Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước thải nuôi tôm thẻ chân trắng trên cát quy mô trang trại tại xã Xuân Phổ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

VŨ THANH TRÀ

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI
NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG TRÊN CÁT QUY MÔ
TRANG TRẠI TẠI XÃ XUÂN PHỔ, HUYỆN NGHI XUÂN,
TỈNH HÀ TĨNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

VŨ THANH TRÀ

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI
NUÔI TÔM THẺ CHÂN TRẮNG TRÊN CÁT QUY MÔ
TRANG TRẠI TẠI XÃ XUÂN PHỔ, HUYỆN NGHI XUÂN,
TỈNH HÀ TĨNH

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng
Mã số: 8520320

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS.TS. Phạm Thị Ngọc Lan
2. PGS.TS. Đinh Vũ Thanh

HÀ NỘI, NĂM 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả
nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một
nguồn nào và dƣới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã
đƣợc thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả luận văn

Vũ Thanh Trà

i


LỜI CÁM ƠN
Trƣớc tiên tôi xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáo trong trƣờng
Đại học Thủy Lợi nói chung và các thầy cô giáo trong bộ môn Kỹ thuật môi trƣờng
nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho tôi những kiến thức, kinh nghiệm quý
báu trong suốt thời gian qua.
Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Thị Ngọc Lan, xin cảm ơn PGS.TS
Đinh Vũ Thanh đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo hƣớng dẫn tôi và tạo những điều
kiện thuận lợi trong suốt quá trình làm luận văn thạc sĩ. Trong thời gian học tập và
nghiên cứu, tôi không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập đƣợc
tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả. Đây là những
điều rất cần thiết cho tôi trong quá trình học tập và công tác sau này.

Qua đây tôi xin cảm ơn các cán bộ, hộ nuôi tôm xã Xuân Phổ, huyện Nghi Xuân, tỉnh
Hà Tĩnh đã tạo điều kiện cho tôi tìm hiểu quy trình nuôi tôm, đầu vào và đầu ra, các
đặc tính sản xuất để góp phần hoàn thành luận văn.
Và cuối cùng, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, ngƣời thân, các anh, chị đồng
nghiệp Phòng Môi Trƣờng – Viện Nƣớc, Tƣới Tiêu và Môi Trƣờng, đã là những ngƣời
đã luôn sát cánh cùng tôi, chia sẻ và động viên tôi trong công việc và học tập.

ii


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH......................................................................................v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................. vii
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của Đề tài ..........................................................................................1
2. Mục tiêu của Đề tài ..................................................................................................3
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ...........................................................................3
4. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................. 3
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ VÀ ĐỊA BÀN NGHIÊN CỨU .......................5
1.1

Tổng quan hoạt động nuôi tôm thẻ chân trắng ................................................5

1.1.1

Tình hình nuôi tôm thẻ chân trắng trên thế giới ..................................................... 5

1.1.2

Tình hình nuôi tôm thẻ chân trắng ở Việt Nam ..................................................... 7

1.2

Các ảnh hƣởng đến môi trƣờng do chất thải nuôi tôm ..................................12

1.2.1

Các ảnh hƣởng đến môi trƣờng đất, nƣớc, không khí và sinh thái ..................... 12

1.2.2

Các ảnh hƣởng đến con ngƣời và hoạt động sản xuất ......................................... 13

1.3

Tổng quan về xử lý nƣớc thải nuôi tôm ........................................................13

1.3.1

Phƣơng pháp sinh học xử lý nƣớc thải nuôi tôm ................................................. 13

1.3.2

Các hệ thống làm sạch trong điều kiện tự nhiên .................................................. 15

1.3.3

Các mô hình xử lý nƣớc thải nuôi tôm đã ứng dụng trên thế giới và Việt Nam 18

1.4

Giới thiệu địa bàn nghiên cứu .......................................................................24

1.4.1

Điều kiện tự nhiên .................................................................................................. 24

1.4.2

Đặc điểm kinh tế, xã hội ........................................................................................ 29

1.5

Kết luận chƣơng 1 .........................................................................................32

CHƢƠNG 2 HIỆN TRẠNG CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG VÀ NƢỚC THẢI
NUÔI TÔM KHU VỰC NGHIÊN CỨU ......................................................................33
2.1

Khảo sát điều tra thực địa ..............................................................................33

2.2

Hiện trạng môi trƣờng khu vực .....................................................................40

2.2.1

Lấy mẫu .................................................................................................................. 40

2.2.2

Đánh giá chất lƣợng nƣớc mặt .............................................................................. 41

2.2.3

Đánh giá chất lƣợng nƣớc ngầm khu vực ............................................................ 42

iii


2.2.4

Đánh giá chất lƣợng môi trƣờng đất ..................................................................... 43

2.2.5

Đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc biển ven bờ ............................................. 43

2.2.6

Hiện trạng môi trƣờng nƣớc cấp đầu vào Hợp tác xã Xuân Thành.................... 44

2.3

Hiện trạng nƣớc thải nuôi tôm ở Hợp tác xã Xuân Thành ............................ 46

2.4

Đánh giá các nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nƣớc ....................................49

2.4.1

Ô nhiễm do nguồn thức ăn và hóa chất ................................................................ 49

2.4.2

Ô nhiễm do ao nuôi................................................................................................ 51

2.4.3

Ô nhiễm do con giống, các bệnh trên tôm............................................................ 51

2.4.4

Các nguyên nhân khác ........................................................................................... 51

2.5

Kết luận chƣơng 2 .........................................................................................52

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI
TÔM BẰNG HỒ AO SINH HỌC...............................................................................53
3.1

Đề xuất mô hình xử lý nƣớc thải ...................................................................53

3.2

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải nuôi tôm ...................................55

3.2.1

Tính toán thiết kế hồ kị khí .................................................................................... 56

3.2.2

Tính toán thiết kế hồ tùy tiện (hồ hiếu – kị khí) ................................................... 61

3.2.3

Tính toán thiết kế hồ ổn định................................................................................. 64

3.2.4

Tính toán thiết kế sân phơi bùn ............................................................................. 67

3.2.5

Tính toán tổng diện tích khu xử lý ........................................................................ 69

3.2.6

Kết cấu và nền móng công trình khu hồ sinh học xử lý nƣớc thải ..................... 70

3.2.7

Bố trí cốt các công trình......................................................................................... 70

3.2.8

Khái toán kinh tế .................................................................................................... 71

3.3

Đề xuất giải pháp quản lý môi trƣờng khu nuôi tôm ....................................75

3.4

Kết luận chƣơng 3 .........................................................................................76

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................77
Kết luận......................................................................................................................77
Kiến nghị ...................................................................................................................78
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 79
PHỤ LỤC ......................................................................................................................81

iv


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Sản lƣợng tôm nuôi trên thế giới 2005 – 2011 [6] ..........................................5
Hình 1.2. Tôm thẻ chân trắng khi thu hoạch ...................................................................8
Hình 1.3. Các bệnh thƣờng gặp trên tôm thẻ chân trắng ...............................................11
Hình 1.4. Sơ đồ hệ thống hồ sinh học ...........................................................................15
Hình 1.5. Sơ đồ phân vùng trong hồ sinh học hiếu – kị khí ..........................................16
Hình 1.6. Bản đồ hành chính tỉnh Hà Tĩnh [8] .............................................................. 24
Hình 2.1. Vị trí xã Xuân Phổ trên địa bàn tỉnh Hà Tĩnh ...............................................33
Hình 2.2. Vị trí các điểm khảo sát .................................................................................34
Hình 2.3. Các mô hình nuôi tôm tại xã Xuân Phổ.........................................................35

Hình 2.4. Trạm bơm lấy nƣớc biển gần bờ ...................................................................36
Hình 2.5. Máy bơm lấy nƣớc trực tiếp từ biển cấp vào ao nuôi ....................................36
Hình 2.6. Trạm bơm lấy nƣớc trực tiếp từ biển cấp vào ao nuôi ..................................37
Hình 2.7. Trạm bơm lấy nƣớc qua lớp cát lọc tự nhiên xa bờ.......................................37
Hình 2.8. Sơ đồ cấp nƣớc khu nuôi tôm trên cát ........................................................... 39
Hình 2.9. Ao nuôi tôm trên cát Hợp tác xã Xuân Thành...............................................39
Hình 2.10. Ao nuôi tôm trên cát đƣợc lót và che phủ bằng bạt.....................................40
Hình 2.11. Sơ đồ các điểm lấy mẫu ...............................................................................41
Hình 2.12. Kênh thoát nƣớc thải của các ao nuôi tôm HTX Xuân Thành ....................46
Hình 2.13. Chuỗi chuyển đổi thức ăn trong nuôi tôm ...................................................50
Hình 3.1. Mô hình ao nuôi và hồ sinh học xử lý nƣớc thải nuôi tôm ........................... 53
Hình 3.2. Hoạt động của hồ kị khí [4] ...........................................................................56
Hình 3.3. Thông số các kích thƣớc trong hồ kị khí [13] ...............................................60
Hình 3.4. Bố trí lớp vật liệu trong sân phơi bùn [10] ....................................................68
Hình 3.5. Thể tích bùn nạo vét ......................................................................................68

v


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Diện tích và hình thức nuôi tôm tƣơng ứng tại Bắc Trung Bộ năm 2013 [6].8
Bảng 1.2. Diện tích, sản lƣợng nuôi tôm thẻ trên cát tại Bắc Trung Bộ năm 2015 [8]...9
Bảng 1.3. Cơ cấu diện tích nuôi tôm tỉnh Hà Tĩnh [9] ....................................................9
Bảng 1.4. Đặc điểm nƣớc thải nuôi tôm tại một số tỉnh Bắc Trung Bộ năm 2015 [8] .11
Bảng 1.5. Tình hình dịch bệnh trên tôm tại Bắc Trung Bộ năm 2015 [8] ....................11
Bảng 1.6. Phân bố lao động theo các ngành nghề trong tỉnh [22].................................30
Bảng 2.1. Thông tin khảo sát một số khu nuôi tôm khu vực Nghi Xuân, Hà Tĩnh .......34
Bảng 2.2. Bảng thông tin lấy mẫu tại hiện trƣờng ........................................................41
Bảng 2.3. Bảng kết quả chất lƣợng nƣớc mặt ............................................................... 42
Bảng 2.4. Bảng kết quả chất lƣợng nƣớc ngầm ............................................................ 43

Bảng 2.5. Bảng kết quả chất lƣợng đất [8] ....................................................................43
Bảng 2.6. Chất lƣợng nƣớc biển ven bờ Hà Tĩnh [8] ....................................................44
Bảng 2.7. Bảng kết quả nƣớc đầu vào ao nuôi Xuân Thành .........................................45
Bảng 2.8. Bảng kết quả phân tích nƣớc thải ao nuôi .....................................................47
Bảng 3.1. Các thông số thiết kế hồ kị khí [23] .............................................................. 58
Bảng 3.2. Tổng hợp các thông số thiết kế hồ kị khí ......................................................61
Bảng 3.3. Tổng hợp các thông số thiết kế hồ tùy tiện ...................................................64
Bảng 3.4. Tổng hợp các thông số thiết kế hồ ổn định ...................................................67
Bảng 3.5. Độ dốc thủy lực của các hồ sinh học ............................................................ 71
Bảng 3.6. Bảng diễn giải khối lƣợng đất đào, đất đắp ..................................................72
Bảng 3.7. Bảng tổng hợp khối lƣợng và thành tiền công đào, đắp, vận chuyển ...........73
Bảng 3.8. Bảng diễn giải khối lƣợng đá kè thành, đáy .................................................73
Bảng 3.9. Bảng tổng hợp khối lƣợng, thành tiền công tác kè thành và đáy hồ .............74
Bảng 3.10. Bảng diễn giải khối lƣợng bê tông xây dựng sân phơi bùn ........................74
Bảng 3.11. Bảng tổng hợp khối lƣợng, thành tiền công tác xây sân phơi bùn, nạo vét bùn . 74

vi


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BOD5

Nhu cầu oxi sinh học

BTC

Bán thâm canh

BTNMT

Bộ tài nguyên môi trƣờng

COD

Nhu cầu oxi hóa học

CR

Chất rắn

ĐKS

Điểm khảo sát

HGĐ

Hộ gia đình

HTX

Hợp tác xã

KHCN

Khoa học công nghệ

MT

Môi trƣờng

NN&PTNT

Nông nghiệp và phát triển nông thôn

NTTS

Nuôi trồng thủy sản

QCCT

Quảng canh cải tiến

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

RNM

Rừng ngập mặn

TB

Trung bình

TC

Thâm canh

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TDS

Tổng chất rắn hoà tan

TSS

Tổng chất rắn lơ lửng

TT

Thừa thiên

vii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của Đề tài
Ngành nuôi tôm với quy mô ngày càng mở rộng đã dần có vai trò quan trọng trong nền
kinh tế Việt Nam, trong đó phải kể đến tôm thẻ chân trắng. Kể từ thập niên 90 đến
nay, nhiều mô hình nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh theo công nghệ nuôi công
nghiệp đã đƣợc áp dụng, các vùng nuôi tôm lớn đƣợc hình thành, sản phẩm nuôi tôm
mặn lợ đã mang lại giá trị xuất khẩu rất cao cho nền kinh tế quốc dân và thu nhập đáng
kể cho ngƣời lao động. Công nghệ nuôi tôm thẻ chân trắng đã đạt đƣợc đỉnh cao từ
2,98 tấn/ha/vụ nuôi (2005) đến 80-100 tấn/ha/vụ nuôi (2015) [1]. Ngoài ra, nghề nuôi
tôm thẻ chân trắng trên cát còn tận dụng đƣợc nguồn đất cát trắng bị bỏ hoang thuộc
các tỉnh ven biển Bắc Trung Bộ (Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng
Trị, Thừa Thiên Huế).
Bên cạnh việc tăng trƣởng thì hoạt động nuôi tôm nói chung, tôm thẻ chân trắng nói

riêng lại có những tác động mạnh mẽ đến môi trƣờng. Do thiếu quy hoạch hoặc quy
hoạch không đƣợc thực hiện triệt để, phát triển tự phát, tăng nhanh diện tích nuôi một
cách ồ ạt, quy mô và phƣơng thức nuôi đa dạng, không đƣợc tập huấn, hƣớng dẫn đầy
đủ, sử dụng bừa bãi thuốc, hóa chất, chế phẩm sinh học,... làm cho môi trƣờng ngày
càng bị ô nhiễm nghiêm trọng. Tại các tỉnh Bắc Trung Bộ, hầu hết các cơ sở nuôi tôm
thẻ chân trắng trên cát không có hệ thống ao chứa, nƣớc thải, chất thải không đƣợc xử
lý mà thải trực tiếp ra môi trƣờng. Các chất thải này là bùn đáy, phân, các nguồn thức
ăn dƣ thừa thối rữa bị phân hủy, các chất tồn dƣ sử dụng trong quá trình nuôi, các
thành phần chứa H2S, NH3,... là sản phẩm của quá trình phân hủy yếm khí tạo thành
bùn lắng trong các ao đầm nuôi tôm. Khi đƣợc thải ra bên ngoài, nếu ở quy mô nuôi
nhỏ thì một vài năm đầu có thể chƣa ảnh hƣởng đáng kể, nhƣng nếu là diện tích nuôi
lớn sẽ gây ô nhiễm môi trƣờng vùng nuôi và là nguyên nhân lan truyền dịch bệnh, gây
chết tôm hàng loạt [2, 3].
Tác động của chất thải đã đƣợc đánh giá từ rất lâu, nhiều giải pháp cũng đã đƣợc
nghiên cứu thử nghiệm nhƣ: Xử lý bằng các chất hoá học, làm lắng, đông keo tụ, sử

1


dụng các loài thực vật thủy sinh, các loài động vật,… Mỗi phƣơng pháp trên có ƣu,
nhƣợc điểm, phạm vi ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên các công nghệ này tản mạn và
mới chỉ trong phạm vi các công ty lớn, một số nhóm hộ dân hoặc một số hộ dân có
diện tích nuôi trồng lớn vì vậy khó cho các doanh nghiệp, ngƣời dân và các nhà quản
lý lựa chọn mô hình xử lý nƣớc thải thích hợp.
Tỉnh Hà Tĩnh là một tỉnh Bắc Trung Bộ có tiềm năng, có lợi thế lớn trong nuôi trồng
thủy sản, với hơn 137 km bờ biển, tập trung ở các huyện: Nghi Xuân, Lộc Hà, Thạch
Hà, Cẩm Xuyên, Kỳ Anh. Nuôi tôm thẻ chân trắng trên cát đã và đang phát triển mạnh
trong những năm gần đây và trở thành ngành kinh tế quan trọng, tạo việc làm, tăng thu
nhập cho hàng trăm ngƣời dân ven biển Hà Tĩnh. Điển hình là xã Xuân Phổ, huyện
Nghi Xuân, là một xã ven biển, có diện tích nuôi tôm thẻ chân trắng trên cát lớn, tuy

nhiên đa số các hộ nuôi vẫn đang tập trung vào phát triển diện tích nuôi, chủ yếu
hƣớng đến lợi nhuận trƣớc mắt mà bỏ quên công tác bảo vệ môi trƣờng. Nƣớc thải hầu
hết không đƣợc xử lý, mà hệ thống kênh cấp thoát của vùng hiện có chất lƣợng thấp,
không có hệ thống xử lý nƣớc thải riêng biệt, nên việc xả nƣớc thải này làm suy giảm
chất lƣợng nƣớc xung quanh, nƣớc cấp cho các ao đầm nuôi tôm của chính khu vực
đó, dẫn đến tôm phát triển kém và dễ bị bệnh. Ngoài ra, việc xử lý bùn thải nạo vét từ
các ao nuôi tôm cũng chƣa đƣợc quan tâm. Do đó, thƣờng xuyên bùng phát dịch bệnh
làm giảm sản lƣợng cũng nhƣ chất lƣợng tôm nuôi. Vì vậy, việc xử lý nƣớc thải nuôi
tôm trƣớc khi xả vào môi trƣờng là hoạt động cấp thiết cần phải giải quyết để cân bằng
lại hệ sinh thái, hạn chế những ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng và con ngƣời.
Xuất phát từ thực tế đó, học viên lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử
lý nƣớc thải nuôi tôm thẻ chân trắng trên cát quy mô trang trại tại xã Xuân Phổ,
huyện Nghi Xuân, tỉnh Hà Tĩnh” nhằm phân tích và đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi
trƣờng do nƣớc thải phát sinh từ hoạt động nuôi tôm thẻ chân trắng, trên cơ sở đó đề
xuất công nghệ xử lý bằng hệ thống hồ ao sinh học và giải pháp quản lý chất lƣợng để
góp phần bảo vệ môi trƣờng và phát triển bền vững cho ngành nuôi tôm nói riêng và
nuôi trồng thủy sản nói chung. Đây là phƣơng pháp thân thiện với môi trƣờng, hiệu quả
xử lý cao, giá thành rẻ, vận hành đơn giản không đòi hỏi kỹ thuật cao, tận dụng đƣợc
điều kiện tự nhiên, phù hợp cho xử lý nƣớc thải nuôi tôm vùng ven biển.

2


2. Mục tiêu của Đề tài
- Đánh giá đƣợc hiện trạng chất lƣợng nƣớc thải và tình trạng ô nhiễm môi trƣờng khu
nuôi tôm thẻ chân trắng trên cát ở vùng nghiên cứu.
- Đề xuất đƣợc công nghệ và thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải phù hợp cho vùng nuôi
tôm thẻ chân trắng trên cát khu vực nghiên cứu.
- Đề xuất đƣợc giải pháp quản lý môi trƣờng khu nuôi tôm.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

a. Đối tượng nghiên cứu
Nƣớc thải nuôi tôm thẻ chân trắng trên cát.
b. Phạm vi nghiên cứu
Khu vực nuôi tôm thẻ chân trắng quy mô trang trại (hợp tác xã nuôi trồng thuỷ sản
Xuân Thành) tại xã Xuân Phổ, huyện Nghi Xuân, tỉnh Hà Tĩnh.
4. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu
a. Cách tiếp cận
- Tiếp cận tổng hợp: Nghiên cứu các điều kiện: địa hình, khí hậu, nguồn nƣớc, sinh
vật, con ngƣời, tổng hợp để đƣa ra các cơ sở khoa học, khai thác và sử dụng tài nguyên
nƣớc một cách hợp lý, đảm bảo tính bền vững.
- Tiếp cận khoa học: Tiếp cận các nghiên cứu trong nƣớc cũng nhƣ trên thế giới về
công nghệ, mô hình xử lý nƣớc thải trong nuôi tôm.
- Tiếp cận thực địa: Tiến hành các hoạt động khảo sát hiện trƣờng, phân tích ý kiến
đánh giá và đề xuất của ngƣời dân.
b. Phương pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu về điều kiện tự nhiên, điều kiện
kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu; Thu thập các tài liệu có liên quan tới xử lý
nƣớc thải nuôi tôm và các vấn đề ô nhiễm môi trƣờng do nƣớc thải nuôi tôm gây ra.

3


- Phƣơng pháp điều tra, phỏng vấn, khảo sát thực địa: Điều tra thu thập thông tin số
liệu tại khu vực nghiên cứu, phỏng vấn ý kiến ngƣời dân, tìm hiểu thực tế, xác định
những vấn đề bức xúc cần giải quyết; khảo sát môi trƣờng tại khu vực.
- Phƣơng pháp tổng hợp, kế thừa kết quả nghiên cứu: Kế thừa các kết quả nghiên cứu
đã có về hiện trạng của khu vực nghiên cứu; kế thừa các kết quả nghiên cứu có liên
quan đến đề tài.
- Phƣơng pháp tính toán và xử lý số liệu: Sử dụng các số liệu thu thập đƣợc và các số
liệu phân tích để tính toán thiết kế hệ thống hồ ao sinh học.

4


CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ VÀ ĐỊA BÀN NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan hoạt động nuôi tôm thẻ chân trắng
1.1.1 Tình hình nuôi tôm thẻ chân trắng trên thế giới
Nghề nuôi thủy sản trên thế giới đã xuất hiện cách đây nhiều thế kỷ, sự chủ động đƣợc
con giống đảm bảo chất lƣợng giúp cho nghề nuôi tôm phát triển nhanh chóng và bùng
nổ vào thập niên 90 [4].
Trên thế giới có hai khu vực nuôi tôm lớn nhất là Tây bán cầu (gồm các nƣớc Châu
Mỹ Latinh) và Đông bán cầu (gồm các nƣớc Nam Á và Đông Nam Á). Năm 2011, sản
lƣợng tôm thành phẩm trên toàn thế giới là 1.672.000 triệu tấn. Trong đó, Trung Quốc
có sản lƣợng tôm thành phẩm lớn nhất là 565.000 triệu tấn, tiếp theo là Thái Lan
502.000 triệu tấn; Trung và Nam Mỹ là 452.000 triệu tấn; Việt Nam là 240.000 triệu
tấn, India là 170.000 triệu tấn, Indonesia là 150.000 triệu tấn, các vùng còn lại khoảng
158.000 triệu tấn [5].
700

Triệu tấn

600

Trung Quốc

500

Thái Lan

400

Trung và Nam Mỹ
Việt Nam

300

Ấn độ

200

Indonesia
Malaysia

100

Philippines

0

Các nƣớc khác

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

Năm

Hình 1.1. Sản lƣợng tôm nuôi trên thế giới 2005 – 2011 [6]
Các loài tôm đƣợc nuôi nhiều nhất là tôm chân trắng (Penaeus vannamei), tôm sú
(Penaeus monodon), tôm chân trắng Trung Quốc (P. chinensis). Nuôi tôm đem lại lợi
nhuận cao đã tạo nên những cơn sốt, chỉ trong vòng một thời gian ngắn ngƣời dân đã

5


chuyển gần nhƣ toàn bộ vốn đất của họ sang ao tôm. Nhu cầu thị trƣờng đối với tôm
vẫn không ngừng tăng cao trong thời gian qua làm cho tôm có một giá trị hấp dẫn và
ngành nuôi tôm thâm canh có đầu ra ổn định. Lợi nhuận hấp dẫn và giá trị xuất khẩu
cao của tôm nuôi đã tác động đến chính sách phát triển của một số nƣớc nuôi tôm.
Chính điều này đã làm cho nghề nuôi tôm đƣợc mở rộng và giá thành sản xuất tôm
cũng thấp hơn các nƣớc cạnh tranh rất nhiều.
Nghề nuôi tôm ở các nƣớc châu Á tuy phát triển rất mạnh, nhƣng đã sớm phải đối đầu
với vấn đề dịch bệnh và sự suy thoái của môi trƣờng nuôi. Thƣờng các vùng nuôi tôm
chỉ cho lợi nhuận cao trong vòng 2 đến 4 năm đầu, sau đó do bệnh dịch bộc phát, môi
trƣờng suy thoái, tôm dễ bị bệnh, bệnh dịch tràn lan gây nhiều thiệt hại to lớn cho
ngƣời nuôi và làm giảm diện tích, sản lƣợng tôm nuôi. Nguyên nhân chính của việc
giảm năng suất trầm trọng trên đƣợc xác định do phát triển nuôi nóng vội, các khu vực

nuôi chỉ tập trung vào phát triển diện tích nuôi và tăng sản lƣợng mà bỏ qua việc xử lý
chất thải phát sinh trong quá trình nuôi. Sau một thời kỳ nuôi có hiệu quả, môi trƣờng
trong khu nuôi dần bị suy thoái dẫn đến tôm nuôi dễ bị mắc bệnh.
Trƣớc tình hình đó, các nƣớc đã đầu tƣ nghiên cứu tìm các giải pháp để vực lại nghề
nuôi, tập trung vào vấn đề quản lý và bảo vệ môi trƣờng trong các khu nuôi. Trung
Quốc phải mất 10 năm để tổ chức lại nghề nuôi, dựa trên điều kiện thực tế của từng
tiểu vùng để đƣa ra mô hình và quy trình nuôi thích hợp và Trung Quốc đã trở thành
nƣớc có sản lƣợng tôm nuôi lớn nhất trên thế giới. Tại một số nƣớc nhƣ Mỹ, Nhật Bản
và các nƣớc tiên tiến đã sản xuất và sử dụng rộng rãi các chế phẩm sinh học, hóa học
có tác dụng biến đổi cặn bã, chất thải trong ruộng nuôi thành những sản phẩm vô hại
với môi trƣờng nƣớc, đất và vi sinh vật. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc chuyển
đổi mạnh mẽ diện tích sản xuất nông nghiệp sang nuôi trồng thủy sản là nguyên nhân
dẫn đến suy thoái môi trƣờng đất, nƣớc tại các khu vực nuôi trồng và vùng lân cận nhƣ
tại Ấn Độ, Trung Quốc. Giải pháp các quốc gia này đang áp dụng nhằm khắc phục
tình trạng ô nhiễm là giảm hệ số sử dụng đất nuôi trồng thủy sản bằng cách nuôi trồng
rải vụ, giúp làm tăng khả năng chịu tải của môi trƣờng đất và nƣớc.

6


1.1.2 Tình hình nuôi tôm thẻ chân trắng ở Việt Nam
1.1.2.1 Hiện trạng nuôi tôm trên cả nước
Nghề nuôi tôm ở Việt Nam phát triển từ sau năm 1987, càng ngày càng tăng trƣởng
mạnh, trở thành ngành kinh tế quan trọng, tạo công ăn việc làm, tăng thu nhập cho
hàng triệu ngƣời dân ven biển và tạo nguồn thu ngoại tệ đáng kể cho đất nƣớc thông
qua xuất khẩu. Từ năm 2012 trở về trƣớc, Việt Nam thƣờng đứng ở vị trí thứ ba trong
năm quốc gia châu Á dẫn đầu về sản xuất nuôi tôm (sau Trung Quốc và Thái Lan).
Riêng năm 2013, Việt Nam vƣợt Thái Lan với sản lƣợng gần 476 nghìn tấn. Lý do là
Thái Lan chịu ảnh hƣởng nặng nề từ dịch bệnh hoại tử gan tụy cấp khiến sản lƣợng
tôm giảm mạnh từ mức 550 nghìn tấn năm 2012 xuống còn 250 nghìn tấn. Thống kê

của Bộ NN&PTNT cho thấy, năm 2013, diện tích nuôi tôm của cả nƣớc ƣớc đạt gần
653.000 ha. Trong đó, diện tích nuôi tôm thẻ chân trắng đạt gần 64.000 ha, sản lƣợng
đạt hơn 243.000 tấn, còn diện tích nuôi tôm sú là gần 589.000 ha với sản lƣợng là gần
233.000 tấn. Giá trị xuất khẩu mặt hàng tôm là 2,5 tỉ đô la Mỹ, trong đó, kim ngạch
xuất khẩu tôm thẻ đạt hơn 1,2 tỉ đô la Mỹ, tôm sú là hơn 1,1 tỉ đô la Mỹ, còn lại là các
mặt hàng tôm khác. Tôm Việt Nam có mặt ở hơn 90 nƣớc trên thế giới, thị trƣờng xuất
khẩu lớn nhất là Mỹ, Nhật, châu Âu với tỷ trọng khoảng 70% tổng giá trị xuất khẩu.
Sự tăng trƣởng của ngành chủ yếu là nhờ vào những tiến bộ về kỹ thuật nuôi, sự công
nghiệp hóa quá trình nuôi cho năng suất nuôi cao hơn [7]. Bên cạnh đó, ngành nuôi
tôm của Việt Nam vẫn còn nhiều khó khăn và tồn tại nhƣ vấn đề quy hoạch và quản lý
quy hoạch nuôi tôm, việc tuân thủ lịch thời vụ thả nuôi. Tại các tỉnh, hình thức nuôi
tôm chân trắng trên cát thâm canh đang phát triển mạnh mẽ, do vậy cần có giải pháp
kiểm soát tốt quy hoạch vùng nuôi.
1.1.2.2 Hiện trạng nuôi tôm tại khu vực nghiên cứu
Khu vực nghiên cứu nằm trong khu vực Bắc Trung Bộ - vùng có chiều dài đƣờng bờ
biển khoảng 700km và khoảng 200 con sông có cửa đổ ra biển nên rất thuận lợi cho
phát triển nuôi trồng thủy sản nƣớc mặn, lợ. Theo Tổng cục Thủy sản (Bộ
NN&PTNT), nếu nhƣ trƣớc đây tôm sú đóng vai trò chủ lực thì nay tôm chân trắng
đang vƣơn lên chiếm lĩnh thị trƣờng. Năm 2013, tổng diện tích nuôi tôm khu vực Bắc

7


Trung Bộ là 10.942 ha, trong đó, diện tích nuôi tôm thẻ chân trắng là 5.270 ha chiếm
48%, đạt sản lƣợng 22.385 tấn, lần đầu tiên, tôm chân trắng vƣợt tôm sú cả về sản
lƣợng lẫn giá trị kinh tế [1]. Hình thức đang đƣợc nuôi phổ biến nhất là nuôi bán thâm
canh (BTC) và thâm canh (TC) trên cát. Năng suất nuôi tôm thẻ chân trắng theo hình
thức BTC và TC năm 2013 đạt bình quân đạt 3,1 tấn/ha, cao nhất có thể đạt 8 – 10
tấn/ha; Nuôi TC trên cát đạt bình quân 11,2 tấn /ha, điển hình có những hộ nuôi đạt 15
– 25 tấn/ha/vụ thu lãi từ 500 triệu đến 2 tỷ đồng/ha/vụ.

Hình 1.2. Tôm thẻ chân trắng khi thu hoạch
Bảng 1.1. Diện tích và hình thức nuôi tôm tƣơng ứng tại Bắc Trung Bộ năm 2013 [6]
Diện tích nuôi tôm sú (ha)

T
T

Tỉnh

1
2
3
4
5
6

Thanh Hoá
Nghệ An
Hà Tĩnh
Quảng Bình
Quảng Trị
TT Huế
Tổng

QCCT

BTC

TC

3.943
100
670
238
419
302
5.672

0
0
0
0
0
0
0

0
0
0
0
0
0
0

Diện tích nuôi tôm chân trắng (ha)
TC
QCCT BTC
Ao đất Ao cát
0

0
0
130
0
2090
0
770
310
253
47
0
468
0
252
0
117
450
0
0
0
385
770
3.238
1.262

Riêng năm 2015, tại 6 tỉnh Bắc Trung Bộ (Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng
Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên - Huế), tổng diện tích nuôi tôm chân trắng trên cát là
1.814 ha, sản lƣợng thu hoạch hơn 14 nghìn tấn. Một số tỉnh có diện tích nuôi tôm trên
cát lớn nhƣ Quảng Trị (450 ha), Thừa Thiên - Huế (540 ha). Nhiều dự án nuôi tôm trên
cát đã đƣợc quy hoạch với diện tích từ vài trăm đến vài nghìn ha. Năng suất bình quân

8


của mô hình nuôi tôm thẻ chân trắng trên cát đạt từ 10 đến 15 tấn/ha/vụ. Ngoài đóng
góp trong việc tăng sản lƣợng tôm xuất khẩu của cả nƣớc, nghề nuôi tôm trên cát ở các
tỉnh ven biển miền trung còn giúp tận dụng tối đa diện tích đất bỏ hoang, góp phần xóa
đói, giảm nghèo, tạo việc làm cho dân cƣ ven biển, giảm áp lực khai thác hải sản ven
bờ. Với hiệu quả mang lại, hình thức nuôi này đang đƣợc đầu tƣ khai thác triệt để tại
khu vực Bắc Trung Bộ [8].
Bảng 1.2. Diện tích, sản lƣợng nuôi tôm thẻ trên cát tại Bắc Trung Bộ năm 2015 [8]
T
Tỉnh
T
1 Thanh Hóa
2 Nghệ An
3 Hà Tĩnh

Diện tích
(ha)
140
124
300

4 Quảng Bình

260

5 Quảng Trị
6 TT Huế

450
540

Sản lƣợng
Vùng nuôi
(tấn)
1.020
Hoằng Hóa, Quảng Xƣơng, Tĩnh Gia
1.300
Diễn Châu, TX. Hoàng Mai, TX Cửa Lò
1.500
Nghi Xuân, Thạch Hà, Lộc Hà, Cẩm
Xuyên, Kỳ Anh
2.330
Lệ Thủy, Quảng Ninh, TP. Đồng Hới,
Bố Trạch, TX.Ba Đồn, Quảng Trạch
3.500
Triệu Phong, Hải Lăng, Gio Linh, Vĩnh Linh
4.421
Phong Điền, Phú Vang, Phú Lộc

Hà Tĩnh là một tỉnh có nhiều thuận lợi để phát triển nghề nuôi tôm, diện tích nuôi tôm
không ngừng gia tăng. Tốc độ tăng trƣởng bình quân hàng năm giai đoạn 2000 - 2015
là 10% năm, trung bình hàng năm diện tích nuôi tôm chiếm 86,5% diện tích nuôi mặn
lợ toàn tỉnh. Những năm gần đây gia tăng diện tích nuôi tôm thẻ chân trắng do đem lại
giá trị kinh tế cao, thời gian nuôi ngắn, mỗi năm có thể nuôi từ 2 – 3 vụ, biên độ thích
ứng với môi trƣờng rộng, nhu cầu dinh dƣỡng thấp, đã góp phần tăng hiệu quả kinh tế
trên cùng một đơn vị diện tích năng suất nhìn chung cao gấp 2 – 2,5 lần tôm sú [9].
Bảng 1.3. Cơ cấu diện tích nuôi tôm tỉnh Hà Tĩnh [9]

Đối tƣợng nuôi
Tôm sú
Tôm thẻ chân trắng
Tổng

Năm 2010
Diện tích (ha)
Tỉ lệ (%)
1.183
51
1.140
49
2323
100

Năm 2015
Diện tích (ha) Tỉ lệ (%)
998
43
1.302
57
2300
100

Tôm chân trắng dần trở thành đối tƣợng nuôi chủ lực của tỉnh, vừa là mặt hàng phục
vụ tiêu dùng nội địa, vừa phục vụ xuất khẩu ra thị trƣờng thế giới. Thị trƣờng tiêu thụ
tôm luôn trong tình trạng cung không đủ cầu, giá bán tôm tăng theo kích thƣớc và thời
gian. Năm 2016, tổng sản lƣợng tôm nuôi toàn tỉnh đạt 3.487 tấn, trong đó sản lƣợng
tôm thẻ chân trắng đạt 2.804 tấn (chiếm 80 %); một số mô hình nuôi tôm thẻ chân

9


trắng ứng dụng công nghệ mới, tiên tiến cho năng suất 20 tấn/ha/vụ, giảm giá thành
sản xuất xuống còn 60 – 70 ngàn đồng/kg tôm cỡ 50 – 60 con/kg. Các khu nuôi đều
nằm gần biển, địa hình thuận lợi, hiện tại một số khu nuôi đã có công trình lấy nƣớc
mặn trực tiếp từ biển (trạm bơm), một số lấy nƣớc mặn từ các cửa sông ven biển.
Bên cạnh sự tăng trƣởng, nghề nuôi tôm đang phải đối mặt với nhiều thách thức, ảnh
hƣởng đến tính bền vững của ngành. Đó là các tác động kinh tế, xã hội, môi trƣờng
của ngành nuôi tôm và gần đây là các vấn đề về rào cản chất lƣợng sản phẩm và tranh
chấp thƣơng mại giữa các nƣớc xuất khẩu và nhập khẩu. Việc chuyển đổi quá nhanh
một diện tích lớn ruộng lúa, ruộng muối năng suất thấp và đất hoang hoá ven biển sang
nuôi tôm kéo theo một loạt các vấn đề bất cập về cung ứng vốn đầu tƣ, giống, kỹ thuật
công nghệ, quản lý môi trƣờng, kiểm soát dịch bệnh, quy hoạch và phát triển cơ sở hạ
tầng. Nuôi tôm vẫn mang tính tự phát thiếu quy hoạch, chạy theo lợi ích trƣớc mắt.
Ngoài một số doanh nghiệp đã tham gia vào ngành nuôi tôm, góp phần đẩy nhanh tiến
độ công nghiệp hoá – hiện đại hoá, đem lại những chuyển biến rất đáng kể ở vùng
nông thôn ven biển, còn lại chủ yếu do các nông hộ thực hiện ở quy mô sản xuất nhỏ
lẻ, có tính chất manh mún, chƣa hình thành mạng lƣới tổ chức chặt chẽ để nâng cao
hiệu quả sản xuất, quản lý tốt chất lƣợng sản phẩm, nâng cao hiệu quả cạnh tranh và
duy trì thị trƣờng bền vững. Trong khi đó, phát triên nuôi tôm cũng gây ra các tác động
xấu đến môi trƣờng, ví dụ, loại hình nuôi tôm trên cát cho lợi nhuận rất cao, nhƣng
đang gây ra hai vấn đề môi trƣờng đáng lo ngại cho vùng ven biển miền Trung là khai
thác nƣớc ngầm quá mức (do nhu cầu nƣớc ngọt dùng để pha với nƣớc biển làm nƣớc
nuôi rất lớn) và nƣớc thải gây ô nhiễm cho môi trƣờng xung quanh.
Theo kết quả khảo sát của Viện Nƣớc, Tƣới tiêu và Môi trƣờng năm 2015 [8], các tỉnh
vùng Bắc Trung Bộ chƣa có quy hoạch riêng cho nuôi tôm thẻ chân trắng. Hầu hết tất
cả các mô hình nuôi tôm không có hệ thống cấp, thoát nƣớc và xử lý nƣớc thải riêng
biệt. Nƣớc cấp đƣợc xử lý trực tiếp trong ao nuôi, còn nƣớc thải thoát trực tiếp ra môi
trƣờng bên ngoài không qua xử lý. Với diện tích nuôi tôm lớn, đây chính là nguyên

nhân gây suy thoái môi trƣờng và lây lan dịch bệnh (chủ yếu là bệnh gan tụy, bệnh
phấn trắng) xảy ra thƣờng xuyên ở nhiều vùng nuôi gây thiệt hại lớn cho ngƣời nuôi
tôm, đặc biệt là một số hộ nuôi tôm trên cát và nuôi tôm thâm canh.

10


Trƣớc tình trạng môi trƣờng bị suy thoái, dịch bệnh ngày càng tăng làm giảm sản
lƣợng cũng nhƣ chất lƣợng tôm nuôi, vùng nuôi tôm Bắc Trung Bộ rất cần các công
nghệ xử lý nƣớc thải phù hợp với điều kiện của địa phƣơng.
Bảng 1.4. Đặc điểm nƣớc thải nuôi tôm tại một số tỉnh Bắc Trung Bộ năm 2015 [8]
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Chỉ tiêu
pH
TSS
COD
BOD5
Độ mặn
Độ dẫn điện
N - NH4+

PO43Coliform

Tỉnh

Đơn vị
mg/l
mg/l
mg/l
‰
Ec
mg/l
mg/l
MPN/100ml

Thanh Hoá

Nghệ An

Hà Tĩnh

7,87
48
979
685
8,6
13,41
10,59
1,73
92x106

8,61
50
750
525
10,8
16,44
10,25
1,33
100 x106

8,12
63
630
441
10,1
15,53
9,25
1,45
35 x106

Hình 1.3. Các bệnh thƣờng gặp trên tôm thẻ chân trắng
Bảng 1.5. Tình hình dịch bệnh trên tôm tại Bắc Trung Bộ năm 2015 [8]
TT

Địa phƣơng

1
2
3
4

5
6

Thanh Hoá
Nghệ An
Hà Tĩnh
Quảng Bình
Quảng Trị
TT Huế
Tổng cộng

Tổng
diện tích
5
146
114
0
0
0
265

Diện tích nuôi tôm bị bệnh (ha)
Tôm
Bệnh hoại
Tôm Sú
chân trắng tử gan tụy
5
13
133
80,5

33
81
5,3
20,1
70,5
51
214
176,4

11

Bệnh
phấn trắng
238
18,4
101
17,6
32,7
51
458,8


1.2 Các ảnh hƣởng đến môi trƣờng do chất thải nuôi tôm
1.2.1 Các ảnh hưởng đến môi trường đất, nước, không khí và sinh thái
Nguy cơ mặn hóa đất và nước ngầm: Vùng nuôi tôm ven biển có kết cấu địa tầng yếu,
nên việc khai thác nguồn nƣớc ngầm cho hoạt động sản xuất và NTTS nói chung và
nuôi tôm nói riêng sẽ dẫn đến việc sụt lún địa tầng khu vực. Nƣớc ngầm bị cạn kiệt
gây mất cân bằng nƣớc tạo điều kiện cho sự xâm nhập mặn gây mặn hóa đất và nƣớc.
Nguy cơ ô nhiễm nguồn nước do chất thải: Việc xả nƣớc thải sau mỗi vụ nuôi rất tùy
tiện, đa số đƣợc xả trực tiếp ra bên ngoài. Trong nƣớc thải nuôi tôm chứa nhiều chất

kháng sinh, hóa chất (thuốc tím, clo), nhiều chất dinh dƣỡng và chất hữu cơ nên làm
cho môi trƣờng nƣớc bị ô nhiễm và sinh ra các khí H2S, NH3, SO42-, NO2- làm nƣớc có
mùi, bị phú dƣỡng, làm giảm lƣợng oxy trong nƣớc ảnh hƣởng đến quá trình sinh
trƣởng và phát triển của của nguồn thủy sản tự nhiên. Ngoài ra việc xả nƣớc thải tùy
tiện đó cũng làm cho dịch bệnh có thể lây lan từ đầm này sang đầm khác do hệ thống
cấp và thoát nƣớc chất lƣợng kém, tạo cơ hội bùng phát dịch bệnh.
Nguy cơ cạn kiệt nguồn nước ngọt: Đối với khu vực ven biển thì nguồn nƣớc ngọt rất
khan hiếm, có những nơi còn không đủ cấp cho sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp. Vì
vậy ô nhiễm nguồn nƣớc ngọt do việc xả nƣớc thải nuôi tôm tùy tiện sẽ dẫn dễ đến khả
năng cạn kiệt nguồn nƣớc ngọt.
Thu hẹp diện tích rừng phòng hộ, làm tăng hiện tƣợng hoang mạc hóa: Khi nguồn
nƣớc ngầm bị mặn hóa và cạn kiệt làm cho rừng phòng hộ ven biển bị ảnh hƣởng và
có thể chết. Việc phá các cây hoang dại trong quá trình đào ao, đầm, đƣờng đi làm
mức độ gắn kết của cát yếu đi tạo điều kiện cho hiện tƣợng cát bay, cát lấn.
Tăng sự phát thải khí nhà kính: Trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang diễn ra thì nuôi
tôm chịu nhiều bất lợi do sự biến đổi khí hậu gây ra. Đồng thời, hoạt động nuôi tôm
cũng đã và đang làm tăng phát thải khí nhà kính do chuyển rừng ngập mặn sang nuôi
tôm; Sự hình thành khí CH4 trong lớp bùn đáy ao; Sự phát sinh khí CO2. Theo tính
toán của Viện Nghiên cứu NTTS 1, tổng lƣợng phát thải CO2 do NTTS thải ra năm
2010 khoảng 5,2 triệu tấn. Trong đó, khí thải CO2 từ nuôi cá tra khoảng 1,6 triệu tấn,
nuôi tôm 1 triệu tấn, các loại cá nƣớc ngọt khác khoảng 1,5 triệu tấn, nuôi cá nƣớc

12


biển thải ra khoảng 100.000 tấn… Phát thải khí nhà kính trong NTTS từ ba nguồn
chính là: Sử dụng năng lƣợng trong quá trình sản xuất và cung ứng đầu vào nhƣ thức
ăn, phân bón, hóa chất; Vận hành các hoạt động nuôi nhƣ hút bùn, bơm, quạt nƣớc;
Thủy phân chất hữu cơ từ thức ăn và chất thải trong quá trình nuôi.
Phá hủy môi trường sinh thái: việc nuôi tôm phát triển ồ ạt, tăng cƣờng mở rộng diện

tích, thiếu quy hoạch nên đã phá hủy phần lớn nơi cƣ trú của các loài ven biển, thu hẹp
không gian sống của chúng, làm môi trƣờng sinh thái suy giảm, tăng rủi ro dịch bệnh.
Việc xây dựng ao đầm ven biển làm thay đổi về nơi sống của quần xã sinh vật, xói lở
bờ biển, diện tích xâm nhập mặn tăng. Hoạt động NTTS không dựa trên căn cứ khoa
học gây tác động xấu đến nguồn giống tự nhiên, làm giảm sức sản xuất tự nhiên và
mất tính đa dạng sinh học. Việc môi trƣờng bị suy thoái và bùng nổ dịch bệnh do xả
nƣớc thải nuôi tôm tùy tiện cũng gây thiệt hại đáng kể cho môi trƣờng sinh thái.
1.2.2 Các ảnh hưởng đến con người và hoạt động sản xuất
Khi môi trƣờng bị ô nhiễm, nó sẽ gây ảnh hƣởng tới mọi hoạt động sống của con
ngƣời trong khu vực nuôi tôm và các vùng lân cận. Nguồn nƣớc bị ô nhiễm đe dọa
đến sức khỏe của cộng đồng, đặc biệt là các bệnh về bệnh ngoài da, bệnh về mắt, bệnh
tả, bệnh đƣờng tiêu hóa, bệnh ung thƣ… Ảnh hƣởng trực tiếp đến hoạt động NTTS
trong khu vực đó: Làm tôm chậm phát triển, mắc bệnh, chết; Ảnh hƣởng đến các bãi
triều nuôi ngao vùng ngoài… gây thiệt hại về kinh tế cho ngƣời nuôi. Còn đối với các
khu vực sản xuất nông nghiệp thì do nguồn nƣớc ngọt bị cạn kiệt, đất và nƣớc bị mặn
hóa nên không thể phục vụ cho hoạt động sản xuất làm cho các cây trồng nông nghiệp
không sinh trƣởng, phát triển, mất mùa, năng suất chất lƣợng thấp.
1.3 Tổng quan về xử lý nƣớc thải nuôi tôm
1.3.1 Phương pháp sinh học xử lý nước thải nuôi tôm
Luận văn tập trung vào phƣơng pháp sinh học do đây là phƣơng pháp đã và đang đƣợc
ứng dụng rộng rãi trong xử lý ô nhiễm môi trƣờng nƣớc, đặc biệt là nƣớc thải nuôi tôm
chứa nhiều các chất hữu cơ. Phƣơng pháp này nhiều ƣu thế xét cả về phƣơng diện kinh
tế lẫn môi trƣờng, do hiệu quả xử lý cao, ổn định và chi phí thấp, vận hành đơn giản.
Tùy thuộc vào bản chất cung cấp không khí, các phƣơng pháp phân hủy sinh học có
thể phân loại xử lý hiếu khí, kỵ khí, tùy tiện.

13


Phƣơng pháp hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện

cung cấp oxy liên tục. Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá
trình oxy hoá sinh hoá. Các quá trình xử lý sinh học bằng phƣơng pháp hiếu khí có thể
xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, ngƣời
ta tạo điều hiện tối ƣu cho quá trình oxy hoá sinh hoá nên quá trình xử lý có tốc độ và
hiệu suất cao hơn rất nhiều.
Tuỳ theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo có
thể chia thành hai loại:
+ Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trƣởng dạng lơ lửng chủ yếu đƣợc sử
dụng khử chất hữu cơ chứa carbon nhƣ quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng, bể phản
ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân huỷ hiếu khí. Trong số những quá
trình này, quá trình bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank) là quá trình phổ biến nhất.
+ Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trƣởng dạng dính bám nhƣ quá trình bùn
hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng nitrate
hoá với màng cố định.
Quá trình xử lý diễn ra nhƣ sau:
+ Sinh trƣởng lơ lửng – Bùn hoạt tính: Nƣớc thải từ các đầm nuôi tôm đƣợc bơm vào
hệ thống xử lý, sau một thời gian làm quen các tế bào vi khuẩn bắt đầu tăng trƣởng,
sinh sản và phát triển. Các tế bào vi khuẩn này sẽ dính vào các hạt chất rắn lơ lửng có
trong nƣớc thải và phát triển thành các hạt bông cặn có hoạt tính phân hủy các chất
hữu cơ nhiễm bẩn nƣớc. Tiến hành sục khí và khuấy đảo làm cho nƣớc đƣợc bão hòa
ôxy và các hạt bông cặn sẽ lơ lửng trong nƣớc và lớn dần lên do sự hấp thụ nhiều hạt
chất rắn lơ lửng nhỏ, tế bào vi sinh vật, nguyên sinh động vật và các chất độc. Ngừng
thổi khí hoặc khi các chất hữu cơ làm cơ chất dinh dƣỡng cho vi sinh vật trong nƣớc
cạn kiệt chúng sẽ lắng xuống đáy bể; Nƣớc trong sẽ đƣợc gạn ra ngoài.
+ Sinh trƣởng dính bám – Màng sinh học: Nguyên lý hoạt động tƣơng tự nhƣ công
trình xử lý theo kiểu sinh trƣởng dạng lơ lửng chỉ khác là vi sinh vật phát triển dính
bám trên vật liệu tiếp xúc (giá mang) đặt trong các công trình. Giá mang này cứ dầy
dần lên vì sinh khối sinh vật bám dính trên đó và đƣợc gọi là màng sinh học. Khi đó,

14

màng này sẽ oxy hóa các chất hữu cơ trong nƣớc khi chảy qua hoặc tiếp xúc, ngoài ra
màng này còn hấp thụ các chất bẩn lơ lửng hoặc trứng giun sán…
Đối với hai hệ thống xử lý (sinh trƣởng lơ lửng và sinh trƣởng bám dính) thì hệ thống
xử lý theo sinh trƣởng bám dính hiện nay đƣợc sử dụng nhiều hơn. Vì có nhiều ƣu
điểm vƣợt trội: Thời gian xử lý diễn ra nhanh hơn, các chất ô nhiễm đƣợc phân hủy
triệt để, có thể xử lý đƣợc một khối lƣợng lớn nƣớc thải với nồng độ chất ô nhiễm cao,
không cần sử dụng nhiều diện tích đất, kiểm soát vấn đề mùi một cách dễ dàng, giảm
chi phí đầu tƣ và vận hành.
Phƣơng pháp kị khí thực chất là quá trình lên men phân hủy kị khí bằng các vi sinh vật
kị khí để loại bỏ các hợp chất hữu cơ trong nƣớc thải, có thể giải phóng Nitơ, giảm gây
ô nhiễm NO3- cho nƣớc mặt và nƣớc ngầm.
1.3.2 Các hệ thống làm sạch trong điều kiện tự nhiên
a. Hồ sinh học
Là hệ thống ao hồ ổn định nƣớc thải, bao gồm một chuỗi hồ. Dựa vào khả năng tự làm
sạch của nƣớc, chủ yếu là vi sinh vật và các thủy sinh khác, các chất bẩn bị phân hủy
thành các chất khí và nƣớc. Mối quan hệ giữa vi sinh vật, thực vật trong hồ sinh học là
mối quan hệ thông qua oxy và các chất dinh dƣỡng. Ở đây luôn diễn ra các quá trình
nhƣ quang hợp, khuếch tán oxy vào nƣớc. Quá trình quang hợp chỉ xảy ra trong điều
kiện có ánh sáng, ánh sáng chiếu vào nƣớc phụ thuộc vào hai yếu tố cơ bản là chiều
sâu nƣớc và sự tồn tại hàm lƣợng chất hữu cơ.
Phƣơng pháp này không yêu cầu kỹ thuật cao, chi phí hoạt động rẻ, quản lý đơn giản
và hiệu quả cũng khá cao. Nhƣ vậy quá trình làm sạch không chỉ thuần nhất là quá
trình hiếu khí mà còn có cả quá trình tùy tiện và kị khí.
Một hệ thống hồ sinh học có ít nhất là 3 hồ và đƣợc sắp xếp nhƣ sau :

Nƣớc
thải

Hồ kị
khí

Hồ hiếu –
kị khí

Hình 1.4. Sơ đồ hệ thống hồ sinh học

15

Hồ hiếu khí


+ Hồ kị khí: Loại ao hồ này khá sâu từ 3 – 6m thông thƣờng lấy ở khoảng 2,5 – 3,5m,
nên ít có hoặc không có điều kiện hiếu khí. Các vi sinh vật kị khí hoạt động sống
không cần oxy không khí. Diện tích mặt thoáng hồ nhỏ chỉ bằng 10 – 20% hồ hiếu khí.
Thời gian lƣu nƣớc tốt nhất vào mùa hè là 1,5 – 2 ngày, mùa đông là 5 ngày có thể là
dài hơn. Tải BOD của hồ cao khoảng 3000 kg/ha/ngày, trong hồ không chứa oxy hòa
tan hoặc các loại tảo [10].
+ Hồ hiếu – kị khí: Loại hồ này là sự kết hợp của hai quá trình xảy ra song song, phân
hủy hiếu khí các chất hữu cơ hòa tan có ở trong nƣớc và phân hủy kị khí cặn lắng ở
vùng đáy. Theo chiều sâu, hồ chia làm 3 vùng: Lớp trên là vùng hiếu khí, lớp giữa là
vùng tùy tiện, dƣới đáy là vùng kị khí. Ở vùng hiếu khí nguồn oxy cần thiết cho quá
trình oxi hóa các hợp chất hữu cơ trong nƣớc là nhờ sự khuếch tán qua mặt nƣớc do
sóng gió, nhờ tảo quang hợp và ánh sáng mặt trời. Ở vùng kị khí thì quá trình phân hủy
phụ thuộc vào nhiệt độ (ở nhiệt độ cao quá trình lên men metan diễn ra nhanh hơn),
quá trình này thƣờng sinh ra mùi. Hồ nên đƣợc thiết kế với độ sâu 1,5 – 2,5m, tỷ lệ
chiều dài và chiều rộng là 1:1 đến 3:1. Những nơi có nhiều gió diện tích hồ nên rộng;
những nơi ít gió nên xây hồ có nhiều ngăn. Đáy hồ cần có thiết kế chống thấm.

Hình 1.5. Sơ đồ phân vùng trong hồ sinh học hiếu – kị khí

16