Nghiên cứu xử lý nước thải nuôi cá hồi tại trường Đại Học Nông Lâm – Thái Nguyên (Luận văn thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LƯƠNG NGỌC TÚ

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI CÁ HỒI
TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

THÁI NGUYÊN - 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LƯƠNG NGỌC TÚ

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI CÁ HỒI
TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - THÁI NGUYÊN
Ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 8 44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. Dư Ngọc Thành

THÁI NGUYÊN - 2018


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi cũng cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã
được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đã được chỉ rõ
nguồn gốc./.
Tác giả luận văn

Lương Ngọc Tú


ii

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài, tôi đã nhận được sự quan tâm
giúp đỡ nhiệt tình, sự đóng góp quý báu của nhiều tập thể, cá nhân đã tạo điều kiện
thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn thạc sỹ này.
Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo TS. Dư Ngọc Thành
là người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ và chỉ bảo tận tình trong suốt thời gian nghiên
cứu thực hiện đề tài.
Và xin gửi lời cảm ơn đến Trung tâm đào tạo, nghiên cứu và Phát triển thủy
sản vùng Đông Bắc – trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tạo điều kiện, giúp
đỡ để hoàn thành tốt đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo khoa Đào tạo sau đại học,
khoa Môi trường, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
Tôi trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các Phòng ban chức năng của
nhà trường đã tạo điều kiện cho tôi thu thập số liệu, những thông tin cần thiết để thực
hiện luận văn này.

Cảm ơn gia đình, các anh chị đồng nghiệp, bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi
hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
Tác giả luận văn

Lương Ngọc Tú


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................... ii
MỤC LỤC .......................................................................................................... iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .......................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................ vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................ viii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1
1. Đặt vấn đề ....................................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài .......................................................................................... 1
3. Ý nghĩa của đề tài ........................................................................................... 2
3.1. Ý nghĩa khoa học ......................................................................................... 2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn.......................................................................................... 2
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ............................... 3
1.1. Cơ sở khoa học ............................................................................................ 3
1.1.1. Cơ sở lý luận ............................................................................................. 3
1.1.2. Cở sở pháp lý .......................................................................................... 11
1.2. Tình hình nghiên cứu hệ thống nuôi trông thủy sản RAS trong và ngoài
nước................................................................................................................... 12
1.2.1. Mô hình hệ thống nuôi cá thuỷ lưu (RAS) ............................................. 12

1.2.2. Tình hình nghiên cứu hệ thống nuôi trông thủy sản trên thế giới .......... 14
1.2.3. Tình hình nghiên cứu hệ thống nuôi trông thủy sản ở Việt Nam ........... 19
1.2.4. Nuôi cá hồi vân và kỹ thuật nuôi cá hồi vân ở Việt Nam....................... 22
1.3. Tổng quan về nước thải nuôi trồng thủy sản ............................................. 24
1.3.1. Khái niệm về ô nhiễm môi trường trong nuôi trồng thủy sản ................ 24
1.3.2. Nguồn gốc phát sinh chất thải nuôi trồng thủy sản ................................ 25
1.3.3. Thành phần tính chất của nước thải nuôi trồng thủy sản........................ 25


iv

1.3.4. Các phương pháp xử lý nước thải nuôi cá hồi ........................................ 26
1.3.5. Thực trạng xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản hiện nay ở Việt Nam... 27
CHƯƠNG 2.NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............... 29
2.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................ 29
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .............................................................. 29
2.3. Nội dung nghiên cứu.................................................................................. 29
2.3.1. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của các công thức thí nghiệm.......... 29
2.3.2. Xây dựng mô hình xử lý và tuần hoàn nước thải lạnh nuôi cá hồi ........ 29
2.3.3. Đề xuất mô hình nuôi cá hồi ................................................................... 29
2.3.4. Khái quát về Trung tâm Thủy sản của Trường Đại Học Nông Lâm
Thái Nguyên. .................................................................................................... 29
2.4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 30
2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu .................................................... 30
2.4.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm ............................................................... 30
2.4.3. Thiết bị hệ thống xử lý và tuần hoàn nước thải nuôi cá hồi ................... 31
2.4.4. Phương pháp điều tra, lấy mẫu thực địa ................................................. 32
2.4.5. Phương pháp phân tích ........................................................................... 33
2.4.6. Phương pháp tổng hợp, phân tích, xử lý số liệu ..................................... 34
2.4.7. Xây dựng mô hinh và ðánh giá hiệu quả kinh tế của các mô hình áp dụng ......... 34

CHƯƠNG 3.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................... 35
3.1. Sơ lược về trung tâm Đào tạo, nghiên cứu và Phát triển thủy sản vùng
Đông Bắc (TTTS) – trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên.......................... 35
3.1.1. Vị trí địa lý .............................................................................................. 35
3.1.2. Cơ cấu tổ chức của và cơ sở hạ tầng...................................................... 35
3.2. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải nuôi cá hồi theo các công thức........... 40
3.2.1. Chất lượng nước đầu vào nuôi cá hồi vân .............................................. 40
(Nguồn: Kết quả phân tích) .............................................................................. 42
3.2.2. Đánh giá khả năng xử l ý nước thải nuôi cá hồi của các công thức ....... 42


v

3.3. Xây dựng và đánh giá hiệu quả của mô hình nuôi cá hồi.......................... 48
3.3.1. Xây dựng mô hình .................................................................................. 48
3.3.2 Đánh giá khả năng nuôi cá hồi tại các mô hình thử nghiệm ................... 51
3.3.3 Đánh giá hiệu quả kinh tế nuôi cá hồi của các mô hình thử nghiệm....... 52
3.4. Đề xuất hệ thống tuần hoàn, xử lý và nuôi trồng cá hồi thương phẩm ..... 53
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 56
1. Kết luận ......................................................................................................... 56
2. Đề nghị .......................................................................................................... 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 58


vi

DANH MỤC VIẾT TẮT

BNN

: Bộ Nông Nghiệp

BTNMT

: Bộ Tài Nguyên Môi Trường

BYT

: Bộ Y Tế

BVTV

: Bảo vệ thực vật

COD

: Nhu cầu Oxy hóa học

DO

: Nồng độ Oxy hòa tan trong nước

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

NXB

: Nhà xuất bản

UBND

: Ủy ban nhân dân

VSMT

: Vệ sinh môi trường

VSV

: Vi sinh vật

BHYT

: Bảo hiểm y tế


vii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Tính chất nước thải bể cá hồi .....................................................................26
Bảng 2.1: Các loại vật liệu hấp phụ sử dụng mô hình thí nghiệm ..............................30
Bảng 2.2: Các công thức nghiên cứu trong thí nghiệm ..............................................30
Bảng 2.3: Độ dày của lớp vật liệu hấp phụ trong bể xử lý .........................................32
Bảng 3.1: Diện tích các ao nuôi và loài cá nuôi trong ao ...........................................38
Bảng 3.2: Các sản phẩm chính của TTTS ..................................................................39

Bảng 3.3: Chất lượng nước đầu vào nuôi cá hồi tại TTTS * ......................................40
Bảng 3.4: Chất lượng nước thải ra từ bể nuôi cá hồi ..................................................42
Bảng 3.5: Hiệu suất xử lý chất hữu cơ (tính theo BOD5) có trong nước thải nuôi
cá hồi ở các công thức ............................................................................43
Bảng 3.6: Hiệu suất xử lý chất hữu cơ (tính theo CODKMnO4) có trong nước thải
nuôi cá hồi ở các công thức .....................................................................43
Bảng 3.7: Hiệu suất xử lý Nitorat (NO3-) có trong của nước thải nuôi cá hồi ở
các công thức ...........................................................................................44
Bảng 3.8: Hiệu suất xử lý chất rắn lơ lửng (TSS) trong nước thải nuôi cá hồi ở
các công thức ...........................................................................................45
Bảng 3.9: Ảnh hưởng của các công thức xử lý đến thông số pH trong nước thải
nuôi cá hồi................................................................................................45
Bảng 3.10: Ảnh hưởng của các công thức xử lý đến hàm lượng Oxy (DO) trong
nước thải nuôi cá hồi ...............................................................................46
Bảng 3.11: Khả năng khử mùi và màu của nước thải nuôi cá hồi ở các công thức....47
Bảng 3.12: Diễn biến nhiệt độ trong quá trình nuôi cá, tuần hoàn và xử lý ...............47
Bảng 3.13: Vật liệu và độ dày của vật liệu của mô hình xử lý ...................................49
Bảng 3.14: Tỉ lệ cá sống và sản lượng cá hồi tại các mô hình thử nghiệm .................51
Bảng 3.15: Hiệu quả kinh tế thu được từ các mô hình thử nghiệm nuôi cá hồi ..................52


viii

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: UASB dạng hộp .................................................................................. 8
Hình 2.2: Kỵ khí tiếp xúc ................................................................................. 10
Hình 2.3: Hồ kỵ khí tự nhiên ............................................................................ 10
Hình 2.4. Sơ đồ hệ thống xử lý RAS ................................................................ 12
Hình 3.1: Sơ đồ về cơ cấu tổ chức của TTTS................................................... 35
Hình 3.2: Hệ thống nuôi cá trong nhà và ngoài trời ......................................... 36

Hình 3.3: Toàn cảnh khu vực của TTTS – Trường ĐH Nông Lâm ................. 37
Hình 3.4: Sơ đồ hệ thống các mô hình thử nghiệm xử lý và tuần hoàn nước
nuôi cá hồi ....................................................................................... 50
Hình 3.5: Sơ đồ mô hình hệ thống xử lý và tuần hoàn nước nuôi cá hồi
đề xuất ............................................................................................. 55


1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Việt Nam là một trong những quốc gia trên thế giới có nghề nuôi trồng
thủy sản phát triển và cũng là nước có lịch sử nuôi trồng thủy sản lâu đời. Trải
qua hàng ngàn năm lịch sử cho đến nay nuôi trồng thủy sản đã trở thành một
bộ phận quan trọng đóng góp không nhỏ cho nền kinh tế quốc dân, góp phần
tăng tích lũy vốn, xuất khẩu, cung cấp nguyên liệu cho các ngành công nghiệp,
y, dược và tạo công ăn việc làm ổn định cho người dân.
Hiện nay, cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội, ngành nuôi trồng thủy
sản đang dần tiếp cận với các kỹ thuật mới, nuôi trồng các loài cá khác ngoài
các loài truyền thống: cá hồi vân, cá tầm,...
Với những loại cá này không thể áp dụng cách nuôi đơn thuần như các
loài: rô phi, trắm, chép,... mà phải áp dụng những kỹ thuật tiên tiến. Trong quá
trình nuôi trồng, thì người đầu tư có xu hướng đầu tư thật cao để đạt lợi nhuận,
tận dụng tối đa quỹ đất, sử dụng lượng lớn thức ăn, dẫn đến một lượng nước
thải và bùn đáy, phân và xác chết làm cho môi trường nuôi bị ô nhiễm, và khi
thải ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường.
Giải pháp cho các tồn tại trên, thông thường người nuôi sẽ áp dụng biện
pháp thay nước nhưng chỉ giải quyết được một phần vấn đề. Việc loại bỏ chất
thải không được quản lý và kiểm soát chặt chẽ, trong vùng quy hoạch không
đảm bảo thì chất thải từ vùng nuôi này sẽ theo nguồn nước cấp, đi vào các

vùng nuôi khác hoặc thải ra gây ô nhiễm môi trường.
Xuất phát từ vấn đề trên, được sự đồng ý của Trường Đại Học Nông Lâm,
Khoa Môi Trường, cùng với sự dướng dẫn của TS. Dư Ngọc Thành. Tôi đã
tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải nuôi cá hồi tại
trường Đại Học Nông Lâm – Thái Nguyên”.
2. Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá các công thức xử lý nước thải nuôi cá hồi để tuần hoàn sử
dụng lại.


2

- Xây dựng mô hình xử lý nước thải nuôi cá hồi để tuần hoàn sử dụng lại.
- Đánh giá hiệu quả kinh tế của mô hình xử lý, tuần hoàn nước thải nuôi
cá hồi
3. Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Báo cáo cung cấp số liệu điều tra thực tế về tình hình xủ lý môi trường tại
công ty TNHH đầu tư và phát triển nông nghiệp Đông Bắc. Trên cơ sở đó
nghiên cứu đồng thời đề xuất các giải pháp xử lý và tuần hoàn nước.
- Củng cố kiến thức cơ sở cũng như kiến thức chuyên ngành, tạo điều kiện
tốt hơn để phục vụ cho công tác BVMT sau này.
- Rèn luyện kỹ năng thực tế, đúc rút kinh nghiệm.
- Tạo lập thói quen và kĩ năng làm việc độc lập.
- Kết quả đạt được sẽ là nền móng cho các nghiên cứu tiếp theo
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Đánh giá được tình hình ô nhiễm môi trường nước tại TTTS
- Đề xuất những biện pháp khả thi nhằm làm giảm thiểu ô nhiễm môi
trường do hoạt động nuôi cá hồi gây ra.
- Vừa tiết kiệm chi phí chăn nuôi cá hồi vừa đảm bảo xử lý môi trường.

- Là biện pháp xử lý nước thải nuôi trồng thân thiện với môi trường,
giá thành thấp, sử dụng được lâu, bảo dưỡng dễ dàng, giúp cho người dân
dễ áp dụng.


3

Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở khoa học
1.1.1. Cơ sở lý luận
1.1.1.1.Các khái niệm cơ bản
- Môi trường: Trong Luật Bảo vệ môi trường đã được Quốc hội nước
Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam, kỳ họp thứ 13 thông qua ngày 23 tháng
06 năm 2014, định nghĩa như sau: “Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên
và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng đến đời sống, sản
xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật”. [2]
- Tài nguyên nước là các nguồn nước mà con người sử dụng hoặc có thể
sử dụng vào các mục đích khác nhau. Nước được dùng trong các hoạt động
nông nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí và môi trường. Hầu hết các hoạt
động trên đều cần nước ngọt. [4]
- Nước mặt là nước trong sông, hồ, hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập
nước. Nước mặt được bổ sung một cách tự nhiên bởi mưa và chúng mất đi khi
chảy vào đại dương, bốc hơi và thấm xuống đất trở thành nước ngầm. [4]
- Nước ngầm hay còn gọi là nước dưới đất, là nước ngọt được chứa trong
các lỗ rỗng của đất hoặc đá. Nó cũng có thể là nước chứa trong các tầng ngầm
nước bên trong dưới mực nước ngầm. Đôi khi ngưới ta còn phân biệt nước
ngầm nông, nước ngầm sâu và nước chôn vùi. [4]
- Ô nhiễm môi trường nước: Là sự thay đổi thành phần và chất lượng
nước không đáp ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu chuẩn

cho phép và có ảnh hưởng xấu đến đời sống con người và sinh vật. Nước trong
tự nhiên tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau: Nước ngầm, nước ở các sông
hồ, tồn tại ở thể hơi trong không khí, ... Nước bị ô nhiễm nghĩa là thành phần
của nó tồn tại các chất khác, mà các chất này có thể gây hại cho con người và


4

cuộc sống các sinh vật trong tự nhiên. Nước ô nhiễm thường là khó khắc phục
mà phải phòng tránh từ đầu. [4]
- Suy thoái nguồn nước là sự thay đổi tính chất của nước theo chiều hướng
làm suy giảm chất lượng nguồn nước, làm thay đổi tính chất ban đầu của nước.
Suy thoái nguồn nước có thể do ô nhiễm từ nguồn gốc tự nhiên (mưa, tuyết tan, lũ
lụt...) hay nhân tạo (do nước thải khu dân cư, bệnh viện, sản xuất công ngiệp,
nông nhiệp,...) (Lương Văn Hinh, Dư Ngọc Thành, Đỗ Thị Lan, Nguyễn Thanh
Hải, 2016).[8]
- Nước thải nuôi trồng thủy sản: Nước thải nuôi trông thủy sản là một loại
nước thải rất đặc trưng và có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao do có chứa
hàm lượng cao các chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P và VSV gây bệnh [13]
- Nguồn nước bị ô nhiễm có các dấu hiệu sau:

• Có dấu hiệu các chất nổi lên trên bề mặt nước và các cặn lắng chìm
xuống đáy nguồn.

• Thay đổi tính chất hóa học (độ trong, màu sắc, mùi vị, nhiệt độ...)
• Thay đổi thành phần hóa học (pH, hàm lượng của các chất hữu cơ và vô
cơ, xuất hiện các chất độc hại...)

• Lượng oxy hòa tan trong nước giảm do các quá trình sinh hóa để oxy
hóa các chất bẩn hữu cơ thải vào.

• Các vi sinh vật thay đôi về loài và về số lượng. Có xuất hiện các vi sinh
vật gây bệnh. [4]
1.1.1.2. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước
• Các chỉ tiêu vật lý
- Độ đục: Nước thải không trong suốt, các chất rắn không tan tạo ra các
huyền phù lơ lửng. Các chất lỏng không tan tạo dạng nhũ tương hoặc tạo váng
trên mặt nước. Sự xuất hiện của các chất keo làm cho nước có độ nhớt.[9]
- Màu sắc: Sự xuất hiện của màu sắc trong nước thải rất dễ nhận biết.
Màu sắc biểu hiện cho sự ô nhiễm nước rất đa dạng: màu xanh biểu hiện cho


5

sự xuất hiện của tảo lam trong nước, màu đen biểu hiện cho sự phân giải gần
đến mức cuối cùng của các chất hữu cơ, màu vàng biểu hiện của sự phân giải
và chuyển đổi cấu trúc sang các hợp chất trung gian. [9]
- Mùi vị nước: Mùi của nước thải chủ yếu là do sự phân hủy của các hợp
chất hữu cơ trong thành phần có chứa các nguyên tố N, P và S. Xác của sinh
vật khi thối giữa, các chất khí NH3 ; mùi tanh các hợp chất của Amin (R3N,
R2NH-), Photphin (PH3), H2S. Đặc biệt, các hợp chất Indol và Scatol được sinh
ra từ sự phân hủy Trytophan – một trong 20 axit amin tạo nên protein của sinh
vật, các chất này chỉ cần với một lượng rất nhỏ nhưng gây mùi hôi, khó chịu và
bám dính rất dai.[9]
Có 3 nhóm chất gây mùi vị:
 Nguồn gốc vô cơ: Nacl, MgSO4(gây vị mặn), muối đồng có vị tanh,
mùi clo, mùi trứng thối H2S.
 Nguồn gốc hữu cơ: dầu mỡ, phenol.
 Nguồn gốc sinh hóa: hoạt động của vi khuẩn, rong tảo. [9]
- Nhiệt độ

Nhiệt độc của nước sẽ thay đổi theo các mùa trong năm. Nhiệt độ nước bề
mặt ở Việt Nam dao động từ 14 – 33. Nguồn gốc gây ô nhiễm nhiệt độ chính là
nhiệt từ các nguồn nước thải từ nhà máy, do yếu tố môi trường: mặt trời, .. [10]
- Độ dẫn điện: Các muối hòa tan trong nước phân ly thành các ion làm
cho nước có khả năng dẫn điện. Độ dẫn điện của nước phụ thuộc vào nồng và
đô linh động của các ion. Do vậy, độ dẫn điện cũng là một yếu tố đánh giá mức
độ ô nhiễm nước. [9]
- Hàm lượng chất cặn:
 Tổng hàm lượng cặn lơ lửng TSS
 Cặn lơ lửng SS
 Chất rắn hòa tan DS=TSS-SS
 Chất rắn bay hơi VS


6

- Độ phóng xạ: Nước nhiễm xạ chủ yếu là nước thải của các nhà máy
công nghiệp. [9]
 Đại lượng biểu thị hàm lượng ion Ca2+, Mg2+. Có 3 loại độ cứng: toàn
phần, tạm thời và vĩnh cửu.
 Các ion Ca2+, Mg2+ kết hợp với các acid béo tạo ra các hợp chất khó
 hòa tan trong nước.
 Nước mềm : < 50mg CaCO3/l
 Nước thường : chưa đến 150mg/l CaCO3/l
 Nước cứng: 300 mg CaCO3/l
• Các chỉ tiêu hóa học
- Hàm lượng oxi hòa tan (DO): DO là lượng oxi hòa tan trong nước cần
thiết cho sự hô hấp của các vsv trong nước. Nồng độ oxi trong nước khoảng 8
– 10 mg/l và dao động mạnh phụ thuộc vào nhiệt độ, sự phân hủy của các hợp
chất, sựu quang hợp của tảo,... Khi nồng độ DO xuống thấp, các loại vsv trong

nước giảm hoạt động hoặc có thể chết, mức độ ô nhiễm nước càng cao. Do
vậy, DO là một chỉ số quan trọng trong đánh giá sự ô nhiễm nước. [9]
- Nhu cầu oxi hóa học(COD): cần thiết để oxi hóa các hợp chất hữu cơ
trong nước, tạo thành CO2 và H2O. [9]
- Nhu cầu oxi sinh học(BOD): Là lượng oxi cần thiết để vi khuẩn phân
hủy các chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí [9]
COD và BOD dùng để đáng giá độ nhiễm bẩn của nguồn nước.
Ngoài ra:
* Sắt: hàm lượng sắt cao hơn 0,5g/l có mùi tanh, khó chịu, màu vàng.
* Các hợp chất của axit silic: sự tồn tại phụ thuộc vào giá trị pH.
* Các hợp chất clorua: >250mg/l có vị mặn
* Các hợp chất sufat: >250mg/l gây tổn hại sức khỏe con người
* Các hợp chất photphat, florua:
- Chỉ tiêu vi sinh vật:


7

Nước thải chứa một lượng lớn vi khuẩn, vi rút, nấm, rêu, tảo, giun sán,...
Để đánh giá mức độ nhiễm bẩn bởi vi khuẩn, người ta đánh giá qua một loại vi
khuẩn đường ruột, hình đũa có tên là E.coli. E.coli phát triển nhanh trong môi
trường Glucozo 0,5% và Clorua amoni 0,1%; [9]
1.1.1.3. Tính chất của nước nuôi trồng thủy sản
• Đặc điểm của nước nuôi trồng thủy sản:
- Có khả năng hòa tan các chất vô cơ và hữu cơ
- Khả năng điều hòa nhiệt độ của nước
- Thành phần O2 thấp và CO2 cao
• Các nguyên nhân gây ô nhiễm nước nuôi trông thủy sản:
- Ô nhiễm nước trong nuôi trồng thủy sản do rất nhiều nguyên nhân khác
nhau, trong đó tác động chính do các hoạt động của con người gây ra như: chất

thải sinh hoạt từ những vùng dân cư đô thị; kim loại nặng, hóa chất từ các vùng
công nghiệp; chất thải sinh hoạt từ các dịch vụ du lịch giải trí dọc bờ biển; vật
chất lơ lửng cao từ quá trình khai khoáng như cát, đá…; chất dinh dưỡng và
chất hữu cơ từ ao nuôi thủy sản; thuốc trừ sâu và các chất dinh dưỡng từ hoạt
động nông nghiệp; chất thải hữu cơ và hóa chất từ chăn nuôi; vật chất lơ lửng
trong ao nuôi nhuyễn thể hay từ lồng bè…[13]
- Ngoài các nguyên nhân nhân tạo, còn có các nguyên nhân do tự nhiên
gây ra như ô nhiễm nước do mưa, lũ lụt, bão gió… hoặc các sản phẩm hoạt
động sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng… gây ảnh hưởng xấu đến
chất lượng nước nuôi thủy sản và sức khỏe của các loại nuôi.[9]
1.1.1.4. Các phương pháp xử lý ô nhiễm nước nuôi trông thủy sản
- Hiện nay có có 2 hình thức nuôi trồng thủy sản phổ biến đó là: Thâm
canh và siêu thâm canh.
- Nuôi thâm canh là hình thức truyền thống, phổ biến, nuôi thủy sản bằng
các ao hồ ngoài trời.
Các công nghệ được xử dụng để xử lý nước thải ở ao nuôi trồng thủy sản.


8

 Bể kị khí kiểu đệm bùn dòng chảy ngược (UASB) là một trong những
công nghệ xử lý nước thải phổ biến nhất theo kiểu kị khí. Theo công nghệ này,
nước thải được phân phối từ dưới lên, qua lớp bùn kỵ khí, tại đây sẽ diễn ra
quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi các vi sinh vật kị khí. Hệ thống tách pha
phía trên bể làm nhiệm vụ tách các pha rắn - lỏng - khí, các chất khí sẽ bay lên
và được thu hồi, bùn sẽ rơi xuống đáy bể và nước sau xử lý sẽ được đưa ra
ngoài. Một trong những lợi thế của công nghệ này đó là đơn giản và chi phí
vận hành thấp. [7]

Hình 2.1: UASB dạng hộp

Cơ chế hoạt động:
Nước thải được đưa vào bể UASB được phân phối từ dưới lên với vận tốc
0,6-0,9 m/h, qua lớp bùn kỵ khí , tại đây sẽ diễn ra quá trình phân hủy chất hữu
cơ bởi các vi sinh vật, hiệu quả xử lý của bể được quyết định bởi tầng vi sinh
này. Hệ thống tách pha được thiết kế gồm các tấm chắn khí được đặt ở phía
trên bể với nhiệm vụ tách các pha rắn – lỏng và khí. Phần nước và khí tiếp tục
đi lên, các hạt cặn lơ lửng sẽ bám vào bọt khí và đi lên tới thành tấm chắn sẽ bị
va đập và rơi xuống, bọt khí đi lên được thu lại qua ống thu khí. Bùn sẽ được


9

giữ ở dưới đáy bể, nước trong sẽ được dâng lên trên và được thu hồi theo ống
dẫn đi sang công trình xử lý hiếu khí tiếp theo.[7]
 Lọc

sinh học kỵ khí:

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp lọc kỵ khí thường sử
dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ ( BOD, COD) rất cao
(lên tới hàng ngàn mg/l). phương pháp này sử dụng rất nhiều các chủng vi
sinh vật để xử lý, các chất khí được tạo thành sau quá trình xử lý là CH4 ,
H2S, H2 , CO2, NH3 [7].
Việc xử lý nước thải bằng phương pháp lọc kỵ khí thông qua 4 giai đoạn:
giai đoạn thủy phân (chuyển hóa protein thành các axit amin, cacbonhydrat và
các chất hữu cơ mạch dài); giai đoạn acid hóa (sử dụng vi sinh vật lên men các
chất hữu cơ hòa tan thành các acid béo dễ bay hơi); giai đoạn axetic hóa (sử
dụng vi khuẩn axetic thành axit axetic, CO2,H2O); giai đoạn metan hóa
(chuyển hóa các sản phẩm của các giai đoạn trên thành khí metan, sinh khối
mới, CO2).

Nước thải được đưa vào bể lọc kỵ khí sẽ được phân phối đều theo diện
tích đáy bể, nước đi từ dưới lên chảy qua lớp vật liệu lọc, các chất hữu cơ sẽ
bám lại tại vật liệu lọc có chứa vi khuẩn yếm khí và tạo thành lớp màng vi sinh
vật. Tại đây, các chất hữu cơ sẽ được hấp thụ và phân hủy, bùn cặn sẽ được giữ
lại trong khe rỗng của lớp vật liệu lọc. Sau 2-3 tháng ta sẽ xả bùn dư một lần.
Phần nước sau khi qua lớp vật liệu lọc sẽ được chảy vào máng thu và tiếp tục
đi sang công trình xử lý hiếu khí.
Vật liệu lọc có thể là:
- Dạng tấm (chất dẻo).
- Vật liệu rời hạt, như hạt polyspiren có đường kính 3-5 mm.[7]

 Kỵ khí tiếp xúc:
Công trình gồm một bể phản ứng và một bể lắng riêng biệt với một thiết
bị điều chỉnh bùn tuần hoàn.


10

Hình 2.2: Kỵ khí tiếp xúc
Cơ chế hoạt động: Nước thải chưa xử lý được khuấy trộn với vòng tuần
hoàn và sau đó được phân hủy trong bể phản ứng kín không cho không khí
vào. Sau khi phân hủy, hỗn hợp bùn nước đi vào bể lắng, nước trong đi ra và
bùn được lắng xuống đáy [7]

 Phương pháp kỵ khí tự nhiên:
Ao hồ kị khí là loại ao sâu, ít có hoặc không có điều kiện hiếu khí, được
sử dụng để xử lý nước thải có nồng độchất hữu cơ và hàm lượng cặn cao. Các
vi sinh vật kị khí hoạt động sống không cần oxi của không khí.

Hình 2.3: Hồ kỵ khí tự nhiên

Hiện nay, người ta đang ưa chuộng sử dụng các dạng chế phẩm sinh học
trong xử lý bùn đáy, xử lý ô nhiễm nước nuôi thủy sản: chế phẩm PPT, SWA-xử
lý ao nuôi bằng vi sinh vật, Vi sinh EcoClean TM 108, vi sinh EcoPond, các
dạng chế phẩm bằng nước: EM, Vi sinh xử lý nướcECO-PRO dạng nước…


11

Siêu thâm canh thủy sản được nuôi bằng bể composite, bể xi măng được
đặt ngoài trời hoặc nuôi trong nhà và được nuôi bằng hệ thống tuần hoàn
(RAS).[14]
1.1.2. Cở sở pháp lý
Luật Bảo vệ Môi trường số 55/2014/QH13 ngày 23/06/2014 [1].
- QCVN 08-MT:2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất
lượng nước mặt thay thế QCVN 08:2008/BTNMT
- Luật Tài nguyên Nước năm 2012 được Quốc hội nước Cộng hòa xã hội
chủ nghĩa Việt Nam khóa XIII. Kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 21/06/2012 và có
hiệu lực thi hành từ này 01/01/2013.
- Nghị định số 149/2004/NĐ-CP của Chính phủ quy định việc cấp phép
thăm dò, khai thác, sử dụng, tài nguyên nước, xả thải vào nguồn nước.
- Nghị định số 34/2005/NĐ-CP của Chính phủ ngày 17/3/2005 quy định
về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực tài nguyên nước.
- Nghị định số 21/2008/NĐ-CP Sửa đổi bổ sung nghị định 80/2006/NĐCP về việc quy định chi tiết hướng dẫn thi hành một số điều của luật Bảo vệ
môi trường.
- Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT về việc áp dụng tiêu chuẩn Việt
Nam về môi trường.
- Quyết định số 16/2008/QĐ-BTNMT ngày 31/12/2008 của Bộ Tài
Nguyên Môi Trường về việc ban hành Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về
môi trường.
- Một số TCVN, QCVN liên quan tới chất lượng nước:

- TCVN 6663 – 1: 2011(ISO 5667 – 2: 2006) – Chất lượng nước – Phần
1.Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu;
- TCVN 6663 – 3: 2008 (ISO 5667 – 3: 2003) – Chất lượng nước – Lấy
mẫu. Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu;
- TCVN 5999: 1995 (ISO 5667 - 10: 1992) – Chất lượng nước – Lấy
mẫu. Hướng dẫn lấy mẫu nước thải;
- QCVN 08-MT: 2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất
lượng nước mặt.


12

- QCVN 09-MT: 20158/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất
lượng nước ngầm.
- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 01-80:2011/BNNPTNT Cơ sở
nuôi trồng thủy sản thương phẩm
1.2. Tình hình nghiên cứu hệ thống nuôi trông thủy sản RAS trong và
ngoài nước
1.2.1. Mô hình hệ thống nuôi cá thuỷ lưu (RAS)
Một số cách hiểu về RAS:
Hệ thống nuôi cá thuỷ lưu (RAS) là hệ thống nuôi trồng trong tương lai.
Giống như các hình thức khác của ngành công nghiệp chăn nuôi, di chuyển trong
nhà đem lại lợi ích về mặt an toàn sinh học và có thể sản xuất quanh năm.
Hệ thống nuôi tuần hoàn hoặc RAS là các hệ thống sản xuất vòng kín
mà liên tục lọc và tái chế nước, cho phép nuôi cá quy mô lớn đòi hỏi một
lượng nước nhỏ và thải ra ít hoặc không gây ô nhiễm.
Nuôi trồng thủy sản theo hệ thống nuôi thủy sản tuần hoàn bao gồm một
dây chuyền các quá trình bổ sung, cho phép lượng nước thải được tái sử dụng
cho bể nuôi hoặc một bể nuôi khác.[13]

Hình 2.4. Sơ đồ hệ thống xử lý RAS


13

-Trong hệ thống nuôi thủy sản tuần hoàn, người ta phân biệt:
Hệ thống tuần hoàn nước một phần là hệ thống có từ 10 - 70% lượng
nước tuần hoàn trong một chu kỳ (mỗi ngày).
Hệ thống tuần hoàn nước hoàn toàn là hệ thống thay nước ít hơn 10%
thể tích nước mỗi ngày. Nhìn chung một hệ thống nuôi thủy sản tuần hoàn
chiếm diện tích nhỏ, sử dụng ít nước hơn những hệ thống thủy sản truyền
thống và có thể tạo điều kiện môi trường tốt cho các loài cá phát triển.
Trong hệ thống RAS, tùy vào điều kiện sử dụng và vận hành mà người
ta có thể lựa chọn bể xử lý với nhiều phương pháp khác nhau: UASB,
SBR,…[13]
Tuy nhiên, mức độ cần thiết xử lý nước thải, lưu lượng và chế độ xả
thải, đặc điểm nguồn tiếp nhận, điều kiện mặt bằng, điều kiện vận hành và
quản lý hệ thống xử lý nước thải, điều kiện cơ sở hạ tầng… để chọn công nghệ
xử lý nước thải phù hợp nhất. Cụ thể, trong báo cáo là sử dụng các vật liệu lọc:
cát thạch anh, than hoạt tính, zeolite và perlite…[13]


14

 Ưu điểm của phương pháp lọc
Ưu điểm chính là giá thành thấp, giá vận hành thấp, ít sử dụng hóa chất.
Thiết kế linh động, do đó có thể thích nghi với mọi loại hình công nghiệp và
diện tích của xí nghiệp.
Hệ thống lọc sinh học linh động trong việc xử lý mùi hôi, các hợp chất
hữu cơ bay hơi và các chất độc. Hiệu suất xử lý thường lớn hơn 90% đối với

các khí thải có nồng độ các chất ô nhiễm < 1000 ppm.
Nhiều loại nguyên liệu lọc, vi sinh vật và điều kiện vận hành khác nhau
có thể áp dụng để đáp ứng nhu cầu xử lý.

 Nhược điểm của phương pháp lọc
Hệ thống lọc sinh học không thể xử lý được các chất ô nhiễm có khả năng
hấp phụ thấp và tốc độ phân hủy sinh học chậm ví dụ như các hợp chất hữu cơ
bay hơi có chứa clo.
Các nguồn ô nhiễm có nồng độ hóa chất cao cần các hệ thống lớn và diện
tích lớn để lắp đặt hệ thống lọc sinh học.
Nguồn gây ô nhiễm có mức độ phóng thích chất ô nhiễm biến động cao sẽ
gây ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật cũng như hiệu suất xử lý của chúng.
Thời gian để cho các vi sinh vật thích nghi với môi trường và tạo thành
các màng sinh học (biofilm) có thể kéo dài hàng tuần đến hàng tháng, đặc biệt
là đối với việc xử lý các chất hữu cơ bay hơi.
Đối với nước thải cá hồi có thành phần chất ô nhiễm không cao, dễ dàng
xử lý, độ biến động không nhiều do vậy, việc lựa chọn phương pháp xử lý
nước bằng các vật liệu lọc đã nghiên cứu là rất phù hợp cả về điều kiện kinh tế,
khả năng hoạt động vận hành của trại cá và về vấn đề bảo vệ môi trường.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu hệ thống nuôi trông thủy sản trên thế giới
Trong những năm gần đây, phong trào nuôi thủy sản đang phát triển
mạnh theo hướng thâm canh, để bền vững đòi hỏi phải có giải pháp tốt trong
quản lý ao và sinh vật nuôi. Chế phẩm vi sinh được sử dụng khá nhiều hiện


15

nay trong nghề nuôi thủy sản. Hiện có xu hướng dùng vi sinh vật hay dẫn xuất
của chúng trong nuôi trồng thủy sản để khống chế dịch bệnh, cải thiện dinh
dưỡng vật nuôi và cải thiện chất lượng nước và bùn đáy.

Cơ sở của việc sử dụng các chế phẩm sinh học là tạo ra được sự cân
bằng giữa sức khỏe của động vật nuôi tốt, môi trường được cải thiện và số
lượng vi sinh vật gây bệnh được khống chế. Việc ứng dụng các vi sinh vật có
lợi để sản xuất các chế phẩm sinh học phục vụ nuôi trồng thủy sản mới chỉ
được đề cập trong những năm cuối thế kỷ 20, khi nuôi trồng thủy sản phát triển
mạnh ở nhiều quốc gia. Tuy nhiên, đến nay kết quả thu được hết sức khả quan,
thiết thực góp phần tăng năng suất và chất lượng sản phẩm thu hoạch [12].
Yasudo và Taga (1980) dự đoán một số vi khuẩn được tìm thấy là hữu
ích, chúng không chỉ làm thực phẩm mà còn như bộ điều khiển sinh học đối
với bệnh và kích hoạt tái tạo chất dinh dưỡng [12]. Năm 1989, Maeda và
Nagami công bố kết quả theo dõi các dòng vi khuẩn có hoạt tính ức chế Vibrio
và cải thiện tốc độ sinh trưởng của ấu trùng tôm, cá. Từ kết quả nghiên cứu cho
thấy khả năng sử dụng vi khuẩn và nguyên sinh động vật trong việc kiểm soát
hệ sinh thái ao nuôi để duy trì môi trường ao nuôi tốt hơn và tăng sản lượng
thu hoạch [12].
Năm 1993, Smith và Davey báo cáo về một loài vi khuẩn Pseudomonas
dòng phát sáng có tác động ức chế cạnh tranh với tốc độ sinh trưởng của A.
salmonicida – là một tác nhân gây bệnh ở cá. Các kết quả nghiên cứu cho thấy
loại vi khuẩn này có khả năng kìm hãm tốc độ sinh trưởng của A. salmonicida
trong môi trường nuôi [12].
Năm 1995, Austin báo cáo về dòng chế phẩm sinh học của Vibrio
alginolyticus không gây ra bất kỳ tác động có hại nào lên cá hồi. Bằng việc sử
dụng phương pháp cấy chéo, loại chế phẩm này cho thấy khả năng ức chế các
tác nhân gây bệnh cho cá. Hiện nay việc thử nghiệm chế phẩm sinh học dòng