Phân tích các giải pháp xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp
Có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải nuôi tôm, đầu vào từ kiểm soát lượng thức ăn và thuốc sử dụng, đến các phương pháp xử lý nước thải đầu ra và phối hợp hòa trộn với chu trình thủy văn. Dưới đây là các giải pháp không sử dụng hóa chất để xử lý nước thải đầu ra của hồ nuôi.
1. Sử dụng hệ vi sinh vật
Dùng các chủng loại vi sinh, tập hợp các thành phần men ngoại bào của quá trình sinh trưởng vi sinh; các enzyme ngoại bào tổng hợp; các chất dinh dưỡng sinh học, khoáng chất kích hoạt sinh trưởng ban đầu và xúc tác hoạt tính có tác dụng phân giải chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan từ phân tôm, các thức ăn thừa tích tụ để tạo sự ổn định, duy trì chất lượng nước và cả màu nước trong ao hồ. Giải pháp này có hai hướng:
Phương pháp hiếu khí: sử dụng các vi sinh vật hiếu khí để xử lý. Nhóm nghiên cứu Phan Thị Hồng Ngân và Phạm Khắc Liệu (Đại học Huế) ứng dụng công nghệ xử lý hiếu khí với lớp đệm ngập nước (Submerge Aerated Fixed Bed – SAFB), sử dụng bùn hoạt tính hiếu khí đã thích nghi, xử lý tốt nước thải nuôi trồng thủy sản nước lợ với hiệu suất loại COD đạt 73,7%, loại NH4-N đạt 97,4%. Phương pháp hiếu khí có thời gian lưu bùn dài còn tạo điều kiện cho sự sinh trưởng và hoạt động của vi khuẩn nitrate hóa.
Phương pháp kỵ khí: sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí để xử lý. Đây là phương án thường được sử dụng để xử lý nước thải, đặc biệt thông dụng là bể kỵ khí kiểu đệm bùn dòng chảy nghịch (Upflow Anaerobic Sludge Blanket – UASB). Công nghệ này phân phối nước thải từ dưới lên, qua lớp bùn kỵ khí để tiến hành quá trình phân hủy chất hữu cơ bằng các vi sinh vật kỵ khí. Hệ thống tách pha phía trên sẽ tách các pha rắn-lỏng-khí để tách các chất khí, chuyển bùn xuống đáy bể và dẫn nước sau xử lý ra ngoài. Nghiên cứu của Mirzoyan N. và Gross A. công bố tại NCBI cho thấy, bể phản ứng UASB ứng dụng tốt trong xử lý nước thải nuôi thủy sản nước lợ, giảm 81% chất rắn lơ lửng (TSS), 98% COD, 92% chất dễ bay hơi.
2. Sử dụng hệ động thực vật
Có thể tiến hành hấp thụ các chất ô nhiễm dựa trên cơ sở quá trình chuyển hóa vật chất trong hệ sinh thái thông qua chuỗi thức ăn. Thường người ta dùng thực vật phù du, tảo hay rong để hấp thụ nitơ, phốtpho và carbon,… trong nước thải để tăng sinh khối. Một nghiên cứu của Phân viện Khoa học vật liệu Nha Trang về khả năng xử lý môi trường ưu dưỡng ở các ao nuôi tôm sú chuyên canh cho thấy, rong sụn có khả năng hấp thụ một lượng muối amôn rất lớn với tốc độ cao. Chỉ sau 24 giờ, với mật độ rong 400 g/m2, hàm lượng amôn trong nước giảm trên 20%. Ðến ngày thứ 5 lượng amôn giảm đi hơn 80% và đến ngày thứ 10, amôn chỉ còn 10% so với ban đầu. Ðối với phosphate, sau 24 giờ rong sụn hấp thụ được từ 30-60%. Nghiên cứu của Ngô Thị Thu Thảo và cộng sự về ảnh hưởng của việc nuôi kết hợp các mật độ rong sụn với tôm chân trắng cũng kết luận: rong sụn giúp cải thiện chất lượng môi trường và nâng cao chất lượng tôm nuôi, sinh khối rong ở mức 400-800 g/m3 là phù hợp cho mô hình nuôi kết hợp.
Trong chuỗi thức ăn, người ta cũng dùng các động vật bậc một ở vùng nước ven biển như nghêu, sò huyết, vẹm, hàu…để tiêu thụ thực vật phù du và cải thiện điều kiện trầm tích đáy hay các loài cá ăn thực vật phù du và mùn bã hữu cơ như cá măng, cá đối, cá rô phi,… Nghiên cứu của tác giả Dương Thị Thành (Đại học Bách Khoa TP.HCM) cho thấy, tảo Tetraselinmis sp. và nhuyễn thể hai mảnh là một giải pháp phù hợp để xử lý nước thải nuôi tôm công nghiệp, bảo vệ môi trường. Đại học Nông Lâm Huế cũng có nghiên cứu về khả năng xử lý chất hữu cơ của cá rô phi, cá đối và ốc đinh trong nước thải nuôi tôm chân trắng thâm canh. Kết quả cho thấy, với nước thải đầu vào có các thông số ôxy hòa tan, NH3, BOD5, COD, TSS, coliform vượt quá ngưỡng giới hạn của thông tư 44/2010/TT-BNNPTNT và QCVN 11:2008/BTNMT nhiều lần, sử dụng một tỉ lệ thích hợp các đối tượng nuôi đã giúp nước sau xử lý đạt yêu cầu quy định, tuy chỉ tiêu coliform vẫn còn cao hơn ngưỡng cho phép.
3. Sử dụng hệ đất ngập nước
Là giải pháp có thể ứng dụng ở những nơi có nhiều diện tích đất trống, tuy hiệu quả xử lý không cao bằng các phương án khác. Nguyên lý thực hiện dựa vào sự cộng sinh giữa vi sinh vật và thực vật để xử lý nước, thông qua các quá trình phân hủy kỵ khí hay hiếu khí của vi sinh vật và quang hợp của thực vật. Nghiên cứu của Nguyễn Thị Thảo Nguyên và cộng sự ở Đại học Cần Thơ về khả năng xử lý nước nuôi thủy sản thâm canh bằng hệ thống đất ngập nước kiến tạo cho thấy, hệ thống đất ngập nước chảy ngầm đứng (VF) có nồng độ NH4-N, tổng nitơ, PO4-P và tổng phốtpho trong nước bể nuôi thấp hơn so với hệ thống chảy ngầm ngang (HF). Ngoài ra, hệ thống VF giúp cải thiện điều kiện ôxy trong nước bể nuôi. Theo ước tính cân bằng dinh dưỡng, hệ thống VF có thể loại bỏ 74% nitơ và 69% phốtpho trong nước bể nuôi, trong khi hệ thống HF loại bỏ được 86% nitơ và 72% phốtpho.
Rừng ngập mặn là hệ sinh thái đất ngập nước, có thể sử dụng như bể lọc sinh học cho các chất ô nhiễm do nuôi trồng thủy sản ven biển. Nghiên cứu của Dominique Gautier và cộng sự về việc sử dụng các vùng đất ngập nước mặn như lọc sinh học để xử lý chất thải từ trang trại nuôi tôm 286 ha ở Colombia cho thấy, nước thải trang trại được tái tuần hoàn một phần qua một rừng ngập mặn 120 ha. Sau 3 tháng, TSS, lượng ôxy hòa tan và độ pH giảm đáng kể ở đây.
