Giải pháp đơn giản nhưng xử lý nước thải nuôi thủy sản hiệu quả

Theo báo cáo của Bamidele Oluwarotimi Omitoyin và các cộng sự (2017) đã nghiên cứu kỹ thuật xử lý nước thải bằng các giải pháp sinh học và tái sử dụng nguồn nước này để nuôi cá rô phi một cách có hiệu quả.

Biện pháp đơn giản nhưng xử lý nước thải nuôi thủy sản hiệu quả. Ảnh: Jan-Peter Kasper / FSU Jena

Nuôi trồng thủy sản là một trong những ngành nông nghiệp phát triển nhanh nhất toàn cầu. Với tổng sản lượng 66,6 triệu tấn trong năm 2012, nó cung cấp gần một nửa sản lượng thủy sản tiêu thụ cho con người. Tuy nhiên sự phát triển nhanh chóng của ngành này cũng dấy lên mối lo ngại về tác động môi trường do chất thải gây ra.

Lượng chất thải được tạo ra từ các hoạt động nuôi trồng thủy sản phụ thuộc vào đặc điểm hệ thống nuôi, đối tượng nuôi, chất lượng thức ăn và biện pháp quản lý. Việc xả nước thải trực tiếp ra môi trường gây tác động không nhỏ đến hệ sinh thái. Hàm lượng chất hữu cơ cao trong nước thải nuôi làm nguồn nước bị phú dưỡng, gây phá vỡ sự đa dạng sinh học trong các hệ sinh thái thủy sinh. Chất thải Nitrogen, là thành phần chính của nước thải nuôi thủy sản, nó có độc tính cao đối với những sinh vật nhỏ trong môi trường nước. Stephen và Farris (2004) cho rằng nồng độ ammonia tăng có thể làm tăng ammonia trong máu, gây độc cao cho cá. 

Xử lý sinh học đưa đến khả năng làm vô hại các chất gây ô nhiễm trong nước thải. Việc sử dụng men vi sinh để phòng ngừa và giảm tác hại của chất thải đã được sử dụng rộng rãi. Các vi sinh vật khác nhau, bao gồm vi khuẩn, nấm, tảo và thực vật đã từng được sử dụng để khắc phục ô nhiễm môi trường

Một số nghiên cứu đã chỉ ra loài Bacillus pumifus là một sinh vật xử lý sinh học hiệu quả. Những dòng Bacillus sp khác, bao gồm B. cereusmycoides, B. megaterium, B. mucosis, B. agglomerates, B. cartilaginous có thể được sử dụng để xử lý sinh học vì chúng có tính đối kháng, phân giải protein và đặc tính hoạt động xúc tác. Trong một nghiên cứu của Quieroz và Boyd (1998), các dòng Bacillus sản xuất thương mại được bổ sung vào nước ương nuôi cá da trơn (Ictalurus punctatus) đã cải thiện năng suất và tỷ lệ sống của cá nuôi. Khả năng xử lý những chất lắng đọng hữu cơ hiệu quả cũng đã được báo cáo với các dòng Bacillus sp như Bacillus subtilis, B. licheniformes, B. cereus, B. coagulans và Phenibacillus polymyxa.

Công nghệ sử dụng thực vật để xử lý môi trường được ứng dụng để sử dụng cho những nơi có nồng độ gây ô nhiễm thấp và đòi hỏi công nghệ giá rẻ để xử lý sinh học. Các loài thủy sinh thực vật có thể sử dụng để giảm nguy hại của nước thải và chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt. Bèo tấm là loài thực vật thủy sinh nhỏ thuộc họ Lemnaceae. Chúng được báo cáo là có tiềm năng lớn hấp thu và loại bỏ các dưỡng chất có trong nước thải như: nitrat, phosphate, canxi, natri, kali, magiê, cacbon và clorua. Các chất này được loại bỏ tuyệt đối khỏi hệ thống nuôi khi được thu hoạch. Hơn thế nữa, việc sử dụng Bèo tấm trong xử lý nước thải làm giảm nồng độ gây hại của các chất như tổng chất rắn lơ lửng (TSS), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) và nhu cầu oxy hóa học (COD) trong nước thải đã được chứng minh, đồng thời mức chóng chịu ammonia của bèo tấm khá cao lên tới 240 mg/L.

Sử dụng bèo tấm xử lý nước nuôi thủy sản

Ảnh: vanarista

Nghiên cứu đã được thực hiện để đánh giá tính hiệu quả của Bèo tấm và men vi sinh (Bacillus sp) trong hệ thống sinh học xử lý nước thải từ trại nuôi cá da trơn và tính hiệu quả của nước được xử lý trong hệ thống sinh học đến các chỉ số tăng trưởng của cá rô phi sông Nile (Oreochromis niloticus).

Phương pháp thí nghiệm

Nước thải nuôi trồng thủy sản thu từ một trại nuôi cá da trơn được xử lý bằng bèo tấm, bèo cám nhỏ (Td) trong hai tuần và sau đó nước đó được tái sử dụng để nuôi cá rô phi sông Nile (O. niloticus). Các chỉ số của cá rô phi (O. niloticus) được nuôi trong nước thải đã xử lý bèo cám nhỏ so sánh với nuôi trong nước thải được xử lý bằng vi sinh vật, chủng Bacillus sp. (Tb) và nước giếng (Tc) được kiểm soát (không được xử lý). Cá rô phi giống (n = 54) có trọng lượng ban đầu trung bình là 10,43 ± 0,04 g được nuôi dưỡng lặp lại ba lần cho mỗi nghiệm thức xử lý và được cho ăn theo nhu cầu 2 lần/ngày và trong 8 tuần.

Hình 1: Tỷ lệ làm giảm ô nhiễm trong nước thải không được xử lý sinh học và nước thải được xử lý sinh học bằng Bacillus sp (Tb) và Bèo tấm (Td) sau hai tuần.

Hình 2: Tỷ lệ cải thiện DO và pH trong nước thải không được xử lý sinh học và nước thải được xử lý sinh học bằng Bacillus sp (Tb) và Bèo tấm (Td) sau hai tuần

Từ tất cả các kết quả thu được của thí nghiệm cho thấy rằng Bèo tấm giúp loại bỏ các thành phần chất thải hữu cơ độc hại trong nước thải từ nuôi cá da trơn hiệu quả. Công nghệ liên quan đến việc sử dụng Bèo tấm rất đơn giản và chi phí thấp hơn khi so sánh với việc sử dụng Bacillus sp. Việc sử dụng Bèo tấm trong xử lý sinh học có hiệu quả trong việc giảm lượng phosphate cao, sulphat, ammonia, nitrat, nhu cầu oxy sinh học và nhu cầu oxy hóa học trong nước thải nuôi trồng thủy sản.

Đồng thời các kết quả cũng cho thấy tái sử dụng nước thải được xử lý bằng Bèo tấm thích hợp cho nuôi cá vì không làm ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và lượng oxy hòa tan vì hầu hết các chất gây ô nhiễm đã giảm đáng kể. Trong khi đó chủng Bacillus sp. chỉ có hiệu quả trong việc loại bỏ sulphate, ammonia và nitrat trong nước thải.

Cá nuôi trong nước thải xử lý sinh học có giá trị FCR (1,59 ± 0,03 khi tái sử dụng nước nuôi được xử lý bằng beoef tấm và 2,06 ± 0,06 ở phương pháp sử dụng Bacillus sp. và thấp hơn đáng kể so với FCR 2,42 ± 0,02 ghi nhận trên cá nuôi trong trong nước nước giếng. Dựa trên những kết quả của nghiên cứu này, có thể đưa ra giả thuyết rằng nước thải nuôi trồng thủy sản được xử lý sinh học có xu hướng hiệu quả hơn về khả năng tăng trưởng và hiệu quả tận dụng chất dinh dưỡng của cá nuôi hơn so với nước nuôi không được xử lý sinh học. Điều này có thể do sự hiện diện của vi sinh vật và sinh vật nhỏ có lợi trong nước thải được xử lý sinh học do sự phong phú của nó trong việc hỗ trợ nâng cao sử dụng chất dinh dưỡng cũng như chất lượng nước được cải thiện. Vì vậy, việc chuyển đổi thức ăn có hiệu quả cao hơn trong sinh khối cá nuôi được quan sát trong nước thải nuôi trồng thủy sản được xử lý sinh học, mang lại lợi nhuận kinh tế tốt hơn từ việc sử dụng nước thải sinh học trong hệ thống nuôi trồng thủy sản. 

Trong tương lai cần thực hiện các thử nghiệm tăng trưởng dài hạn trong các điều kiện nuôi và các loài thủy sản khác nhau để đánh giá việc sử dụng Bèo tấm như một cách tiếp cận hiệu quả để duy trì phát triển nuôi trồng thủy sản.