nghiên cứu xử lí nước thải ao nuôi tôm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao điện cực inox 304 + ozone

MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................................................. iii
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................v
TÓM TẮT ĐỒ ÁN .........................................................................................................vi
ABSTRACT ................................................................................................................. vii
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ..................................................... viii
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN............................................................ix
MỤC LỤC .....................................................................................................................x
DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................xiv
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................. xv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..............................................................................xix
MỞ ĐẦU

.....................................................................................................................1

1.

Đặt vấn đề ..............................................................................................................1

2.

Mục tiêu của nghiên cứu: ......................................................................................3

3.

Phạm vi nghiên cứu: .............................................................................................. 3

4.

Nội dung nghiên cứu: ............................................................................................3

5.

Tính mới của nghiên cứu:......................................................................................3

6.

Thời gian và địa điểm thực hiện nghiên cứu: ........................................................4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ
NƯỚC THẢI ...................................................................................................................5
1.1.

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI NGÀNH NI TƠM NƯỚC LỢ ..................5
1.1.1.

Tổng quan về ngành nuôi tôm nước lợ ....................................................5

1.1.2.

Nước thải của ao nuôi tôm nước lợ .........................................................7

1.1.3.

Các yếu tố môi trường ảnh hưởng tới nuôi tôm ......................................7

a.

DO ...............................................................................................................7

b. Độ PH, độ kiềm ...........................................................................................7

c.

Độ mặn ........................................................................................................8

d. Hàm lượng amonia ......................................................................................8
e.

Nitrite và Nitrate .........................................................................................8

f.

Photpho........................................................................................................8

g. Tổng chất rắn lơ lửng ..................................................................................8

x


h. Nhu cầu oxi hóa học (COD)........................................................................9
i.
1.2.

Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) ......................................................................9

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THẢI AO NUÔI TÔM ...........................9
1.2.1.

Phương pháp sử dụng hệ vi sinh vật ........................................................9

1.2.2.

Phương pháp sử dụng hệ động thực vật để hấp thụ các chất ô nhiễm ...10

1.2.3.

Hồ sinh học ............................................................................................ 11

1.2.4.

Đất ngập nước kiến tạo ..........................................................................12

1.2.5.

Ứng dụng nano bạc trong diệt khuẩn .....................................................13

a.

Nano bạc ....................................................................................................13

b. Cơ chế kháng khuẩn của bạc .....................................................................14
1.3. MƠ HÌNH XỬ LÍ NƯỚC THẢI AO NI TƠM TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT
NAM 16
1.3.1.

Các mơ hình xử lý nước thải ao nuôi tôm đã ứng dụng trên thế giới ....16

1.3.2.

Các mơ hình xử lý nước thải ao ni tôm đã ứng dụng tại Việt Nam ...16

1.4. GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC Ô NHIỄM BẰNG CÔNG
NGHỆ OXY HÓA NÂNG CAO ...................................................................................18
1.4.1.
a.

Cơ sở lý thuyết các quá trình oxy hóa nâng cao ....................................18
Định nghĩa: ................................................................................................ 18

b. Phân loại: ...................................................................................................19
c.

Tình hình nghiên cứu, áp dụng các quá trình oxi hóa nâng cao hiện nay: 21

d. Ưu điểm .....................................................................................................22
e.
1.4.2.
a.

Khuyết điểm .............................................................................................. 22
Cơ sở lý thuyết quá trình Fenton ...........................................................22
Cơ chế: ......................................................................................................22

b. Ưu điểm: ....................................................................................................23
c.

Các yếu tố ảnh hưởng: ..............................................................................24

d. Các nghiên cứu, ứng dụng: .......................................................................25
1.4.3.
a.

Cơ sở lý thuyết quá trình Peroxon .........................................................27
Cơ chế........................................................................................................27

b. Ưu điểm .....................................................................................................28
c.

Các yếu tố ảnh hưởng ................................................................................29

d. Các nghiên cứu, ứng dụng.........................................................................29

xi


1.5. GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ ĐIỆN HÓA TRONG XỬ LÍ NƯỚC
THẢI ............................................................................................................................. 30
1.5.1.

Khái niệm ............................................................................................... 30

1.5.2.

Nghiên cứu điện hóa trên thế giới..........................................................31

1.5.3.

Nghiên cứu điện hóa tại Việt Nam ........................................................35

1.6. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KẾT HỢP GIỮA KEO TỤ ĐIỆN HÓA VÀ OXY
HÓA NÂNG CAO .........................................................................................................36

CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................................................39
2.1.

2.2.

VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU.................................................................................39
2.1.1.

Mẫu nước thải ........................................................................................39

2.1.2.

Vật liệu để làm mơ hình: .......................................................................40

THÍ NGHIỆM .....................................................................................................43
2.2.1.

Phương pháp thí nghiệm: .......................................................................43

2.2.2.

Cách tiến hành thí nghiệm .....................................................................45

2.2.3.

Phương pháp lấy mẫu và phân tích ........................................................48

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM .......................................................................50
3.1.

pH ........................................................................................................................50
a.

Ảnh hưởng của thời gian điện hóa + sục Ozone đến pH ..........................51

b. Ảnh hưởng của thời gian lắng đến pH ......................................................52
3.2.

ĐỘ MÀU .............................................................................................................55
a.

Ảnh hưởng của thời gian điện hóa và sục Ozone đến độ màu ..................56

b. Ảnh hưởng của thời gian lắng đến độ màu ...............................................57
3.3.

ĐỘ ĐỤC ..............................................................................................................61
a.

Ảnh hưởng của thời gian lắng đến độ đục (Tôm trước khi kéo)...............61

b. Ảnh hưởng của thời gian điện hóa và sục Ozone đến độ đục (Tôm trước khi
kéo)...................................................................................................................63
c.

Ảnh hưởng của thời gian lắng đến độ đục (Tôm sau khi kéo) ..................65

d. Ảnh hưởng của thời gian điện hóa + sục Ozon đến độ đục (Tôm sau khi
kéo)...................................................................................................................67
3.4.

TSS ......................................................................................................................69
a.

Ảnh hưởng của thời gian lắng đến TSS ....................................................69

b. Ảnh hưởng của thời gian điện hóa và sục Ozon đến TSS.........................71
3.5.

COD.....................................................................................................................74

xii


a.

Ảnh hưởng của thời điện hóa + sục Ozone đến xử lí COD ......................75

b. Ảnh hưởng của thời gian lắng đến COD ...................................................78
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 82
a.

Tài liệu tiếng Việt......................................................................................82

b. Tài liệu tiếng Anh......................................................................................82
PHỤ LỤC 1. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MẪU NƯỚC AO NI TƠM .......................83
PHỤ LỤC 2. MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC HIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP .....86

xiii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Khả năng oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa............................................19
Bảng 1.2 Các q trình oxi hóa nâng cao khơng nhờ tác nhân ánh sáng ....................20
Bảng 1.3 Các q trình oxi hóa nâng cao nhờ tác nhân ánh sáng ............................... 21
Bảng 1.4 Nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải đầu vào và đầu ra bể keo tụ điện
hóa – 2 bể USBF với tởng thời gian lưu 8h ...................................................................36
Bảng 2.1 Cách thức thí nghiệm .....................................................................................45
Bảng 2.2 Chất lượng nước thải từ ao xử lý nước thải trước khi thải ra mơi trường bên
ngồi .............................................................................................................................. 47
Bảng 2.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu .............................................................. 48

xiv


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Diện tích và sản lượng ni tơm 5 tháng đầu năm 2014 của ĐBSCL. ............1
Hình 1.2 Mơ hình xử lý nước thải bằng vi sinh vật. ......................................................10
Hình 1.3 Mơ hình xử lý nước thải sử dụng hệ động thực vật. .......................................11
Hình 1.4 Mơ hình hồ sinh học. ......................................................................................12
Hình 1.5 Mơ hình đất ngập nước kiến tạo. ....................................................................13
Hình 1.6 Hạt nano bạc. .................................................................................................14
Hình 1.7 Tác động của ion bạc lên vi khuẩn. ................................................................ 14
Hình 1.8 Ion bạc vơ hiệu hóa enzym chuyển hóa oxy của vi khuẩn. ............................. 15
Hình 1.9 Ion bạc liên kết với các bazơ của DNA. .........................................................15
Hình 1.10 Một số lồi vi sinh vật điển hình bị diệt bằng nano bạc. ............................. 15
Hình 1.11 Mơ hình nghiên cứu. .....................................................................................32
Hình 1.12 Sơ đồ cấu tạo bể điện hóa.............................................................................37
Hình 1.13 Sơ đồ cơng nghệ cụm xử lý. ..........................................................................38

Hình 2.1 Đầm tơm của người dân. ................................................................................39
Hình 2.2 Điện cực sắt. ...................................................................................................40
Hình 2.3 Thùng Mica. ....................................................................................................40
Hình 2.4 Một số thiết bị khác. .......................................................................................41
Hình 2.5 Đá khí. ............................................................................................................42
Hình 2.6 Máy bơm. .......................................................................................................41
Hình 2.7 Thiết bị chuyển dịng điện xoay chiều thành một chiều. ................................ 42
Hình 2.8 Sơ đồ thí nghiệm. ............................................................................................ 43
Hình 2.9 Mơ hình thí nghiệm. .......................................................................................44
Hình 3.1 Máy đo pH Mettler Toledo S200 – K. ............................................................ 50
Hình 3.3 Biểu đồ thể hiện pH của các mẫu ở các thời gian điện hóa khác nhau với thời
gian lắng 15 phút. ..........................................................................................................51
Hình 3.4 Biểu đồ thể hiện pH của các mẫu ở các thời gian điện hóa khác nhau với thời
gian lắng 30 phút. ..........................................................................................................51

xv


Hình 3.5 Biểu đồ thể hiện pH của các mẫu ở các thời gian điện hóa khác nhau với thời
gian lắng 45 phút. ..........................................................................................................52
Hình 3.6 Biểu đồ thể hiện pH của các mẫu ở các thời gian lắng khác nhau với thời gian
điện hóa + sục Ozone 5 phút. ........................................................................................54
Hình 3.7 Biểu đồ thể hiện pH của các mẫu ở các thời gian lắng khác nhau với thời gian
điện hóa + sục Ozone 10 phút. ......................................................................................53
Hình 3.8 Biểu đồ thể hiện pH của các mẫu ở các thời gian lắng khác nhau với thời gian
điện hóa + sục Ozone 15 phút. ......................................................................................54
Hình 3.9 Biểu đồ thể hiện pH của các mẫu ở các thời gian lắng khác nhau với thời gian
điện hóa + sục Ozone 25 phút. ......................................................................................54
Hình 3.10 Máy so màu đo các chỉ tiêu nước Aqualytic AL 450. ...................................55
Hình 3.12 Độ màu thay đởi theo thời gian điện hóa và sục Ozone với thời gian lắng 15

phút. ............................................................................................................................... 56
Hình 3.13 Độ màu thay đởi theo thời gian điện hóa và sục Ozone với thời gian lắng 30
phút. ............................................................................................................................... 56
Hình 3.14 Độ màu thay đởi theo thời gian điện hóa và sục Ozone với thời gian lắng 45
phút. ............................................................................................................................... 57
Hình 3.15 Độ màu thay đởi theo thời gian lắng với thời gian điện hóa và sục Ozone 5
phút. ............................................................................................................................... 57
Hình 3.16 Độ màu thay đởi theo thời gian lắng với thời gian điện hóa và sục Ozone 10
phút. ............................................................................................................................... 58
Hình 3. 17 Độ màu thay đởi theo thời gian lắng với thời gian điện hóa và sục Ozone 15
phút. ............................................................................................................................... 59
Hình 3.18 Độ màu thay đởi theo thời gian lắng với thời gian điện hóa và sục Ozone 25
phút. ............................................................................................................................... 59
Hình 3.19 Giấy lọc và quy trình lọc màu. .....................................................................60
Hình 3.20 Tởng qt độ đục thay đởi theo thời gian điện hóa + sục Ozone của các mẫu
(1), (2), (3), (Tơm trước khi kéo). ..................................................................................61
Hình 3.21 Độ đục thay đổi theo thời gian lắng khác nhau với thời gian điện hóa + sục
Ozone 5 phút. (Tơm trước khi kéo) ................................................................................61
Hình 3.22 Độ đục thay đởi theo thời gian lắng khác nhau với thời gian điện hóa + sục
Ozone 10 phút. (Tôm trước khi kéo) ..............................................................................62

xvi


Hình 3.23 Độ đục thay đởi theo thời gian lắng khác nhau với thời gian điện hóa + sục
Ozone 15 phút. (Tơm trước khi kéo) ..............................................................................62
Hình 3.24 Độ đục thay đổi theo thời gian lắng khác nhau với thời gian điện hóa + sục
Ozone 25 phút. (Tơm trước khi kéo) ..............................................................................63
Hình 3.25 Độ đục thay đởi theo thời gian điện hóa + Sục Ozone với thời gian lắng 15
phút của các mẫu (1), (2) và (3). (Tôm trước khi kéo) ..................................................64

Hình 3.26 Độ đục thay đởi theo thời gian điện hóa + Sục Ozone với thời gian lắng 30
phút của các mẫu (1), (2) và (3). (Tôm trước khi kéo) ..................................................64
Hình 3.27 Độ đục thay đởi theo thời gian điện hóa + Sục Ozone với thời gian lắng 45
phút của các mẫu (1), (2) và (3). (Tôm trước khi kéo) ..................................................64
Hình 3.28 Tởng qt độ đục thay đởi theo thời gian điện hóa + sục Ozone của các mẫu
(4), (5) (Tơm sau khi kéo). ............................................................................................. 65
Hình 3.30 Độ đục của thay đổi theo thời gian lắng của các mẫu (4), (5) với thời gian
điện hóa và sục Ozone 10 phút (Tơm sau khi kéo). .......................................................66
Hình 3.31 Độ đục của thay đổi theo thời gian lắng của các mẫu (4), (5) với thời gian
điện hóa và sục Ozone 15 phút (Tơm sau khi kéo). .......................................................66
Hình 3.32 Độ đục của thay đởi theo thời gian lắng của các mẫu (4), (5) với thời gian
điện hóa và sục Ozone 25 phút (Tơm sau khi kéo). .......................................................67
Hình 3.33 Độ đục thay đởi theo thời gian điện hóa + Sục Ozone với thời gian lắng 15
phút của các mẫu (4) và (5) (Tôm sau khi kéo). ............................................................ 67
Hình 3.34 Độ đục thay đởi theo thời gian điện hóa + Sục Ozone với thời gian lắng 30
phút của các mẫu (4) và (5) (Tôm sau khi kéo). ............................................................ 68
Hình 3.35 Độ đục thay đởi theo thời gian điện hóa + Sục Ozone với thời gian lắng 45
phút của các mẫu (4) và (5) (Tôm sau khi kéo). ............................................................ 68
Hình 3.37 TSS thay đởi theo thời gian lắng với thời gian điện hóa và sục Ozone 5 phút.
.......................................................................................................................................69
Hình 3.38 TSS thay đởi theo thời gian lắng với thời gian điện hóa và sục Ozone 10 phút.
.......................................................................................................................................70
Hình 3.39 TSS thay đổi theo thời gian lắng với thời gian điện hóa và sục Ozone 15 phút.
.......................................................................................................................................70
Hình 3.40 TSS thay đởi theo thời gian lắng với thời gian điện hóa và sục Ozone 25 phút.
.......................................................................................................................................71

xvii

Hình 3.41 TSS thay đởi theo thời gian điện hóa và sục Ozone với thời gian lắng là 15
phút. ............................................................................................................................... 71
Hình 3.42 TSS thay đởi theo thời gian điện hóa và sục Ozone với thời gian lắng là 30
phút. ............................................................................................................................... 72
Hình 3.43 TSS thay đởi theo thời gian điện hóa và sục Ozone với thời gian lắng là 45
phút. ............................................................................................................................... 72
Hình 3.44 Biểu đồ thể hiện COD của các mẫu ở các thời gian điện hóa khác nhau với
thời gian lắng 15 phút. ..................................................................................................75
Hình 3.45 Biểu đồ thể hiện COD của các mẫu ở các thời gian điện hóa khác nhau với
thời gian lắng 30 phút. ..................................................................................................76
Hình 3.46 Biểu đồ thể hiện COD của các mẫu ở các thời gian điện hóa khác nhau với
thời gian lắng 45 phút. ..................................................................................................76
Hình 3.47 Hút mẫu cho vào ống nghiệm COD. ............................................................ 77
Hình 3.48 Mẫu sau khi nung 2h được lấy ra. ................................................................ 77
Hình 3.49 COD thay đởi theo thời gian lắng với thời gian điện hóa và sục Ozone 5 phút.
.......................................................................................................................................78
Hình 3.50 COD thay đổi theo thời gian lắng với thời gian điện hóa và sục Ozone 10
phút. ............................................................................................................................... 78
Hình 3.51 COD thay đổi theo thời gian lắng với thời gian điện hóa và sục Ozone 15
phút. ............................................................................................................................... 79
Hình 3.52 COD thay đởi theo thời gian lắng với thời gian điện hóa và sục Ozone 25
phút. ............................................................................................................................... 79

xviii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

AOPs

Advanced Oxydation
Processes

Oxy hóa bậc cao

BOD

Biochemical Oxygen
Demand

Nhu cầu oxy sinh hố

BODC

Biodegradable

Chất dễ phân hủy sinh học

COD

Chemical Oxygen
Demand

Nhu cầu oxy hóa học

DO

Dissolved Oxygen

Lượng oxy hồ tan trong
nước

DOC

Dissolved Organic Carbon

Cacbon hữu cơ hịa tan
Đồng bằng sơng Cửu
Long

ĐBSCL
POP

Persistant Organic
Polutants

Chất hữu cơ khó phân hủy
sinh học
Quy chuẩn Việt Nam

QCVN
TOC

Total Organic Carbon

Tổng lượng Cacbon hữu
cơ

TSS

Turbidity & Suspendid
Solids

Tổng chất rắn lơ lửng

AOPs

Advanced Oxydation
Processes

Oxy hóa bậc cao

UV

Ultraviolet

Tia cực tím

V

Volt

Đơn vị đo hiệu điện thế

xix

Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lí nước thải ao ni tơm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực
inox 304 + ozon


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lí nước thải ao ni tơm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực
inox 304 + ozon

MỞ ĐẦU
1.

Đặt vấn đề

Nghề nuôi trồng thủy sản được khởi nguồn ở nước ta từ những năm 1970, hiện nay, nuôi
trồng thủy sản là một trong những ngành kinh tế trọng điểm của cả nước và không ngừng
gia tăng về diện tích, sản lượng cũng như thu nhập. Tổng sản lượng thủy sản nuôi trồng
ở nước ta năm 2012 là 3.27 triệu tấn, chiếm 55.2% tổng sản lượng thủy sản, trong đó
sản lượng tơm là 488000 tấn cá tra và 1.24 triệu tấn. Đến hết tháng 8/2013, ước tính diện
tích ni tơm cả nước đạt 600000 ha, trong đó diện tích ni tơm sú là 570000 ha, tơm
chân trắng 25200 ha. Vasep trích dẫn báo cáo của các Sở Nông nghiệp và Phát triển
Nông thôn khu vực Đồng bằng sông Cửu Long 5 tháng đầu năm 2014, cho thấy diện
tích ni tơm giảm nhiều nhất tại Bạc Liêu với mức 6.9%, tiếp đến là Trà Vinh giảm
4.2% và Cà Mau giảm 1.1%. Riêng tại Kiên Giang, diện tích tại tăng 1.7%. Sản lượng
tơm tại Bạc Liêu giảm hơn 19%, trong khi các tỉnh kia tăng từ 19-63%. Đối với các tỉnh
vùng Đơng Nam bộ, tình hình ni tôm sú của 2 tỉnh Bà Rịa–Vũng Tàu và thành phố
Hồ Chí Minh vẫn chưa có dấu hiệu khả quan, sản lượng tôm sú đều giảm so với cùng
kỳ năm trước.

Hình 1.1 Diện tích và sản lượng ni tơm 5 tháng đầu năm 2014 của ĐBSCL.
Nam Bộ là khu vực có diện tích và sản lượng ni tơm ven biển lớn nhất cả nước, điển
hình là các tỉnh: Tiền Giang, Bạc Liêu, Cần Thơ, Sóc Trăng…Hiệu quả từ việc ni tôm
đã và đang mang lại lợi nhuận kinh tế cao, cung cấp nguồn nguyên liệu tôm cho xuất
khẩu, giải quyết việc làm cho hàng triệu người lao động trong cả nước.

1
SVTH: Phạm Thị Thu Vân
GVHD: TS. Thái Phương Vũ


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lí nước thải ao ni tơm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực
inox 304 + ozon

Việc gia tăng hoạt động nuôi tôm trong những thập niên gần đây khiến diện tích ni
tơm tồn cầu được mở rộng, các cơng nghệ ni trồng thủy sản cũng được cải tiến về
giống, nguồn thức ăn và kỹ thuật cho ăn. Tuy nhiên, sự phát triển q nhanh bên cạnh
những nguồn lợi từ q trình ni tôm, các vấn đề nảy sinh của ngành nghề này đang
ngày càng trở nên nghiêm trọng là tải lượng nước thải, bùn thải từ q trình ni tơm
ngày càng cao và không được xử lý triệt để gây nên vấn đề ô nhiễm môi trường và dịch
bệnh cho tôm hoặc lây nhiễm nguồn bệnh từ tôm nuôi sang các loại thủy sản tự nhiên
trong vùng. Phần lớn bùn thải được sinh ra do thức ăn dư thừa và phân tôm thải ra được
lắng đọng và tích tụ dưới đáy ao. Lớp bùn này chứ hàm lượng chất hữu cơ và các chất
dinh dưỡng cao dễ bị phân hủy kỵ khí tạo ra các khí độc như H2S, NH3 gây hại đến q
trình sinh trưởng của tơm và ảnh hưởng đến môi trường sinh thái.
Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ để đáp ứng trước những thách thức
ngày càng cao của môi trường, các nhà khoa học và cơng nghệ đã tiến hành nhiều cơng
trình nghiên cứu theo hướng tìm các cơng nghệ cao để hỗ trợ cho các công nghệ truyền

thống. Các công nghệ cao thường gặp là: công nghệ lọc bằng màng, công nghệ khử
trùng nước bằng bức xạ tử ngoại và cơng nghệ khống hóa chất ơ nhiễm hữu cơ bằng
q trình oxy hóa nâng cao. Trong số đó, cơng nghệ dựa vào q trình oxy hóa nâng
cao là cơng nghệ được nghiên cứu và áp dụng nhiều nhất trong thời gian gần đây. Các
quá trình oxi hóa nâng cao được định nghĩa là những q trình phân hủy oxi hóa dựa
vào gốc tự do hoạt động hydroxyl OH* được tạo ra tại chỗ ngay trong quá trình xử lý.
Gốc hydroxyl là một trong những tác nhân oxi hóa mạnh nhất được biết từ trước đến
nay, có khả năng phân hủy khơng chọn lựa mọi hợp chất hữu cơ, dù là loại khó phân
hủy nhất, biến chúng thành các hợp chất vơ cơ (cịn gọi là khống hóa) khơng độc hại
như CO2, H2O, các acid vơ cơ… Từ các tác nhân oxi hóa thơng thường như hydrogen
peroxide, Ozone… có thể nâng cao khả năng oxi hóa của chúng bằng các phản ứng
khác nhau để tạo ra gốc hydroxyl, thực hiện q trình oxi hóa gián tiếp thơng qua gốc
hydroxyl. Ngồi ra, cơng nghệ keo tụ điện hóa (EC) cũng đang dần dần áp dụng vào
việc xử nước thải khi nhu cầu về chất lượng nước uống đang gia tăng và các quy
định về môi trường ngày càng nghiêm ngặt. Vì thế, ngày nay phương pháp keo tụ điện
hóa ngày càng phát triển vì phương pháp này hoàn toàn thân thiện với hệ sinh thái với
hiệu quả xử lý cao và tốt hơn các phương pháp khác.
Vì tính ưu việt và tầm quan trọng của cơng nghệ tiên tiến này mà ta có thể xử lý nước
đạt hiệu quả tốt hơn. Vì thế định hướng “Nghiên cứu xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng
phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực inox 304 + ozon” được hình thành và sẽ giải
quyết được phần nào nỗi lo ô nhiễm của ao nuôi cũng như làm cơ sở để nghiên cứu
khả năng tái sử dụng nguồn nước khi áp dụng công nghệ xử lý tiên tiến này.
2
SVTH: Phạm Thị Thu Vân
GVHD: TS. Thái Phương Vũ


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lí nước thải ao ni tơm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực
inox 304 + ozon

2.

Mục tiêu của nghiên cứu:

Nghiên cứu xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao:
điện cực inox 304 + ozon. Từ đó đưa ra mơ hình để xử lý nước thải ao nuôi tôm một
cách hiệu quả, đạt tiêu chuẩn nước thải ra mơi trường với chi phí vận hành thấp, dễ
vận hành, hiệu quả kinh tế cao và phù hợp với điều kiện địa lí ĐBSCL.
3.

Phạm vi nghiên cứu:

-

Nghiên cứu sử dụng phương pháp oxy hóa nâng cao trong xử lý nước.
Lắp đặt mơ hình quy mơ phịng thí nghiệm.
Vận hành và đưa ra số liệu.
Thu thập mẫu, phân tích số liệu.
Đánh giá số liệu thu thập được và đưa ra kết luận sau nghiên cứu.

4.

Nội dung nghiên cứu:

Thu thập tài liệu có liên quan mật thiết đến các cơng trình đã nghiên cứu
trong và ngồi nước, tìm hiểu những vấn đề còn tồn tại, những vấn đề cần tập trung
nghiên cứu, tính tốn thiết kế mơ hình thí nghiệm.
Tiến hành lắp ráp và bố trí mơ hình thí nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết đã tìm
hiểu. Thực hiện thí nghiệm, nghiên cứu thực tế xử lý quy mơ phịng thí nghiệm.

Chạy mơ hình thí nghiệm để hệ thống hoạt động ổn định và phát huy hiệu quả
xử lý, đồng thời tìm ra nguyên nhân và điều chỉnh các sai sót trong q trình thiết lập
mơ hình.
Lấy mẫu và tiến hành thực hiện thí nghiệm phân tích để có số liệu nhằm phân
tích và đánh giá số liệu.
Mẫu nước được phân tích và đánh giá kết quả để xác định phương pháp xử lý có
hiệu quả.
Số liệu sau khi được tổng hợp thì bắt đầu tiến hành phân tích, biễu diễn, so sánh
bằng các phầm mềm phân tích, tính tốn để người đọc có thể dễ dàng hiểu rõ đề tài
nghiên cứu, thấy rõ hiệu quả của mơ hình khi được chạy tại các điều kiện khác nhau
cũng như điều kiện tối ưu khi áp dụng phương pháp vào mô hình thực tế. Bài
nghiên cứu sẽ được trình bày dưới dạng văn bản một cách khoa học, logic và trung
thực để báo cáo và trình bày trước hội đồng.
5.

Tính mới của nghiên cứu:

Áp dụng phương pháp oxy hóa nâng cao vào nghiên cứu.

3
SVTH: Phạm Thị Thu Vân
GVHD: TS. Thái Phương Vũ


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lí nước thải ao ni tơm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực
inox 304 + ozon

6.

Thời gian và địa điểm thực hiện nghiên cứu:

Thời gian thực hiện nghiên cứu từ 1/9/2017 đến 30/10/2017 tại phịng thí nghiệm
Trường Đại học Tài ngun và Môi trường TP.HCM.
Địa chỉ: 236B Lê Văn Sỹ, phường 1, quận Tân Bình, TP.HCM.

4
SVTH: Phạm Thị Thu Vân
GVHD: TS. Thái Phương Vũ


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lí nước thải ao ni tơm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực
inox 304 + ozon

CHƯƠNG 1.
1.1.

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG
PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THẢI

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI NGÀNH NI TƠM NƯỚC LỢ

1.1.1. Tổng quan về ngành ni tơm nước lợ
Ngành ni tơm nước lợ chiếm vị trí đặc biệt quan trọng trong chiến lược phát triển kinh
tế ngành thủy sản Việt Nam hơn 10 năm qua. Cùng với q trình chuyển đổi cơ cấu cây
trồng vật ni và chuyển đổi đất nông nghiệp, đất làm muối năng suất thấp sang nuôi
tôm ở các tỉnh ven biển, nhờ vậy mà ngành tơm có sự tăng trưởng vượt bậc cả về diện
tích, sản lượng và giá trị xuất khẩu. Cụ thể:
Về diện tích ni tơm nước lợ năm 2014 đạt 699725 ha (ĐBSCL chiếm 91% diện

tích ni tơm của cả nước) tăng gấp 1.13 lần so với năm 2010, bình qn tăng
3.12%/năm. Trong đó, diện tích ni tơm Sú đạt 604130ha (ĐBSCL chiếm
93.73%) giảm 1.2% so với năm 2010, bình qn giảm 0.3%/năm; diện tích ni
tơm Thẻ chân trắng đạt 95594 ha (ĐBSCL chiếm 74.35%) tăng gấp 13.04 lần so
với năm 2010, bình quân tăng 90.03%/năm.
(ii) Về sản lượng nuôi tôm nước lợ năm 2014 đạt khoảng 661074 tấn (ĐBSCL chiếm
80.61%) tăng 1.5 lần so với năm 2010, bình qn tăng 10.59%/năm. Trong đó,
sản lượng tơm Sú đạt 269711 (ĐBSCL chiếm 85.46%) giảm 16.79% so với năm
2010, bình quân giảm 4.49%/năm; sản lượng tôm Thẻ chân trắng đạt 391363 tấn
(ĐBSCL chiếm 71.15%), tăng gấp 3.32 lần so với năm 2010, bình qn tăng
35%/năm.
(iii) Về kim ngạch xuất khẩu tơm năm 2014 đạt 3952.9 triệu USD chiếm 50.45% tổng
kim ngạch xuất khẩu thủy sản toàn quốc, tăng gấp 1.56 lần so với năm 2010, bình
quân tăng trưởng 17.04%/năm (2010-2014). Trong đó, mặt hàng tơm Sú đạt 1385.5
triệu USD chiếm 35.05%, mặt hàng tôm Thẻ chân trắng đạt 2310.5 triệu USD
chiếm 58.45%.
(iv) Giải quyết việc làm cho khoảng trên 1.5 triệu người (ĐBSCL chiếm trên 90%).
Mặc dù tăng trưởng các chỉ tiêu kinh tế ngành tôm năm sau luôn cao hơn năm
trước nhưng chất lượng tăng trưởng còn nhiều hạn chế thể hiện trên nhiều mặt khác
nhau. Cụ thể:
(i)

Tôm nước lợ là mặt hàng xuất khẩu chủ lực hàng đầu của ngành thủy sản Việt Nam hơn
10 năm qua, với hai sản phẩm chính là tơm Sú và tơm Thẻ chân trắng. Đặc biệt là tôm
Thẻ chân trắng, nếu trước năm 2008 cịn bị hạn chế ni bởi nhiều quan điểm cho rằng
phát triển ni tơm chân trắng có nhiều nguy cơ tiềm ẩn dịch bệnh Toura cho tôm Sú
bản địa. Tuy nhiên, với lợi thế thời gian nuôi ngắn, năng suất nuôi cao, tôm Thẻ chân
5
SVTH: Phạm Thị Thu Vân
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lí nước thải ao ni tơm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực
inox 304 + ozon

trắng dần thay thế con tôm Sú, đứng trước tình hình này Bộ NN&PTNT có Chỉ thị số
228/CT-BNN-NTTS ngày 25/01/2008 về việc cho phép phát triển nuôi tôm Thẻ chân
trắng ở các tỉnh ĐBSCL nhằm đa dạng đối tượng ni trồng và xuất khẩu thủy sản, vì
vậy mà cơ cấu ni tơm ở Việt Nam có sự thay đổi rất lớn, tơm Sú có xu hướng giảm
xuống và thay thế vào đó là đối tượng tơm Thẻ chân trắng có xu hướng tăng lên cả diện
tích, sản lượng và giá trị kim ngạch xuất khẩu.
Cơ sở hạ tầng hệ thống thủy lợi, điện, giao thông v.v. phục vụ nuôi tôm nước lợ thời
gian qua chưa được đầu tư thích đáng; hiện nay hạ tầng thủy lợi được đầu tư chủ yếu là
đầu tư hệ thống thủy lợi nhằm phục vụ cho trồng lúa là chính; hầu hết các vùng ni
tơm chưa có hệ thống cấp, thốt nước riêng biệt, chưa có hệ thống xử lý nước thải, hệ
thống giao thơng và điện được đầu tư nhưng cịn nhiều hạn chế. Vì vậy, nghề ni tơm
vẫn chủ yếu tận dụng từ các cơng trình thủy lợi của ngành nông nghiệp dẫn đến nguồn
nước không đảm bảo, gây ô nhiễm môi trường, dễ làm phát sinh và lây lan dịch bệnh.
Sản xuất và cung ứng giống còn nhiều bất cập, mặc dù là một trong những quốc gia sản
xuất và xuất khẩu tôm lớn trên thế giới, song khả năng cung ứng tôm giống sạch bệnh
cho người nuôi của nước ta đạt thấp. Hiện nay, vẫn còn rất nhiều kẽ hở trong việc quản
lý sản xuất, kinh doanh tôm giống, sản xuất giống vẫn phụ thuộc rất lớn vào nguồn tôm
bố mẹ tự nhiên, chất lượng không đồng đều.
Quản lý mơi trường, dịch bệnh trong ni tơm cịn nhiều hạn chế, tình trạng tơm chết ở
nhiều địa phương trong những năm gần đây có nhiều nguyên nhân như thiếu hệ thống
quan trắc cảnh báo môi trường, cơ sở hạ tầng vùng nuôi chưa đảm bảo, nhiều nơi mương
cấp nước chung với nước thải; chất lượng con giống chưa đảm bảo, không tuân thủ lịch
thời vụ... đã dẫn tới lây lan dịch bệnh. Mặc dù đã có quy trình ni VietGap nhưng thực
tế người dân chưa áp dụng mà chỉ biết ni theo quy trình của các cơng ty bán giống,

thức ăn, chế phẩm sinh học tổ chức tập huấn tận vùng ni. Các quy trình này đều hướng
người ni đến sử dụng sản phẩm của họ càng nhiều càng tốt nên tình trạng lạm dụng
thuốc, hóa chất rất phổ biến, làm ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng tới chất lượng và
khả năng cạnh tranh của sản phẩm.
Chưa chủ động sản xuất thức ăn và thuốc thú ý thủy sản phục vụ nhu cầu người nuôi
tôm nên chúng ta thường xuyên bị động trong sản xuất mỗi khi có biến động lớn về giá
thức ăn, thuốc và hóa chất các loại bởi vì thức ăn chiếm tới gần 80% giá thành sản phẩm.
Trong khi đó hiện nay, thị trường thức ăn ni tơm, thuốc và hóa chất các loại phụ thuộc
trên 80% vào các doanh nghiệp có vốn đầu tư trực tiếp nước ngồi.
Có thể nói giai đoạn 2010-2014 là giai đoạn cách mạng của con tôm Thẻ chân trắng, với
sự tăng trưởng quá nóng, nhất là khu vực ĐBSCL tình trạng phát triển ni tơm tự phát
6
SVTH: Phạm Thị Thu Vân
GVHD: TS. Thái Phương Vũ


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lí nước thải ao ni tơm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực
inox 304 + ozon

ngoài vùng quy hoạch diễn ra ở hầu khắp các địa phương trong vùng, vượt xa khả năng
chịu đựng về cơ sở hạ tầng hiện có cũng như trình độ quản lý gây khó khăn cho cơng
tác quản lý và kiểm sốt dịch bệnh. Ngồi ra, tình trạng ni tơm tự phát ngồi vùng
quy hoạch cịn tạo sự mất cân bằng các yếu tố đầu vào cho sản xuất như giống, thức ăn,
thuốc và hóa chất các loại tăng lên sẽ đẩy giá lên cao, tạo cơ hội cho việc buôn bán các
yếu tố đầu vào phục vụ cho sản xuất nuôi tôm kém chất lượng, đặc biệt là tơm giống
chất lượng thấp... Ngồi ra, nó cịn làm mất cân bằng cung cầu nguyên liệu sẽ đẩy giá
bán giảm sâu và người chịu thiệt hại đầu tiên chính là người dân. Việc phát triển ngồi
vùng quy hoạch sẽ phá vỡ những quy hoạch sẵn có của các địa phương, tạo lên nhiều hệ
lụy xấu về môi trường sinh thái và các vấn đề an sinh xã hội.

1.1.2. Nước thải của ao nuôi tôm nước lợ
Nước thải nuôi tôm chứa thức ăn không ăn hết, phân và chuyển hố dinh dưỡng của tơm
(ước lượng có khoảng 63 – 78 % nitơ và 76 – 80 % phốt pho trong thức ăn của tơm bị
thất thốt vào mơi trường). Do đó, đặc trưng của nước thải này là nồng độ nitơ và phốt
pho cao. Nếu các nguồn nitơ và phốt pho này không được xử lý trước khi thải ra môi
trường hay trước khi chuẩn bị cho vụ nuôi tiếp theo thì sẽ gây hiện tượng phú dưỡng
hóa mơi trường nước nguồn tiếp nhận cũng như tạo môi trường thuận lợi cho các vi sinh
vật gây hại (Vibrio, Aeromonas, Ecoli, Pseudomonas, Proteus,... nhiều loại nấm và động
vật nguyên sinh) phát triển trong ao nuôi gây bệnh cho tôm.
1.1.3. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng tới nuôi tôm
a.

DO

DO là lượng oxi hòa tan cần cung cấp cho hoạt động sống của tôm và một số sinh
vật trong nước. Tôm phát triển mạnh ở DO > 4 mg/lít và đặc biệt thích hợp với DO =
5mg/lít. Phát triển chậm khi DO dao động khoảng 2 - 3 mg/lít và có thể chết khi DO <
2 mg/lít. Do vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm của nguồn nước.
b.

Độ PH, độ kiềm

Độ pH rất quan trọng, sự thay đổi của nó ảnh hưởng gián tiếp đến đời sống thủy
sinh vật. Vì khi pH thay đổi nó sẽ kéo theo sự thay đổi của các yếu tố chất lượng nước
khác. Cụ thể như nếu độ pH thấp sẽ làm giải phóng các kim loại từ đá và các chất lắng
đáy trong ao, hồ... Các kim loại này sẽ ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của tôm,
cá và khả năng hấp thu nước qua mang. Độ pH đạt giá trị trong khoảng 6.5 – 8.8 an
tồn cho sự phát triển của tơm, nhưng giá trị tối ưu là 7.5 – 8.5. Đối với nước nuôi tôm
giá trị tổng kiềm khoảng 100 mgCaCO3/l sẽ đảm bảo cho mơi trường nước ít biến đổi
lớn trong ngày. Độ kiềm thích hợp cho tơm phát triển là từ 90 – 150 mgCaCO3/l.

7
SVTH: Phạm Thị Thu Vân
GVHD: TS. Thái Phương Vũ


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lí nước thải ao ni tơm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực
inox 304 + ozon

c.

Độ mặn

Nồng độ muối thích hợp cho tơm phát triển là: 0- 40‰ (thích hợp nhất là 15- 25‰).
Tôm phát triển nhanh nhưng sức đề kháng yếu ở nồng độ muối thấp và ngược lại ở nồng
độ muối cao đó là nó sẽ phát triển chậm song sức đề kháng cao.
d.

Hàm lượng amonia

NH3 độc với con người và với tôm cũng vậy. Trong môi trường nước nuôi tơm nó
được hình thành từ q trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ như phân bón, thức ăn dư
thừa, xác phiêu sinh động thực vật, chất bài tiết của tôm…Để đảm bảo môi trường sống
tốt cho tôm phải xử lý NH3 tới ngưỡng thích hợp cho tơm. Ví dụ đối với tơm sú ngưỡng
thích hợp là nhỏ hơn 0.03 mg/l và hàm lượng lớn hơn 0.1 mg/l có thể gây chết.
e.

Nitrite và Nitrate

Nitrite là chất độc có sẵn trong nguồn nước hoặc sinh ra trong quá trình phân hủy các

chất trong nước thải. Nitrite gây độc là do tạo thành chất methemoglobin và giảm sự
chuyển oxy tới tế bào. Với tơm sú ngưỡng ghi nhận an tồn đó là nhỏ hơn 1 mg/l.
Nitrate gây ảnh hưởng độc đối với tôm. Theo khuyến cáo của các nhà khoa học hàm
lượng nitrat trong môi trường nuôi nên thấp hơn 60 mg/l.
Như vậy để tơm có thể phát triển tốt thì cần phải đảm bảo các yếu tố môi trường nằm
trong ngưỡng hoạt động của nó và mơi trường sống của nó không bị biến động.
f.

Photpho

Trong nước, lân tồn tại dưới các loại muối orthophossphate hòa tan như 𝐻2 𝑃𝑂4− ,
𝐻𝑃𝑂42− và 𝑃𝑂43− hay dưới dạng phosphate ngưng tụ dễ bị phân hủy thành
orthophosphate hòa tan, dạng lân hữu cơ hòa tan dễ dàng chuyển hóa lẫn nhau và chuyển
thành dạng muối orthophosphate hòa tan nhờ hoạt động của vi sinh vật. Photpho trong
nước là nguồn dinh dưỡng cho thực vật thủy sinh và thúc đẩy q trình phú dưỡng hóa
gây ơ nhiễm trầm trọng hơn.
g.

Tổng chất rắn lơ lửng

Tổng chất rắn lơ lửng(TSS) là những hạt nhỏ, vô cơ hoặc hữu cơ có trog nước thải. Chất
rắn lơ lửng ảnh hưởng đến sựu truyền ánh sang cung cấp cho quá trình quang hợp của
thực vật dưới nước, cản trở hòa tan oxy vào nước gây thiếu oxy cho hô hấp của các sinh
vật sống duới nước, làm chậm quá trình tự làm sạch của mơi trường. Tùy vào kích thước
hạt và trọng lượng riêng của chúng, tốc độ dòng chảy và các tác nhân hóa học mà các
chất lơ lửng có thể lắng xuống đáy, nổi lên mặt nước hoặc ở trạng thái lơ lửng.
8
SVTH: Phạm Thị Thu Vân
GVHD: TS. Thái Phương Vũ

Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lí nước thải ao ni tơm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực
inox 304 + ozon

h.

Nhu cầu oxi hóa học (COD)

Nhu cầu oxi hóa học(COD) là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hữu cơ trong
nước thành CO2 và H2O dưới tác dụng của các chất oxy hóa mạnh.
Chỉ tiêu COD dung để xác định hàm lượng chất hữu cơ có trong nước thải. Hàm lượng
COD cao chứng tỏ nước bị ô nhiễm chất hữu cơ.
i.

Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD)

Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) là lượng oxy cần thiết để các vi sinh vật oxy hóa chất hữu
cơ tạo thành CO2, H2O, tế bào vi sinh vật mới và một số sản phẩm trung gian khác.BOD
có ý nghĩa biểu thị lượng các chất thải hữu cơ trong nước có thể bị phân huỷ bằng các
vi sinh vật.
1.2.

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THẢI AO NI TƠM

Hiện nay cùng với tốc độ gia tăng nhanh diện tích ni trồng thủy sản đặc biệt là
ni tơm, thì vấn đề xử lý nước thải ao nuôi tôm rất được quan tâm nhằm tăng năng suất
cũng như hiệu quả kinh tế. Vì vậy, đã thúc đẩy nhiều nhà khoa học vào nghiên cứu đưa
ra những phương pháp xử lý nước thải ao nuôi đạt hiệu quả cao và phù hợp với điều
kiện từng vùng. Hiện nay có 2 hướng chính để xử lý nước thải ao nuôi tôm là sử dụng

hệ vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải và sử dụng hệ động thực vật
thủy sinh để hấp thụ các chất hữu cơ.
1.2.1. Phương pháp sử dụng hệ vi sinh vật
Có một số lồi vi sinh vật có khả năng sử dụng các chất hữu cơ và một số chất
khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng, sinh trưởng nhờ vậy sinh khối của
chúng tăng lên. Các vi sinh vật này được sử dụng để phân huỷ các chất ô nhiễm hữu cơ
và vô cơ có trong chất thải từ nước thải thủy sản. Quá trình phân hủy này được gọi là
quá trình phân hủy ơxy hóa sinh hóa. Một số chế phẩm vi sinh thường dùng để cải thiện
môi trường nước ao nuôi tôm, cá như Super VS, BRF-2 quakit… Thành phần sinh học
của chế phẩm này gồm nhiều chủng loại vi sinh, tập hợp các thành phần men ngoại bào
của quá trình sinh trưởng vi sinh, các enzyme ngoại bào tổng hợp, các chất dinh dưỡng
sinh học và khống chất kích hoạt sinh trưởng ban đầu và xúc tác hoạt tính. Chúng có
khả năng tiêu thụ các chất hữu cơ phát sinh trong q trình sinh trưởng và phát triển của
vật ni trong ao hồ. Hay nói cách khác, chúng có tác dụng phân giải chất hữu cơ hịa
tan và khơng hịa tan từ phân tôm, các thức ăn thức ăn thừa tích tụ đáy ao ni, tạo được
sự ổn định, duy trì chất lượng nước và cả màu nước trong ao hồ. Mặt khác chế phẩm
này còn giúp giảm thiểu được các vi sinh vật gây bệnh như Vibrio, aeromonas, E.coli…,

9
SVTH: Phạm Thị Thu Vân
GVHD: TS. Thái Phương Vũ


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lí nước thải ao ni tơm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực
inox 304 + ozon

làm tăng thêm lượng oxy hòa tan trong mơi trường nước ao ni và giảm thiểu lượng
amoniac.

Hình 1.2 Mơ hình xử lý nước thải bằng vi sinh vật.
1.2.2. Phương pháp sử dụng hệ động thực vật để hấp thụ các chất ô nhiễm
Bản chất của việc sử dụng hệ động, thực vật để loại bỏ các chất ơ nhiễm dựa trên
cơ sở q trình chuyển hóa vật chất trong hệ sinh thái thông qua chuỗi thức ăn. Thông
thường người ta sử dụng thực vật làm các sinh vật hấp thụ các chất dinh dưỡng là nitơ
và phospho, carbon để tổng hợp các chất hữu cơ làm tănsinh khối (sinh vật tự dưỡng),
đó là tảo hay thực vật phù du, rong câu và các loài thực vật ngập mặn khác.
Kế tiếp trong chuỗi thức ăn là các động vật bậc một – động vật ăn thực vật. Ðiển
hình của các động vật bậc một ở vùng nước ven biển là các loại ngao, vẹm, hàu các lồi
này có thể tiêu thụ các thực vật phù du và cải thiện điều kiện trầm tích đáy. Các lồi cá
ăn thực vật phù du và mùn bã hữu cơ như cá măng, cá đối cũng được thử nghiệm sử
dụng ở các kênh thoát nước thải (Micheal J. Phillips, 1995).

10
SVTH: Phạm Thị Thu Vân
GVHD: TS. Thái Phương Vũ


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lí nước thải ao ni tơm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực
inox 304 + ozon

Hình 1.3 Mơ hình xử lý nước thải sử dụng hệ động thực vật.
1.2.3. Hồ sinh học
Là một chuỗi từ 3 đến 5 hồ, nước thải được làm sạch bằng q trình tự nhiên thơng
qua các tác nhân là tảo và vi khuẩn. Mối quan hệ giữa vi sinh vật, thực vật trong hồ sinh
học là mối quan hệ thông qua oxy và thông qua các chất dinh dưỡng cơ bản.
Trong hồ luôn diễn ra các quá trình như quang hợp, khuếch tán oxy vào nước.
Nhưng quá trình quang hợp chỉ xảy ra trong điều kiện có ánh sáng, ánh sáng chiếu vào
nước phụ thuộc vào hai yếu tố cơ bản là chiều sâu của nước và sự tồn tại hàm lượng chất

hữu cơ lơ lửng nhiều hay ít.
Mơ hình này có thể áp dụng cho những nơi có diện tích đất lớn, để xử lý nước thải
trong nuôi tôm sẽ cho hiệu quả về môi trường và kinh tế.

11
SVTH: Phạm Thị Thu Vân
GVHD: TS. Thái Phương Vũ


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lí nước thải ao ni tơm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực
inox 304 + ozon

Hình 1.4 Mơ hình hồ sinh học.
1.2.4. Đất ngập nước kiến tạo
Theo Cơng ước RAMSAR thì "Đất ngập nước bao gồm: những vùng đầm lầy, đầm
lầy than bùn, những vực nước bất kể là tự nhiên hay nhân tạo, những vùng ngập nước
tạm thời hay thường xuyên, những vực nước đứng hay chảy, là nước ngọt, nước lợ hay
nước mặn, kể cả những vực nước biển có độ sâu không quá 6m khi triều thấp".
Đất ngập nước được xem là vùng đất giàu tính đa dạng sinh học, có nhiều tiềm
năng nơng lâm ngư nghiệp nhưng rất nhạy cảm về mặt môi trường sinh thái. Đất ngập
nước tham gia tích cực vào chu trình thủy văn và có khả năng xử lý chất thải qua q
trình tự làm sạch bằng các tác động lý hóa và sinh học phức tạp. Tuy nhiên, việc xử lý
nước thải qua đất ngập nước tự nhiên thường chậm, mất nhiều diện tích và khó kiểm
sốt q trình xử lý. Nên các nhà khoa học đã đề xuất ra giải pháp xây dựng mơ hình
đất ngập nước kiến tạo nhằm tăng hiệu quả xử lý nước thải, giảm diện tích và đặc biệt
có thể quản lý được q trình vận hành ở mức đơn giản. Xử lý nước thải bằng đất ngập
nước kiến tạo đã được áp dụng khoảng 100 năm nay ở Mỹ, châu Âu và gần đây nhất là
các nước châu Á, châu Úc. Việc nghiên cứu đất ngập nước kiến tạo khá nhiều trong
khoảng hơn 20 năm nay, đặc biệt là các cơng trình của Kadlec và Knight (1996), Moshiri

(1993), US-EPA (1988),… cho thấy hiệu quả xử lý các chất ơ nhiễm như BOD5, COD,
DO, TSS, Photpho, Coliform,…có giảm đáng kể trong nước thải. Ưu điểm của phương
pháp này là xử lý nước thải hiệu quả, diện tích sử dụng nhỏ, mơ hình dễ xây dựng, kiểm
sốt được q trình, chi phí vận hành thấp, dễ thực hiện.

12
SVTH: Phạm Thị Thu Vân
GVHD: TS. Thái Phương Vũ


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lí nước thải ao ni tơm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực
inox 304 + ozon

Hình 1.5 Mơ hình đất ngập nước kiến tạo.
1.2.5. Ứng dụng nano bạc trong diệt khuẩn
a.

Nano bạc

Bạc là một ngun tố có tính kháng khuẩn tự nhiên, có khả năng tiêu diệt phổ rộng
các lồi vi sinh vật gây bệnh, nhưng đồng thời là một chất kháng khuẩn thân mơi trường,
bởi vì khơng gây tác dụng độc hại đối với cơ thể con người và động vật nếu được sử
dụng với liều lượng phù hợp cho việc khử trùng.
Nano bạc có diện tích bề mặt riêng rất lớn, có những đặc tính độc đáo sau:

- Tính khử khuẩn, chống nấm, khử mùi và phát xạ tia hồng ngoại đi xa.
- Khơng có hại cho sức khỏe con người với liều lượng tương đối cao.
- Có khả năng phân tán ổn định trong các loại dung môi khác nhau (trong dung

-

môi phân cực như nước và trong các dung mơi khơng phân cực như benzene,
toluene).
Độ bền hóa học cao, không bị biến đổi dưới tác dụng của ánh sáng và các tác
nhân oxy hóa khử thơng thường.
Chi phí cho quá trình sản xuất thấp.
Ổn định ở nhiệt độ cao.

13
SVTH: Phạm Thị Thu Vân
GVHD: TS. Thái Phương Vũ


Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu xử lí nước thải ao ni tơm bằng phương pháp oxy hóa nâng cao: điện cực
inox 304 + ozon

Hình 1.6 Hạt nano bạc.
b.

Cơ chế kháng khuẩn của bạc

Các đặc tính kháng khuẩn của bạc bắt nguồn từ tính chất hóa học của các ion Ag+.
Ion này có khả năng liên kết mạnh với peptidoglican, thành phần cấu tạo nên thành tế
bào của vi khuẩn và ức chế khả năng vận chuyển oxy vào bên trong tế bào dẫn đến làm
tê liệt vi khuẩn. Nếu các ion bạc được lấy ra khỏi tế bào ngay sau đó, khả năng hoạt
động của vi khuẩn lại có thể được phục hồi. Do động vật khơng có thành tế bào vì vậy
chúng ta khơng bị tổn thương khi tiếp xúc với các ion này.

Hình 1.7 Tác động của ion bạc lên vi khuẩn.
Cơ chế tác động của các ion bạc lên vi khuẩn được mô tả như sau: Sau khi Ag+ tác
động lên lớp màng bảo vệ của tế bào vi khuẩn gây bệnh nó sẽ đi vào bên trong tế bào và

14
SVTH: Phạm Thị Thu Vân
GVHD: TS. Thái Phương Vũ