, nhiu Ch$'ng trình c;p Nhà n$<c, các > án, > tài G các Ngành, các
#/a ph$'ng ven bin m<i #$=c trin khai. Qua #ó, các k.t qu nghiên cSu #ã #$=c công
b, #áp Sng mt phOn yêu cOu t$ liu v bin, c7ng nh$ góp phOn vào vic th1c hin các
nhim vB b o # m an ninh quc phòng bin, các hoHt #ng khai thác, qu n lý, b o v tài
nguyên môi tr$%ng bin trong giai #oHn vTa qua. Tuy nhiên, các nhim vB l<n ca
Chin lc Bin Vit Nam ti nm 2020 #ang #4t ra nhiu yêu cOu c;p bách và to l<n
v t$ liu bin n$<c ta. > góp phOn #áp Sng nhu cOu trên, Nhà Xu;t b n Khoa h3c t1
nhiên và Công ngh - Vin Khoa h3c và Công ngh Vit Nam #ã t_ chSc biên soHn và
xu;t b n b sách Chuyên kh o v Bin, > o Vit Nam. Vic biên soHn b sách này d1a
trên các k.t qu #ã có tT vic th1c hin các Ch$'ng trình #iu tra nghiên cSu bin c;p
Nhà n$<c do Vin Khoa h3c và Công ngh Vit Nam ch trì trong nhiu nQm, c7ng nh$
các k.t qu nghiên cSu G các Ngành trong th%i gian qua. B sách #$=c xu;t b n gam

nhiu lbnh v1c:
- Khoa h3c Công ngh bin
- Khí t$=ng ThuI vQn >ng l1c bin
- >/a lý, >/a mHo, >/a ch;t bin
- Sinh h3c, Sinh thái, Môi tr$%ng bin
Nguyn c C (Ch biên)
8
- >a dHng sinh h3c và B o tan thiên nhiên bin
- Tài nguyên thiên nhiên bin
- và các lbnh v1c khác.
> # m b o ch;t l$=ng các ;n phZm, vic biên soHn và xu;t b n #$=c ti.n hành
nghiêm túc qua các b$<c tuyn ch3n G Hi #ang xu;t b n và b$<c thZm #/nh ca các
chuyên gia chuyên ngành có trình #. Trong các nQm 2008 và 2009, Nhà n$<c #4t
hàng (thông qua CBc xu;t b n – B Thông tin và Truyn thông) cùng v<i s1 hk tr=
kinh phí biên soHn ca Vin Khoa h3c và Công ngh Vit Nam, Nhà xu;t b n Khoa
h3c t1 nhiên và Công ngh #ã t_ chSc biên soHn và xu;t b n #$=c 10 cun #Ou tiên
ca B Chuyên kh o này. Công vic biên soHn và xu;t b n B sách hin vln #$=c ti.p
tBc trong nQm 2010.
> mBc tiêu trên #Ht k.t qu tt, Nhà xu;t b n Khoa h3c t1 nhiên và Công ngh
r;t mong nhNn #$=c s1 h$Gng Sng rng rãi ca các nhà khoa h3c thuc các lbnh v1c
khoa h3c công ngh bin trong c n$<c cùng tham gia biên soHn và xu;t b n B sách
Chuyên kh o v Bin, > o Vit Nam, k/p th%i #áp Sng nhu cOu t$ liu bin hin nay
cho công tác nghiên cSu, #ào tHo và phBc vB yêu cOu các nhim vB b o v ch quyn
Quc gia trên bin, #ang th%i phát trin kinh t., khoa h3c công ngh bin và qu n lý tài
nguyên, môi tr$%ng bin, góp phOn thi.t th1c vào vic th1c hin Chin lc Bin Vit
Nam ti nm 2020 ca > ng và Nhà n$<c, c7ng nh$ các nQm ti.p theo.

Nhà xu!t b$n
Khoa h(c t* nhiên và Công ngh0
9

DANH MC CH VI T TT
STT Vit tt Vit y 
1 Â. T u trùng
2 BOD
5
Tiêu hao ôxy sinh hc trong 5 ngày
3 B. !u B"t !u
4 C
1
- C
5
Giai o'n cua con 1 ngày tu(i )n cua con 5 ngày tu(i.
5 COD Tiêu hao ôxy hoá hc
6 DO Hàm l/0ng oxy hoà tan trong n/1c
7 3. v5 36n v5
8 GHCP Gi1i h'n cho phép
9 Gr Gram
10 HTHLLSHKK H? th@ng hoàn l/u lc sinh hc khép kín
11 H. suCt Hi?u suCt
12 K. thúc K)t thúc
13 Ppm Parts per million (ph!n tri?u)
14 Max Giá tr5 l1n nhCt
15 Me Megalopa
16 Min Giá tr5 nhI nhCt
17 nnk NhKng ng/Li khác
18 N Nauplius
19 PL Postlava
20 S.kh@i tMo Sinh kh@i tMo
21 SSST3 sNc sinh sMn t/6ng @i
22 TACN ThNc Pn công nghi?p

23 Tb T) bào
Nguyn c C (Ch biên)
10
24 Tr. bình Trung bình
25 TCCP Tiêu chuSn cho phép
26 TCLSH Tiêu chuSn lc sinh hc
27 TCVN Tiêu chuSn Vi?t Nam
28 Th. s@ Thông s@
29 TN Thí nghi?m
30 TT ThN tU
31 VN3 Vi?t Nam Vng
32 Z Zoea

11
M U
Vit Nam có i b bin dài trên 3.200 km vi nhiu vùng c!a sông và v$ng v%nh
ven b r'ng ln và các h sinh thái ven b r*t a d+ng. ,ây là iu kin thu/n l0i cho
phát trin ngh nuôi tr3ng h4i s4n bao g3m c4 giáp xác, nhuy7n th và các loài cá bin
có giá tr%. Hin nay, các c9 s: s4n xu*t gi;ng h4i s4n trong n<c mi s4n xu*t và áp
=ng <0c kho4ng 10 – 50% nhu cAu con gi;ng trong n<c, nhiu loài cá quý hiDm có
giá tr% kinh tD Ec bit cao và òi hGi ch*t l<0ng môi tr<ng s;ng khHt khe nh< cá SJ
vây vàng (Otolithoides biauritus) và cá c4nh bin cAn <0c nuôi phKc h3i bLng h th;ng
hoàn l<u lMc sinh hMc khép kín (Close Biofilter Recirculation Systerm). ,3ng thi có c9
s: khoa hMc cho phát trin nuôi cá c4nh bin trong các h th;ng b4o tàng, các khu tr<ng
bày công c'ng (Aquarium).
Công ngh x! lý n<c bin phKc vK s4n su*t gi;ng h4i s4n hin nay hoàn toàn là
công ngh h: (Open). NghQa là s! dKng n<c trRc tiDp sau khi x! lý cung c*p cho s4n
xu*t và n<c th4i sau nuôi <0c th4i trRc tiDp ra môi tr<ng xung quanh. Mô hình này
c$ng ang áp dKng cho hàng nghìn tr+i s4n xu*t gi;ng tôm, cua và cá bin trong c4
n<c. Vì v/y, các ch*t ô nhi7m và mAm bnh tU các tr+i s4n xu*t gi;ng h4i s4n ã và

ang gây ô nhi7m, lan truyn d%ch bnh r*t nghiêm trMng vào ngu3n l0i thuW s4n tR
nhiên. Trên thD gii các tr+i s4n xu*t gi;ng cá u áp dKng công ngh hoá hMc, sinh hMc
(Boy C. E., 1992; Smith M., 2003…) x! lý n<c th4i sau nuôi t+o thành chu trình khép
kín (Close) tái s! dKng ngu3n n<c. Khi s! dKng công ngh này n<c th4i sau nuôi luôn
tR làm s+ch và lo+i trU các ch*t ô nhi7m, b4o 4m ch*t l<0ng cho s4n xu*t gi;ng và nuôi
th<9ng pham.
Nghiên c=u áp dKng <0c công ngh x! lý n<c bin bLng h th;ng hoàn l<u
khép kín cho các tr+i gi;ng sb áp =ng <0c nhu cAu phát trin s4n xu*t gi;ng tôm, cua,
cá bin trên các vùng c!a sông n<c l0 và các vùng sinh thái khác nhau. ,ây là công
ngh r*t quan trMng ;i vi lQnh vRc s4n xu*t gi;ng các loài h4i s4n  tái s! dKng
ngu3n n<c và t+o iu kin s4n xu*t con gi;ng vi s; l<0ng ln. H9n nca, trên các
vùng c!a sông n<c l0 có ngu3n th=c dn t<9i s;ng tR nhiên r*t có giá tr%, a d+ng và
sinh kh;i cao nh< Rotifer, Copepoda… ,ây là iu kin thu/n l0i và quan trMng nh*t
cho s4n xu*t gi;ng thuW s4n vi các vùng sinh thái a d+ng cJa n<c ta và áp =ng nhu
cAu con gi;ng t+i che cho các c9 s: nuôi tr3ng h4i s4n.
Vin Tài nguyên và Môi tr<ng Bin b<c Au ã nghiên c=u công ngh x! lý
n<c th4i sau nuôi bLng màng lMc sinh hMc dính bám trên v/t liu lMc áp dKng cho s4n
Nguyn c C (Ch biên)
12
xu*t cá Giò, cá H3ng Mg và cá Song ch*m nâu +t hiu qu4 cao trên vùng c!a sông n<c
l0 H4i Phòng. Vì v/y, nghiên c=u xây dRng mô hình công ngh lMc sinh hMc phKc vK s4n
xu*t và <9ng nuôi gi;ng m't s; loài h4i s4n có giá tr% kinh tD cao và quý hiDm phù h0p
các vùng sinh thái Vit Nam là có c9 s: khoa hMc và thRc ti7n. ,ây c$ng là mô hình công
ngh hDt s=c quan trMng, cAn thiDt và c*p bách  phát trin kinh tD nuôi tr3ng thuW s4n
bn vcng cJa n<c tr<c s=c ép ngày càng c+n kit tài nguyên *t và ngu3n n<c.
Công ngh nuôi tr3ng h4i s4n bLng h th;ng khép kín không thay n<c b<c Au
ã <0c nghiên c=u và áp dKng cho nuôi tôm bin t+i Tr+m Quý Kim thu'c Vin
Nghiên c=u nuôi tr3ng thuW s4n I. Tuy nhiên, kDt qu4 nghiên c=u mi dUng : b<c x! lý
n<c th4i sau nuôi bLng h th;ng ao lHng và quang h0p cJa các loài rong vi t4o bin,
gây lãng phí r*t ln din tích ao nuôi cho x! lý n<c. Công ngh nuôi tr3ng, s4n xu*t

gi;ng h4i s4n bLng h th;ng hoàn l<u lMc sinh hMc, h+n chD thay n<c ã <0c Vin Tài
nguyên Môi tr<ng Bin quan tâm nghiên c=u trong thi gian gAn ây. Công ngh lMc
sinh hMc là m't phAn quan trMng cJa h th;ng ã <0c áp dKng th! nghim +t kDt qu4
t;t và ang <0c trin khai áp dKng cho m't s; tr+i gi;ng h4i s4n trong n<c. Tuy
nhiên, các công trình nghiên c=u này mi chk dUng l+i : công ngh lMc sinh hMc, h+n
chD thay n<c mà ch<a th áp dKng cho s4n xu*t gi;ng và nuôi t*t c4 các loài h4i s4n
nh< tôm, cua, cá bin, k c4 các loài quý hiDm trên các vùng sinh thái. Nh< v/y, h
th;ng hoàn l<u lMc sinh hMc khép kín không thay n<c cho s4n xu*t gi;ng và nuôi tr3ng
h4i s4n : n<c ta vln ch<a <0c nghiên c=u  <a ra quy trình công ngh áp dKng cho
s4n xu*t thRc nghim. Các nghiên c=u trong n<c b<c Au có liên quan là c9 s: khoa
hMc kh4 thi cho nghiên c=u trin khai và áp dKng <0c công ngh này.
Trên thD gii, nuôi tr3ng và s4n xu*t gi;ng h4i s4n ngày càng phát trin cao, công
ngh x! lý n<c càng <0c chú trMng, trong ó h th;ng hoàn l<u khép kín không thay
n<c óng vai trò quan trMng nh*t. Trung tâm nuôi tr3ng h4i s4n : min nam n<c Mg
(SARN) ã áp dKng thành công h th;ng này trong 30 ndm qua cho s4n xu*t gi;ng và
nuôi tr3ng h4i s4n vi s4n l<0ng chiDm 50% th% tr<ng n<c Mg. H th;ng hoàn l<u
khép kín không thay n<c ang ho+t 'ng hin nay : Vin Nghiên c=u cá bin (IFM)
t+i Schleswig-Holstein cJa C'ng hoà Liên bang ,=c <0c cho rLng ã +t <0c nhcng
tiDn b' ln v công ngh. Các ho+t 'ng nghiên c=u v h th;ng hoàn l<u khép kín này
ã <0c thRc hin trong 25 ndm, h<ng trRc tiDp vào nuôi các loài cá có giá tr% kinh tD
cao, gi4i quyDt <0c cân bLng môi tr<ng và v/t ch*t trong h th;ng nuôi n<c mEn. T+i
Úc, các tác gi4 B. Jones và P. Preston : tr<ng ,+i hMc New Brunswisk ndm 1999 ã s!
dKng h th;ng hoàn l<u khép kín s! dKng loài hAu á (Sydney rock oyster - Saccostrea
commercialis)  lMc n<c th4i ao nuôi tôm he Nh/t B4n (Penaeus japonicus), h th;ng
này ã kim soát <0c ch*t l<0ng n<c liên tKc trong 18 tuAn, kim soát <0c d%ch bnh
và s4n l<0ng thu ho+ch r*t cao.
Li nói u
13
Hin nay, mô hình công ngh này ã <0c áp dKng phw biDn trên thD gii phKc
vK cho nuôi sinh v/t c4nh bin. Các mô hình công ngh r* t a d+ng, tùy theo các vùng

sinh thái và iu kin kinh tD cJa mei n<c song nó bao g3m các b< c công ngh c9
b4n sau:
+ Công ngh lMc sinh hMc bLng màng lMc sinh hMc dính bám trên v/t liu lMc, n<c
th4i <0c x! lý hoàn l<u, tái s! dKng trong m't thi gian nh*t %nh sb th4i ra
ngoài và thay n<c mi.
+ Công ngh x! lý n<c th4i bLng các loài t4o 9n bào hoEc a bào nh quá trình
quang h0p tR làm s+ch n<c, sau ó <0c tái s! dKng tr: l+i cho h th;ng nuôi.
+ Công ngh lMc n<c bLng các loài thân mm (HAu, Vym )  dn lMc các ch*t th4i
hcu c9 và các loài t4o 9n bào có sinh kh;i cao sinh ra tU quá trình quang h0p tR
làm s+ch n<c.
+ Công ngh x! lý n<c bLng các b, ao Am vi *t ng/p n<c bin nhân t+o (Articfical
wetland), sau khi <0c làm s+ch n<c sb < 0c c*p tr: l+i h th;ng nuôi.
+ Công ngh x! lý lMc c9 hMc và vô trùng bLng hoá ch*t, tia cRc tím, ôxy hoá bLng
khí ozôn tr<c khi c*p tr: l+i h th;ng nuôi.
Các b<c công ngh k trên <0c thiDt kD thành h th;ng liên hoàn khép kín tái
s! dKng ngu3n n<c phKc vK s4n xu*t gi;ng và nuôi tr3ng h4i s4n không thay n<c. H
th;ng ó ph4i luôn b4o 4m và duy trì ch*t l<0ng n<c t;t cho quá trình s4n xu*t +t
hiu qu4 cao, kim soát <0c d%ch bnh.
Cu;n sách <0c biên so+n dRa trên kDt qu4 nghiên c=u các tài liu v khoa hMc và
công ngh cJa h th;ng hoàn l<u lMc sinh hMc khép kín ã <0c nghiên c=u và áp dKng
thành công trên thD gi i và các kDt qu4 nghiên c=u trong n<c cJa Vin Tài nguyên và
Môi tr<ng Bin g3m hai  tài c*p Vin Khoa hMc và Công ngh Vit Nam: “Nghiên
cu, xây dng quy trình công ngh môi trng x lý nc bng h th ng hoàn lu
l#c sinh h#c khép kín, )* s+n xu,t gi ng h+i s+n s-ch bnh )-t ch,t l.ng cao, ph0c
v0 phát tri*n nuôi tr3ng h+i s+n ven b bi*n Vit Nam” và “Nghiên cu xây dng
quy trình công ngh h th ng hoàn lu l#c sinh h#c ph0c v0 8ng nuôi cá bi*n” do
chính tác gi4 là chJ nhim  tài.
N'i dung cJa cu;n sách sb trình bày twng quan công ngh x! lý môi tr<ng n<c
bin phKc vK cho s4n xu*t gi;ng h4i s4n và nuôi m't s; loài h4i s4n có giá tr% kinh tD cao
trên thD gii và trong n<c nhLm mKc tiêu:

- Xây dRng quy trình công ngh h th;ng hoàn l<u lMc sinh hMc khép kín tái x! lý
n<c cho s4n xu*t gi;ng và nuôi tr3ng h4i s4n bLng các v/t t<, thiDt b% trong n<c phù
h0p vi iu kin kinh tD - xã h'i Vit Nam.
- Áp dKng quy trình công ngh h th;ng hoàn l<u lMc sinh hMc khép kín cho s4n
xu*t gi;ng tôm, cua, cá bin và nuôi cá c4nh bin s+ch bnh +t ch*t l<0ng t;t và ndng
su*t cao.
Nguyn c C (Ch biên)
14
Cu;n sách sb là tài liu tham kh4o có giá tr% t;t cho các cán b' kg thu/t ang trRc
tiDp s4n xu*t gi;ng và nuôi tr3ng h4i s4n, cho giáo viên gi4ng d+y và sinh viên ang hMc
v chuyên ngành thJy s4n. ,ây là m't h th;ng công ngh mi mà thD gii m i áp dKng
kho4ng 30 ndm qua và n<c ta mi b<c Au <0c nghiên c=u và tiDp c/n. Do v/ y, các
tài liu và kDt qu4 nghiên c=u mà tác gi4 trình bày chHc chHn không tránh khGi các thiDu
sót, r*t mong 'c gi4 góp ý cho lAn tái b4n sau <0c hoàn thin h9n.
KDt qu4 nghiên c=u v công ngh H th;ng hoàn l<u lMc sinh hMc khép kín t+i
Vit Nam <0c thRc hin b:i t/p th cán b' nghiên c=u khoa hMc Tr+m bin ,3 S9n kDt
h0p vi các cán b' nghiên c=u cJa Vin Tài nguyên và Môi tr<ng Bin, thi gian thRc
hin chJ yDu trong hai ndm 2005 và 2008. Chúng tôi xin bày tG lòng biDt 9n Dn Vin
Khoa hMc và Công ngh Vit Nam, Vin Tài nguyên và Môi tr<ng Bin ã t+o mMi
iu kin thu/n l0 i cho t/p th khoa hMc khi trin khai biên so+n cu;n sách này. Nhân
ây chúng tôi c$ng xin cám 9n các c9 quan và các cán b' khoa hMc cJa Trung tâm
gi;ng h4i s4n min BHc thu'c Vin Nghiên c=u Nuôi tr3ng ThuW s4n I ã có nhiu góp
ý v trin khai nghiên c=u trong thRc ti7n s4n xu*t gi;ng và nuôi tr3ng h4i s4n.
Các tác gi
303
KT LUN VÀ KHUYN NGH
1. Kt lun
1) H thng hoàn lu lc sinh hc x lý nc thi cho nuôi trng hi sn trên th
gii ã "c áp d&ng trong g'n 30 n(m qua và phát tri-n m.nh h/n 10 n(m g'n ây.
Nhng 4 Vit Nam, lc sinh hc bc 'u mi "c th nghim cho m8t s c/ s4

nghiên c9u b:ng các thit b; nh<p t= nc ngoài cha "c áp d&ng vào sn xu>t. Nhu
c'u áp d&ng lc sinh hc cho sn xu>t ging cá bi-n và nuôi cá cnh bi-n c?a nc ta
ang có nhu c'u r>t to ln. Áp d&ng lc sinh hc vào sn su>t ging thuB sn không
nhDng t.o iEu kin phát tri-n sn xu>t ? ngun ging còn x lý tt nc thi sau nuôi
bo v môi trGng xung quanh. Ngun ging hi sn "c sn xu>t b:ng lc sinh hc sH
em l.i con ging khoJ, s.ch bnh t.o iEu kin phát tri-n kinh t ngành hi sn hin
nay và t/ng lai.
2) DMa trên kt qu nghiên c9u và phân tích các ki-u lo.i lc sinh hc ang "c
s d&ng cho nuôi trng thuB sn trên th gii. Oã lMa chn ki-u lo.i lc sinh hc ng<p
nc và áp d&ng cho sn su>t th ging cá Giò. Oây là loài cá giá tr; ang có nhu c'u
ln cho phát tri-n nghE nuôi cá lng trên các vùng bi-n ven bG Vit Nam. T= kt qu
th nghim em l.i hiu qu cao ã a ra mô hình lc sinh hc ng<p nc cho nuôi cá
bi-n phù h"p vi iEu kin kinh t, xã h8i và môi trGng nhit i c?a nc ta.
- Mô hình lc sinh hc ng<p nc c ;nh "c thit k xây ng'm di >t, iEu
hoà nhit 8 nc b:ng ;a nhit. B- lc có d.ng m/ng oxy hoá kéo dài hình chD nh<t
bao gm bn ng(n, trong ó có ba ng(n ch9a v<t liu lc và m8t ng(n ch9a nc sau
lc. Ong thGi mô hình lc sinh hc ng<p nc di 8ng ph&c v& cho nuôi cá cnh bi-n
thit k t/ng tM mô hình c ;nh. Có hai ki-u lc di 8ng: nu ti l"ng ln c 4 ng(n
lc Eu ch9a v<t liu lc và ti l"ng nh[ ch\ ch9a v<t liu lc 3 ng(n còn 1 ng(n ch9a
nc sau lc.
- V<t liu lc "c s d&ng b:ng á san hô d.ng cành vi tit din bE m]t riêng khá
ln khong 200 - 350m
2
/m
3
, 8 r`ng trung bình 50% và bE m]t thu<n l"i cho phát tri-n
màng lc sinh hc. Ngoài ra ã nghiên c9u th nghim thành công v<t liu lc sinh hc
mi b:ng sét Zeolite. V<t liu này có tit din bE m]t riêng ln 250 - 450m
2
/m

3
, 8 r`ng
trung bình 50% và bE m]t thu<n l"i cho phát tri-n màng lc sinh hc vi các ch?ng vi
khucn có l"i tt h/n san hô.
3) Kt qu nghiên c9u ã xây dMng m8t h thng hoàn lu lc sinh hc hoàn thin
b:ng các v<t liu, thit b; hoàn toàn trong nc. B:ng mô hình h thng này giá xây
dMng th>p, de s d&ng và v<n hành, chi phí cho sn xu>t /ng nuôi ging cá bi-n không
cao. Mô hình h thng lc sinh hc ã "c v<n hành th nghim nghiên c9u /ng nuôi
ging cá Giò .t hiu qu tt t.i Tr.i ging Ngc Hi - O S/n - Hi Phòng.
Nguyn c C (Ch biên)
304
- Ch>t l"ng nc c?a h thng "c duy trì r>t tt trong c m8t v& sn xu>t t=
ti l"ng v<t ch>t th>p n ti l"ng v<t ch>t cao. Các thông s ch>t l"ng nc
BOD
5
, COD, NH
4
+
, NO
2
-
luôn 4 di gii h.n cho phép không làm nh h4ng n
s9c khoJ cá.
- B- lc có các ch?ng vi khucn có l"i phát tri-n sinh khi cao trên màng lc sinh
hc c?a c hai lo.i v<t liu lc bao gm các nhóm: Vi khucn hiu khí, ym khí, Nitrat
hoá và phn nitrat hoá. Không có các nhóm vi sinh có h.i nh: n>m men, n>m mc, x.
khucn và Vibrio spp, Coliform tjng s. Tuy nhiên có xu>t hin nhóm vi khucn có h.i
kh sulphat trong v<t liu lc b:ng á san hô, nhng sinh khi th>p không nh h4ng
n ch>t l"ng nc. Oây ckng là nh"c i-m quan trng c'n chú ý khi s d&ng v<t liu
lc b:ng á san hô.

- Các thông s km thu<t vE ch9c n(ng lc sinh hc .t "c vE ti l"ng v<t ch>t,
ti l"ng thuB lMc và hiu su>t lc s.ch c?a BOD
5
, COD, NH
4
+
, NO
2
-
r>t cao .t tiêu
chucn quc t.
- Hiu qu /ng nuôi ging cá Giò .t m<t 8 1.400 con/m
3
4 giai o.n cá ging
kích thc 10 - 12cm. Hiu su>t sng .t 7,2% g>p g'n 2 l'n vi mô hình nuôi thí nghim
không áp d&ng lc sinh hc và g>p khong 7 l'n so vi hin tr.ng sn xu>t /ng nuôi c?a
các tr.i ging hin nay.
4) Kt qu nghiên c9u ã a ra quy trình công ngh lc sinh hc cho /ng nuôi
cá bi-n. Quy trình ã hng dpn t= xây dMng lc sinh hc, km thu<t /ng nuôi, v<n hành
và qun lý h thng. B:ng quy trình công ngh lc sinh hc ã "c nghiên c9u qua
thMc nghim là có ? c/ s4 khoa hc và thMc tien áp d&ng cho sn xu>t ging cá bi-n
c?a nc ta. Oây ckng là quy trình công ngh lc sinh hc cho nuôi trng thuB sn 'u
tiên "c nghiên c9u hoàn toàn s d&ng nguyên liu, v<t t và thit b; trong nc. Vì
v<y, hy vng quy trình này sH "c nghiên c9u áp d&ng tri-n khai góp ph'n phát tri-n
kinh t c?a ngành thuB sn trên toàn quc.
5) DMa trên kt qu nghiên c9u mi nh>t c?a th gii, ã lMa chn "c mô hình
thit k và th nghim thành công h thng hoàn lu lc sinh hc h.n ch thay nc b:ng
hai lo.i v<t liu lc là á san hô cht và á sét Zeolite có din tích riêng bE m]t 270m
2
, 8

r`ng thoát nc 50%. H thng lc sinh hc .t hiu su>t lc s.ch các ch>t ô nhiem hDu
c/ và dinh dqng khoáng 50% khi nc thi i qua h thng, ti l"ng thuB lMc .t
50m
3
/m
3
v<t liu lc/ngày và ti l"ng v<t ch>t lo.i tr= các ch>t hDu c/ hoà tan
146g/m
3
/ngày. Các ch?ng vi khucn có trong b- lc Eu là các ch?ng vi khucn thoáng khí
và không có các vi sinh v<t gây bnh cho >u trùng trong các b- /ng nuôi ging hi sn.
6) Nghiên c9u hoàn thin tip theo vE h thng hoàn lu lc sinh hc khép kín
"c dMa trên nguyên lý khoa hc vE h sinh thái bi-n. Nc thi sau nuôi "c x lý
b:ng hai loài vi to và hai loài rong bi-n khá phj bin trong vùng nc l" ven bi-n Vit
Nam .t hiu qu r>t cao. Hiu su>t lc s.ch các dinh dqng khoáng và các nguyên t
vi l"ng .t 50 - 90% trong 5 ngày, ng thGi, l<p l.i cân b:ng các ion c?a Ca
2+
và
Kt lun và khuyn ngh
305
Mg
2+
ckng nh không làm thay ji cân b:ng ion nhóm nguyên t halogen, làm t(ng cao
ch>t l"ng nc. Quá trình này ã lo.i tr= h'u ht các ch>t ô nhiem trong nc thi sau
nuôi và là c/ s4 quan trng cho tái s d&ng l.i ngun nc m]n cao cho các tr.i ging
trên các vùng nc l".
7) S d&ng các loài thân mEm và luân trùng (n lc to - tip t&c x lý nc thi có
ch>t l"ng tt h/n. Quá trình ó ã tiêu th&, gim bt hàm l"ng ion Ca
2+
, gii phóng các

ion halogen Br
-
, F
-
, I
-
, nc thi sau nuôi "c x lý có ch>t l"ng t/ng tM nh nc
bi-n tM nhiên.
8) Nc thi sau nuôi "c x lý a vào ánh giá ch>t l"ng nc b:ng cách
sinh sn, /ng nuôi và nuôi m8t s loài hi sn có giá tr; kinh t cao và r>t nh<y cm vi
môi trGng. Kt qu th nghim cho sinh sn, /ng nuôi >u trùng tôm, cua, cá bi-n và
cá cnh bi-n ã .t "c giá tr; r>t tt t/ng tM nh khi s d&ng nc bi-n tM nhiên.
9) Kt qu nghiên c9u ã xây dMng "c mô hình x lý nc b:ng h thng hoàn lu
lc sinh hc khép kín ph&c v& sn xu>t ging tôm, cua, cá bi-n và nuôi cá cnh bi-n trên
vùng ca sông nc vùng ven bi-n Viêt Nam. Mô hình công ngh không thay nc trong
c m8t n(m sn xu>t ging tôm, cua và cá bi-n cho m8t tr.i sn su>t vi công su>t x lý .t
trên 50m
3
/ngày áp 9ng ? cho m8t tr.i sn xu>t ging hi sn có th- tích nc /ng nuôi
300m
3
. Mô hình công ngh này ckng có th- áp d&ng vào sn xu>t ging tôm, cua, cá bi-n
và nuôi sinh v<t cnh bi-n t.i t>t c các vùng ven bi-n vi chi phí 'u t khong 500 triu
ng t/ng /ng vi 32.000USD. Kh n(ng thu hi vn 'u t t= tit kim tiEn mua
ngun nc m]n cao ch\ khong g'n 4 n(m, nhng n(ng su>t nuôi ít nh>t g>p 5 l'n so vi
nuôi b:ng bin pháp thay nc ;nh kx ho]c nuôi b:ng nc chy liên t&c.
2. Khuyn ngh
1) Mô hình công ngh h thng hoàn lu lc sinh hc khép kín mi ch\ là nghiên
c9u th nghim c'n "c tri-n khai 9ng d&ng - xây dMng các quy trình sn xu>t ging
tôm, cua, cá bi-n và sinh v<t cnh bi-n b:ng h thng hoàn lu lc sinh hc khép kín.

Oây thMc sM là công ngh mi vi nhiEu l"i th - bo v môi trGng và nuôi trng th?y
sn s.ch bnh .t n(ng su>t cao. Oây ckng là công ngh s.ch c?a t/ng lai cho nuôi
trng th?y sn trên th gii mà nc ta c'n phi nghiên c9u tri-n khai trc s9c ép vE
c.n kit tài nguyên >t và ngun nc.
2) Kt qu nghiên c9u mi "c th nghim thành công cha i vào sn su>t nên
vpn còn h.n ch vE hiu qu thMc t sn xu>t. Trong quá trình nghiên c9u ã áp d&ng h
thng vào sn su>t ging tôm, cua và cá bi-n, tuy nhiên c'n nghiên c9u hoàn thin mô
hình cho phù h"p vi các vùng sinh thái ckng nh iEu ch\nh các h thng x lý cho
phù h"p và .t "c hiu qu cao nh>t.

15
Phn I
TNG QUAN VÀ PHNG PHÁP NGHIÊN CU
ÁP DNG H THNG HOÀN LU LC SINH HC
VÀO SN XU!T GING HI SN
H thng hoàn lu lc sinh hc khép kín là công ngh rt mi c áp d!ng cho
nuôi tr"ng th#y s%n nói chung và nuôi tr"ng h%i s%n nói riêng. *ây là h thng công
ngh cao d-a trên các nguyên lý khoa hc c# a sinh thái bi0 n v1 các quá trình sinh hóa
hc t- làm s4ch môi tr5ng nc vi tc 6 cao và n7ng sut ln. Phn I bao g"m 3
ch9ng: Chng I trình bày trình bày t:ng quan v1 H thng lc sinh hc hoàn lu
khép kín ph!c v! cho nuôi tr"ng h%i s%n. Chng II trình bày v1 hành vi và sinh lý
c#a vi khu;n Nit9 hóa trong h thng hoàn lu l c sinh hc. Chng III trình bày các
ph9ng pháp nghiên c=u và áp d!ng th> nghim v1 h thng hoàn lu lc sinh hc
khép kín.
- T:ng quan v1 H thng lc sinh hc hoàn lu khép kín ph!c v! cho nuôi tr"ng
h%i s%n sA cung cp khá khái quát c nhBng thông tin c9 b%n v1 h thng hoàn lu lc
sinh hc khép kín. Trc hCt là b%n cht c#a nc bi0n t- nhiên vi các thành phDn hóa
hc và các i1u kin môi tr5ng mà sinh vEt bi0n ã sng, thích nghi theo môi tr5ng
sinh thái bi0n. Các loài sinh vEt bi0n ã phát sinh, phát tri0n theo lJch s> tiCn hóa c#a Trái
t c di truy1n và tEp tính t"n t4i tK xa xa cho Cn nay theo cht lng c#a môi

tr5ng c#a nc bi0n t- nhiên. VEy công ngh h thng hoàn lu khép kín ph!c v! x> lý
cht lng nc ph%i không làm thay :i b%n cht hóa hc và các i1u kin môi tr5ng
cht lng c#a nc bi0n t- nhiên mi phát huy hiu qu% cao cho nuôi tr"ng h%i s%n.
Trong ch9ng này cNng  a ra khá Dy # các thông tin v1 mô hình công ngh x> lý cht
lng nc g"m hai n6i dung là hoàn lu lc sinh hc và hoàn lu lc sinh hc khép kín.
- Công ngh x> lý cho H thng lc sinh hc khép kín g"m hai phDn: Hoàn lu
lc sinh hc và hoàn lu lc khép kín. *ây là hai phDn c#a m6t h thng và mPi phDn
khác nhau v1 nguyên lý và các c9 sQ khoa hc cho x> lý cht lng nc. C9 sQ khoa
hc c#a hoàn lu lc sinh hc là nuôi các ch#ng vi khu;n phân h#y các cht hBu c9 và
chuy0n hóa Nit9 trong môi tr5ng hiCu khí phát tri0n trên các màng lc sinh hc dính
bám b1 mRt vEt liu lc và nc th%i c x> lý liên t!c và tái s> d!ng cho h thng b0
nuôi trong m6t th5i gian có gii h4n. H thng hoàn lu lc sinh hc khép kín có b:
sung n6i dung x> lý cht lng nc bSng quá trình quang hp c#a th-c vEt th#y sinh
theo mô hình sinh thái bi0n. B%n cht khoa hc c#a công ngh h thng hoàn lu lc
sinh hc khép kín là x> lý nc th%i sau nuôi 0 duy trì cht lng nc tt nh nc
bi0n t- nhiên và không làm thay :i thành phDn hóa hc t- nhiên.
Nguyn c C (Ch biên)
16
- Trên c9 sQ khoa hc v1 h thng hoàn lu lc sinh hc khép kín ã c nghiên
c=u rt thành công trên thC gii chúng tôi a ra ph9ng pháp nghiên c=u và áp d!ng
th> nghim vào nuôi tr"ng h%i s%n m6t s i tng nuôi quan trng Q Vit Nam, nht
là s%n xut con ging. Ph9ng pháp nghiên c=u d-a trên các thành t-u nghiên c=u c#a
thC gii và m6t phDn ã c c%i tiCn v1 khoa hc công ngh 0 áp d!ng phù hp vi
i1u kin kinh tC - xã h6i Vit Nam. Ng5i c có th0 tham kh%o 0 áp d!ng cho s%n
xut c#a mình m6t cách có chn lc và c%i tiCn cho hoàn thin h9n.
17
Chng I
TNG QUAN V H THNG HOÀN LU
LC SINH HC KHÉP KÍN CHO NUÔI TR!NG H"I S"N
I. N$C BI&N T' NHIÊN

Nc t nhiên rt tinh khit và thành phn hoá hc ch có hai nguyên t H và O
vi công th#c c$a h%p cht là H
2
O. Nhng trong t nhiên luôn di*n ra quá trình r-a trôi,
hoà tan nhi/u h%p cht khác nhau t0 lp v1 Trái 3t làm cho nc có nhi/u khoáng cht
hoà tan. Nc ngt trên b/ m6t Trái 3t th7ng có t8ng l%ng khoáng cht hoà tan nh1
h9n 1‰ và rt him khi ln h9 n 1‰ ngo;i tr0 nc b< khoáng hoá t;i các khu vc 36c
bi=t. Vì v?y nc bi@n khác hAn vi nc ngt là luôn có mBt l%ng khoáng hoá rt ln
và t8ng hàm l%ng các mui hoà tan có trong nc c$a các bi@n và 3;i d9ng trên th
gii khoCng 30‰ - 36‰, nc ngt t0 các sông sui trong lIc 3<a th7ng có t8ng hàm
l%ng mui hoà tan nh1 h9n 0,5‰, th?m chí di 0,01‰.
1. Thành ph,n hoá h/c c1a n3c bi6n
Thành phn mui trong nc bi@n là mBt hLn h%p c$a rt nhi/u các h%p cht mui
khoáng hoà tan, t8ng hàm l%ng các mui khoáng hoà tan 3%c gi là 3B mui. Do các
3;i d9ng và các bi@n hN trên toàn th gii hu ht 3/u thông nhau và các khi nc
th7ng xuyên 3%c trao 38i làm cho thành phn các mui khoáng c$a nc bi@n và 3;i
d9ng th gii khá 3Png nht. Sinh v?t bi@n trên t;i bt c# vùng sinh thái khác nhau nào
c$a v1 Trái 3t trong các thuS vc t nhiên cTng 3/u thích nghi vi các thành phn, tS
l= c$a các h%p cht mui khoáng 3ó. Vì v?y, mi thay 38i v/ thành phn ion c$a các
mui khoáng có trong nc bi@n t nhiên 3/u tác 3Bng 3n môi tr7ng sng c$a các
sinh v?t bi@n. Theo kt quC nghiên c#u c$a các nhà khoa hc v/ hoá hCi d9ng 3%c t8
ch#c t;i Brucxen (B) nYm 1928, thành phn hoá hc c$a nc bi@n hN thông vi các
3;i d9ng th gii có các thành phn quan trng bao gPm các ion 3a l%ng và vi l%ng
vi mBt tS l= c 3<nh (bCng 1).
Do v?y, nc bi@n t nhiên có 3B mui 35‰ thì hàm l%ng mui NaCl (mui Yn)
chim 3n 30,117‰, hàm l%ng còn l;i là các lo;i mui khác chim gn 5‰. N u xét
theo tS l= phn trYm (%) gi`a mui Yn và các lo; i mui khác thì nc bi@n t nhiên có
hàm l%ng mui n chim khong 86% và các lo;i mui khác chim  n 14% (Roy
Chester, 1989). bây chính là s khác nhau bCn cht v/ 3B mui c$a nc bi@n t
nhiên và 3B mui c$a nc bi@n nhân t;o 3%c pha bd ng mui Yn (NaCl) cho sinh sCn

và nuôi trPng các loài sinh v?t bi@n. Trong mui bi@n t nhiên có các thành phn quan
trng nh sau:
Nguyn c C (Ch biên)
18
- Các ion nguyên t ki/m: Na
+
và K
+
chim 31,92%
- Các ion nguyên t ki/m th8: Mg
2+
, Ca
2+
và Sr
+
chim 4,89%
- Các ion nguyên t halogen: Cl
-
, Br
-
, F
-
và I
-
chim 55,46%
- Các ion quan trng khác: SO
4
2-
, HCO
3

-
và B
3+
chim 8,16%
- Các ion nguyên t vi l%ng khác chim mBt l%ng rt nh1 di 0,000005%.
Nh v?y, thành phn mui bi@n t nhiên có hàm l%ng các ion nhóm nguyên t
halogen chim tS l= cao nht, tip 3n là các ion nguyên t nhóm ki/m, ki/m th8, các
ion c$a các nguyên t và h%p cht khác: SO
4
2-
, HCO
3
-
và B
3+
, thp nht là các ion
nguyên t nhóm vi l%ng khác chim mBt l%ng rt nh1. Theo thành phn hoá hc,
nc bi@n t nhiên có các ion ch$ yu bao gPm các nhóm nguyên t kim, kim th và
nhóm halogen (BCng 1), tS l= các nguyên t trong các nhóm này luôn cân bdng 3i vi
tt cC nc bi@n c$a các 3;i d9ng th gii và các vùng bi@n hN thông vi 3;i d9ng th
gii nh sau:
- Nhóm ki/m Na
+
: K
+
= 27
- Nhóm ki/m th8 Mg
2+
: Ca
2+

: Sr
-
= 164 : 52 : 1
- Nhóm halogen Cl
-
: Br
-
: F
-
: I
-
= 368.880 : 1.348 : 26 : 1 (Rilcy J. P. and
Chester R. 1971).
Bng 1: Thành phn c bn ca nc bin có  m"n 35‰
(theo Rilcy và Chester, 1971)
TT Yu t a lng Hàm lng (g/lít) Nguyên t vi lng Hàm lng (ng/lít )
1 Clo (Cl
-
) 19,344 Nikel (Ni
2+
) 480
2 Natri (Na
+
) 10,773 K7m (Zn
2+
) 390
3 Sunfat (SO
4
2-
) 2,712 Crom (Cr

2+
) 330
4 Magiê (Mg
2+
) 1,294 Selen (Se
2+
) 170
5 Canxi (Ca
2+
) 0,412 >ng (Cu
2+
) 120
6 Kali (K
+
) 0,399 Cadimi (Cd
2+
) 70
7 Bicacbonat (HCO
3
-
) 0,142 SCt (Fe
2+
) 40
8 Brom (Br
-
) 0,0674 Mangan (Mn
2+
) 10
9 Srontri (Sr
+

) 0,0079 ThuE ngân (Hg
2+
) 6
10 Bo (B
3+
) 0,0045 Coban (Co
2+
) 2
11 Flo (F
-
)1,3 0,0013 Chì (Pb
2+
) 1
12 IJt (I
-
) 0,00005
Các tS s c$a các nhóm nguyên t k@ trên là mBt hdng s và không thay 38i 3i
vi các vùng bi@n hN thông vi các 3;i d9ng th gii không phI thuBc vào 3B mui
c$a nc. Tuy nhiên, các vùng bi@n ven b7 b< chi phi bNi các khi nc t0 lIc 3<a nên
tS s 3ó có th@ b< bin 38i, nhng l%ng bin 38i rt nh1 và hu nh thay 38i gi`a nc
bi@n và các vùng nc l% ven b7.
Ch
ng I. TKng quan vN hO thJng hoàn lu lPc sinh hPc khép kín cho nuôi tr>ng hi sn
19
2. Các d:ng h;p ch<t hoá h/c t>n t:i trong n3c bi6n
Trong nc bi@n t nhiên có m6t hu ht các nguyên t hoá hc trên v1 Trái 3t,
mLi nguyên t 3/u tPn t;i N nhi/u d;ng h%p cht khác nhau vi th7i gian tPn t;i khác
nhau (bCng 2). Các d;ng h%p cht tPn t;i nhi/u nht trong nc bi@n là các mui có gc
Cl
-

, SO
4
2-
, HCO
3
-
, Br
-
, F
-
, I
-
; các hidroxit (OH
-
) và oxit.
Vì v?y, không th@ ch t;o ho6c sCn xut 3%c nc bi@n nhân t;o t9ng t nh
nc bi@n t nhiên, trong khi 3ó sCn xut ging hCi sCn và nuôi sinh v?t cCnh bi@n rt
cn nc bi@n t nhiên 3B mui cao. V?y làm cách nào 3@ có 3%c nc bi@n t nhiên
3B mui cao vi các tiêu chí sau 3ây?
- Không ch#a các cht gây ô nhi*m;
- Có 3y 3$ các nguyên t và các d;ng h%p cht c$a nc bi@n t nhiên;
- TS l= các nguyên t trong các nhóm nguyên t hoá hc khác nhau là mBt hdng s
cân bdng nh trong nc bi@n t nhiên trên th gii và khu vc.
Vì v?y, 3@ quá trình nuôi trPng và sCn xut ging hCi sCn 3;t 3%c cht l%ng,
hi=u quC và nYng sut cao thì nguPn nc bi@n trong quá trình nuôi phCi có thành phn
hóa hc c$a các mui bi@n t9ng t nh trong nc bi@n t nhiên, mi s sai khác v/ tS
l=, thành phn các mui bi@n 3ó 3/u có th@ Cnh hNng 3n cht l%ng loài hCi sCn 3%c
nuôi. b6c bi=t nu trong môi tr7ng nc nuôi có thêm các thành phn mui khác ho6c
các cht gây ô nhi*m sq là nguyên nhân gây ra d<ch b=nh, làm suy giCm cht l%ng hCi
sCn, Cnh hNng 3n nYng sut nuôi và s#c khor cBng 3Png. Nu quá trình nuôi kéo dài

trong nhi/u nYm, các cht ô nhi*m và mm b=nh sq tích lus gây suy thoái môi tr7ng
nuôi dtn 3n nYng sut nuôi giCm, cht l%ng hCi sCn không cao do tích lus 3Bc t và
mm b=nh.
Bng 2: Thành phn ca nc bin không bU ô nhim  m"n 35‰
(theo Vinogradov A.P, 1967 )
Nguyên t Hàm lng (mg/l) D#ng t$n t#i chính Th'i gian t$n t#i (n(m)
H 108,000 H
2
O
He 0,000005 He
Li 0,15 Li
+
2.2.10
7
Be 0,0000006 1.5.10
2
B 4,6 B(OH)
3
, B(OH)
2
O
-
C 28 HCO
3
-
, CO
2
, CO
3
2-

N 0,5 NO
3
-
, NO
2
-
, NH
4
+
, N
2
O 857,000 H
2
O, O
2
(K), SO
4
2-

F 1,3 F
-
Ne 0,0001 Ne(K)
Nguyn c C (Ch biên)
20
Na 10350 Na
+
2,6.10
8
Mg 1297 Mg

2+
, MgSO
4
4,5.10
7
Al 0,01 [Al(OH)]
-1
1,0.10
2
Si 3,0 Si(OH)
4
, Si(OH)
3
O
-
8,0.10
3
P 0,07 HPO
4
2-
, H
2
PO
4
-
, MgPO
4
-
2.10
5

S 890 SO
4
2-

Cl 19375 Cl
-
Ar 0,6 Ar(K)
K 387,5 K
+
1,1.10
7
Ca 408 Ca
2+
, CaSO
4
8.10
6
Se 0,00004 5,6.10
3
Ti 0,001 1,6.10
2
V 0,003 VO
2
(OH)
2
2-
1,0.10
4
Cr 0,00002 3,5.10
2

Mn 0,002 Mn
2+
, MnSO
4
1,4.10
3
Fe 0,01 Fe(OH)
4
-
, FeOH
2
+
1,4.10
2
Co 0,0005 Co
2+
, CoSO
4
1,8.10
4
Ni 0,002 Ni
2+
, NiSO
4
1,8.10
4
Cu 0,003 Cu
2+
, CuSO
4

, CuOH
+
5,0.10
4
Zn 0,01 Zn
2+
, ZnSO
4
, ZnOH
+
1,8.10
5
Ga 0,00003 1,4.10
3
Ge 0,00006 Ge(OH)
2
, Ge(OH)
3
O
-
7.10
3
As 0,003 HasO
3
2-
, H
2
AsO
4
, H

3
AsO
4
Se 0,0001 SeO
4
Br 66 Br
-
Kr 0,0003 Kr(K)
Rb 0,20 Rb
+
2,7.10
5
Sr 8 Sr
2+
, SrSO
4
1,9.10
7
Y 0,0003 7,5.10
3
M
o
0,01 M
o
O
4
2-
5,5.10
5
Nb 0,00001 3,0.10

2
Ag 0,0003 AgCl
2
-
, AgCl
3
2-
2,1.10
6
Cd 0,0001 Cd
2+
, CdSO
4
, CdCl
+
5,0.10
5
In 0,0001
Ch
ng I. TKng quan vN hO thJng hoàn lu lPc sinh hPc khép kín cho nuôi tr>ng hi sn
21
Sn 0,003 5,0.10
5
Sb 0,0005 3,5.10
5
I 0,05 IO
3
-
, I
-

4,0.10
5
Cs 0,00037 Cs
+
4,0.10
4
Ba 0,02 Ba
2+
, BaSO
4
8,4.10
4
La 0,0000029 1,1.10
4
Ce 0,0000013 6,1.10
3
W 0,0001 WO
4
2-
1.10
3
Au 0,000004 AuCl
4
-
5,6.10
5
Hg 0,00003 HgCl
3
-
, HgCl

4
2-
4,1.10
4
Tl 0,00001 Tl
+
Pb 0,00003 Pb
2+
, PbSO
3
, [Pb(CO
3
)
2
]
2-
2,0.10
3
Bi 0,0002

4,5.10
3
Ae 2,0.10
-16
4,5.10
5
Ra 1,0.10
-10
Ra
2+

, RaSO
4
Th 0,00001 3,5.10
2
Pa 2,0.10
-11

U 0,003 [UO
2
(CO
3
)
2
]
2-
5,0.10
5
II. TÌNH HÌNH NGHIÊN CAU TRÊN THB GI$I
Hàng ngày, ho;t 3Bng sCn xut ging và nuôi trPng hCi sCn trên th gii tiêu tn mBt
khi l%ng nc bi@n rt ln. Trong quá trình nuôi, ng7i nuôi 3ã s- dIng mBt l%ng ln
th#c Yn cho v?t nuôi, thành phn các lo;i th#c Yn này ch$ yu là các cht h`u c9 có hàm
l%ng dinh dvng Nit9 và Phtpho rt cao. Vì v?y nc thCi sau nuôi luôn gây ô nhi*m
3n chính môi tr7ng nuôi, môi tr7ng xung quanh và nc bi@n ven b7 mà ch$ yu là
các h%p cht h`u c9 tiêu hao ôxy BOD
5
, COD; dinh dvng khoáng N, P (NH
3
, NH
4
+

,
NO
2
-
,NO
3
-
và PO
4
3-
); các nguyên t vi l%ng là các kim lo;i n6ng Cu
2+
, Pb
2+
, Zn
2+
, As
2+
,
Cd
2+
, Hg
2+
, Do các h%p cht này có syn trong thành phn th#c Yn c$a 3i t%ng nuôi
nên quá trình bài tit và phân h$y th#c Yn th0a sq 3%c tích lTy trong môi tr7ng nuôi. Vì
v?y, khi nghiên c#u công ngh= x- lý nc trong quá trình nuôi và nc thCi sau nuôi
trPng hCi sCn, các nhà khoa hc quan tâm trc tiên 3n nghiên c#u công ngh= lo;i tr0 các
cht h`u c9 hoà tan và l9 l-ng trong nc, 3Png th7i lo;i tr0 các d;ng h%p cht 3Bc c$a
dinh dvng khoáng N, P và các nguyên t vi l%ng 3@ tái s- dIng nguPn nc ho6c trc
khi thCi ra môi tr7ng xung quanh. Các công ngh= này 3ã 3%c nghiên c#u và áp dIng

khá thành công trên th gii, tit ki=m nguPn nc và di=n tích nuôi, sCn l%ng nuôi cao
và cht l%ng tt, có khC nYng truy su t 3%c nguPn gc.