ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LƯƠNG NGỌC TÚ

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

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

THÁI NGUYÊN - 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LƯƠNG NGỌC TÚ

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

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. Dư Ngọc Thành

THÁI NGUYÊN - 2018


i

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

Lương Ngọc Tú


3

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

2.4.5. Phương pháp phân tích ........................................................................... 33
2.4.6. Phương pháp tổng hợp, phân tích, xử lý số liệu ..................................... 34
2.4.7. Xây dựng mô hinh và ðánh giá hiệu quả kinh tế của các mô hình áp dụng
......... 34
CHƯƠNG 3.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................... 35
3.1. Sơ lược về trung tâm Đào tạo, nghiên cứu và Phát triển thủy sản vùng
Đông Bắc (TTTS) – trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên.......................... 35
3.1.1. Vị trí địa lý .............................................................................................. 35
3.1.2. Cơ cấu tổ chức của và cơ sở hạ tầng...................................................... 35
3.2. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải nuôi cá hồi theo các công thức........... 40
3.2.1. Chất lượng nước đầu vào nuôi cá hồi vân .............................................. 40
(Nguồn: Kết quả phân tích) .............................................................................. 42
3.2.2. Đánh giá khả năng xử l ý nước thải nuôi cá hồi của các công thức ....... 42


5

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


6


TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

NXB

: Nhà xuất bản

UBND

: Ủy ban nhân dân

VSMT

: Vệ sinh môi trường

VSV

: Vi sinh vật

BHYT

: Bảo hiểm y tế


vii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Tính chất nước thải bể cá hồi .....................................................................26
Bảng 2.1: Các loại vật liệu hấp phụ sử dụng mô hình thí nghiệm..............................30

Hình 2.2: Kỵ khí tiếp xúc ................................................................................. 10
Hình 2.3: Hồ kỵ khí tự nhiên ............................................................................ 10
Hình 2.4. Sơ đồ hệ thống xử lý RAS ................................................................ 12
Hình 3.1: Sơ đồ về cơ cấu tổ chức của TTTS................................................... 35
Hình 3.2: Hệ thống nuôi cá trong nhà và ngoài trời ......................................... 36
Hình 3.3: Toàn cảnh khu vực của TTTS – Trường ĐH Nông Lâm ................. 37
Hình 3.4: Sơ đồ hệ thống các mô hình thử nghiệm xử lý và tuần hoàn nước
nuôi cá hồi ....................................................................................... 50
Hình 3.5: Sơ đồ mô hình hệ thống xử lý và tuần hoàn nước nuôi cá hồi
đề xuất ............................................................................................. 55


1

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

3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Đánh giá được tình hình ô nhiễm môi trường nước tại TTTS
- Đề xuất những biện pháp khả thi nhằm làm giảm thiểu ô nhiễm môi
trường do hoạt động nuôi cá hồi gây ra.
- Vừa tiết kiệm chi phí chăn nuôi cá hồi vừa đảm bảo xử lý môi trường.
- Là biện pháp xử lý nước thải nuôi trồng thân thiện với môi trường,
giá thành thấp, sử dụng được lâu, bảo dưỡng dễ dàng, giúp cho người dân
dễ áp dụng.


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

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


sự xuất hiện của tảo lam trong nước, màu đen biểu hiện cho sự phân giải gần
đến mức cuối cùng của các chất hữu cơ, màu vàng biểu hiện của sự phân giải
và chuyển đổi cấu trúc sang các hợp chất trung gian. [9]
- Mùi vị nước: Mùi của nước thải chủ yếu là do sự phân hủy của các hợp
chất hữu cơ trong thành phần có chứa các nguyên tố N, P và S. Xác của sinh
vật khi thối giữa, các chất khí NH3 ; mùi tanh các hợp chất của Amin (R3N,
R2NH-), Photphin (PH3), H2S. Đặc biệt, các hợp chất Indol và Scatol được sinh
ra từ sự phân hủy Trytophan – một trong 20 axit amin tạo nên protein của sinh
vật, các chất này chỉ cần với một lượng rất nhỏ nhưng gây mùi hôi, khó chịu và
bám dính rất dai.[9]
Có 3 nhóm chất gây mùi vị:
Nguồn gốc vô cơ: Nacl, MgSO4(gây vị mặn), muối đồng có vị tanh,
mùi clo, mùi trứng thối H2S.
Nguồn gốc hữu cơ: dầu mỡ, phenol.
Nguồn gốc sinh hóa: hoạt động của vi khuẩn, rong tảo. [9]
- Nhiệt độ
Nhiệt độc của nước sẽ thay đổi theo các mùa trong năm. Nhiệt độ nước bề
mặt ở Việt Nam dao động từ 14 – 33. Nguồn gốc gây ô nhiễm nhiệt độ chính là
nhiệt từ các nguồn nước thải từ nhà máy, do yếu tố môi trường: mặt trời, .. [10]
- Độ dẫn điện: Các muối hòa tan trong nước phân ly thành các ion làm
cho nước có khả năng dẫn điện. Độ dẫn điện của nước phụ thuộc vào nồng và

Ngoài ra:
* Sắt: hàm lượng sắt cao hơn 0,5g/l có mùi tanh, khó chịu, màu vàng.
* Các hợp chất của axit silic: sự tồn tại phụ thuộc vào giá trị pH.
* Các hợp chất clorua: >250mg/l có vị mặn
* Các hợp chất sufat: >250mg/l gây tổn hại sức khỏe con người
* Các hợp chất photphat, florua:
- Chỉ tiêu vi sinh vật:


Nước thải chứa một lượng lớn vi khuẩn, vi rút, nấm, rêu, tảo, giun sán,...
Để đánh giá mức độ nhiễm bẩn bởi vi khuẩn, người ta đánh giá qua một loại vi
khuẩn đường ruột, hình đũa có tên là E.coli. E.coli phát triển nhanh trong môi
trường Glucozo 0,5% và Clorua amoni 0,1%; [9]
1.1.1.3. Tính chất của nước nuôi trồng thủy sản
Đặc điểm của nước nuôi trồng thủy sản:
- Có khả năng hòa tan các chất vô cơ và hữu cơ
- Khả năng điều hòa nhiệt độ của nước
- Thành phần O2 thấp và CO2 cao
Các nguyên nhân gây ô nhiễm nước nuôi trông thủy sản:
- Ô nhiễm nước trong nuôi trồng thủy sản do rất nhiều nguyên nhân khác
nhau, trong đó tác động chính do các hoạt động của con người gây ra như: chất
thải sinh hoạt từ những vùng dân cư đô thị; kim loại nặng, hóa chất từ các vùng
công nghiệp; chất thải sinh hoạt từ các dịch vụ du lịch giải trí dọc bờ biển; vật
chất lơ lửng cao từ quá trình khai khoáng như cát, đá…; chất dinh dưỡng và
chất hữu cơ từ ao nuôi thủy sản; thuốc trừ sâu và các chất dinh dưỡng từ hoạt
động nông nghiệp; chất thải hữu cơ và hóa chất từ chăn nuôi; vật chất lơ lửng
trong ao nuôi nhuyễn thể hay từ lồng bè…[13]
- Ngoài các nguyên nhân nhân tạo, còn có các nguyên nhân do tự nhiên
gây ra như ô nhiễm nước do mưa, lũ lụt, bão gió… hoặc các sản phẩm hoạt
động sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng… gây ảnh hưởng xấu đến

dẫn đi sang công trình xử lý hiếu khí tiếp theo.[7]
Lọc sinh học kỵ khí:
Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp lọc kỵ khí thường sử
dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ ( BOD, COD) rất cao
(lên tới hàng ngàn mg/l). phương pháp này sử dụng rất nhiều các chủng vi
sinh vật để xử lý, các chất khí được tạo thành sau quá trình xử lý là CH4 ,
H2S, H2, CO2, NH3 [7].
Việc xử lý nước thải bằng phương pháp lọc kỵ khí thông qua 4 giai đoạn:
giai đoạn thủy phân (chuyển hóa protein thành các axit amin, cacbonhydrat và
các chất hữu cơ mạch dài); giai đoạn acid hóa (sử dụng vi sinh vật lên men các
chất hữu cơ hòa tan thành các acid béo dễ bay hơi); giai đoạn axetic hóa (sử
dụng vi khuẩn axetic thành axit axetic, CO2,H2O); giai đoạn metan hóa
(chuyển hóa các sản phẩm của các giai đoạn trên thành khí metan, sinh khối
mới, CO2).
Nước thải được đưa vào bể lọc kỵ khí sẽ được phân phối đều theo diện
tích đáy bể, nước đi từ dưới lên chảy qua lớp vật liệu lọc, các chất hữu cơ sẽ
bám lại tại vật liệu lọc có chứa vi khuẩn yếm khí và tạo thành lớp màng vi sinh
vật. Tại đây, các chất hữu cơ sẽ được hấp thụ và phân hủy, bùn cặn sẽ được giữ
lại trong khe rỗng của lớp vật liệu lọc. Sau 2-3 tháng ta sẽ xả bùn dư một lần.
Phần nước sau khi qua lớp vật liệu lọc sẽ được chảy vào máng thu và tiếp tục
đi sang công trình xử lý hiếu khí.
Vật liệu lọc có thể là:
- Dạng tấm (chất dẻo).
- Vật liệu rời hạt, như hạt polyspiren có đường kính 3-5 mm.[7]
Kỵ khí tiếp xúc:
Công trình gồm một bể phản ứng và một bể lắng riêng biệt với một thiết
bị điều chỉnh bùn tuần hoàn.


10

thăm dò, khai thác, sử dụng, tài nguyên nước, xả thải vào nguồn nước.
- Nghị định số 34/2005/NĐ-CP của Chính phủ ngày 17/3/2005 quy định
về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực tài nguyên nước.
- Nghị định số 21/2008/NĐ-CP Sửa đổi bổ sung nghị định 80/2006/NĐCP về việc quy định chi tiết hướng dẫn thi hành một số điều của luật Bảo vệ
môi trường.
- Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT về việc áp dụng tiêu chuẩn Việt
Nam về môi trường.
- Quyết định số 16/2008/QĐ-BTNMT ngày 31/12/2008 của Bộ Tài
Nguyên Môi Trường về việc ban hành Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về
môi trường.
- Một số TCVN, QCVN liên quan tới chất lượng nước:
- TCVN 6663 – 1: 2011(ISO 5667 – 2: 2006) – Chất lượng nước – Phần
1.Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu;
- TCVN 6663 – 3: 2008 (ISO 5667 – 3: 2003) – Chất lượng nước – Lấy
mẫu. Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu;
- TCVN 5999: 1995 (ISO 5667 - 10: 1992) – Chất lượng nước – Lấy
mẫu. Hướng dẫn lấy mẫu nước thải;
- QCVN 08-MT: 2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất
lượng nước mặt.


12

- QCVN 09-MT: 20158/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất
lượng nước ngầm.
- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 01-80:2011/BNNPTNT Cơ sở
nuôi trồng thủy sản thương phẩm
1.2. Tình hình nghiên cứu hệ thống nuôi trông thủy sản RAS trong và
ngoài nước
1.2.1. Mô hình hệ thống nuôi cá thuỷ lưu (RAS)

cát thạch anh, than hoạt tính, zeolite và perlite…[13]


14

Ưu điểm của phương pháp lọc
Ưu điểm chính là giá thành thấp, giá vận hành thấp, ít sử dụng hóa chất.
Thiết kế linh động, do đó có thể thích nghi với mọi loại hình công nghiệp và
diện tích của xí nghiệp.
Hệ thống lọc sinh học linh động trong việc xử lý mùi hôi, các hợp chất
hữu cơ bay hơi và các chất độc. Hiệu suất xử lý thường lớn hơn 90% đối với
các khí thải có nồng độ các chất ô nhiễm < 1000 ppm.
Nhiều loại nguyên liệu lọc, vi sinh vật và điều kiện vận hành khác nhau
có thể áp dụng để đáp ứng nhu cầu xử lý.
Nhược điểm của phương pháp lọc
Hệ thống lọc sinh học không thể xử lý được các chất ô nhiễm có khả năng
hấp phụ thấp và tốc độ phân hủy sinh học chậm ví dụ như các hợp chất hữu cơ
bay hơi có chứa clo.
Các nguồn ô nhiễm có nồng độ hóa chất cao cần các hệ thống lớn và diện
tích lớn để lắp đặt hệ thống lọc sinh học.
Nguồn gây ô nhiễm có mức độ phóng thích chất ô nhiễm biến động cao sẽ
gây ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật cũng như hiệu suất xử lý của chúng.
Thời gian để cho các vi sinh vật thích nghi với môi trường và tạo thành
các màng sinh học (biofilm) có thể kéo dài hàng tuần đến hàng tháng, đặc biệt
là đối với việc xử lý các chất hữu cơ bay hơi.
Đối với nước thải cá hồi có thành phần chất ô nhiễm không cao, dễ dàng
xử lý, độ biến động không nhiều do vậy, việc lựa chọn phương pháp xử lý
nước bằng các vật liệu lọc đã nghiên cứu là rất phù hợp cả về điều kiện kinh tế,
khả năng hoạt động vận hành của trại cá và về vấn đề bảo vệ môi trường.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu hệ thống nuôi trông thủy sản trên thế giới

Năm 1995, Austin báo cáo về dòng chế phẩm sinh học của Vibrio
alginolyticus không gây ra bất kỳ tác động có hại nào lên cá hồi. Bằng việc sử
dụng phương pháp cấy chéo, loại chế phẩm này cho thấy khả năng ức chế các
tác nhân gây bệnh cho cá. Hiện nay việc thử nghiệm chế phẩm sinh học dòng