Nghiên cứu lựa chọn chất mang ưng dụng cho lọc sinh học để xử lý nước nuôi thủy sản hoàn lưa

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. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu lựa chọn chất mang ưng dụng cho lọc sinh học để xử lý nước nuôi thủy sản hoàn lưa 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 Mẫu Chất mang phân Lô nhựa Sỏi nhẹ San hô tích % % NO- NO- % NO- NO- NO- NO NH+4 NH+4 NH+4 3 giảm 2 3 giảm 2 giảm 2 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 11,26 1,20 0,90 25,78 26,80 6,10 6,90 14,32 52,26 10,00 0,87 3 19,80 24,13 1,36 0,46 23,80 32,42 2,75 2,89 12,82 57,26 10,41 0,95 4 18,80 27,96 0,38 0,98 20,20 42,64 5,00 5,26 10,00 66,66 10,53 1,16 5 12,96 50,34 0,35 0,62 7,72 78,08 1,62 3,50 9,30 69,00 10,65 1,25 6 9,80 62,45 0,71 0,23 4,29 87,81 2,67 11,18 20,80 0,00 11,15 1,37 7 5,70 78,16 0,12 0,97 3,00 91,48 2,30 13,06 16,60 20,19 13,00 1,63 8 5,32 79,61 0,67 0,40 0,31 99,11 3,97 9,73 3,90 81,25 15,60 11,7 9 32,40 0,00 0,25 0,32 30,90 0,00 13,85 2,00 1,45 93,02 34,20 12,9 10 23,30 28,08 0,23 0,32 5,80 81,22 15,10 4,40 22,93 0,00 60,20 14,9 11 15,70 51,54 0,22 0,13 5,33 82,75 14,10 6,60 10,20 55,51 62,56 24,9 12 11,66 64,01 0,77 0,13 4,91 84,11 18,80 3,85 3,46 84,91 78,60 30,4 13 11,04 65,92 0,20 0,42 3,36 89,12 14,97 3,80 0,50 97,81 85,20 5,80 14 9,20 71,60 0,10 0,05 0,57 98,15 20,20 5,18 22,40 0,00 51,30 12,3 15 25,70 0,00 1,30 0,21 0,46 98,51 16,70 4,21 12,85 42,63 25,10 20,8 16 19,40 24,51 0,43 0,10 21,4 0,00 23,90 2,00 0,28 98,75 21,95 33,3 17 17,39 32,33 0,46 0,25 8,84 58,69 30,60 5,20 27,80 0,00 41,80 39,2 18 16,78 34,70 0,55 0,42 0,18 99,15 33,50 11,48 8,86 68,12 46,70 50,8 19 15,70 38,91 0,52 1,24 15,80 0,00 44,60 6,04 1,10 96,04 60,90 93,3 20 13,63 46,96 1,05 0,36 10,07 36,26 52,00 4,92 18,10 0,00 56,30 110 21 11,00 57,19 0,55 0,98 4,75 69,93 66,00 10,25 8,20 54,69 59,50 133 22 10,75 58,17 0,23 1,04 0,25 98,41 70,00 12,00 1,08 94,03 61,60 125 * Ghi chú: Thời điểm bổ sung NH+4 ứng với % giảm là 0,00 trong bảng. Nhận xét: - Lô nhựa: Trong quá trình thí nghiệm, đã bổ sung NH4 làm 3 đợt với lượng NH4 ban đầu biến động từ 26 - 32 mg/l. Kết quả trình bày trên bảng 1 cho thấy hiệu quả giảm NH4 chỉ đạt trung bình 47,77% trong khi hàm lượng NO2- và NO3- lại sinh ra rất ít ( NO2-= 0,10 - 1,36 mg/l; NO3- = 0,05 - 1,24 mg/l). - Sỏi nhẹ: Ðã bổ sung NH4 làm 4 đợt. Kết quả cho thấy hiệu quả giảm NH4 trung bình cho cả 4 đợt là 75,25%, tăng 27,48% so với cột lọc sinh học có chất mang là lô nhựa. Tuy nhiên, hiệu quả chuyển hoá NO2- và NO3- còn chưa tốt. 1.3. San hô: Ðã bổ sung NH4- làm 6 đợt. Kết quả cho thấy hiệu quả giảm NH4 trung bình 70,75%, tăng 22,98% so với cột lọc có chất mang là lô nhựa. Tuy nhiên, hiệu quả chuyển hoá NO2- và NO3- trong môi trường hầu như không đạt yêu cầu. Từ những đánh giá trên, đã chọn sỏi nhẹ là chất mang cho thí nghiệm tiếp theo mặc dù khả năng chuyển hoá N ...