Đặc tính của nước thải nuôi tôm
Nước thải thu được từ các trang trại nuôi tôm rất giàu nitrogen, phospho, muối, kim loại nặng và nhiều chất độc hại khác. Những chất này được tìm thấy với lượng dư thừa trong nước thải đầu ra, dẫn đến sự phù dưỡng và hiện tượng nở hoa của tảo. Do chứa chất hữu cơ từ thức ăn, phân chưa tiêu hóa làm giảm lượng oxy hòa tan, dẫn đến quá trình nitrate hóa, phú dưỡng hóa và gây ra những thay đổi trong các quần xã sinh vật đáy. Nếu sử dụng nguồn nước đó để tưới tiêu cho đất nông nghiệp có thể dẫn đến những tác động tiêu cực lâu dài.
Trong công nghệ loại bỏ chất gây ô nhiễm từ nước thải nuôi tôm bằng phương pháp hóa học, có thể tồn tại dư lượng hóa chất gây hại cho môi trường. Do đó, biện pháp xử lý sinh học đang rất được chú ý và phát triển.
Hình 1. Tảo xoắn quan sát dưới kính hiển vi – theo https://www.happyskin.vn/review/tao-bien-nutrex-hawaii-pure-hawaiian-spirulina-pacifica-tao-spirulina-nhat-ban)
Phương pháp xử lý nước thải ao nuôi bằng vi tảo
Vi tảo được chứng minh là có thể hấp thụ các chất dinh dưỡng (chủ yếu là các hợp chất của nitrogen và phospho) từ môi trường xung quanh để tổng hợp thành phần tế bào của chúng. Tảo sẽ hấp thụ các chất dinh dưỡng dư thừa từ nước ô nhiễm, sau đó nước được tái sử dụng hoặc thải vào môi trường. Hầu hết các loài vi tảo có thể sử dụng cả nitrogen hữu cơ và vô cơ. Xử lý nước thải dựa trên vi tảo có khả năng hấp thụ hiệu quả các chất dinh dưỡng và kim loại nặng.
Các kết quả của nghiên cứu cho thấy, các loài vi tảo như Navicula sp. có khả năng loại bỏ các chất dinh dưỡng từ các dòng ô nhiễm với hiệu suất tối đa là 80% và 70% tương ứng với amoni và phosphat; các loài tảo silic khác cũng có thể có tác động tương tự đến nước thải nuôi trồng thủy sản; Nannochloropsis oculata, một loại tảo thường được tìm thấy trong các ao nuôi tôm và các trang trại nuôi trồng thủy sản khác, cũng có khả năng loại bỏ nitrogen từ nước thải tổng hợp.
Hình 2. Mô hình tảo xoắn của Công ty cổ phần Khoa học công nghệ Tảo Việt Nam tại Nghệ An (theo https://dbndnghean.vn/bo-truong-bo-nong-nghiep-va-phat-trien-nong-thon-tham-mot-so-mo-hinh-nong-nghiep-tai-nghe-an-8416.htm)
Lợi ích của xử lý nước thải bằng vi tảo
Gần đây, công nghệ sản xuất sinh khối tảo kết hợp với lọc nước thải đã được đề xuất. Công nghệ này có nhiều tiềm năng do tốc độ phát triển nhanh của tảo, cố định khí nhà kính CO2, loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm trong nước thải và chuyển hóa chất ô nhiễm thành các sản phẩm sinh khối có giá trị.
Sinh khối vi tảo được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản làm thức ăn sống cho tất cả các giai đoạn phát triển của động vật thân mềm, cho giai đoạn ấu trùng của động vật giáp xác, một số loài cá, và động vật phù du được sử dụng trong chuỗi thức ăn nuôi trồng thủy sản, và một số ngành khác như nguyên liệu sản xuất dầu diesel sinh học, than sinh học, phân bón,..
Tuy nhiên khi sử dụng các tảo đơn bào để xử lý nước thải gặp khó khăn trong việc loại bỏ tảo sau xử lý, do kích thước nhỏ của tảo đơn bào đã gây khó khăn cho việc lọc tảo. Spirulina sp. có thể khắc phục nhược điểm này.
Hình 3. sinh khối tảo xoắn tươi: (theo https://vietnamnet.vn/thu-nuoc-than-ky-xanh-let-o-viet-nam-nhieu-nguoi-nuoi-trong-ban-1-trieukg-692767.html)
Spirulina sp. trong xử lý nước thải
Spirulina là một chi thuộc nhóm vi khuẩn lam với cấu trúc dạng sợi xoắn đa bào phân bố rộng ở hầu hết các thủy vực trên thế giới. Spirulina đóng một vai trò quan trọng trong dinh dưỡng của con người và động vật, bảo vệ môi trường thông qua tái chế nước thải và bảo tồn năng lượng. Spirulina có thể được sử dụng để xử lý nước thải, bao gồm cả nước thải từ các hoạt động nuôi trồng thủy sản, vì nó có thể chuyển hóa hiệu quả các chất dinh dưỡng và loại bỏ kim loại nặng có trong nước thải nuôi trồng thủy sản. Các nghiên cứu cho thấy, sinh khối tảo xoắn là chất hấp thụ sinh học lý tưởng để loại bỏ kim loại nặng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Kwak HW, Kim MK, Lee JY, Yun H, Kim MH, Park YH et al. (2015) Preparation of bead-type biosorbent from water-soluble Spirulina platensis extracts for chromium (VI) removal. Algal Research 7: 92–99
- Kwak HW, Kim MK, Lee JY, Yun H, Kim MH, Park YH et al. (2015) Preparation of bead-type biosorbent from water-soluble Spirulina platensis extracts for chromium (VI) removal. Algal Research 7: 92–99
- Su, Y., Mennerich, A., & Urban, B. (2012b). Coupled nutrient removal and biomass production with mixed algal culture: Impact of biotic and abiotic factors. Bioresource Technology, 118, 469–47