ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ KHOA MÔI TRƢỜNG
BÁO CÁO MÔ HÌNH
XỬ LÝ NƢỚC THẢI NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP
BẰNG TẢO TETRASELMIS SP. VÀ NHUYỄN THỂ
HAI MẢNH VỎ QUI MÔ PILOT TẠI CẦN GIỜ
THUỘC ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI NUÔI TÔM CÔNG
NGHIỆP BẰNG TẢO TETRASELMIS SP. VÀ NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ QUI MÔ PILOT ”
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI : ThS. DƢƠNG THỊ THÀNH
THÁNG 8 NĂM 2012
BK
TP. HCM
ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ KHOA MÔI TRƢỜNG
BÁO CÁO MÔ HÌNH
XỬ LÝ NƢỚC THẢI NUÔI TÔM CÔNG NGHIỆP
BẰNG TẢO TETRASELMIS SP. VÀ NHUYỄN THỂ
HAI MẢNH VỎ QUI MÔ PILOT TẠI CẦN GIỜ
THUỘC ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI NUÔI TÔM CÔNG
NGHIỆP BẰNG TẢO TETRASELMIS SP. VÀ NHUYỄN THỂ HAI MẢNH VỎ QUI MÔ PILOT ”
Chủ nhiệm đề tài
Cơ quan chủ trì đề tài:
SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
Cơ quan thực hiện đề tài:
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
THÁNG 8 NĂM 2012
BK
TP. HCM
2
Báo cáo “Mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
MỤC LỤC
1.TÓM TẮT MÔ HÌNH 3
2. ĐẶT VẤN ĐỀ 3
3. NỘI DUNG MÔ HÌNH 4
3.1. Địa điểm và thời gian thực hiện 4
3.2. Nội dung thực hiện 7
3.3. Mô tả qui trình 7
3.3.1 Chuẩn bị ao xử lý 7
3.3.2 Chuẩn bị tảo Tetraselmis sp. 8
3.3.3 Thả giống sò huyết, vọp và vọp cửa sông 9
3.3.4 Qui trình xử lý 9
4. KẾT QUẢ MÔ HÌNH 11
4.1 Môi trường nước trong ao xử lý ao đối chứng 11
4.1.1 Biến đổi giá trị pH 11
4.1.2 Độ trong 12
4.1.3 Oxy hoà tan 12
4.1.4 Hiệu quả xử lý N-NH
4
13
4.1.5 Hiệu quả xử lý P-PO
4
14
4.1.6 Hiệu quả xử lý BOD
3
15
4.1.7 Độ kiềm 16
4.2 Thành phần và sinh vật lượng động, thực vật phù du 16
4.2.1 Thành phần và sinh vật lượng thực vật phù du 16
4.2.2 Biến động động vật phù du 18
4.3 Các yếu tố hóa học bùn đáy ao xử lý 20
5. TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ 20
6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I
6.1. Kết luận i
6.2. Kiến nghị i
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
3
1.TÓM TẮT MÔ HÌNH
1
Tên mô hình
Mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo
Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ
2
Cơ quan quản lý
Sở khoa học và công nghệ TP. HCM
3
Đơn vị thực hiện
mô hình
Khoa Môi trường trường Đại học Bách Khoa TP. HCM
5
Địa điểm
xã An Thới Đông, xã Lý nhơn huyện Cần Giờ Tp. HCM.
4
Cán bộ phụ trách
mô hình
Ths. Dương Thị Thành
5
Hộ thực hiện mô
hình
Nguyễn Trung Hòa, Võ Văn Bình
6
Mục tiêu mô hình
Nhằm hai mục đích xử lý nước thải nuôi tôm đồng thời thu
hồi sinh khối mang giá trị kinh tế, góp phần bảo vệ môi
trường và phát triển nghề nuôi tôm bền vững.
7
Phương pháp
Điều tra khảo sát chọn hộ đảm bảo thực hiện mô hình.
Theo dõi, đánh giá chất lượng nước trong quá trình xử lý, xác
định sinh khối tảo, khả tăng tăng trưởng của nhuyễn thể (sò
huyết và vọp cửa sông).
2. ĐẶT VẤN ĐỀ
Việt Nam, với 3.260 km bờ biển là tiềm năng to lớn cho việc phát triển nuôi trồng
thuỷ sản, đặc biệt phát triển nghề nuôi tôm nước mặn. Trong vài năm trở lại đây, diện
tích nuôi trồng thủy sản đã tăng nhanh trong cả nước. Theo thống kê của bộ nông nghiệp
và phát triển nông thôn, năm 2010 diện tích nuôi tôm nước lợ là 639.115 ha đạt sản lượng
gần 470.000 tấn, trong đó tôm sú 613.718 ha, sản lượng gần 333.200 tấn, tôm chân trắng
25.397 ha sản lượng 136.700 tấn. Chính sự phát triển ồ ạt này đã dẫn đến những hậu quả
nghiêm trọng như: môi trường nước bị suy thoái do phát triển mô hình nuôi thâm canh
tôm quá mức đã thải ra một lượng lớn các chất hữu cơ vượt quá sức tải của môi trường,
dịch bệnh xảy ra trên diện rộng và dai dẳng. Theo thống kê của 8 tỉnh ĐBSCL, đến tháng
7/2011 có 66.593 ha (64.758 ha tôm sú và 1.835 ha tôm thẻ chân trắng) bị thiệt hại, tăng
gấp 2,3 lần so với cùng thời điểm năm 2010; trong đó, tỉnh Sóc Trăng có diện tích nuôi
tôm thiệt hại nhiều nhất trên 20.514 ha, Bạc Liêu 13.536 ha, Kiên Giang 11.252 ha, Cà
Mau 9.933 ha, Trà Vinh 7.628 ha, Long An 2.072 ha. Các nghiên cứu cho thấy trong hệ
thống thâm canh tôm chỉ có 15 - 20% thức ăn được dùng để phát triển mô động vật phần
còn lại thất thoát như thức ăn dư thừa, sự bài tiết của tôm ra môi trường [Boyd (1998)].
Chất dinh dưỡng nitơ và photpho là 2 nhân tố tác động mạnh đến môi trường nước trong
ao nuôi tôm. Theo công bố của nhiều nghiên cứu cho rằng có khoảng 63 - 78% nitơ và 76
- 80% photpho cho tôm ăn bị thất thóat vào môi trường. Nước thải nuôi tôm mang theo
một lượng lớn hợp chất nitơ, photpho và các chất ô nhiễm khác gây nên sự phú dưỡng,
tăng sức sản xuất ban đầu và phát triển của vi khuẩn. Các hợp chất hữu cơ trong nước thải
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
4
sẽ làm giảm ôxy hoà tan và tăng nồng độ các chất COD, BOD, sulfit hydrogen và
amoniac trong nước gây ảnh hưởng tới hệ sinh thái bao gồm cả các ao tôm.
Như vậy phát triển diện tích nuôi tôm chỉ là điều kiện cần và sẽ không bền vững nếu
không kết hợp với kiểm soát môi trường. Một trong những hướng giải quyết được đặt ra
cho vấn đề kiểm soát môi trường là xử lý nước thải. Nước thải nuôi tôm giàu dinh dưỡng,
lưu lượng lớn, thải theo chu kì giải pháp xử lý theo công nghệ hồ sinh học đã được triển
khai ở nhiều nước trên thế giới và trong nước. Sử dụng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể
hai mảnh vỏ để xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp đã đạt kết quả tốt qui mô phòng thí
nghiệm.
Cần giờ là huyện ven biển của TP. HCM, năm 2001, thành phố chỉ đạo phải thay đổi
mục đích sử dụng đất nhằm mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn cho các hộ sản xuất nhờ vào
nguồn tài nguyên đất đai. Quyết định 61/2006/QĐ-UBND ngày 14/4/2006 về chuyển đổi
đất lúa năng suất thấp sang nuôi tôm giai đoạn 2006-2010. Các hộ nuôi tôm ở huyện Cần
Giờ khi chuyển đổi đất từ trồng lúa sang nuôi tôm, đã tăng được thu nhập, cải thiện được
đời sống. Những năm đầu hiệu quả kinh tế thu được từ tôm rất lớn, bình quân 1 ha tôm
người dân có thể lãi đến hàng trăm triệu đồng. Nhưng từ năm 2004, các hộ này gặp khó
khăn trong quá trình nuôi tôm là tôm không lớn, thời gian nuôi kéo dài hoặc dịch bệnh,
nguyên nhân dẫn đến kết quả do môi trường đã bị ô nhiễm.
Được sự hỗ trợ của sở khoa học và công nghệ TP. HCM nhóm nghiên cứu trường
Đại học Bách khoa TP.HCM đã triển khai mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp
bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh tại xã An Thới Đông, xã Lý nhơn huyện
Cần Giờ Tp. HCM. Thời gian 8/2009 -7/2010 với mục đích sử dụng tảo Tetraselmis sp. có
khả năng phát triển trong nước thải nuôi tôm, có giá trị dinh dưỡng và hàm lượng protein
cao, để xử lý nước thải và tái sử dụng chất dinh dưỡng. Các hoạt động sinh học trong hồ
xử lý nước thải có tảo Tetraselmis sp. lấy đi các chất hữu cơ và dinh dưỡng của nước thải
nuôi tôm chuyển đổi thành các chất dinh dưỡng trong tế bào tảo qua quá trình quang hợp.
Nhuyễn thể nuôi trong hồ thu hồi sinh khối tảo làm thức ăn tăng trọng lượng. Việc phối
hợp tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh xử lý nước thải nuôi tôm đã tận dụng triệt
để lượng thức ăn dư thừa trong nước thải nuôi tôm tăng thêm lợi nhuận đồng thời hạn chế
tác động tiêu cực ô nhiễm nguồn nước, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển nghề
nuôi tôm bền vững.
3. NỘI DUNG MÔ HÌNH
3.1. Địa điểm và thời gian thực hiện
Mô hình được triển khai trong ba vụ:
a. Vụ 1:
Khu nuôi tôm công nghiệp của anh Nguyễn Trung Hòa, xã An Thới Đông, huyện Cần
Giờ Tp. HCM. Vị trí xem hình 3.1.
Qui mô: Diện tích ao nuôi: 4.018 m
2
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
5
Đối tượng nuôi: Tôm chân trắng (Litopenaeus vannamei, tên gọi trước đây Penaeus
vannamei) với mật độ nuôi là 60con/m
2
.
Thời gian thực hiện vào: Mùa khô, thả tôm từ ngày 1 tháng 3 và thu hoạch ngày 4 tháng
6 năm 2009.
Diện tích ao xử lý: 1.149 m
2
. Tiến hành thả 46 kg sò huyết loại 1.500 – 2.000 con/kg
vào ao xử lý ngày 24/2/2009 với mật độ khoảng 70 con/m
2
. Thời gian xử lý: từ ngày 5
tháng 06 năm 2009 đến ngày 16 tháng 6 năm 2009.
Hình 3.1: Bố trí diện tích ao nuôi và ao xử lý vụ 1.
Hình 3.2: Thả sò huyết vào ao xử lý vụ 1.
Ao xử lý: diện tích 1149
m
2
thả sò loại con/kg
Ao nuôi: DT 4018 m
2
thả
tôm ngày 1/3/2009 thu
hoạch ngày 4/6/2009
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
6
b. Vụ nuôi tôm 2 và 3:
Sau vụ nuôi tôm anh Nguyễn Trung Hòa không tiếp tục nuôi, đồng thời vào đầu
tháng 8 năm 2009 lượng mưa nhiều, môi trường nước bị ngọt hóa, sò huyết trong ao nuôi bị
chết do độ mặn môi trường xuống thấp. Được sự phối hợp phòng nông nghiệp huyện Cần
Giờ đã tiến hành tổ chức khảo sát vùng nuôi tôm và lựa chọn địa điểm và nhuyễn thể phù
hợp với địa phương. Kết quả vụ 2,3 triển khai mô hình tại trại nuôi tôm công nghiệp anh Võ
Văn Bình ấp Lý Hòa Hiệp xã Lý nhơn huyện Cần Giờ Tp. HCM. Nhuyễn thể xử lý phối
hợp với tảo là Vọp cửa sông. Đây là đối tượng có thể sống trong môi trường mặn nhưng
cũng có thể sống trong môi trường nước ngọt hoàn toàn (vị trí khu nuôi xem hình 3.3).
Quy mô khu nuôi: Diện tích ao nuôi là 3.026 m
2
,
Đối tượng nuôi là tôm chân trắng (Litopenaeus vannamei).
Thời gian thực hiện:
- Mùa mưa (vụ 2): thả tôm từ ngày 5 tháng 10 năm 2009 (17/8/2009 âm lịch) và thu
hoạch ngày 31 tháng 12 năm 2009 với mật độ 60 con/m
2
- Mùa khô (vụ 3): Tôm nuôi được thả vào ngày 7 tháng 2 năm 2010 và thu hoạch ngày 8
tháng 5 năm 2010 với mật độ 80 con/m
2
Diện tích ao xử lý: 1.663 m
2
đã tiến hành thả 517 kg vọp Vọp (Geloina coasans) ngày
25 tháng 11 năm 2009.
- Thời gian thực hiện xử lý nước thải ao tôm mùa mưa (vụ 2) từ ngày 2 tháng 1 năm
2010 và kết thúc vào ngày 15 tháng 1 năm 2010.
- Thời gian thực hiện xử lý nước thải ao tôm mùa khô (vụ 3) từ ngày 10 tháng 5 năm
2010 đến ngày 23 tháng 5 năm 2010.
Tóm tắt thời gian thực hiện mô hình trình bày trong bảng 3.1
Bảng 3.1: Tóm tắt thời gian thực hiện thí nghiệm xử lý
STT
Hạng mục
Vụ 1
Vụ 2
Vụ 3
1
Thời gian xử lý
5/6/ 2009
16/6/2009
2/1/2010
15/1/ 2010
10/5/2010
23/5/2010
2
Ngày bổ sung tảo Tetraselmis sp. V=
500l.
10/2/2009,
4/6/2009
2/1/2010
10/5/2010
3
Ngày thả nhuyễn thể
Sò
24/2/2009
Vọp
25/11/2009
-
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
7
Hình 3.3: Bố trí diện tích ao nuôi và ao xử lý mô hình 2,3.
Hình 3.4: Thả vọp vào ao xử lý mô hình 2 và mô hình 3
3.2. Nội dung thực hiện
1. Đánh giá hiệu quả xử lý nước của ao xử lý và ao đối chứng theo thời gian : 0, 8, 11, 24,
32, 35, 48, 56, 59, 72, 80, 83, 96, 104, 107, 120, 128, 131, 144, 168, 192, 216 240 giờ. Tảo
và động vật phù du: vào 13 giờ hàng ngày.
2. So sánh bùn đáy ao xử lý và ao đối chứng.
3. Kiểm tra tốc độ sinh trường sò huyết, vọp định kì.
3.3. Mô tả qui trình
3.3.1 Chuẩn bị ao xử lý
Chuẩn bị ao xử lý cải tạo nền đáy trong ao nuôi, tiến hành rải vôi bột để diệt tạp và
cải thiện pH nền đáy. San phẳng mặt bằng ao, không bị ứ nước. Lấy nước vào ao xử lý.
Ao xử lý: diện tích
1663 m
2
thả Vọp cửa
sông loại con/kg
Ao nuôi: DT 3026 m
2
thả tôm ngày
Đợt 1: 5/10/2009 TH:31/12/2009
Đợt 2: 7/2/2010 TH: 8/5/2010
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
8
3.3.2 Chuẩn bị tảo Tetraselmis sp.:
Tảo Tetraselmis sp. do phòng Công nghệ Tảo và Sinh học Môi trường, trung tâm
Công nghệ sinh học - Đại học Quốc gia Hà Nội cung cấp. Cấy tảo Tetraselmis sp. trong
môi trường F2 đặc, tiến hành soi, kiểm tra độ sạch của mẫu. Sau đó cấy vi tảo vào 6 bình
môi trường F2 lỏng thể tích = 250ml, nuôi cấy ở nhiệt độ 25 – 30
o
C, ánh sáng yếu (hình
3.5) tiến hành quan sát và so sánh hình thái tảo bằng kính hiển vi Olympus BX51. Tiếp tục
nhân nuôi 500ml tảo Tetraselmis sp. bằng môi trường F2 trong 6 bình thể tích 1000ml, sau
14 ngày nuôi mật độ sinh khối tảo đạt 6g/l, hình 3.6.
Hình 3.5 : Tảo Tetraselmis sp. cấy trên môi
trường thạch
Hình 3.6 : Nhân tảo Tetraselmis sp. môi
trường lỏng phòng thí nghiệm
Sau khi nuôi cấy trên môi trường trong phòng thí nghiệm, tảo Tetraselmis sp. nuôi
nhân rộng bằng nước từ ao nuôi tôm trong điều kiện tự nhiên. Tảo được nuôi trong các túi
nilon có đục lỗ. Các túi này có chiều dài khoảng 1,5m, chiều rộng 0,5m và độ dày 0,8mm,
túi không màu, nhằm tránh hiện tượng cản ánh sáng mặt trời đối với sự phát triển của tảo
trong môi trường tự nhiên. Tỷ lệ cấy tảo 1lít Tetraselmis sp. mật độ sinh khối : 6g/l trong 35
lít môi trường nước từ ao tôm hình 3.7.
Hình 3.7: Nuôi Tetraselmis sp. trong các túi nilon
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
9
Kết quả sau 14 ngày nuôi cấy, lượng sinh khối đạt : 5g/l, cấy 70l tảo trong 500l nước
ao tôm hình 3.8.
Hình 3.8: Nuôi Tetraselmis sp. trong bồn mô hình triển khai tại Cần Giờ
3.3.3 Thả giống sò huyết, vọp và vọp cửa sông
Kiểm tra nhuyễn thể và vọp đảm bảo nguồn giống không bị nhiễm bệnh. Quan sát vỏ
ngoài hoàn chỉnh. Cân trọng lượng trung bình sò huyết : 1750 con/kg, vọp cửa sông trung
bình: 24 con/kg. Thả nhuyễn thể sò huyết, vọp cửa sông vào buổi sáng mát. Quá trình vận
chuyển duy trì nhiệt độ không quá 30
0
C, đóng nhuyễn thể trong bao tải có lỗ thưa tạo sự
thông thoáng, trong quá trình vận chuyển cần chú ý tưới nước cho nhuyễn thể 2 giờ/lần.
3.3.4 Qui trình xử lý
Nước thải cuối vụ tôm bơm một phần sang ao xử lý, phần còn lại trong ao sử dụng để
đối chứng. Qui trình xử lý như sau :
Hình 3.9 : Qui trình xử lý nước thải
Thuyết minh Qui trình xử lý nước thải từ ao thu hoạch tôm được bơm vào ao tảo và
nhuyễn thể. Sinh vật trong Ao xử lý bao gồm vi sinh vật, tảo ở dạng lơ lửng và nhuyễn thể
sống đáy. Thời gian theo dõi diễn biến nồng độ chất ô nhiễm trong ao xử lý là 240h. Oxy
được cung cấp bởi quá trình khuyếch tán khí bề mặt tự nhiên và quá trình quang hợp của
Nước thải ao nuôi tôm
Ao tảo, nhuyễn thể
Khử trùng
Tuần hoàn ao nuôi
Môi trường,
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
10
tảo. Tại ao xử lý các chất rắn lơ lửng được lắng xuống. Ammonia trong nước thải là nguồn
đạm chính cho tảo tổng hợp nên protein của tế bào thông qua quá trình quang hợp. Quần thể
vi sinh vật trong ao xử lý tương tự quần thể vi sinh vật trong bể bùn hoạt tính hiếu khí. Vi
sinh vật sử dụng oxy sinh ra từ quá trình quang hợp của tảo để phân hủy hiếu khí các chất
hữu cơ. Các chất dinh dưỡng và CO
2
thải ra từ quá trình phân hủy này lại là nguồn thức ăn
cho tảo. Mối quan hệ cộng sinh giữa vi sinh vật và tảo ao xử lý được trình bày trong hình
dưới đây
Trong ao xử lý có nuôi nhuyễn thể (sò hoặc vọp ) để lọc bỏ mùn bã hữu cơ và sinh
khối tảo. Nước thải xử lý được khử trùng bằng Chlorine nồng độ 0,3-0,5 mg/l trong thời
gian 24h. Tảo và các vi sinh vật được loại bỏ trước khi thải ra môi trường, nước thải sau xử
lý vụ 2 được tuần hoàn lại ao nuôi cho vụ thứ 3.
Thông số cơ bản ao xử lý và ao đối chứng trình bày trong bảng 3.2
Bảng 3.2: Thông số ao thí nghiệm và ao đối chứng
STT
Thông số
Vụ 1
Vụ 2
Vụ 3
Ao thí
nghiệm
Diện tích (m
2
)
1149
1663
1663
Mật độ tảo ao xử lý (10
6
tb/l)
14
12
17
Thể tích Tetraselmis sp. bổ sung (l)
500
500
500
Mật độ tảo Tetraselmis sp. (10
4
tb/l)
9,2
15,7
17,9
Cỡ nhuyễn thể trung bình (con/kg)
1.750
24
22
Khối lượng thả (kg)
46
517
-
Mật độ trung bình (con/m
2
)
70
7,4
Thể tích nước (m
3
)
1500
2000
2000
Tải trọng Nitơ dòng vào (kgN-NH
4
/ha)
22,3
17,3
19,4
Tải trọng hữu cơ ao (kg BOD
3
/ha)
335
222
232
Tổng tải trọng hữu cơ (kgBOD
3
/kg nhuyễn thể)
0,5
0,03
0,025
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
11
STT
Thông số
Vụ 1
Vụ 2
Vụ 3
Tải trọng hữu cơ xử lý (kgBOD
3
/kg nhuyễn
thể/ngày)
0,09
0,005
0,004
Ao đối
chứng
Diện tích (m
2
)
4018
3026
3026
Thể tích nước (m
3
)
3000
2800
2800
Tiến hành theo dõi:
Diễn biến chất lượng nước trong ao xử lý và ao đối chứng các thông số : pH, COD,
DO, H
2
S, N-NH
4,
Coliform, P- PO
4
, độ trong theo thời gian : 0, 8, 11, 24, 32, 35, 48,
56, 59, 72, 80, 83, 96, 104, 107, 120, 128, 131, 144, 168, 192, 216, 240 giờ. Kiểm tra
tảo và động vật phù du: vào 13 giờ hàng ngày.
Bùn đáy ao xử lý và ao đối chứng: các thông số pH, tổng mùn, tổng đạm, độ ẩm, sắt
trao đổi, Ca-Mg trao đổi, tần suất : 2 lần/10 ngày.
Tốc độ sinh trường sò huyết, vọp định kì.
4. KẾT QUẢ MÔ HÌNH
4.1 Môi trường nước trong ao xử lý ao đối chứng
Số liệu kết quả theo dõi chất lượng nước ao xử lý ao đối chứng mô hình trình bày
trong phụ lục đính kèm.
4.1.1 Biến đổi giá trị pH
Kết quả theo dõi biến động pH trong ba vụ xử lý trình bày hình 4.1 cho thấy giá trị
pH trong ao đối chứng cao hơn so với ao xử lý từ 0,3 đến 1 đơn vị. Giá trị pH trung bình
ao xử lý 7,8 và ao đối chứng cao hơn đạt 8,2. Nếu xét riêng rẽ giữa các vụ ao xử lý giá trị
pH trung bình qua 3 vụ lần lượt tương ứng là: 7,5; 8,2; 7;6, trong khi các vụ đối chứng là:
7,9; 8,5; 8,3. Xét giá trị pH cả ba vụ giữa thời điểm đo buổi sáng nhỏ hơn buổi chiều
(trung bình ao đối chứng 0,6, ao xử lý 0,35). Nguyên nhân liên quan đến sự phát triển của
tảo và nền đáy trong các ao. Ao xử lý nhờ sự lọc của sò (mô hình 1) và vọp (mô hình 2, 3)
có tác dụng kiểm soát và kìm hãm sự phát triển của tảo nên không có sự biến động lớn về
giá trị pH. Ao đối chứng mật độ tảo cao hơn, ban ngày quá trình quang hợp hấp thu CO
2
và giải phóng CO
3
2-
làm cho pH của nước tăng ban ngày, nhưng ban đêm tảo hô hấp thải
nhiều khí CO
2
làm cho pH giảm chênh lệch pH ngày đêm cao. Phân tích tương quan pH
và mật độ tảo ở ba vụ nuôi có hệ số tương quan thấp r = 0,35. Kết quả kiểm định sự khác
biệt pH giữa ao xử lý và ao đối chứng có ý nghĩa với sig < 0,05.
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
12
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264 288 312
Giờ theo dõi (giờ)
pH
XL ĐC Linear (XL) Linear (ĐC)
Hình 4.1: Biên độ dao động pH theo thời gian tại ao xử lý và ao đối chứng
4.1.2 Độ trong
So sánh độ trong giữa ao xử lý (tảo - sò, tảo - vọp) với ao đối chứng trình bày trong
hình 4.2 ao xử lý cao hơn ao đối chứng trung bình 8,5cm, cuối thời gian xử lý 23cm. Độ
trong ao đối chứng ở cả ba vụ có khuynh hướng giảm dần về cuối thời gian xử lý, duy trì
trong khoảng 20 ÷ 25cm, trong khi đó ao xử lý sau 10 ngày tăng lên (45 ÷ 49cm). Độ trong
của ao đối chứng trong ba vụ xử lý chủ yếu là do sự phát triển của tảo nên giảm dần. Trong
ao xử lý sò, vọp đã lọc thức ăn làm giảm mật độ tảo nên độ trong tăng lên.
Các kết quả quan sát tại ao xử lý hầu như không xuất hiện váng tảo trôi nổi trong
khi tại ao đối chứng lại xuất hiện rất nhiều và đây là nguy cơ làm môi trường nước trong
ao có xu thế xấu đi theo thời gian xử lý.
y = 0,094x + 22,811
R
2
= 0,8796
15
20
25
30
35
40
45
50
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264
Giờ theo dõi (giờ)
Trong (cm)
XL ĐC Linear (XL) Linear (ĐC)
Hình 4.2: Biến động độ trong ba vụ trong các ao
Khi so sánh độ trong giữa các vụ ít có sự khác biệt giữa ba vụ xử lý (sig=0,93), trong
đó vụ
1-2
sig = 0,72, vụ
1-3
sig = 0,95, vụ
2-3
sig= 0,77 như vậy khả năng lọc của sò vụ 1 và
vọp vụ 2,3 tương đương nhau.
4.1.3 Oxy hoà tan
Hàm lượng oxy hòa tan trung bình ba vụ ở ao đối chứng 8,1mg/l, ao xử lý 6,8mg/l. Ao
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
13
đối chứng lần lượt qua các vụ là 1: 7,6mg/l, 8,2 mg/l, 8,6 mg/l, ao xử lý vụ 1: 6,3 mg/l, 2 :
6,9 mg/l, 3: 7,2 mg/l. Ao đối chứng cao hơn trung bình ao thí nghiệm khoảng 1,3 mg/l. Hàm
lượng oxy hòa tan trong các ao phụ thuộc rất lớn vào mật độ của tảo, khi mật độ tảo thấp thì
hàm lượng oxy hòa tan thấp và ổn định, mật độ trung bình làm lượng oxy cao, mật độ cao
quá mức thì hàm lượng oxy rất cao vào ban ngày nhưng sẽ rất thấp vào ban đêm. Hàm
lượng oxy hòa tan ao đối chứng cao hơn ao thí nghiệm do sự phát triển của tảo.
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
11,0
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264 288 312
Giờ theo dõi (giờ)
DO (mg/l)
XL ĐC Linear (XL) Linear (ĐC)
Hình 4.3: Biến động hàm lượng oxy hòa tan ba vụ trong các ao
Như vậy, hàm lượng oxy hoà tan trong ba vụ của ao xử lý cao hơn 6 mg/l, đạt tiêu
chuẩn chất lượng nước cấp cho nuôi tôm (DO ≥ 4 mg/l).
4.1.4 Hiệu quả xử lý N-NH
4
Hàm lượng ammonia ao đối chứng và ao xử lý đều giảm dần theo thời gian xử lý.
Hiệu quả xử lý ammonia nitrogen ao đối chứng qua ba vụ xử lý lần lượt là: 76,6%; 82,6%;
78,9%, ao xử lý hiệu quả cao hơn đạt các giá trị: 96,7%; 93,2%, 95,5%. Mức giảm N-NH
4
ao xử lý 5 ngày đầu trung bình đạt 0,15 ÷ 0,35 mg/l/ngày.
Nhìn chung, hiệu quả xử lý ammonia nitrogen ao xử lý cao hơn so với ao đối
chứng từ 10 – 20%. Hàm lượng ammonia nitrogen ao đối chứng cao hơn ao xử lý được
xác định một phần do do sự suy tàn của tảo, ngoài ra trong ao đối chứng cũng sẽ có một
lượng chất hữu cơ từ nền đáy phân hủy sinh ra N-NH
4
. Xem xét sự tương quan giữa ao xử
lý và ao đối chứng cho thấy giá trị Sig=0,04 chứng tỏ sự khác biệt về hiệu quả xử lý có ý
nghĩa về mặt thống kê.
Kết quả mô hình xử lý cũng cho thấy sau 5 ngày xử lý hàm lượng N-NH
4
trong
nước đã giảm xuống đạt được tiêu chuẩn chất lượng nước cấp cho ao nuôi.
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
14
y = 1,424e
-0,0077x
R
2
= 0,7951
y = 1,2823e
-0,0133x
R
2
= 0,754
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264
Giờ theo dõi (giờ)
N-NH
4
+
(mg/l)
XL ĐC Expon. (ĐC) Expon. (XL)
Hình 4.4: Biến động hàm lượng Ammonia Nitrogen ba vụ trong các ao
So sánh khả năng xử lý ammonia nitrogen giữa sò vụ 1 với vọp cửa sông vụ 2, 3
không có sự khác biệt, với mức kiểm định chung ba vụ Sig=0,13, giữa vụ 1 với vụ 2 Sig =
0,26; vụ 1với vụ 3 Sig= 0,29; vụ 2 với vụ 3 Sig= 0,93 chứng tỏ không có sự khác biệt biệt
mang ý nghĩa thống kê.
4.1.5 Hiệu quả xử lý P-PO
4
Theo Boyd (1998) tảo trong ao tôm sẽ nở hoa khi hàm lượng P- PO
4
vượt quá 0,2
mg/l. Kết quả phân tích trình bày trong hình 4.5 cho thấy hàm lượng P- PO
4
trong ao đối
chứng, ao xử lý đều giảm theo thời gian. Ao xử lý nồng độ P-PO
4
3-
trước khi xử lý dao
động trong khoảng 0,25 ÷ 0,35 mg/l ở mức có thể gây nên hiện tượng tảo nở hoa, sau 11
ngày ao xử lý hiệu quả loại P- PO
4
lần lượt là 87,5%; 87,9%; 75%, ao đối chứng hiệu quả
kém hơn đạt: 70%; 57%; 58 %. Xem xét hiệu quả xử lý P-PO
4
ba vụ cho thấy giá trị Sig
=0,23 chứng tỏ không có sự sai khác về mặt thống kê giữa các vụ xử lý.
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
15
y = 1,2823e
-0,0133x
R
2
= 0,754
y = 0,2528e
-0,003x
R
2
= 0,3624
0,0
0,1
0,1
0,2
0,2
0,3
0,3
0,4
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264
Giờ theo dõi (giờ)
P-PO
4
3-
(mg/l)
XL
Đ
C Expon. (XL) Expon. (
Đ
C)
Hình 4.5: Biến động hàm lượng P-PO
4
ba vụ trong các ao
Hàm lượng P- PO
4
sau 5 ngày xử lý cho thấy P- PO
4
dao động trong khoảng 0,1 ÷
0,15mg/l. Khi xem xét sai khác giữa 3 vụ giá trị Sig giữa vụ
1-2
= 0,14, Sig vụ
1-3
= 1, Sig
vụ
2-3
= 0,14 chứng tỏ nghiệm thức tảo - sò và nghiệm thức tảo – vọp sông có khả năng xử
lý P- PO
4
3-
tương đương.
4.1.6 Hiệu quả xử lý BOD
3
Kết quả theo dõi hiệu quả xử lý chất hữu cơ trình bày trong hình 4.6 cho thấy hàm
lượng BOD
3
ao đối chứng không giảm, ngược lại ao xử lý giảm nhanh.
y = 21,244e
-0,009x
R
2
= 0,8492
0
5
10
15
20
25
30
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264
Giờ theo dõi (giờ)
BOD
3
(mg/l)
Xử lý Đối chứng Expon. (Đối chứng)
Hình 4.6: Biến động giá trị BOD
3
ba vụ trong các ao
Sau 5 ngày nồng độ BOD
3
còn trung bình 5,5 ÷ 6,3 mg/l, đạt hiệu quả xử lý lần
lượt theo vụ là : 66,5%; 65,3; 72,4%. Nồng độ BOD
3
sau xử lý đạt tiêu chuẩn làm nguồn
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
16
nước cấp cho nuôi thủy sản (BOD
5
<10mg/l). Ao đối chứng mặc dù nồng độ DO > 6 mg/l,
luôn diễn ra quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ, nhưng trong ao đồng thời xảy ra quá
trình suy tàn của tảo làm tăng nồng độ BOD
3
. Kết quả sau 10 ngày xử lý nồng độ BOD
3
trong ao duy trì trong khoảng 20 ÷ 30mg/l
Xem xét sự khác biệt biến đổi BOD
3
ao xử lý vụ 1 với 2 kết quả Sig
1-2
=0,35 chứng
tỏ sự tương đồng có ý nghĩa về mặt thống kê giữa vụ 1 với vụ 2. Phân tích tương quan
giữa vụ 1,2 với vụ 3 hiệu quả xử lý vụ 3 cao hơn so với vụ 2 khoảng 7%, giá trị Sig
1-3
=
0,015 và Sig
2-3
= 0,01 chứng tỏ sự sai khác giữa vụ 1, 2 với vụ 3 có ý nghĩa về mặt thống
kê. Điều này có thể được giải thích do kích thước của vọp trong ao xử lý đã gia tăng nên
hiệu quả lọc nước cũng tăng theo.
4.1.7 Độ kiềm
Độ kiềm trung bình của ao xử lý ba vụ lần lượt là 106 mg/l, 114 mg/l, 113 mg/l và
giảm dần theo thời gian xử lý. Trong khi đó ao đối chứng luôn có giá trị cao hơn lần lượt
là 135 mg/l, 138 mg/l, 135 mg/l và ổn định trong suốt thời gian xử lý. Điều này có thể
hoạt động của vọp trong môi trường ao xử lý cũng đã hấp thu một lượng Ca nhất định làm
giảm đáng kể độ kiềm trong ao xử lý so với ao đối chứng tuy nhiên, mức độ giảm là
không lớn.
4.2 Thành phần và sinh vật lượng động, thực vật phù du
4.2.1 Thành phần và sinh vật lượng thực vật phù du
a.Thành phần loài
Kết quả phân tích thực vật phù du trong ba vụ ao xử lý đã xác định được 81 loài,
trong đó số loài của các vụ lần lượt là 53 loài, 56 loài, 60 loài. Cả ba vụ tảo silic là loài
chiếm ưu thế với 43 loài chiếm tỷ lệ 53,1%, tiếp theo là tảo lam 15 loài chiếm tỷ lệ 18,5%,
tảo lục 13 loài (16%), tảo giáp và tảo mắt cùng có số lượng là 5 loài, chiếm 6,2%. Các số
liệu phân tích cho thấy thời gian đầu nước thải từ ao tôm chuyển sang số loài chỉ có từ 6 –
13 loài/đợt thu mẫu, tăng dần đến thời kỳ cuối xử lý đạt từ 8 – 18 loài/đợt, chứng tỏ có sự
biến đổi về cấu trúc thành phần loài theo thời gian xử lý. Mức độ thay đổi thành phần loài
thực vật trong ba vụ không nhiều, biểu hiện rõ qua hệ số giống nhau S= 0,603. Do đó cấu
trúc thành phần loài ao xử lý giữa ba vụ xử lý có sự sai khác nhau không đáng kể.
Tại ao đối chứng phát hiện được 49 loài thực vật phù du, trong đó vụ 1: 32 loài, vụ 2: 34
loài, vụ 3: 36 loài. Tảo silic chiếm ưu thế với số lượng là 22 loài, chiếm tỷ lệ là 44,9%, các
nhóm tảo lục và tảo mắt có xu hướng tăng lên. Về số lượng loài ao đối chứng dao động từ 4
÷ 12 loài/ đợt thu mẫu là khá thấp và không có sự khác biệt lớn giữa thời kỳ đầu xử lý và
cuối. So sánh thành phần loài ao đối chứng ba vụ thấy có sự sai khác, giá trị hệ số giống
nhau S= 0,56.
Thành phần tảo ao xử lý cao hơn so với ao đối chứng do bản thân trong ao xử lý đã có
tảo tự nhiên, đồng thời quá trình xử lý nước thải được làm sạch dần nên thuận lợi cho tảo
phát triển đồng đều, hạn chế sự phát triển loài ưu thế. Ngược lại trong ao đối chứng chất
lượng nước không cải thiện nhiều, một số loài tảo lam vẫn phát triển chiếm ưu thế về mặt
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
17
số lượng ảnh hưởng phát triển của các loài khác dẫn đến thành phần loài trong ao đối chứng
nghèo hơn.
Bảng 4.2: Thành phần thực vật phù du trong ao xử lý
TT
Ngành tảo
Vụ 1
Vụ 2
Vụ 3
Tổng 3 vụ
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
1
Cyanophyta
8
15,1
11
19,6
10
16,1
15
18,5
2
Chlorophyta
7
13,2
26
46,4
10
16,1
13
16,0
3
Bacillaryophyta
30
56,6
11
19,6
33
53,2
43
53,1
4
Egnelophyta
4
7,5
3
5,4
5
8,1
5
6,2
5
Dinophyta
4
7,5
5
8,9
4
6,5
5
6,2
Tổng
53
100
56
100
62
100
81
100
Bảng 4.3: Thành phần thực vật phù du trong ao đối chứng
TT
Ngành tảo
Vụ 1
Vụ 2
Vụ 3
Tổng 3 vụ
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
1
Cyanophyta
(Tảo lam)
6
17,1
6
17,6
5
13,2
8
16,3
2
Chlorophyta
(Tảo lục)
6
17,1
9
26,5
6
15,8
10
20,4
3
Bacillaryophyta
(Tảo silíc)
16
45,7
13
38,2
19
50,0
22
44,9
4
Egnelophyta
(Tảo mắt)
5
14,3
4
11,8
5
13,2
6
12,2
5
Dinophyta
(Tảo giáp)
2
5,7
2
5,9
3
7,9
3
6,1
Tổng
35
100
34
100
38
100
49
100
Tảo lục, 13,
16.0%
Tảo silic, 43,
53.1%
Tảo lam, 15,
18.5%
Tảo giáp, 5, 6.2%
Tảo mắt, 5, 6.2%
Tảo lam
Tảo lục
Tảo silic
Tảo mắt
Tảo giáp
Tảo giáp, 3, 6.1%
Tảo mắt, 6,
12.2%
Tảo lục, 10,
20.4%
Tảo lam, 8,
16.3%
Tảo silic, 22,
44.9%
Tảo lam
Tảo lục
Tảo silic
Tảo mắt
Tảo giáp
Hình 4.7: Số lượng và tỷ lệ các ngành tảo
ao xử lý
Hình 4.8: Số lượng và tỷ lệ các ngành tảo ao
đối chứng
b. Sinh vật lượng
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
18
Kết quả xác định sinh vật lượng thực vật phù du ao xử lý và ao đối chứng được thể
hiện trong hình 4.9 (chi tiết xem phần phụ lục) cho thấy có sự sai khác khá lớn mật độ tế
bào tảo trong cùng thời gian xử lý, đặc biệt là sau 10 ngày xử lý.
y = 13,297e
0,0011x
R
2
= 0,2561
y = -0,0629x + 13,134
R
2
= 0,8772
0
5
10
15
20
25
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264
Giờ theo dõi (giờ)
Mật độ tảo (10
6
tb/l)
XL
Đ
C Expon. (
Đ
C) Linear (XL)
Hình 4.9: Số lượng tảo ao xử lý và đối chứng trong 3 vụ
Ở ao xử lý, số lượng tảo ba vụ xử lý biến động rất lớn, mật độ ban đầu ba vụ lần
lượt là: 14 x 10
6
tb/l; 12 x 10
6
tb/l; 17,1 x 10
6
tb/l sau 10 ngày xử lý giảm xuống còn
0,011x 10
6
tb/l; 0,023 x 10
6
tb/l; 0,01 x 10
6
tb/l. Ngược lại ao đối chứng lại có sự gia tăng
đáng kể số lượng thực vật phù du, cụ thể sau 11 ngày số lượng thực vật phù du ba vụ ao
đối chứng tăng lên tương ứng là 15,2 x 10
6
tb/l; 16,31 x 10
6
tb/l, 18,82 x 10
6
tb/l, cao hơn
ao xử lý từ 50 ÷ 160 lần. Kết quả cho thấy sò và vọp đã thu sinh khối tảo làm giảm thực
vật phù du và chất hữu cơ hạn chế tác động của phú dưỡng hóa nguồn nước. Số liệu này
cũng phù hợp với xu thế biến đổi BOD
3
.
4.2.2 Biến động động vật phù du
Kết quả phân tích thành phần động vật phù du ao xử lý (trình bày trong bảng 4.4)
được 19 loài động vật phù du thuộc 4 nhóm (Copepoda, Rotifera, Cladocera, Protozoa) và 3
dạng ấu trùng. Trong đó nhóm chân chèo (Copepoda) có số loài lớn nhất 9 loài chiếm tỷ lệ
47,4%; tiếp theo là nhóm Rotifera 4 loài chiếm tỷ lệ 21,1%, Cladocera và Protozoa cùng có
3 loài chiếm (15,8%). Phân bố thành phần loài động vật nổi tại ao đối chứng ít hơn ao xử lý,
phát hiện được 17 loài, bình quân số loài mỗi đợt thấp từ 2-7 loài/mẫu. Nhóm chân chèo
(Copepoda) có số loài lớn nhất 6 loài chiếm tỷ lệ 35,3% ít hơn ao xử lý; tiếp theo là nhóm
Rotifera 4 loài chiếm tỷ lệ 23,5%, Cladocera 4 loài (23,5%) và Protozoa có số loài thấp nhất
3 loài chiếm (17,6%).
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
19
Bảng 4.4: Thành phần động vật phù du trong ao xử lý
TT
Nhóm ĐVPD
Vụ 1
Vụ 2
Vụ 3
Tổng 3 vụ
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
1
PROTOZOA
(Đơn bào)
3
17,6
3
18,8
2
11,1
3
15,8
2
ROTIFERA
(Luân trùng)
4
23,5
4
25,0
4
22,2
4
21,1
3
COPEPODA
(Chân mái
chèo)
7
41,2
6
37,5
9
50,0
9
47,4
4
CLADOCERA
(Râu nhánh)
3
17,6
3
18,8
3
16,7
3
15,8
5
Ấu trùng
3
2
3
3
Tổng
17
100
16
100
18
100
19
100
Bảng 4.5: Thành phần động vật phù du trong ao đối chứng
TT
Nhóm ĐVPD
Vụ 1
Vụ 2
Vụ 3
Tổng 3 vụ
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
Số loài
(loài)
Tỷ lệ
(%)
1
PROTOZOA
(Đơn bào)
3
18,2
3
21,4
3
21,4
3
16,67
2
ROTIFERA
(Luân trùng)
3
27,3
4
28,6
3
21,4
4
22,22
3
COPEPODA
(Chân mái
chèo)
4
36,4
3
21,4
5
35,7
7
38,89
4
CLADOCERA
(Râu nhánh)
2
18,2
4
28,6
3
21,4
4
22,22
5
Ấu trùng
3
3
3
3
Tổng
Tổng
100
14
100
14
100
18
100
Số lượng động vật phù du biến động khá lớn xem hình 4.10. Mật độ động vật phù
du ao đối chứng ba vụ biến động theo khuynh hướng tăng đầu và cuối thời gian xử lý,
giảm xuống thấp nhất sau 5 ngày xử lý. Giá trị mật độ dao động từ 0,29x10
6
– 2,61x10
6
cá
thể/m
3
. Trong đó bình quân mỗi vụ lần lượt là 1,48 x10
6
cá thể/m
3
, 0,81 x10
6
cá thể/m
3
,
0,86 x10
6
cá thể/m
3
. Nhóm ngành có mật độ cao là Protozoa và Rotifera, nhóm phát triển
mạnh trong môi trường giàu hữu cơ. Ngược lại ở ao xử lý mật độ phù du xu hướng giảm
dần từ 0,03 x 10
6
– 0,96 x10
6
cá thể/m
3
, trung bình vụ 1 : 0,37 x10
6
cá thể/m
3
, vụ 2: 0,18
x10
6
cá thể/m
3
, vụ 3: 0,12 x10
6
cá thể/m
3
. Nhóm ngành có mật độ cao là Rotifera và
Copepoda, chứng tỏ môi trường có ít chất hữu cơ hơn so với ao đối chứng vì Copepoda
thường phân bố trong các thủy vực sạch đến dinh dưỡng trung bình.
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
20
y = 0.3704e
-0.0083x
R
2
= 0.4061
y = 0.6574e
0.0027x
R
2
= 0.1672
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264
Giờ theo dõi (giờ)
SLDV phù du (10
6
cá thể/m
3
)
XL
Đ
C Expon. (XL) Expon. (
Đ
C)
Hình 4.10: Số lượng động vật phù du ao xử lý và đối chứng trong 3 vụ
4.3 CÁC YẾU TỐ HÓA HỌC BÙN ĐÁY AO XỬ LÝ
Kết quả phân tích thành phần môi trường nền đáy được thể hiện trong bảng 4.6.
Bảng 4.6: Kết quả chất lượng đất nền đáy ao xử lý
Vụ
Ao
Thời
gian
pH
H20
pH
KCl
Độ
ẩm
Fe trao
đổi
Tổng
mùn
Tổng
đạm
Ca trao
đổi
Mg trao
đổi
ngày
1:5
1:5
%
mg/l
%
%
mg/100g
mg/100g
1
Ao
XL
0
5,31
4,12
62,2
0,87
2,61
0,11
67,4
91,77
11
5,12
5,07
60,8
1,33
2,97
0,16
70,3
88,99
ĐC
0
6,72
5,84
70,2
2,76
6,34
0,665
195
264
11
-
-
-
-
5,84
0,628
-
-
2
Ao
XL
0
5,08
4,37
60,7
0,54
2,47
0,17
70,24
112,3
11
5,16
4,87
62,4
0,64
3,14
0,26
73,16
131,7
ĐC
0
6,35
5,76
69,4
1,82
4,87
0,492
172
234
11
-
-
-
-
5,11
0,412
-
-
3
Ao
XL
0
5,22
4,87
62,7
1,18
2,15
0,23
65,4
130,1
11
5,31
5,16
65,2
1,25
2,86
0,28
61,4
117,3
ĐC
0
6,77
6,02
74,3
2,77
5,36
0,58
215
273
11
-
-
-
-
5,47
0,431
-
-
Từ bảng cho thấy đất trong ao xử lý có những biến đổi nhất định, đặc biệt hàm
lượng mùn và N
t
trong bùn đáy ao xử lý có xu hướng gia tăng rõ rệt sau 11 ngày xử lý.
Như vậy đã có sự tích tụ chất hữu cơ ở nền đáy trong ao xử lý. Nhuyễn thể lọc nước và
tiêu hóa một phần cặn hữu cơ, một phần chuyển thành dạng phân giả thải ra môi trường
bùn đáy. Đây là nguyên nhân tăng chất hữu cơ trong bùn đáy ao xử lý, tuy nhiên mức độ
gia tăng là không lớn.
5. TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ
Mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp tại Cần Giờ trong ba vụ không làm
gia tăng kinh phí cho người nuôi. Sử dụng ao lắng để thực hiện mô hình hoàn toàn không
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần
Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
21
ảnh hưởng đến diện tích hiện hữu của hai hộ nuôi. Chi phí gia tăng duy nhất là tiền mua
giống nhuyễn thể. Trong vụ nuôi thứ nhất chi phí mua giống sò huyết loại 1.750 con/kg giá
45.000/kg tổng chi phí mua sò huyết 2.070.000 đồng. Vụ hai số tiền mua vọp sông
7.755.000 đồng, vụ 3 sử dụng lại vọp từ vụ thứ 2. Kết quả tính toán chi tiết được trình bày
trong bảng 5.1.
Nếu xét về sự thích nghi cho thấy sò và vọp đều có khả năng thích nghi với cấu trúc
đất nền đáy ao lắng của khu vực Cần Giờ. Chúng tồn tại và phát triển khá tốt. Đối với vọp
cửa sông chúng phát triển ngay cả khi độ mặn xuống rất thấp mà biểu hiện vào mùa mưa
năm 2011 độ mặn khá thấp chúng vẫn tồn tại. Sò huyết đã bị chết hoàn toàn khi độ mặn
xuống thấp nên không cho thu hoạch.
Đánh giá về tốc độ tăng trưởng của vọp và sò thông qua tăng trọng, cho thấy khi
bơm nước thải vào ao xử lý thì tín hiệu về sự tăng trưởng của vọp và sò tăng rõ rệt. Chứng
tỏ các chất trong nước thải từ ao tôm là nguồn thức ăn khá phù hợp cho sò và vọp. Do đó sử
dụng nước thải từ ao tôm như là nguồn thức ăn cho sò và vọp vừa có ý nghĩa về mặt môi
trường và mặt kinh tế trong phát triển nuôi trồng thủy sản.
* Đánh giá hiệu quả kinh tế thông qua thu nhập của mô hình :
Do sò huyết bị chết nên không có thu hoạch. Giả sử độ mặn tốt sò phát triển bình
thường sẽ là đối tượng nuôi cho hiệu quả kinh tế cao. Theo tính toán một số trang trại tại
Bến Tre lợi nhuận từ nuôi sò huyết trong khoảng từ 200 – 300%. Trong đề tài tính đến thời
điểm kết thúc mô hình, tỷ suất lợi nhuận đạt 55,8% so với chi phí giá mua.
Đối với vọp cửa sông, tốc độ tăng trưởng trong ao xử lý khá cao, trung bình đạt
2,1g/tháng. Trong đó tốc độ tăng trưởng của vọp trong thời gian xử lý cao hơn hẳn tốc độ
điều kiện nuôi bình thường. Chứng tỏ rằng nguồn chất thải từ ao nuôi tôm là thức ăn tương
đối phù hợp với vọp cửa sông. Do đó sử dụng ao lắng nước để nuôi sò hoặc vọp không chỉ
có tác dụng xử lý chất ô nhiễm cải thiện môi trường mà con đem lại hiệu quả kinh tế cho
người nuôi.
Theo tính toán hiệu quả từ nuôi vọp lợi nhuận đạt 254%, qui thành tiền 18.704.557
đồng, tuy nhiên ngoài yếu tố sản lượng tăng, lợi nhuận sẽ phụ thuộc chính vào giá bán và
chi phí.
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
22
Bảng 5.1: Kết tính toán chi phí và lợi nhuận từ ao xử lý
Thông số
Đơn vị
Sò huyết
Vọp cửa sông
Ngày
thả
Kiểm tra ngày
Ngày thả
Kiểm tra ngày
24/2/09
2/6/2009
16/6/09
25/11/09
2/1/2010
16/1/10
10/5/10
23/5/10
20/9/11
Kích thước
con/kg
1.750
863
719
24,0
22,2
21,1
15,1
14,4
9,5
Trọng lượng sò
gam
0,57
1,16
1,39
41,67
45,05
47,39
66,23
69,44
105,26
Tỷ lệ sống
%
100
72
72
100
100
100
96
96
73
Tổng số lượng ước
tính
con
80.500
57.960
57.960
12.408
12.408
12.408
11.912
11.912
8.696
Khối lượng
kg
46
67
81
517
559
588
789
827
915
Thời gian nuôi
ngày
0
97
111
0
38
52
166
179
664
Tốc độ tăng trưởng
chung trung bình
theo ngày
g/30 ngày
0,221
2,084
Tốc độ tăng trưởng
trung bình theo
ngày trong các đợt
g/30 ngày
0,182
0,497
2,667
5,032
4,956
7,429
2,216
Giá nhuyễn thể
Đồng/kg
45.000
40.000
15.000
22.000
30.000
Chi phí tiền mua
giống
Đồng
2.070.000
7.755.000
Chi phí sản xuất tảo
Đồng
1000000
1000000
1000000
Bán nhuyễn thể
Đồng
3.224.478
17.198.400
26.459.557
Lợi nhuận
Đồng
154.478
9.443.400
18.704.557
Tỷ lệ lợi nhuận
%
55,8
134,7
254,1
Ghi chú: Giá nhuyễn thể lấy theo giá thị trường vào thời điểm xem xét
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
i
6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
6.1. Kết luận
Thực hiện mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp tại Cần Giờ vụ tảo Tetraselmis
sp. mật độ 2 x10
6
- 3 x10
6
tb/l kết hợp với sò vụ 1 mật độ 70 con/m
2
, vụ 2, 3 vọp cửa sông
7-8 con/m
2
cho thấy hiệu quả xử lý nước thải nuôi tôm cao hơn so với ao đối chứng,
ammonia nitrogen từ 10 – 20%, P-PO
4
: 12 - 30%, BOD
3
: 70%-80%. Sò huyết và vọp
cửa sông đã thu sinh khối tảo làm giảm lượng thực vật phù du, chất hữu cơ hạn chế tác
động của phú dưỡng hóa, đồng thời tăng độ trong, loại bỏ cặn lơ lửng, mùn bã hữu cơ và
sinh khối phù du thực vật.
Hiệu quả xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. mật độ 2 x10
6
-
3 x10
6
tb/l kết hợp với sò mật độ 70 con/m
2
không có sự khác biệt nhiều với phối hợp với
vọp cửa sông mật độ 7-8 con/m
2
.
Khu hệ động và thực vật phù du trong ao xử lý phong phú hơn về thành phần loài, thấp
hơn về mật độ ao đối chứng. Như vậy môi trường trong ao xử lý chuyển biến đến tính
bền vững.
Mức độ thay đổi thành phần loài động, thực vật phù du ba vụ không nhiều, cấu trúc thành
phần loài ao xử lý giữa ba vụ xử lý có sự sai khác nhau không đáng kể.
Đặc biệt 70% nguồn nước sau khi xử lý từ vụ nuôi thứ 2 được tái sử dụng cho vụ nuôi
thứ 3 mà không xuất hiện bất cứ trở ngại nào.
Mặc dù sự cố chết sò đã làm giảm đáng kể mức độ thành công của mô hình tảo – sò, theo
tính toán tỷ suất lợi nhuận từ nuôi sò đến thời điểm sự cố đạt 55,8%. Đối mô hình xử lý
tảo - vọp cửa sông tỷ suất lợi nhuận đạt: 254,1%. Như vậy triển khai mô hình có tính
thiết thực giúp người dân vùng nuôi tôm đang bị ô nhiễm tìm ra công nghệ xử lý thích
hợp nhằm phát triển kinh tế và phục hồi nghề nuôi.
6.2. Kiến nghị
Mô hình xử lý nước thải nuôi tôm bằng tảo và sò huyết gặp khó khăn, phải dừng lại ở vụ
1 do ảnh hưởng của độ mặn xuống quá thấp dưới 2‰ vào tháng 7 năm 2009 khu vực
Cần Giờ không đảm bảo cho sự phát triển của sò. Do đó triển khai nghiên cứu về độ mặn
trong vùng nuôi để tìm ra đối tượng nhuyễn thể xử lý thích hợp.
Vọp cửa sông là đối tượng có thể sống trong môi trường nước có độ mặn thay đổi lớn,
ngay cả độ mặn xuống dưới 1‰ phần ngàn nó vẫn sinh trưởng và phát triển bình thường.
Vọp cửa sông được xem là có ý tính ứng dụng cao phù hợp khu vực Cần Giờ cần được
quan tâm xem xét nghiên cứu sâu hơn.
Tiếp tục triển khai mô hình nhân rộng như là trình diễn chuyển giao cho người dân thực
hiện xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp.
Báo cáo “Kết quả mô hình xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp bằng tảo Tetraselmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh vỏ qui mô pilot tại Cần Giờ ”
Khoa Môi trường – Đại học Bách Khoa TP. HCM
ii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Tóm tắt thời gian thực hiện thí nghiệm xử lý 6
Bảng 3.2: Thông số ao thí nghiệm và ao đối chứng 10
Bảng 4.2: Thành phần thực vật phù du trong ao xử lý 17
Bảng 4.3: Thành phần thực vật phù du trong ao đối chứng 17
Bảng 4.4: Thành phần động vật phù du trong ao xử lý 19
Bảng 4.5: Thành phần động vật phù du trong ao đối chứng 19
Bảng 4.6: Kết quả chất lượng đất nền đáy ao xử lý 20
Bảng 5.1: Kết tính toán chi phí và lợi nhuận từ ao xử lý 22