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


iii

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

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


v

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


vi

DANH MỤC VIẾT TẮT

BNN


NXB

: Nhà xuất bản

UBND

: Ủy ban nhân dân

VSMT

: Vệ sinh môi trường

VSV

: Vi sinh vật

BHYT

: Bảo hiểm y tế


vii

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

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


1

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

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


3

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


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


5

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

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


7

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

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


9

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

sinh học kỵ khí:

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp lọc kỵ khí thường sử
dụng để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ ( BOD, COD) rất cao
(lên tới hàng ngàn mg/l). phương pháp này sử dụng rất nhiều các chủng vi
sinh vật để xử lý, các chất khí được tạo thành sau quá trình xử lý là CH 4 ,
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).

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


11

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

Hình 2.4. Sơ đồ hệ thống xử lý RAS


13

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


14

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

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