Đánh giá khả năng xử lý nước thải nuôi tôm của mô hình đất ngập nước nhân tạo dòng chảy đứng bằng cỏ vetiver

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA
---------------------

NGUYỄN NGỌC TÍN
Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI TÔM
CỦA MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO DÒNG
CHẢY ĐỨNG BẰNG CỎ VETIVER

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN KHOA HỌC
Đà nẵng - 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA
--------------

Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI TÔM
CỦA MÔ HÌNH ĐẤT NGẬP NƯỚC NHÂN TẠO DÒNG
CHẢY ĐỨNG BẰNG CỎ VETIVER

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC
Sinh viện thực hiện

: NGUYỄN NGỌC TÍN

Lớp

: 14CQM

Giáo viên hướng dẫn

: ĐINH VĂN TẠC

Đà Nẵng - 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐHSP
KHOA HÓA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Ngọc Tín
Lớp: 14CQM
1. Tên đề tài: Đánh giá khả năng xử lý nước thải nuôi tôm của mô hình đất
ngập nước nhân tạo dòng chảy đứng bằng cỏ Vetiver.
2. Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị:
 Nguyên liệu:
- Thùng, can nhựa để lấy mẫu
- Loại thực vật có khả năng xử lý nước thải: cây sậy
- Túi nilon
- Thùng xốp
- Ống nhựa PVC và một số phụ kiện (van, khớp nối)

- Vật liệu lọc: đá 1x2, sỏi nhỏ, cát vàng, đá mịn
 Dụng cụ:
- Pipet các loại

- Phễu thủy tinh

- Bình định mức các loại

- Đũa thủy tinh

- Giấy lọc

- Bình hút ẩm

- Cốc thủy tinh

- Ống nghiệm có nút vặn

 Thiết bị:
- Máy pH meter
- Tủ sấy
- Cân phân tích
- Bếp đun COD
- Máy đo quang UV-VIS
- Bếp cách thủy
- Bếp điện



3. Nội dung nghiên cứu: Tiến hành kiểm tra chất lượng nước thải nuôi tôm

trước khi xử lý, sau đó sử dụng mô hình thí nghiệm đất ngập nước nhân tạo
dòng chảy đứng bằng cây sậy tiến hành kiểm tra khả năng xử lý chất ô nhiễm
của mô hình thông qua các chỉ tiêu: pH, NH4+, SS, COD, PO43-.
4. Giáo viên hướng dẫn: TS. Đinh Văn Tạc
5. Ngày giao đề tài: 1/7/2017
6. Ngày hoàn thành: 23/4/2018
Chủ nhiệm Khoa

Giáo viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày 24 tháng 4 năm 2018
Kết quả điểm đánh giá:
Ngày….tháng….năm 2018
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ tên)

i


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm khoá luận tốt nghiệp, em đã nhận được sự giúp đỡ, đóng
góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô, gia đình và bạn bè.
Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo TS. Đinh Văn
Tạc - giảng viên trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng đã định hướng chỉ bảo
và giúp đỡ em tận tình trong suốt quá trình làm khoá luận.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa hóa - Trường Đại Sư phạm

Đà Nẵng đã giảng dạy nhiều kiến thức, tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình
học tập và hoàn thành khoá luận.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn luôn tạo điều
kiện quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khoá
luận tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, ngày 24 tháng 04 năm 2018
Sinh viên
Nguyễn Ngọc Tín


Trường đại học Sư phạm Đà Nẵng

Khóa luận tốt nghiệp

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... i
DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT..................................................................... iii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ..................................................................................... 3
1.1.

Một số khái niệm ............................................................................................. 3

1.1.1.

Khái niệm nước mặt...................................................................................................... 3

1.1.2.

Khái niệm nước thải...................................................................................................... 3

1.1.3.

Nước nuôi tôm [1].......................................................................................................... 3

1.1.4.

Các vấn đề môi trường liên quan đến hoạt động nuôi tôm [3] .................................. 4

1.2.

Các thông số đánh giá chất lượng nước thải thủy sản [2] ........................... 7

1.2.1.

Chất rắn ......................................................................................................................... 7

1.2.2. Mùi........................................................................................................................................ 7
1.2.3.

pH ................................................................................................................................... 8

1.2.4.

Nhu cầu oxy sinh hóa BOD .......................................................................................... 8

1.2.5.

Nhu cầu oxy hóa học COD ........................................................................................... 8

1.2.6.

Oxy hòa tan DO ............................................................................................................. 8

1.2.7.

Nitơ ................................................................................................................................. 9

1.2.8.

Photpho .......................................................................................................................... 9

1.3.

Tổng quan mô hình đất ngập nước ngầm nhân tạo [4] ............................... 9

1.3.1.

Khái niệm ....................................................................................................................... 9

1.3.2.

Giới thiệu về mô hình .................................................................................................... 9

1.3.3.

Phân loại đất ngập nước ngầm nhân tạo................................................................... 10

1.3.4.

Cơ chế xử lý nước thải của đất ngập nước ngầm [4][7][9] ...................................... 12

1.3.5.
Những thuận lợi và khó khăn khi sử dụng hệ thống đất ngập nước nhân tạo để xử
lý nước thải .................................................................................................................................. 19

1.4.

Giới thiệu về cây cỏ vetiver [5]..................................................................... 20

1.4.1.

Đặt tính......................................................................................................................... 20

1.4.2.

Vai trò........................................................................................................................... 22

1.4.3.

Tình hình nghiên cứu [4] ............................................................................................ 23

1.5.

Ứng dụng của mô hình đất ngập nước nhân tạo [4] .................................. 25

1.5.1.

Tình hình nghiên cứu ở thế giới ................................................................................. 25

1.5.2.

Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ............................................................................. 25

SVTH: Nguyễn Ngọc Tín

LỚP: 14CQM


CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................... 27
2.1.

Đối tượng nghiên cứu ................................................................................... 27

2.2.

Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 27

2.3.

Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 27

2.3.1.

Hóa chất, dụng cụ và thiết bị...................................................................................... 27

2.3.2.

Các phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 29

2.3.3.

Mô hình thí nghiệm ..................................................................................................... 32

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 35
3.1.

Mô hình đất ngập nước kiến tạo .................................................................. 35

3.2.

Lấy mẫu nước ................................................................................................ 37

3.3.

Phân tích các chỉ tiêu đầu vào của mẫu nước ............................................ 38

3.4.

Chạy mô hình và Kết quả nghiên phân tích các chỉ tiêu đầu ra .............. 39

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 48


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm ................................................................ 12
Bảng 1.2. Vai trò chính của thực vật trong quá trình xử lý nước thải. ................ 22

Bảng 2.1. Hóa chất dùng trong phân tích mẫu nước............................................ 27
Bảng 2.2. Một số dụng cụ và thiết bị ................................................................... 28
Bảng 2.3. Quy trình lập đường chuẩn của K2Cr2O7............................................. 30
Bảng 2. 4. Quy trình lập đường chuẩn ................................................................. 31
Bảng 2. 5. Quy trình thiết lập đường chuẩn ......................................................... 32
Bảng 3.1. Bảng ký hiệu mẫu ................................................................................ 38
Bảng 3. 2. Nồng độ đầu vào của nước nuôi tôm .................................................. 38
Bảng 3. 6. Nồng độ các chất sau thời gian lưu 24 giờ tong mô hình ................... 40
Bảng 3. 7. Nồng độ các chất sau thời gian lưu 48 giờ ở mô hình ........................ 41

i


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ dồ đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều ngang .......................... 11
Hình 1.2. Sơ đồ đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều đứng. ........................... 12
Hình 1.3. Sơ đồ chuyển hóa nitơ trong đất .................................................................... 17
Hình 1.4. Hình ảnh cây cỏ vetiver.................................................................................. 22
Hình 2.1. Mô hình dự kiến ............................................................................................. 33
Hình 3. 1. Ống thu nước ra............................................................................................. 35
Hình 3. 2. Lớp đá 1x2 ở dưới đáy .................................................................................. 35
Hình 3. 3. Lớp sỏi nhỏ.................................................................................................... 36
Hình 3. 4. Lớp đá mịn .................................................................................................... 36
Hình 3. 5. Lớp cát vàng phía trên cùng .......................................................................... 36
Hình 3.6. Mô hình sau khi trồng cỏ vetiver ................................................................... 37
Hình 3.7. Mô hình khi cỏ vetiver phát triển ................................................................... 37
Hình 3. 1. Biểu đồ tổng hợp kết quả phân tích pH của vetiver ...................................... 43
Hình 3. 2. Biểu đồ tổng hợp kết quả phân tích COD của vetiver .................................. 43
Hình 3. 3. Biểu đồ tổng hợp kết quả phân tích SS của vetiver ...................................... 44
Hình 3. 4. Biểu đồ tổng hợp kết quả phân tích PO43- của vetiver .................................. 44

Hình 3.5. Biểu đồ tổng hợp kết quả phân tích NH4+ của vetiver ................................... 45


Trường đại học Sư phạm Đà Nẵng

Khóa luận tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
Giải thích

STT
1

BOD

Nhu cầu oxy sinh hóa

2

COD

Nhu cầu oxy hóa học

3

CĐ

Cao đẳng

4

CPSH

Chế phẩm sinh học

5

DO

Hàm lượng oxy hóa tan

6

ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long

7

ĐNN

Đất ngập nước

8

NTTS

Nuôi trồng thủy sản

9

SS

Chất rắn lơ lửng

10

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

11

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

SVTH: Nguyễn Ngọc Tín

LỚP: 14CQM



Trường đại học Sư phạm Đà Nẵng

Khóa luận tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
Ngày nay, môi trường đang là mối quan tâm lớn của các cấp, các ngành trong nước

và trên thế giới. Môi trường ngày càng bị ô nhiễm nặng bởi sự phát triển của các ngành
công nghiệp, nông nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, thủy sản… Trên thực tế các ngành trên
đã đem lại lợi ích kinh tế to lớn cho con người nhưng nó củng chính là nguyên nhân gây
ô nhiễm môi trường nặng nề. Một trong các ngành phải kể đến là ngành thủy sản. Ngành
thủy sản nước ta hiện nay đã và đang phát triển một cách nhanh chóng với tốc độ khá
nhanh, đem lại lợi ích kinh tế khá cao cho sự phát triển của đất nước.
Tuy nhiên sự phát triển mạnh mẽ lại kéo theo các tác động môi trường diễn ra ở
quy mô ngày càng lớn và hết sức đa dạng, đặc biệt là làm suy giảm chất lượng môi trường
nước xung quanh khu vực nuôi trồng. Mà lượng nước thải từ ao nuôi là nguồn gốc chủ
yếu làm nhiễm bẩn nước. Một số kết quả nghiên cứu khoa học cho thấy, chỉ có 17%
trọng lượng khô của thức ăn cung cấp cho ao nuôi được chuyển thành sinh khối, phần
còn lại được thải ra môi trường dưới dạng phân và chất hữu cơ dư thừa thối rữa vào môi
trường. Đối với các ao nuôi công nghiệp chất thải trong ao có thể chứa đến trên 45%
nitrogen và 22% là các chất hữu cơ khác. Các loại chất thải chứa nitơ và phốtpho ở hàm
lượng cao có thể gây nên hiện tượng phú dưỡng làm ô nhiễm môi trường nước.
Với khả năng gây ô nhiễm cao như vậy nhưng hầu hết nước thải từ các ao nuôi thủy
sản đều được xả trực tiếp vào các nguồn tiếp nhận mà không qua giai đoạn xử lý nào. Vì
vậy đòi hỏi phải có những biện pháp xử lý ô nhiễm của nguồn nước thải kịp thời, đơ giản
và phù hợp với nền kinh tế của đất nước.
Xử lý nước thải bằng mô hình đất ngập nước nhân tạo đã và đang được áp dụng tại
nhiều nơi trên thế giới với ưu điểm là rẻ tiền, dể vận hành, đồng thời mức độ ô nhiễm xử
lý ô nhiễm cao. Mặt khác Việt Nam là một nước nhiệt đới, khí hậu nóng ẩm nên rất thích
hợp cho sự phát triển của các mô hình đất ngập nước nhân tạo trồng thực vật thủy sinh.
Với mong muốn góp phần cải thiện môi trường, đảm bảo sự phát triển bến vững
của ngành thủy sản, đề tài: “Đánh giá khả năng xử lý nước thải nuôi tôm của mô hình

1


đất ngập nước nhân tạo dòng chảy đứng bằng cỏ vetiver ” đã được tôi lựa chon trong quá

trình làm khóa luận tốt nghiệp.


Trường đại học Sư phạm Đà Nẵng

Khóa luận tốt nghiệp

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Một số khái niệm
1.1.1. Khái niệm nước mặt
Nước mặt là nước phân bố trên mặt đất, nước trong các đại dương, sông, suối, ao
hồ, đầm lầy. Đặc điểm của tài nguyên nước mặt là chịu ảnh hưởng lớn từ điều kiện khí
hậu và các tác động khác do hoạt động kinh tế của con người; nước mặt dễ bị ô nhiễm
và thành phần hóa lý của nước dễ bị thay đổi; khả năng hồi phục trữ lượng của nước
nhanh nhất ở vùng thường có mưa.
1.1.2. Khái niệm nước thải
Theo Nghị định số 80/2014/NĐ-CP nước thải là nước đã bị thay đổi đặc điểm, tính
chất do sử dụng hoặc do các hoạt động của con người xả vào hệ thống thoát nước hoặc
ra môi trường
1.1.3. Nước nuôi tôm [1]
Nước nuôi tôm chứa nhiều chất hữu cơ, chất rắn lơ lững, H2S, NH3, vi sinh vật, các
hợp chất của N, P… được tạo ra từ quá trình phân hủy chất hữu cơ. Nitơ và photpho là
những nguyên tố chủ yếu trong chất thải bắt nguồn từ thức ăn. Việc cho thức ăn quá
nhiều, nước không ổn định, thức ăn dễ tan, thức ăn khó hấp thu và khả năng duy trì
nitơ..., là những yếu tố liên quan với nước thải có chứa nhiều nitơ và phôtpho. Thức ăn
thừa là nguyên nhân chính dẫn đến lượng nito cao, chiếm tỷ lệ từ 30 - 40%. Có khoảng
63 - 78% nitơ và 76 - 80% photpho cho tôm ăn bị thất thoát vào môi trường. Nitơ dưới
dạng protein được tôm hấp thu và bài tiết dưới dạng ammoniac.


Khí: Trong quá trình nuôi, việc sử dụng hóa chất đã phát thải vào môi trường một

lượng khí dưới tác dụng của vi khuẩn như H2S, NH3, CH4… gây độc cho ao hồ.


Bùn: Chứa nhiều chất hữu cơ, kháng sinh, hóa chất, khí độc, và nhiều loại vi khuẩn

gây bệnh. Bùn được thải thẳng ra đất không qua xử lý. Hầu hết ao nuôi tôm đều có lớp
đất đen hay bùn thối ở đáy và xả vào nguồn nước xung quanh như sông, suối…gây ô
nhiễm cho nguồn nước tiếp nhận.

3




Nước: Do sử dụng thuốc kháng sinh và một số hóa chất (thuốc tím, clo…) trong

hoạt động nuôi tôm nên chúng sẽ có mặt trong nước ao nuôi. Nước chứa nhiều chất dinh
dưỡng nên sinh ra khí H2S, NH3 và còn chứa nhiều chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, SO42- ,
HCO3-, NO2- gây độc nếu không được xử lý trước khi thải ra môi trường xung quanh.
1.1.4. Các vấn đề môi trường liên quan đến hoạt động nuôi tôm [3]
Bên cạnh những thành quả đạt được từ hoạt động nuôi trồng thủy sản nói chung,
nuôi tôm nói riêng ở nước ta trong những năm qua, ô nhiễm môi trường tại các vùng
nuôi, sản xuất giống thủy sản như xả thải các chất thải dinh dưỡng dư thừa, thuốc, hóa
chất cũng như bao bì, thùng đựng thuốc, hóa chất và mầm bệnh ra ngoài môi trường là
những vấn đề cần được quan tâm.


Xả thải các chất dinh dưỡng dư thừa

Theo các nghiên cứu trong và ngoài nước, một lượng lớn các chất dinh dưỡng trong

thức ăn tôm, cá không được hấp thụ vào cơ thể chúng để tạo sinh khối mà bị thải ra ngoài
môi trường xung quanh dưới dạng thức ăn dư thừa, phân và chất thải. Các kết quả nghiên
cứu cho thấy 48,0 – 87,3 % Nitơ (N) và 75,0 – 94,0 % Phốt pho (P) đầu vào trong các
ao nuôi tôm không được hấp thụ tạo sinh khối tôm mà bị thải ra ngoài môi trường thông
qua thay nước, xả thải khi thu hoạch, lắng đọng trong bùn đáy ao nuôi…. Như vậy, để
nuôi mỗi tấn tôm sẽ thải khoảng 16,8 – 157,2 kg N và 2,3 – 45,9 kg P ra môi trường tùy
thuộc vào nguồn thức ăn cũng như mức độ thâm canh.
Các thủy vực nhận nguồn nước thải từ các ao nuôi tôm thường có hàm lượng các
thông số liên quan về dinh dưỡng như ammonia tổng số (TAN), nitrite (NO2-), nitrate
(NO3-), phosphate (PO43-), nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD), các chất hữu cơ lơ lửng (OSS),
nitơ tổng số (TN), phốt pho tổng số (TP), tổng cacbon hữu cơ (TOC)… cao hơn so với
các thủy vực tự nhiên và thường vượt ngưỡng cho phép theo một số quy chuẩn trong và
ngoài nước.
Các chất dinh dưỡng dư thừa nói trên có thể gây ảnh hưởng tới hệ sinh thái tự nhiên
của thủy vực như: gây ra hiện tượng phát triển quá mức của thực vật phù du hay còn gọi
là hiện tượng tảo “nở hoa” và làm thay đổi các mắt xích trong chuỗi thức ăn của thủy


Khóa luận tốt nghiệp

Trường đại học Sư phạm Đà Nẵng

vực; hay các chất thải tích tụ ở nền đáy, phân hủy làm tiêu tốn nguồn ôxy trong thủy vực
và khi các chất dinh dưỡng bị phân hủy trong môi trường yếm khí tạo ra các khí độc làm
ảnh hưởng đến khu hệ động vật đáy trong thủy vực.
Ngoài ra chúng còn gây ảnh hưởng đến nguồn nước ngầm như: khi môi trường
nước bị ô nhiễm, vùng ven sông rạch hay vùng bán ngập do mạch nước ngầm nông,
nguồn nước mặt khi bị ô nhiễm với nhiều yếu tố độc hại đã di chuyển thẳng xuống mạch

nước ngầm theo phương thẳng đứng hoặc từ nước sông ngấm vào mạch nước ngầm theo
phương nằm ngang dưới tác động của thủy triều mà không qua quá trình gạn dọc, làm
sạch tự nhiên của môi trường đất. Như vậy các nguồn nước sông, nước kênh bị ô nhiễm
sẽ gây ô nhiễm trực tiếp đến nguồn nước ngầm tầng nông.
Như vậy, cùng với sự phát triển nghề nuôi tôm một lượng lớn các chất thải dinh
dưỡng dư thừa đã và đang được xả thải ra môi trường ở dạng nước thải (qua thay nước,
xả nước khi thu hoạch) hoặc dạng bùn thải (nạo vét bùn ao sau khi thu hoạch) cần được
xử lý, kiểm soát tránh gây ô nhiễm môi trường vùng nuôi.


Xả thải thuốc, hóa chất và các bao bì, thùng đựng thuốc và hóa chất
Hầu hết các cơ sở nuôi, sản xuất giống tôm nước lợ và cá tra hiện nay đều sử dụng

thuốc, hóa chất cho các mục đích khác nhau như: quản lý chất lượng nước và bùn đáy,
làm tăng sinh khối thức ăn tự nhiên, quản lý dịch bệnh và sức khỏe động vật thủy sản,
sản xuất thức ăn, quản lý và nâng cao hiệu quả sản xuất giống, thúc đẩy quá trình tăng
trưởng. Theo kết quả điều tra của Mai Văn Tài tại 4 khu vực (Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ,
Nam Trung Bộ và Nam Bộ) thì có ít nhất 373 loại hóa chất và CPSH dùng trong NTTS,
trong đó có 186 loại (32 kháng sinh) dùng trong nuôi tôm; 98 loại (39 kháng sinh) dùng
trong sản xuất tôm giống.
Việc sử dụng thuốc, hóa chất trong NTTS nói chung, nuôi tôm nói riêng có thể gây
ra những rủi ro như:
- Một số thuốc, hóa chất có thể tồn tại một thời gian khá dài trong môi trường,
nhiễm vào các sinh vật tự nhiên và có thể gây độc hại, gây chết cho các sinh vật tự nhiên.

5


- Tạo nên những dòng vi sinh vật kháng thuốc, gây hậu quả cho việc chữa trị bệnh
của động vật nuôi cũng như làm ảnh hưởng tới nguồn lợi tự nhiên.

- Ảnh hưởng tới quá trình chuyển đổi vật chất trong nền đáy (quá trình địa hóa),
các vitamin dư thừa có thể làm tăng chất dinh dưỡng của thủy vực tự nhiên.
- Ảnh hưởng tới sức khỏe của công nhân làm việc trực tiếp cũng như sức khỏe của
cộng đồng xung quanh vùng nuôi.
- Dư lượng thuốc hóa chất trong sản phẩm thủy sản gây ảnh hưởng tới sức khỏe
người
tiêu dùng.
Như vậy, có thể thấy việc sử dụng nhiều các loại thuốc, hóa chất, đặc biệt là các
loại thuốc kháng sinh trong nuôi tôm có thể dẫn đến những tác động tiêu cực không nhỏ
cho môi trường vùng nuôi.


Xả thải mầm bệnh ra ngoài môi trường
Việc xả nước thải, bùn thải chưa qua xử lý hoặc chưa được xử lý triệt để ra ngoài

môi trường là vấn đề cần được quan tâm ở nước ta khi nhiều vùng nuôi dùng chung 1
kênh để cấp và thoát nước. Như vậy, mầm bệnh từ nước thải của ao nuôi bị bệnh dễ dàng
phát tán sang những ao nuôi khác và có thể bùng phát dịch bệnh trong toàn vùng nuôi.
Theo báo cáo Hội nghị công tác phòng chống dịch bệnh thủy sản năm 2013 và xây
dựng kế hoạch năm 2014 tại Cần Thơ, trong 10 tháng đầu năm 2013, dịch bệnh hoại tử
gan tụy cấp (AHPNS) trên tôm đã xuất hiện tại 192 xã của 57 huyện thuộc 18 tỉnh, thành
phố trong phạm vi cả nước. Tổng diện tích nuôi tôm có bệnh AHPNS là 5.705 ha, bao
gồm 2.424 ha nuôi tôm thẻ và 3.282 ha nuôi tôm sú. Dịch bệnh đốm trắng trên tôm đã
xuất hiện tại 278 xã của 93 huyện thuộc 28 tỉnh, thành phố trong phạm vi cả nước. So
với năm 2012, dịch bệnh đốm trắng trên tôm nuôi tăng 4.085 ha. Số lượng xã, huyện,
tỉnh có dịch cũng tăng so với cùng kỳ năm 2012.
Như vậy, việc xả thải nước thải từ các cơ sở nuôi có chứa mầm bệnh ra môi trường
có thể dẫn đến sự bùng phát dịch bệnh cho toàn vùng nuôi, làm chết cá, tôm nuôi và nếu
không được xử lý triệt để sẽ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con

Khóa luận tốt nghiệp

Trường đại học Sư phạm Đà Nẵng

người: Tiếp xúc lâu dài với nước sẽ bị da khô, ăn da, nứt nẻ, chai cứng và nhiễm các
bệnh do tiếp xúc nhiều với hóa chất. Tỉ lệ người mắc các bệnh cấp tính và mãn tính liên
quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư… ngày càng tăng. Người
dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày càng mắc nhiều loại bệnh tình nghi là do
dùng nước bẩn trong sinh hoạt.
1.2. Các thông số đánh giá chất lượng nước thải thủy sản [2]
1.2.1. Chất rắn
Chất rắn là những thành phần không hòa tan trong nước. Về bản chất, chúng có thể là
những hạt chất hữu cơ, vô cơ, hoặc là những xác của VSV nguyên sinh động vật hay phiêu
sinh vật. Các chất rắn có trong nước được đánh giá qua những thông số cơ bản sau:


Tổng số chất rắn (TS): Tổng số chất rắn được xác định bằng phương pháp đo trọng

lượng khô còn lại sau khi đem sấy khô 1 lít ở nhiệt độ 1030C đến trọng lượng không đổi.
Tổng số chất rắn được biểu thị bằng mg/l hay g/l.


Chất rắn lơ lửng (SS): Trong nước thải gồm các chất không tan hoặc lơ lửng và các

hợp chất đã được hòa tan vào trong nước. Hàm lượng chất rắn lơ lửng được xác định
bằng cách lọc một thể tích xác định mẫu nước thải qua giấy lọc và sấy khô ở 105ºC đến
trọng lượng không đổi. Độ chênh lệch khối lượng giữa trước khi lọc mẫu và sau khi lọc
mẫu trong cùng một điều kiện cân chính là lượng chất rắn lơ lửng có trong một thể tích
mẫu đã được xác định. Một số chất rắn lơ lửng có khả năng lắng rất nhanh, tuy nhiên các

chất rắn lơ lửng ở kích thước hạt keo thì lắng rất chậm chạp hoặc hoàn toàn không thể
lắng được.


Chất rắn hòa tan (DS): Các chất hoà tan là những chất tan được trong nước, bao

gồm cả chất vô cơ lẫn hữu cơ. Hàm lượng các chất hòa tan DS là lượng khô của phần
dung dịch qua lọc khi lọc 1 lít nước mẫu qua phễu lọc có giấy lọc sợi thủy tinh rồi sấy
khô ở 1050C cho tới khi khối lượng không đổi.Công thức DS = TS – SS, đơn vị mg/l.
1.2.2. Mùi
Việc xác định mùi của nước thải ngày càng trở nên quan trọng, đặc biệt là trước các
phản ứng gay gắt của dân chúng đối với các công trình xử lý nước thải không được vận
7


hành tốt. Mùi của nước thải còn mới thường không gây ra các cảm giác khó chịu, nhưng
một loạt các hợp chất gây mùi khó chịu sẽ được tỏa ra khi nước thải bị phân hủy sinh
học dưới các điều kiện yếm khí.
Một số hợp chất gây mùi cho nước thải: H2S có mùi trứng thối, sắt và mangan có
mùi tanh, mùi hóa chất khử trùng clo, NH3 có mùi khai...
1.2.3. pH
Trị số pH cho biết nước thải có tính trung tính hay axit hoặc tính kiềm, được tính
bằng nồng độ của ion hydro(pH = - lg[H+]). Đây là chỉ tiêu quan trọng nhất trong quá
trình sinh hóa bởi tốc độ của quá trình này phụ thuộc đáng kể vào sự thay đổi pH. Quá
trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy cảm với sự dao động của trị
số pH.
1.2.4. Nhu cầu oxy sinh hóa BOD
Nhu cầu oxy sinh hóa BOD là lượng oxy cần thiết cho vi khuẩn sống và hoạt động
để oxy hóa các chất hữu cơ dễ phân hủy có trong nước thải.
BOD là một trong những thông số cơ bản đặc trưng, là chỉ tiêu rất quan trọng và

tiện dùng để chỉ mức độ nhiễm bẩn của nước thải bởi các chất hữu cơ có thể bị oxy hóa
sinh hóa (các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học).
1.2.5. Nhu cầu oxy hóa học COD
Nhu cầu oxy hóa học COD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa toàn bộ các chất hữu
cơ, một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị oxy hóa có trong nước thải, kể cả các chất hữu cơ
không bị phân hủy sinh học.
Trị số COD luôn luôn lớn hơn trị số BOD5 và tỷ số COD/BOD càng nhỏ thì xử lý
sinh học càng dễ.
1.2.6. Oxy hòa tan DO
Nồng độ oxy hòa tan DO trong nước thải trước và sau khi xử lý là chỉ tiêu rất quan
trọng đặc biệt là trong quá trình xửlý sinh học hiếu khí. Trong các công trình xử lý sinh
học hiếu khí thì lượng oxy hòa tan cần thiết từ 1,5 – 2 mg/l. Oxy là chất rất cần thiết đối


Khóa luận tốt nghiệp

Trường đại học Sư phạm Đà Nẵng

với sinh vật thủy sinh hô hấp và các vi sinh vật để oxy hóa các chất hữu cơ dễ bị phân
hủy nên hàm lượng DO thấp chứng tỏ nước bị ô nhiễm.
1.2.7. Nitơ
Nước thải luôn có một số hợp chất chứa nitơ. Nitơ có trong nước thải ở dạng hữu
cơ và vô cơ. Các nitơ hữu cơ là protein, axit amin, ure...
Dạng hợp chất vô cơ chứa nitơ có trong nước thải là nitrit và nitrat, NH4+, NH3. Bởi
vì amoni tiêu thụ oxy trong quá trình nitrat hóa và các VSV nước, rong tảo dùng nitrat
làm thức ăn để phát triển, cho nên nếu hàm lượng nitơ có trong nước thải xả ra sông, hồ,
quá mức cho phép sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng kích thích sự phát triển nhanh của
rong, rêu, tảo làm bẩn nguồn nước.
1.2.8. Photpho
Phốt pho cũng giống như nitơ, là chất dinh dưỡng cho vi khuẩn sống và phát triển

trong các công trình xử lý nước thải. Phốt pho là chất dinh dưỡng đầu tiên cần thiết cho
sự phát triển của thực vật nước, nếu nồng độ phốt pho trong nước thải xả ra sông, suối
hồ quá mức cho phép sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng. Phốt pho có thể ở dạng photphao
vô cơ hay photpho hữu cơ và bắt nguồn từ chất thải là phân, nước tiểu, u rê và từ các
chất tẩy rửa..
1.3. Tổng quan mô hình đất ngập nước ngầm nhân tạo [4]
1.3.1. Khái niệm
Theo công 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”.
1.3.2. Giới thiệu về mô hình
Đất ngập nước trồng cây gần đây được biết đến trên thế giới như một giải pháp
công nghệ mới, xử lý nước thải với hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định, ngày càng
được áp dụng rộng rãi. Ở Việt Nam, công nghệ trên thực chất còn là mới.

9


Đất ngập nước trồng cây dùng để xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên và được
sử dụng rộng rãi trong xử lý nhiều loại nước thải như công nghiệp, nông nghiệp, sinh
hoạt, khai thác mỏ, thủy sản… Đồng thời có một số lợi ích như tạo nơi ở mới cho sinh
vật hoang dã, hay tạo cảnh quan giải trí.
Quá trình sinh trưởng của hệ thực vật, vi sinh vật và các quá trình vật lý như: lắng,
lọc, bốc hơi… mà các chất ô nhiễm trong nước thải được xử lý hiệu quả cao. Hệ thống
này còn có khả năng lưu giữ tốt một số kim loại nặng trong giới hạn không gây độc cho
hệ thực vật, vi sinh vật. Đất ngập nước trồng cây có khả năng khử vi trùng thông qua các
quá trình tiêu hủy tự nhiên, bức xạ tử ngoại, thức ăn của các loại vi sinh vật trong hệ
thống… Các virus, mầm bệnh được khử trong công trình bằng các quá trình lắng, lọc và
tiêu hủy tự nhiên trong môi trường không thuận lợi.

1.3.3. Phân loại đất ngập nước ngầm nhân tạo
Tùy thuộc vào dòng chảy mà đất ngập nước ngầm trồng cây được chia làm 2 loại
chính là: dòng chảy đứng và dong chảy ngang. Việc lựa chọn kiểu hình tùy thuộc vào
địa hình và năng lượng máy bơm, đôi khi phối hợp cả hai.
a.

Đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều ngang

Trong đất ngập nước ngầm dòng chảy ngang, nước thải chảy ngầm trong các lớp vật liệu
và đi qua bộ rễ của thực vật dùng để xử lý theo chiều ngang từ đầu tới cuối mô hình.
Nước thải sẽ được làm sạch bởi các quá trình hóa học, lý học và sinh học. Đất ngập nước
ngầm trồng cây có thể loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm hữu cơ (TSS, BOD, COD),
NO3, chất rắn lơ lững, PO43-…


Khóa luận tốt nghiệp

Trường đại học Sư phạm Đà Nẵng

Hình 1.1. Sơ dồ đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều ngang
b.

Đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều đứng
Trong đất ngập nước ngầm dòng chảy đứng, nước thải chảy từ trên xuống qua các

lớp vật liệu ( cát, sỏi, đá…) theo chiều thẳng đứng xuống hệ thống thu gom nước dưới
đáy. Các rảnh nước chảy cho phép khuếch tán oxy vào lớp nền một cách dễ dàng và ổn
định. Sự khuếch tán không khí xảy ra liên tục trên bề mặt đất, vì vậy các quá trình chuyển
hóa hiệu quả hơn, tăng khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm.

11


Hình 1.2. Sơ đồ đất ngập nước kiến tạo chảy ngầm theo chiều đứng.
Lý do của việc quan tâm phát triển trong việc sử dụng các hệ thống dòng chảy đứng
là:
- Có khả năng chuyển oxy lớn.
- Đất ngập nước dòng chảy đứng nhỏ hơn khá nhiều so với hệ thống dòng chảy
ngang.
- Có khả năng loại bỏ BOD5, COD và các tác nhân gây bệnh cao.
1.3.4. Cơ chế xử lý nước thải của đất ngập nước ngầm [4][7][9]
Bãi lọc đất ngập nước ngầm trồng cây là một tổ hợp phức tạp của chất nền, nước
thải, thảm thực vật và một phần các vi sinh vật chủ yếu là vi khuẩn. Thảm thực vật đóng
một vai trò rất quan trọng trong hệ thống khi chúng cung cấp các bề mặt và một môi
trường thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật và lọc. Các chất ô nhiễm được loại bỏ
trong các bãi lọc đất ngập nước ngầm trồng cây nhờ một số quá trình vật lý, hóa học và
quá trình sinh học.
Bảng 1.1. Cơ chế loại bỏ chất ô nhiễm
Thành phần nước thải
Chất rắn lơ lửng
Chất hữu cơ hòa tan

Cơ chế xử lý


Quá trình lắng đọng



Quá trình lọc



Phân giải của vi sinh vật kỵ

khí.


Phân giải của vi sinh vật

hiếu khí.

Photpho

Nitơ

Quá trình vô cơ hóa tích tụ

trong trầm tích dưới dạng muối vô cơ


Sự hấp thụ thực vật



Quá trình amoniac hóa và

nitrat hóa vi khuẩn

Trường đại học Sư phạm Đà Nẵng

Khóa luận tốt nghiệp



Quá trình khử nitơ



Sự hấp thụ của thực vật



Sự hấp thụ trong trầm tích

dưới dạng muối vô cơ


Sự bay hơi amoniac



Quá trình hấp phụ và trao

đổi ion
Kim loại

Tác nhân gây bệnh



Quá trình kết tủa



Sự hấp thụ của thực vật



Quá trình vi khuẩn oxy hóa



Quá trình lắng đọng



Quá trình lọc



Tự tiêu hủy



Cạnh tranh nhau



Ánh sáng mặt trời, tia tử

ngoại


Bài tiết chất kháng sinh từ rể

của thực vật
a.

Quá trình vật lý, hóa học



Các quá trình này giúp xử lý được cả các hợp chất vô cơ và hữu cơ, bao gồm:



Lắng, đóng cặn: loại bỏ chất hạt và chất rắn lơ lửng.



Thấm hút bề mặt: bao gồm các quá trình hấp thụ và hấp phụ, xảy ra trên bề mặt của

các loài thực vật, chất nền, trầm tích, rác rưởi.


Ôxi hóa, khử và kết tủa hóa học: chuyển biến kim loại dưới tác dụng của dòng chảy,

thông qua sự tiếp xúc của nước với chất nền và rác thành dạng chất rắn không tan và

lắng xuống, đây là một biện pháp hữu hiệu hạn chế tác hại của các kim loại có tính độc.

13