Nghiên cứu lựa chọn chất mang ưng dụng cho lọc
sinh học để xử lý nước nuôi thủy sản hoàn lưu
I. Mở đầu
Một trong những khó khăn lớn của các trại sản xuất giống
hải sản là hiện tượng con giống chết hàng loạt trong thời
gian ngắn do bị nhiễm bệnh hoặc do thay nước có thành
phần hóa lý không phù hợp. Thực tế cho đến nay vẫn chưa
có mô hình xử lý nước thật sự hiệu quả để tái sử dụng nước
cho trại giống ở nước ta mặc dù việc này hoàn toàn có khả
năng thực hiện được và nhiều nước trên thế giới đã tiến
hành. Trong các phương pháp hóa lý và sinh học đang được
áp dụng để xử lý nước từ các trại giống, phương pháp lọc
sinh học có nhiều ưu điểm do chi phí thấp, xử lý môi
trường hiệu quả và an toàn.
Hiện nay, chỉ có rất ít trại giống ở nước ta sử dụng công
nghệ lọc sinh học nhưng hiệu quả ứng dụng không cao do
trong quá trình vận hành các trại chưa tuân thủ nghiêm ngặt
các công đoạn của quy trình xử lý. Lọc sinh học rất dễ trở
thành con dao hai lưỡi nếu các điều kiện về tuần hoàn
nước, pH, hàm lượng DO và vật liệu lọc không thích hợp
cho vi sinh vật bám dính.
Trong phạm vi bài báo này, chúng tôi chỉ đề cập tới nghiên
cứu lựa chọn vật liệu cố định thích hợp cho vi sinh vật bám
dính như một trong những khâu quan trọng của hệ lọc sinh
học.
II.Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
1. Vật liệu
- Ba loại chất mang để thử nghiệm là lô nhựa, sỏi nhẹ và
san hô.
- Nước dùng nuôi thuỷ sản lấy từ Trạm Quý Kim, Hải
Phòng, độ mặn 15 %o có bổ sung thêm (NH4)2SO4- 0,11
g/l; K2HPO4- 0,013 g/l; đường saccharosa - 0,06 g/l; sắt -
EDTA - 0,1 m/l.
2. Phương pháp
- Xác định pH và t0C bằng máy đo pH-320 WTW-Ðức,
DO bằng máy đo ôxy 330- Ðức, và N-NH+4, N-NO-2, N-
NO-3 theo tài liệu Standard methods for examination of
water and wastewater (American Public Health
Association)
- Ðể so sánh thử nghiệm hiệu quả của các chất mang khác
nhau, chúng tôi sử dụng hệ lọc sinh học gồm một cột lọc
tầng sôi và một cột lọc nhỏ giọt đối với mỗi chất mang
(hình 1). Trong quá trình thí nghiệm, bơm liên tục nước ở
bể nuôi vào đáy cột lọc tầng sôi, đồng thời bổ sung khí nén
nhằm cấp thêm ôxy cho vi khuẩn sống trong hệ thống lọc
chìm sinh học. Trong cột lọc tầng sôi, nước được vận
chuyển từ dưới lên trên rồi phun lên chất mang của cột lọc
nhỏ giọt. Khi nước chảy liên tục trong hệ thống, trên bề
mặt của chất mang sẽ dần dần hình thành màng sinh học
bao gồm các vi khuẩn hiếu khí, tuỳ tiện và kỵ khí.
- Ðánh giá hiệu quả của chất mang thông qua hiệu quả
chuyển hóa N-NH+4, N-NO-2, N-NO-3.
III. Kết quả và thảo luận
1. So sánh hiệu quả của quá trình nitrat hoá ở cột lọc sinh
học có chất mang là lô nhựa, sỏi nhẹ và san hô
Tiến hành thí nghiệm ở nhiệt độ khoảng 15,8 - 25,80C; pH
7,36 - 8,95 và DO 5,33 - 7,56 mg/l. Ðây là điều kiện tương
đối thuận lợi cho hệ vi sinh vật trong cột lọc sinh học hoạt
động.
Bảng1: Biến động của NH+4, NO-2, NO-3 trong quá trình
xử lý nước nuôi thuỷ sản bằng cột lọc sinh học có các chất
mang khác nhau
Chất mang
Lô nhựa Sỏi nhẹ San hô
Mẫu
phân
tích
NH+4
%
giảm
NO
-
2
NO
-
3
NH+4
%
giảm
NO
-
2
NO
-
3
NH+4
%
giảm
NO
-
2
NO
3
1 26,10
0,00 0,48
0,56
35,22
0,00 2,40 3,20 30,00
0,00 0,00
0,00
2 23,16
11,261,20
0,90
25,78
26,806,10 6,90 14,32
52,2610,00
0,87
3 19,80
24,131,36
0,46
23,80
32,422,75 2,89 12,82
57,2610,41
0,95
4 18,80
27,960,38
0,98
20,20
42,645,00 5,26 10,00
66,6610,53
1,16
5 12,96
50,340,35
0,62
7,72 78,081,62 3,50 9,30 69,0010,65
1,25
6 9,80 62,450,71
0,23
4,29 87,812,67 11,1820,80
0,00 11,15
1,37
7 5,70 78,160,12
0,97
3,00 91,482,30 13,0616,60
20,1913,00
1,63
8 5,32 79,610,67
0,40
0,31 99,113,97 9,73 3,90 81,2515,60
11,7
9 32,40
0,00 0,25
0,32
30,90
0,00 13,852,00 1,45 93,0234,20
12,9
10 23,30
28,080,23
0,32
5,80 81,2215,104,40 22,93
0,00 60,20
14,9
11 15,70
51,540,22
0,13
5,33 82,7514,106,60 10,20
55,5162,56
24,9
12 11,66
64,010,77
0,13
4,91 84,1118,803,85 3,46 84,9178,60
30,4
13 11,04
65,920,20
0,42
3,36 89,1214,973,80 0,50 97,8185,20
5,80
14 9,20 71,600,10
0,05
0,57 98,1520,205,18 22,40
0,00 51,30
12,3
15 25,70
0,00 1,30
0,21
0,46 98,5116,704,21 12,85
42,6325,10
20,8
16 19,40
24,510,43
0,10
21,4 0,00 23,902,00 0,28 98,7521,95
33,3
17 17,39
32,330,46
0,25
8,84 58,6930,605,20 27,80
0,00 41,80
39,2
18 16,78
34,700,55
0,42
0,18 99,1533,5011,488,86 68,1246,70
50,8