Nghiên cứu mô hình thu hồi dinh dưỡng từ nước thải thủy sản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH THU HỒI DINH DƯỠNG TỪ
NƯỚC THẢI THỦY SẢN

Ngành:

Công nghệ Môi Trường

Chuyên ngành: Kỹ thuật

Giảng viên hướng dẫn : TS. Trần Văn Thanh
Sinh viên thực hiện
MSSV: 1411090515

: Phạm Thị Xuân Hoa
Lớp: 14DMT04

TP. Hồ Chí Minh, 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và
chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện
luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ
nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố.

TP.Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2018

Sinh viên
Phạm Thị Xuân Hoa


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài luận văn và kết thúc khóa học, với tình cảm chân thành, tôi xin
bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới trường Đại học Công nghệ TP.HCM đã tạo điều kiện
cho tôi có môi trường học tập tốt trong suốt thời gian tôi học tập, nghiên cứu tại
trường.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Thầy Trần Văn Thanh đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình
nghiên cứu và trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp này. Đồng
thời, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn tới thầy cô ở Viện Khoa học Ứng dụng Hutech…, bạn
bè đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành Khóa
luận tốt nghiệp lần này.
Em xin chân thành cảm ơn!

TP.Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2018
Sinh viên
Phạm Thị Xuân Hoa


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ................................................................................................. 5
1.1

Giới thiệu về ngành nuôi trồng thủy sản ................................................................ 5

1.2

Các vấn đề môi trường nuôi trồng thủy sản ........................................................... 9

1.2.1

Ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí .................................................... 9

1.2.1.1

Môi trường đất .......................................................................................... 9

1.2.1.2

Môi trường nước ....................................................................................... 9

1.2.1.3

Khí thải ................................................................................................... 10

1.2.2

Chất thải trong nuôi trồng thủy hải sản ........................................................ 10

1.3

Các nghiên cứu liên quan đến xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản .................... 11

1.4

Đánh giá chung về tổng quan để xác định vấn đề nghiên cứu............................. 15

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................................... 19

2.1 Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 19
2.1.1 Phương pháp phân loại, hệ thống hóa lý thuyết ............................................... 19
2.1.2 Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu .......................................................... 19
2.1.3 Phương pháp Pilot ............................................................................................ 19
2.1.4 Phương pháp phân tích ..................................................................................... 20
2.2 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................... 20
2.2.1 Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 20
2.2.2 Giới thiệu về cây rau muống ............................................................................ 20
2.2.3 Mô hình thí nghiệm thu hồi dinh dưỡng từ nước thải thủy sản bằng thực vật
thủy sinh .................................................................................................................... 22
2.2.3.1 Cấu tạo mô hình......................................................................................... 22
2.2.3.2 Cách lắp ráp mô hình bằng xốp ................................................................. 25
2.2.3.3 Tính lượng nước cần cung cấp cho cây sau khi có kết quả phân tích mẫu
nước ban đầu.......................................................................................................... 27
2.2.3.4 Quy trình vận hành .................................................................................... 30
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ........................... 41
3.1 Kết quả nghiên cứu .................................................................................................. 41

I


3.2 Đánh giá kết quả thí nghiệm .................................................................................... 43
3.3 Áp dụng kết quả mô hình thí nghiệm đề xuất quy trình thiết kế, vận hành hệ thống
ao – ruộng rau để thu hồi dinh dưỡng ........................................................................... 49
CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH THU HỒI DINH DƯỠNG CHO MỘT TRƯỜNG
HỢP ĐIỂN HÌNH .............................................................................................................. 54
4.1 Mô tả đối tượng nghiên cứu điển hình .................................................................... 54
4.2 Áp dụng quy trình đã đề xuất để thiết kế cho hộ điển hình ..................................... 57
4.3 Đánh giá lợi ích kinh tế mô hình ............................................................................. 60
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................... 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 63

II


DANH MỤC VIẾT TẮT
STT

Ký hiệu

Giải thích

1

BOD

Nhu cầu oxy sinh hóa

2

COD

Nhu cầu oxy hóa học

3

CH4

Metan

4

ĐBSCL

Đồng bằng Sông Cửu Long

5

H2S

Hydro sulfua

6

NH3

Amoniac

7

P04

Phosphat
Standard Methods for the
Examination of Water and

8

SMEWW

Waste Water (Các phương
pháp chuẩn xét nghiệm
nước và nước thải)

9

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

10

VSV

Vi sinh vật

III


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Sản lượng nuôi trồng và khai thác thủy sản Việt Nam trong 26 năm ..............6
Hình 2.1: Cây rau muống .................................................................................................21
Hình 2.2: Mô hình thí nghiệm .......................................................................................... 22
Hình 2.3: Trại nuôi cá giống Út Khanh tại huyện Bình Chánh ........................................24
Hình 2.4: Sơ đồ lắp ráp mô hình ...................................................................................... 26
Hình 2.5: Gieo chồi rau muống và cho nước vào mô hình ..............................................31
Hình 2.6: Các chai chứa nước thải cho vào và nước thải xả ra có dung tích 500ml ........32
Hình 2.7: Cây được 5 ngày tuổi (20-6-2018) ...................................................................33
Hình 2.8: Cây được 6 ngày tuổi (21-6-2018) ...................................................................34
Hình 2.9: Cây được 7 ngày tuổi (22-6-2018) ...................................................................34

Hình 2.10: Cây được 8 ngày tuổi (23-6-2018) .................................................................35
Hình 2.11: Cây được 10 ngày tuổi (25-6-2018) ............................................................... 35
Hình 2.12: Cây được 11 ngày tuổi (26-6-2018) ............................................................... 36
Hình 2.13: Cây được 12 ngày tuổi (27-6-2018) ............................................................... 36
Hình 2.14: Cây được 13 ngày tuổi (28-6-2018) ............................................................... 37
Hình 2.15: Cây được 14 ngày tuổi (29-6-2018) ............................................................... 37
Hình 2.16: Cây được 16 ngày tuổi (30-6-2018) ............................................................... 38
Hình 2.17: Cây được 18 ngày tuổi (2-7-2018) ................................................................ 38
Hình 2.18: Cây được 19 ngày tuổi (3-7-2018) .................................................................39

IV


Hình 2.19: Cây được 20 ngày tuổi (4-7-2018) .................................................................39
Hình 2.20: Cây được 23 ngày tuổi (8-7-2018) .................................................................40
Hình 3.1: Nông dân xã Nhị Bình, huyện Hóc Môn thu hoạch rau muống được trồng theo
quy trình VietGap .............................................................................................................46
Hình 4.1: Vị trí hộ nuôi cá lóc Phạm Văn Minh .............................................................. 54
Hình 4.2: Mương nước và nơi xả thải của nhà vệ sinh – ao lắng trồng rau muống .........55
Hình 4.3: Bao bì đựng thuốc, thức ăn cho cá ...................................................................56
Hình 4.4: Mương dẫn nước và ống dẫn nước ...................................................................56
Hình 4.5: Nước thải sinh hoạt đổ ra đất tự thấm .............................................................. 57
Hình 4.6: Cân bằng vật chất và năng lượng 01 vụ của 01 ao nuôi diện tích 1000m2 ......58

V


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Kết quả sản xuất thủy sản năm 2017 .............................................................. 7
Bảng 1.2: Điểm giống nhau và khác nhau giữa hệ thống Aquaponics và mô hình nghiên

cứu ...................................................................................................................................16
Bảng 1.3: Ưu và nhược điểm của mô hình nghiên cứu, hệ thống Aquaponics và phương
pháp thủy canh ..................................................................................................................16
Bảng 3.1: Kết quả phân tích mẫu nước thải thủy sản đầu vào .........................................41
Bảng 3.2: Kết quả phân tích mẫu nước thải thủy sản đầu ra ............................................41
Bảng 3.3: Kết quả phân tích mẫu rau muống xay ............................................................ 42
Bảng 3.4: Tỷ lệ % chệnh lệch nồng độ đầu vào và đầu ra của các chỉ tiêu .....................44
Bảng 3.5: % Tỷ lệ thất thoát của các chất dinh dưỡng .....................................................45
Bảng 3.6: Hiệu suất xử lý của mô hình thu hồi dinh dưỡng từ nước thải thủy sản và mô
hình xử lý nước thải bằng cây lục bình ............................................................................48
Bảng 4.1: Lượng nước cần cung cấp cho khu đất trồng rau 1ha ......................................59
DANH MỤC ĐỒ THỊ
Biểu đồ 2.1: Lượng nước tưới cung cấp cho cây trong 30 ngày ......................................29

VI


DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 3.1: Quy trình thiết kế của mô hình đề xuất ........................................................... 52
Sơ đồ 3.2: Quy trình vận hành của mô hình đề xuất ........................................................ 53

VII


LỜI MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Xử lý nước thải ô nhiễm là một trong những vấn đề cấp bách của Việt Nam hiện nay. Đặc
biệt, nước ta là một đất nước có nền kinh tế chủ yếu là nông nghiệp. Việc xử lý cũng như
là tái sử dụng nước thải sau hoạt động nông nghiệp cần được quan tâm nghiên cứu và ứng
dụng vào đời sống thực tế để góp phần làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tránh lãng

phí nguồn tài nguyên nước.
Nuôi trồng thủy sản từ lâu được biết đến như là một ngành mũi nhọn của đất nước, nó
không chỉ mang đến lợi ích kinh tế mà còn tạo công ăn việc làm cho người dân. Tuy
nhiên, bên cạnh lợi ích mang đến thì ngành nghề này cũng còn nhiều hạn chế. Một trong
số đó là vấn đề về xử lý nước thải thủy sản mà không làm ô nhiễm môi trường cũng như
không quá tốn kém và phù hợp với đa số người nuôi thủy sản. Đã có nhiều nghiên cứu về
vấn đề xử lý nước thải thủy sản nhưng bài nghiên cứu này sẽ đưa ra một hướng đi hoàn
toàn khác và chú trọng hơn về khả năng áp dụng thực tế cho người nuôi. Từ đó người
nuôi sẽ có nhiều lựa chọn hơn trong việc tìm kiếm công nghệ xử lý nước thải nuôi thủy
sản phù hợp với điều kiện kinh tế của họ.
2. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Nước thải từ quá trình nuôi trồng thủy sản là một nguồn nước chứa nhiều chất dinh
dưỡng. Tuy vậy, nguồn nước này vẫn bị thải bỏ ra ngoài môi trường rất lãng phí. Vì vậy,
nghiên cứu mô hình thu hồi dinh dưỡng từ nước thải nuôi trồng thủy sản là hết sức cần
thiết và đưa vào ứng dụng trong thực tế để góp phần làm giảm ô nhiễm, tránh lãng phí
nguồn tài nguyên nước mà còn mang giá trị về lợi ích kinh tế.
3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
Một số nghiên cứu về xử lý nước thải:
✓ So sánh quá trình hấp thụ dinh dưỡng của rau muống và cải bẹ xanh từ sản phẩm
chất dinh dưỡng của cá trê phi trong hệ thống tuần hoàn aquaponic.

1


✓ Hoa rau muống bắt nguồn từ tầng đất và quá trình hấp phụ các chất ô nhiễm lên
trên bề mặt rễ của rau muống kết hợp với bình phản ứng quang học để xử lý hiệu
quả nước thải dệt.
✓ Cải thiện chất lượng nước thải nuôi trồng thủy sản bằng rau muống nước
(Ipomoea Aquatica Forsskal) trồng trên mặt sông và đánh giá lợi ích sinh thái
trong khu nông nghiệp sinh thái

✓ Đánh giá khả năng xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản của lớp đệm ngập nước
✓ Xử lý nước thải ao nuôi cá nước ngọt bằng đất ngập nước kiến tạo.
Những nghiên cứu này là nghiên cứu về việc xử lý nước thải đơn thuần bằng các công
nghệ kỹ thuật phức tạp, tốn kém chi phí và không gia tăng giá trị kinh tế. Tuy nhiên, mô
hình nghiên cứu thu hồi thu dinh dưỡng từ nước thải thủy sản vừa xử lý nước vừa gia
tăng giá trị kinh tế.
4. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
a. Mục tiêu tổng quát
✓ Xây dựng mô hình thu hồi dinh dưỡng từ nước thải nuôi trồng thủy sản.
✓ Đánh giá hiệu quả của mô hình thu hồi dinh dưỡng từ nước thải nuôi thủy sản.
✓ Ứng dụng mô hình vào thực tế.
b. Mục tiêu cụ thể
✓ Tìm hiểu về ngành nuôi thủy sản ở Việt Nam.
✓ Tìm hiểu về đặc tính của nước thải nuôi thủy sản.
✓ Đề xuất tính toán, thiết kế mô hình thu hồi dinh dưỡng từ nước thải nuôi thủy sản.
✓ Xây dựng mô hình nghiên cứu thu hồi dinh dưỡng từ nước thải nuôi thủy sản.
✓ Đề xuất mô hình thực tế cho một trường hợp điển hình.
5. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
✓ Nghiên cứu về nước thải nuôi trồng thủy sản.
✓ Nghiên cứu các giải pháp thu hồi chất dinh dưỡng từ nước thải nuôi trồng thủy
sản.
✓ Nghiên cứu xây dựng mô hình thu hồi dinh dưỡng từ nước thải nuôi trồng thủy
sản.

2


✓ Nghiên cứu phạm vi ứng dụng mô hình trong thực tế.
6. PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là các hộ dân, các vùng có ngành nuôi trồng thủy sản với

quy mô đa dạng. Một trong những địa điểm được đề xuất để thực hiện mô hình thực tế là
hộ nuôi cá lóc Phạm Văn Minh. Địa chỉ: Ấp Bình Phú 1, xã Bình Hòa, Huyện Châu
Thành, tỉnh An Giang.
7. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
✓ Phương pháp chuyên gia : Tìm hiểu bản chất các phương pháp cũng như những
nhận định của chuyên gia để tìm ra một giải pháp tối ưu để giải quyết vấn đề.
✓ Phương pháp phòng thí nghiệm : Dùng các phương pháp phòng thí nghiệm để
phân tích mẫu nước với các chỉ tiêu, phân tích khả năng thu hồi dinh dưỡng từ
nước thải của đối tượng nghiên cứu của mô hình nghiên cứu.
✓ Phương pháp so sánh : So sánh kết quả phân tích với các kết quả phân tích đã có
trước để so sánh hiệu quả xử lý.
✓ Phương pháp phân tích và thu nhập dữ liệu : Thu nhập các dữ liệu từ các nguồn
khác nhau , phân tích và lựa chọn thông tin cần thiết để sử dụng .
✓ Phương pháp quan sát khoa học: quan sát đối tượng trong khoảng thời gian nghiên
cứu và thu thập các thông tin đã quan sát được.
8. DỰ KIẾN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Xây dựng được mô hình nghiên cứu thu hồi dinh dưỡng từ nước thải nuôi thủy sản và mô
hình có khả năng áp dụng cho các hộ dân hoặc các vùng nuôi trồng thủy sản. Bên cạnh đó
nghiên cứu còn mang đến lợi ich kinh tế thiết thực cho người nuôi và giải quyết được vấn
đề ô nhiễm môi trường.
9. BỐ CỤC CỦA ĐỀ TÀI
Đồ án có cấu trúc gồm 3 phần với nội dung chính gồm 4 chương:
LỜI MỞ ĐẦU

3


Đề cập đến đặt vấn đề cho đề tài và các mục tiêu nghiên cứu, nội dung và phương
pháp nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và ý nghĩa
thực tiễn khi thực hiện đề tài Tốt nghiệp.

PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 Giới thiệu về ngành nuôi trồng thủy sản
1.2 Các vấn đề môi trường nuôi trồng thủy sản
1.3 Các nghiên cứu liên quan đến xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản
1.4 Đánh giá chung về tổng quan để xác định vấn đề nghiên cứu
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.1 Phương pháp nghiên cứu
2.2 Nội dung nghiên cứu
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ NGHIÊN CỨU
3.1 Kết quả nghiên cứu
3.2 Đánh giá nghiên cứu
CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH THU HỒI DINH DƯỠNG CHO MỘT
TRƯỜNG HỢP ĐIỂN HÌNH
4.1 Mô tả đối tượng nghiên cứu điển hình
4.2 Áp dụng mô hình đã đề xuất để thiết kế cho hộ điển hình
4.3 Đánh giá lợi ích kinh tế mô hình
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO

4


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 Giới thiệu về ngành nuôi trồng thủy sản
Thuỷ sản là một ngành hoạt động kinh tế nằm trong tổng thể kinh tế – xã hội của loài
người. Thuỷ sản đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp thực phẩm cho nhân loại.
Bên cạnh đó nó còn là một ngành kinh tế tạo cơ hội công ăn việc làm cho con người, đặc
biệt là ở vùng nông thôn và vùng ven biển. Nhu cầu thuỷ sản cho nhân loại ngày càng
tăng trong khi nguồn lợi của các tài nguyên này lại có giới hạn và đã bị khai thác quá

mức, vì vậy ngành nuôi trồng thuỷ sản phát triển để bù đắp vào những thiếu hụt đó.
Ngày nay nuôi trồng thuỷ sản đã cung cấp được khoảng 27% tổng sản lượng thuỷ sản thế
giới, nhưng chiếm tới gần 30% sản lượng dùng làm thực phẩm. Đối tượng nuôi trồng rất
phong phú gồm đủ các chủng loại: cá, nhuyễn thể giáp xát, rong tảo và một số loài
khác[1].
Nuôi trồng thuỷ sản có quy mô rất khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện của từng nước: từ
quy mô nhỏ gia đình gắn liền với hệ thống canh tác tổng hợp đến những trang trại nuôi
chuyên công nghiệp hoá có quy mô lớn.
❖ Nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam
Trong hơn 15 năm qua, nuôi trồng thuỷ sản đã phát triển mạnh mẽ tại Việt Nam và hiện
nay Việt Nam là một trong những quốc gia sản xuất thuỷ sản lớn nhất trên thế giới.
Ngành nuôi trồng thủy sản trở thành một phần quan trọng trong nền kinh tế quốc gia và
đã giúp cải thiện đời sống cho người nông dân, đặc biệt là tại đồng bằng sông Cửu Long,
nơi tập trung hầu hết các hoạt động nuôi trồng thuỷ sản.
Sản lượng thủy sản Việt Nam đã duy trì tăng trưởng liên tục trong 17 năm qua với mức
tăng bình quân là 9,07% năm. Với chủ trương thúc đẩy phát triển của chính phủ, hoạt
động nuôi trồng thủy sản đã có những bước phát triển mạnh, sản lượng liên tục tăng cao
trong các năm qua, bình quân đạt 12,77% năm, đóng góp đáng kể vào tăng trưởng tổng
sản lượng thủy sản của cả nước[2].

5


Trong khi đó, trước sự cạn kiệt dần của nguồn thủy sản tự nhiên và trình độ của hoạt
động khai thác đánh bắt chưa được cải thiện, sản lượng thủy sản từ hoạt động khai thác
tăng khá thấp trong các năm qua, với mức tăng bình quân 6,42% năm[2].

Hình 1.1: Sản lượng nuôi trồng và khai thác thủy sản Việt Nam trong 26 năm[2]
➢ Sản xuất thủy sản năm 2017
Theo báo cáo của Tổng cục Thủy sản, cả năm 2017, tổng sản lượng thủy sản đạt hơn 7,28

triệu tấn, tăng 5,6% so với năm 2016, bao gồm sản lượng thủy sản khai thác đạt gần 3,42
triệu tấn, tăng 5,7%; sản lượng thủy sản nuôi trồng trên 3,86 triệu tấn, tăng 5,5%, diện
tích nuôi trồng 1,1 triệu ha. Tỷ trọng sản lượng nuôi trồng chiếm 53% tổng sản lượng
(năm 2016 là 54,2%)[2].

6


Bảng 1.1: Kết quả sản xuất thủy sản năm 2017[2]
Kết quả sản xuất thủy sản năm 2017
Đơn vị tính: Sản lượng (1.000 tấn), Diện tích: (1.000 ha), Số lượng tàu thuyền (1.000
chiếc), Số lượng người (1.000 người), Giá trị kim ngạch (triệu USD), GTSX (tỷ đồng)

TT

I

Kế

Chỉ tiêu

năm 2017

Giá trị sản

105%

hiện 2017

2016

So sánh (%)
Với

Với năm

KH

2016
106,0

78.630

83.482

106,2

122.272

129.503

105,9

7.000

6.895

7.279

104,0

105,6

3.300

3.237

3.421

103,7

105,7

3.047

3.221

105,7

190

200

105,3

3.700

3.658

3.858

104,3

105,5

Tôm nước lợ

675

657,2

683,4

101,2

104,0

- Tôm sú

265

263,8

256,4

96,8

97,2

- Tôm CT

410

393,4

427,0

104,1

108,5

Thủy sản nuôi
trồng
Tổng

sản

lượng
Sản

lượng

khai thác
SL khai thác
hải sản
SL khai thác
nội địa

2

thực

212.985

thác

1

hiện Ước

200.902

xuất
Thủy sản khai

II

hoạch Thực

Sản

lượng

nuôi

7


Kết quả sản xuất thủy sản năm 2017
Đơn vị tính: Sản lượng (1.000 tấn), Diện tích: (1.000 ha), Số lượng tàu thuyền (1.000

chiếc), Số lượng người (1.000 người), Giá trị kim ngạch (triệu USD), GTSX (tỷ đồng)

TT

Kế

Chỉ tiêu

năm 2017

Cá tra
III

Diện

hoạch Thực

1200
tích

nuôi

hiện Ước

thực

hiện 2017

2016
1.187

1.250

1.071

1.103

So sánh (%)
Với

Với năm

KH

2016

104,2

105,3
103.1

Tôm nước lợ

700

694,6

721,1

103,0

103,8

- Tôm sú

600

600,4

622,4

103,7

103,7

- Tôm CT

100

94,2

98,7

98,7

104,7

Cá tra

5,00

5,05

5,227

104,5

103,5

Nguồn: Tổng cục Thủy sản
➢ Các vùng hoạt động thủy sản mạnh trong nước
Hoạt động sản xuất, xuất khẩu thủy sản của Việt Nam nằm rải rác dọc đất nước với sự đa
dạng về chủng loại thủy sản, nhưng có thể phân ra thành 5 vùng xuất khẩu lớn:
✓ Vùng Bắc Trung Bộ, duyên hải miền Trung: nuôi trồng thủy sản nước mặn lợ, đặc
biệt phát huy thế mạnh nuôi biển, tập trung vào một số đối tượng chủ yếu như:
tôm các loại, sò huyết, bào ngư, cá song, cá giò, cá hồng...[2]
✓ Vùng ven biển Nam Trung Bộ: nuôi trồng thủy sản trên các loại mặt nước mặn lợ,
với một số đối tượng chủ yếu như: cá rô phi, tôm các loại... [2]
✓ Vùng Đông Nam Bộ: Bao gồm 4 tỉnh là Ninh Thuận, Bình Thuận, Bà Rịa – Vũng
Tàu và TP.HCM, chủ yếu nuôi các loài thủy sản nước ngọt hồ chứa và thủy sản
nước lợ như cá song, cá giò, cá rô phi, tôm các loại....[2]

8


✓ Vùng ven biển ĐBSCL: gồm các tỉnh nằm ven biển của Đồng Bằng Sông Cửu
Long như Tiền Giang, Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên
Giang…Đây là khu vực hoạt động thủy sản sôi động, hoạt động nuôi trồng thủy
sản trên tất cả các loại mặt nước, đặc biệt là nuôi tôm, cá tra - ba sa, sò huyết,
nghêu và một số loài cá biển[2].

✓ Các tỉnh nội vùng: Bao gồm những tỉnh nằm sâu trong đất liền nhưng có hệ thống
sông rạch khá dày đặc như Hà Nội, Bình Dương, Cần Thơ, Hậu Giang, Đồng
Tháp, An Giang, thuận lợi cho nuôi trồng các loài thủy sản nước ngọt như: cá tra basa, cá rô phi, cá chép…[2]
1.2 Các vấn đề môi trường nuôi trồng thủy sản
1.2.1

Ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí
1.2.1.1

Môi trường đất

Một trong những vùng có khả năng bị ô nhiễm do ảnh hưởng của môi trường đất trong
quá trình nuôi trồng thủy sản là ĐBSCL. Đây là vùng tập trung nhiều các loại đất phèn
tiềm tàng (pyrite FeS2) và phèn hoạt động (jarosite (K/Na.Fe3/Al3(SO4)2(OH)6)[3]. Khi
bị đào đắp ao nuôi thủy sản, đào kinh rạch cấp và thoát nước, vệ sinh ao nuôi sau mùa
thu hoạch đã làm cho tầng phèn tiềm ẩn bị tác động bởi quá trình ôxy hóa sẽ diễn ra và
quá trình lan truyền phèn rất mãnh liệt làm giảm độ pH trong môi trường nước, gây ô
nhiễm môi trường và dịch bệnh tôm, cá trong nuôi trồng.
1.2.1.2

Môi trường nước

Nước thải nuôi tôm có chứa một lượng lớn nito, photpho và các chất dinh dưỡng khác.
Do đó xảy ra hiện tượng dư thừa chất dinh dưỡng, chất dinh dưỡng dư thừa tồn đọng
quá lâu sẽ sinh ra vi khuẩn và gây ô nhiễm nguồn nước nuôi. Ngoài ra, sự có mặt các
hợp chất carbonic và chất hữu cơ sẽ làm giảm oxy hòa tan và tăng BOD, COD, sulfit
hydrogen, ammoniac và hàm lượng methan trong nước.

9

Nước thải nuôi tôm công nghiệp có hàm lượng các chất hữu cơ (BOD5 12 - 35mg/l,
COD 20 - 50mg/l), các chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất rắn lơ lửng (12 - 70mg/l),
ammoniac (0,5-1mg/l), coliforms (2,5.102-3.104MNP/100ml)[3].
Nước thải nuôi cá gây ô nhiễm chủ yếu do nguồn chất hữu cơ có trong nguồn thức ăn
nuôi cá bị dư thừa. Trên thực tế thì có khoảng 17% thức ăn được cá hấp thu và khoảng
83% phần còn lại bị hòa tan vào môi trường nước trở thành các chất hữu cơ phân hủy
cộng với phân và các loại rác thải khác đọng lại dưới ao nuôi gây ra ô nhiễm[3]. Do
vậy nên COD, BOD, N và các VSV có chỉ số gây bệnh cao. Nếu nước thải này thải ra
môi trường sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa hay hiện tượng tảo nở hoa.
Trong đó: Nước thải nuôi cá trê có thành phần BOD5 56mg/l, COD 118mg/l, tổng N
11,50 mg/l, tổng P 5,02 mg/l. Nước thải nuôi cá tra có thành phần BOD5 50mg/l, COD
112mg/l, tổng N 4,81 mg/l, tổng P 2,17 mg/l[3].
1.2.1.3

Khí thải

Các nguồn nước thải nuôi cá, nuôi tôm lâu ngày không được xử lý sẽ gây ra mùi hôi, gây
ô nhiễm môi trường không khí. Ngoài ra các nguồn khí thải từ máy phát điện, máy cung
cấp oxy trong quá trình nuôi cũng chứa các khí độc hại như CO, CO2, NO2, SO2 làm ảnh
hưởng đến môi trường xung quanh.
1.2.2

Chất thải trong nuôi trồng thủy hải sản

Bùn thải trong quá trình nuôi trồng thủy sản (nuôi tôm công nghiệp, nuôi tôm thâm canh,
nuôi cá tra công nghiệp, nuôi cá trê) chứa các nguồn thức ăn dư thừa thối rữa bị phân
hủy, các hóa chất và thuốc kháng sinh, các loại khoáng chất Diatomit, Dolomit, lưu
huỳnh lắng đọng, các chất độc hại có trong đất phèn Fe2+, Fe3+, Al3+ , SO42-[3]. Lớp bùn
này trong tình trạng ngập nước yếm khí tạo thành các sản phẩm phân hủy độc hại như

H2S, NH3, CH4, Mecaptan[3]…thải ra trong quá trình vệ sinh và nạo vét ao nuôi tác động
xấu đến môi trường xung quanh, ảnh hưởng đến chất lượng thủy sản nuôi trồng.
Trong đó thành phần bùn thải nuôi tôm công nghiệp có chứa khoảng 29,5%, Si
27.842mg/kg, Ca 13.256 mg/kg, K 5.642 mg/kg, Fe 11.210 mg/kg, H2S 8,3mg/kg, N10


NH3 36,1mg/kg, N-NO3 0,3mg/kg, N-NO2 0,1mg/kg, PO4 1,8mg/kg, bùn thải đáy ao nuôi
cá tra có thành phần pH 4,37-5,39, TOC 1,56-1,89%, tích tụ khoảng 24% nitơ và 24%
phốt pho, trong bùn đáy ao nuôi tổng N 0,131-0,186%, tổng P 0,124-0,181%… là nguồn
gây ô nhiễm môi trường khá nghiêm trọng cần phải được xử lý triệt để[3].
1.3 Các nghiên cứu liên quan đến xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản
❖ Nghiên cứu 1: So sánh quá trình hấp thụ dinh dưỡng của rau muống và cải
bẹ xanh từ sản phẩm chất dinh dưỡng của cá trê phi trong hệ thống tuần
hoàn aquaponic[4]
Được đăng trên tạp chí “Desalination and Water Treatment”, Tập 57, 2016 – Số phát
hành 60.
Tác giả: Azizah Endut, Fathurrahman Lananan, Siti Hajar Abdul Hamid, Ahmad Jusoh
và Wan Norsani Wan Nik (2016): Cân bằng sự hấp thụ chất dinh dưỡng của rau muống
(Ipomoea aquatica) và cải bẹ xanh (Brassica juncea) với sản phẩm dinh dưỡng của cá trê
phi / basa (Clarias gariepinus) trong hệ thống tuần hoàn aquaponic, khử muối và xử lý
nước.
Tóm tắt: Aquaponic là một hệ thống sản xuất thực phẩm bằng cách phối hợp giữa nuôi
trồng thủy sản thông thường (nuôi các loại thủy sản như ốc, cá, tôm trong bể) với thủy
canh (trồng cây trong nước) trong một môi trường cộng sinh. Hệ thống tuần hoàn
aquaponic tạo ra một môi trường lành mạnh cho các loài thủy sản và thực vật, bằng cách
loại bỏ các chất chuyển hóa độc hại và các chất ức chế tăng trưởng. Việc các thành phần
và lượng chất thải bài tiết được tạo ra bởi các loài thủy sản cũng được chú trọng, đặc biệt
trong quá trình thiết kế một hệ thống aquaponic hoàn chỉnh. Do đó, để hệ thống này được
vận hành một cách hiệu quả, nó cần được xác định kích thước chính xác để cân bằng giữa
trồng cây và nuôi thủy sản. Trong nghiên cứu này, thành phần thực vật đã được phân lập

từ hoạt động nuôi cá sao cho việc loại bỏ dinh dưỡng có thể được đánh giá độc lập. Hai
loại rau được chọn để đánh giá hiệu quả sự hấp thụ chất dinh dưỡng thực vật để cân bằng
sản xuất dinh dưỡng từ nuôi cá là rau muống và cải bẹ xanh. Kết quả cho thấy hiệu suất

11


sử dụng nitơ của rau muống và cải bẹ xanh lần lượt là 66,5 và 59,9%. Ngoài ra, trong hệ
thống aquaponic, nước được dùng để trồng rau muống có chất lượng tốt hơn nước dùng
để trồng cải bẹ xanh, chủ yếu là do diện tích bề mặt rễ cao hơn. Hiệu suất tăng trưởng của
cá trê phi cho thấy tỷ lệ chuyển đổi thức ăn nằm trong khoảng 1,18–1,33. Các kết quả thu
được từ nghiên cứu này chỉ ra rằng cả hai loại cây trồng đều có tác động đáng kể đến việc
loại bỏ chất dinh dưỡng.
❖ Nghiên cứu 2: Hoa rau muống bắt nguồn từ tầng đất và quá trình hấp phụ
các chất ô nhiễm lên trên bề mặt rễ của rau muống kết hợp với bình phản
ứng quang học để xử lý hiệu quả nước thải dệt[5]
Được đăng trên tạp chí “Water Research” – Một tạp chí của Hiệp hội nước quốc tế (A
Journal of the International Water Association (IWA)), 2016.
Tác giả: Rane, N.R., Patil, S.M., Chandanshive, V.V., Kadam, S.K., Khandare, R.V.,
Jadhav, J.P., Govindwar, S.P., hoa rau muống bắt nguồn từ đất và quá trình hấp phụ các
chất ô nhiễm lên trên bề mặt rễ của rau muống kết hợp với bình phản ứng quang học để
xử lý hiệu quả nước thải dệt, Water Research (2016).
Tóm tắt: Rau muống, một loài thực vật thủy sinh đã được tìm thấy để làm suy giảm một
thuốc nhuộm dệt có độ sulfon cao và diazo Brown 5R lên đến 94% trong vòng 72 giờ ở
nồng độ 200 mg/L. Cảm ứng trong các hoạt động của các enzym như azoreductase, lignin
peroxidase, laccase, DCIP reductase, tyrosinase, veratryl alcohol oxidase, catalase và
superoxide dismutase được quan sát thấy trong mô lá và rễ để đáp ứng với phơi nhiễm
Brown 5R. Có sự giảm đáng kể hàm lượng chất diệp lục (25%), chất diệp lục b (17%) và
carotenoids (30%) trong lá của cây. Các phân tích quang phổ HPLC (Phương pháp sắc ký
lỏng hiệu năng cao-High Performance Liquid Chromatography), FTIR (Quang phổ

chuyển đổi hồng ngoại- Fourrier Transformation InfraRed), UV-vis (Phương pháp quang
phổ hấp thụ phân tử - Ultra violet–Visible) và HPTLC (sắc ký lớp mỏng hiệu năng cao high performance TLC - HPTLC) đã xác nhận sự biến đổi sinh học và loại bỏ thuốc
nhuộm gốc từ dung dịch. Các hoạt động enzyme và phân tích GC-MS (Sắc ký khí ghép

12


khối phổ - Gas Chromatography Mass Spectometry) của các sản phẩm suy thoái dẫn đến
đề xuất một lộ trình biến đổi phytotransform (tế bào gốc) của thuốc nhuộm. Con đường
chuyển hóa thuốc nhuộm được đề xuất cho thấy hình thành Napthalene-1,2-diamin và
methylbenzene. Nghiên cứu độc tính trên các dòng tế bào HepG2 (dòng tế bào ung thư
gan ở người) cho thấy giảm 3 lần độc tính của Brown 5R sau khi sử dụng rau muống để
cải tạo môi trường. Tính chất thủy phân của rau muống dẫn đến sự khám phá của nó
trong bình phản ứng quang học kết hợp với hệ thống bìm cành trong tầng đất. Qúa trình
hấp phụ các chất ô nhiễm trên bề mặt rễ của rau muống và hệ thống bìm cành trong tầng
đất có thể xử lý 510L nước thải hiệu quả trong vòng 72 giờ và có khả năng làm mất màu
sắc nước thải dệt trong vòng 72 giờ sau khi giảm đáng kể giá trị COD, BOD, chất rắn và
ADMI. Hơn nữa trên các thử nghiệm thực địa xử lý nước thải dệt đã được thực hiện
thành công trong đầm phá xây dựng.
❖ Nghiên cứu 3: Cải thiện chất lượng nước thải nuôi trồng thủy sản bằng rau
muống nước (Ipomoea Aquatica Forsskal) trồng trên mặt sông và đánh giá
lợi ích sinh thái trong khu nông nghiệp sinh thái[6]
Được đăng trên tạp chí “Aquacultural Engineering ”, 2014
Tác giả: Qiuzhuo Zhang *, Varenyam Achal, Yatong Xu, Wei-Ning Xiang, Cao đẳng Tài
nguyên và Khoa học Môi trường, Đại học Sư phạm Đông Trung Quốc / Phòng thí
nghiệm trọng điểm Thượng Hải cho đô thị, Quy trình sinh thái và phục hồi sinh thái,
Thượng Hải 200241, PR Trung Quốc
Tóm tắt: Tình hình sinh thái hiện tại về chất lượng nước nuôi trồng thủy sản ở Wushe
(Huyện Songjiang, thành phố Thượng Hải) không được đánh dấu. Trong nghiên cứu này,
đặc trưng của khu nông nghiệp sinh thái đầu tiên được điều tra và sau đó là rau muống

nước trồng nổi trên mặt nước được sử dụng để cải thiện chất lượng nước thải nuôi trồng
thủy sản. Các kết quả cho thấy cải thiện đáng kể chất lượng nước nuôi trồng thủy sản tại
vị trí thí nghiệm với tỷ lệ loại bỏ Tổng N, NH4 + -N, NO2 - N và Tổng P là 11,2%. Lần
lượt là 60,0%, 60,2% và 27,3%. Hơn nữa, chúng tôi thấy rằng việc loại bỏ cơ chế nitơ

13


amoniac và nitơ nitrat của rau muống nước chủ yếu là do vi sinh vật, trong khi cơ chế
loại bỏ photpho chủ yếu là do sự hấp thu thực vật. Ngoài ra, rau muống nước có thể được
thu hoạch vào thường xuyên, có thể đạt được lợi ích kinh tế tốt. Nghiên cứu này có thể
cung cấp đưa ra một ví dụ điển hình cho phát triển bền vững trong khu nông nghiệp sinh
thái cho các thành phố khác trên thế giới.
❖ Nghiên cứu 4: Đánh giá khả năng xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản của lớp
đệm ngập nước[7]
Được đăng trên Tạp chí Khoa học, Đại học Huế, Tập 74B, Số 5, (2012), 113-122.
Tác giả: Phan Thị Hồng Ngân, Phạm Khắc Liệu-Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế
Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu xử lý nước thải nuôi tôm bằng hệ thống
lọc sinh học có lớp đệm ngập nước sử dụng vật liệu bám là sợi acrylic ở các tải trọng hữu
cơ khác nhau. Sau khi khởi động hệ thống, cho thích nghi với môi trường có độ muối
tăng dần từ 0 - 15‰, thích nghi với nước thải nuôi tôm, khả năng xử lý của bể lọc sinh
học ở các tải trọng hữu cơ khác nhau đã được khảo sát. Bể phản ứng có khả năng xử lý
tốt nước thải nuôi tôm sú giống và nuôi tôm trên cát với hiệu suất loại COD đạt 73,7% và
hiệu suất loại NH4- N đạt 97,4% ở tải trọng 1,2 kg-COD/m3 /ngày, cho COD đầu ra đạt
yêu cầu xả thải theo cột A, QCVN 24:2009/BTNMT. Hiệu suất xử lý COD giảm dần khi
tải trọng hữu cơ tăng, tuy nhiên ngay cả ở tải trọng 1,5 kg-COD/m3 /ngày, đa số đầu ra
vẫn đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn xả thải nói trên. Mức độ sinh bùn quan sát được khá thấp,
chỉ 0,7 g-SS/ngày hay 0,4 g-SS/g-COD bị xử lý, liên quan đến sự hiện diện của các vi
sinh vật ở bậc dinh dưỡng cao hơn vi khuẩn, tạo ra chuỗi thức ăn trên lớp bùn dính bám.
❖ Nghiên cứu 5: Xử lý nước thải ao nuôi cá nước ngọt bằng đất ngập nước kiến

tạo[8]
Tác giả: Lê Anh Tuấn - Đại học Cần Thơ
Tóm tắt: Có nhiều kỹ thuật xử lý nước thải từ các ao nuôi cá. Tuy nhiên, đất ngập nước
kiến tạo có thể có kinh tế hơn so với các lựa chọn khác ở các nơi còn mặt bằng. Ưu thế

14


của biện pháp này là đơn giản trong xây dựng, hiệu quả xử lý cao và năng lượng vận
hành thấp với chi phí tối thiểu. Nghiên cứu trong ba năm qua của Khoa Công nghệ,
trường Đại học Cần Thơ (ĐHCT) cho thấy đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm đã loại trừ
hầu hết các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt và ao nuôi cá một cách có ý nghĩa.
Chất lượng nước đầu ra xuống mức cho phép nước thải trở lại nguồn theo tiêu chuẩn Việt
Nam hoặc có thể sử dụng trong nuôi cá và sinh hoạt.
1.4 Đánh giá chung về tổng quan để xác định vấn đề nghiên cứu
Môi trường là một trong những vấn đề quan trọng của ngành nuôi trồng thủy sản. Dù đã
có rất nhiều nghiên cứu xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản bằng nhiều cách khác nhau
nhưng ứng dụng vẫn chưa rộng rãi vì một số lí do như giá thành quá cao, quy mô lớn,
không đủ điều kiện để áp dụng với các trang thiết bị hiện đại, không phù hợp với quy mô
hộ gia đình.
Đứng trước vấn đề đặc ra cũng như nhu cầu hiện tại việc tìm ra giải pháp làm giảm ô
nhiễm nước thải nuôi trồng thủy sản nhưng không quá tốn kém để người dân có thể dễ
dàng ứng dụng, đồng thời có thể mang lại một phần lợi ích kinh tế. Vì vậy việc nghiên
cứu một mô hình thu hồi dinh dưỡng từ nước thải nuôi trồng thủy sản trong thời điểm
hiện tại là hết sức cần thiết và mang lại lợi ích cao nếu nghiên cứu thành công.
❖ Tính mới của đề tài
Để tìm ra được tính mới, cần so sánh mô hình với một trong những mô hình trồng
cây mới nhất hiện nay đó là hệ thống Aquaponics và thủy canh.
Aquaponics là một hệ thống sản xuất thực phẩm bằng cách phối hợp giữa nuôi trồng thủy
sản thông thường (nuôi các loại thủy sản như ốc, cá, tôm trong bể) với thủy canh (trồng

cây trong nước) trong một môi trường cộng sinh[9].

15