Đề tài Các quá trình xử lý nước trong ao nuôi trồng thủy sản

Các quá trình xử lý nước trong ao nuôi trồng thủy sản ĐẠI HỌC NHA TRANG Khoa NTTS Đề tài 1 GVHD:ths.Phạm Thị Thúy Nga Thực Hiện : Nhóm 4 Danh sách thành viên nhóm 6 Nguyễn An Tiến 2 Lê thị phú31 Huỳnh Thanh Minh3 Hồ Đắc Nguyên6 Phan Văn Cương4 Nguyễn Thanh Doanh 7 Nguyễn Thị Thu Hòa5 Nguyễn Thị Hồng Trang8 I - Hiện trạng nguồn nước trong NTTS - Mức độ ô nhiễm - Tiêu chuẩn về chất lượng nước trong NTTS II - Nguyên nhân gây ô nhiễm - Nguyên nhân bên ngoài - Nguyên nhân bên trong III - Quy trình xử lý nước - Phương pháp lắng - lọc cơ học - Phương pháp lắng - lọc hóa học - Phương pháp lắng - lọc sinh học - Phương pháp khử trùng IV - Tác dụng của việc xử lý nước V - Kết luận 3 I – Hiện trạng nguồn nước trong NTTS  1- Mức độ ô nhiễm - Nguồn nước đang là vấn đề đặt ra hàng đầu trong nghành ntts - Nước ntts mang theo chất thải của vật nuôi nếu không được xử lý sẽ gây ra ô nhiễm nhiêm trọng - Chất thải bắt nguồn từ thức ăn không ăn hết, phân , xác vật nuôi , xác tảo ,mùn bã hữu cơ và chuyển hoá dinh dưỡng là nguồn gốc chủ yếu của các chất gây ô nhiễm ở các trại quản lý kém. - Nước thải mang theo một lượng lớn hợp chất nitơ, photpho và các chất dinh dưỡng khác, gây nên sự siêu dinh dưỡng và rộng dinh dưỡng, kèm theo sự tăng sức sản xuất ban đầu và nở rộ của vi khuẩn. Sự có mặt của khí HS , NH3 , hợp chất carbonic và chất hữu cơ sẽ làm giảm ôxy hoà tan , tăng COD, BOD và hàm lượng metan trong vực nước tự nhiên. 4  Môi trường càng ô nhiễm, tôm cá càng dễ mắc bệnh, người dân càng dùng nhiều thuốc, hoá chất. Liều lượng tăng theo mức độ “nhờn thuốc” của thuỷ sản đồng hành với việc môi trường bị huỷ hoại nặng nề. Hậu quả của vòng luẩn quẩn đó là sự hủy hoại nghiêm trọng môi trường vùng nuôi song hành với lãng phí tiền bạc của dân.  5Nguồn nước ô nhiễm nặng nề khiến thủy sản cũng bị ô nhiễm ở mức báo động. 2 – Tiêu chuẩn về chất lượng nước trong ntts 1 Nguồn nươc tốt Độ trong từ 30 -40 cmpH từ 7.5 – 8.5 COD 0-50 mg/l Nhiệt độ 25-30 oC Hàm lượng oxy 4-8 mg/l Màu nước : xanh chuối non II – Nguyên nhân gây ô nhiễm Nguyên nhân bên trong -Bùn đáy (60-70 % ) -Xác tảo ( 10-20% ) -Chất thải , xác vật nuôi Nguyên nhân bên ngoài -Nguồn nước thải công nghiệp -Nguồn nước thải sinh hoạt - Hoạt động tàu thuyền trên biển 2 Nguyên nhân chính 8 III Quy trình xử lý nước Quy trình xử lý nước Tuỳ theo mức độ ô nhiễm của nguồn nước để xử lý theo mô hình hiệu quả nhất Lắng lọc cơ học Lọc hóa học Lọc Sinh Học Phương Pháp Khử Trùng 1 – Phương pháp lắng-lọc cơ học (xử lý sơ cấp) 10 - Đưa nước vào ao chứa để lắng lọc , hay cho nước chảy qua các bể lọc xuôi hoặc ngược, có thể loại bỏ các chất vẩn hữu cơ lơ lửng có trong nguồn nước , bám trên các chất vẩn đó là nhiều các tác nhân khác nhau thuộc vi khuẩn , nấm , nguyên sinh động vật. -Ưu điểm:dễ làm,đỡ tốn kém,không tác động nhiều đến môi trường. -Nhược điểm: Đây là hình thức lọc thô, nên không thể tiêu diệt triệt để các loại tác nhân gây bệnh 11 -Do vi sinh vật thường sống trong các chất phù du có bản chất vô cơ hay hữu cơ nên chúng có thể làm thay đổi kích thước và hình dạng các chất này; làm thay đổi tốc độ sa lắng cũng như sự tích tụ các hạt sa lắng trong thủy vực. -Các hạt phù du có thể bị phá hủy từng phần hoặc hoàn toàn khi được vi sinh vật làm thức ăn hoặc tan vào dung dịch qua các phản ứng vô cơ -Ở các vùng yếm khí xảy ra các quá trình lên men như phản Nitrat hóa hoặc phản Sunfat hóa. H2S sinh ra từ sự khử Sunfat sẽ liên kết với Fe tạo ra FeS dẫn đến tạo thành chất bùn Sunfua Sắt màu đen có mùi khó chịu. Bùn này thường được tích lũy nhìêu ở đầm hồ và các vùng bị nhiễm nước thải Vi sinh vật sản sinh ra các hợp chất có mùi hôi: Tảo lam:Anabacna scheremetievi, Lyngbya Best, Oscillatoria agardhii.. Nấm:Actinomycetes, Streptomyces 12 13 2–Phương pháp lọc hóa học (xử lý thứ cấp) 14 - Đây là phương pháp tập trung lượng chất hữu cơ hòa tan (DOC) bằng quá trình hấp thụ xảy ra giữa bề mặt tiếp xúc giữa chất rắn – chất lỏng hay bề mặt chất khí – chất lỏng . - Tác dụng : Dùng để loại bỏ những chất không phân hủy sinh học hoặc khó loại bỏ bởi lọc sinh học hoặc lọc cơ học thông thường bao gồm những sản phẩm tự nhiên như chất mùn và hợp chất phenolic , các chất gây ô nhiễm nhân tạo như các hydrocacbon khử chlorine ( dầu và thuốc trừ sâu ) . - Ưu điểm : Tác dụng nhanh , dễ thực hiện - Nhược điểm : Có thể gây hại cho vật nuôi Phương pháp làm mềm nước Cơ sở của phương pháp này là đưa các hóa chất có khả năng kết hợp với các ion Ca2+ ,Mg2+ có trong nước tạo thành các kết tủa và loại trừ chúng bằng phương pháp lắng lọc 15 Làm mềm nước bằng trinatriphophat (Na3PO4) Làm mềm nước bằng vôi kết hợp với sôda Làm mềm nước Làm mềm nước bằng trinatriphophat (Na3PO4) 3CaCl2+2Na3PO4=Ca3(PO4)2 +6NaCl 3MgSO4+2Na3PO4=Mg3(P04)2 +3Na2SO4 3Ca(HCO3)2+2Na3PO4=Ca3(PO4)2 +6NaHCO3 3Mg(HCO3)2+2Na3PO4=Mg3(PO4)2 +6NaHCO3 MgSO4+Ca(OH)2=Mg(OH)2 +CaSO4 MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2 + CaCl2 CaSO4+Na2SO3=CaSO3 +Na2SO4 CaCl2+Na2SO3=CaSO3 +2NaCl Làm mềm nước bằng vôi kết hợp với sôda Xử lý bằng EDTA 17 HOOCH2C NaOOCH2C N-CH2-CH2-N CH2COONa CH2COOH Ca2+ OOCH2C NaOOCH2C N-CH2-CH2-N Ca CH2COONa CH2COO + Nội phức bền vững và tan trong nước 18 3–Phương pháp lọc sinh học (xử lý thứ cấp) 19 -Nước sau khi sử dụng sẽ tích tụ nhiều chất thải vô cơ và hữu cơ, để làm sạch nước và tái sử dụng người nuôi áp dụng biện pháp lọc sinh học. Lọc sinh học là sử dụng các sinh vật sống để làm sạch nước trong đó nhóm vi khuẩn dị dưỡng và tự dưỡng đóng vai trò quan trọng. -Ưu điểm:thân thiện với ,môi trường nuôi,có thể áp dụng rộng rãi,dễ thực hiện. -Nhược điểm:nếu không áp dụng đúng phương pháp thì sẽ gây hại cho vật nuôi. Cơ chế của lọc sinh học 1 Các chất hữu cơ tiếp xúc bề mặt tế bào vi sinh vật 2 Khuếch tán và hấp thụ các chất ô nhiễm nước 3 Chuyển hoá các chất này vào trong nội bào để sinh năng lượng và tổng hợp các vật liệu mới cho tế bào vi sinh vật. Chế phẩm sinh học Khi đưa CPSH vào môi trường nước ao, các vi sinh vật sẽ sinh sôi và phát triển rất nhanh trong môi trường nước. Sự hoạt động của các vi sinh vật có lợi sẽ có tác dụng cho các ao hồ nuôi thủy sản. 21 22 a. Nhóm VSV dị dưỡng hoại sinh: Một số loài của nhóm vi khuẩn Bacillus dùng để làm sạch môi trường nhờ khả năng sinh các enzyme (proteaza, amylaza, xenlulaza, kitinaza) phân hủy các chất hữu cơ được tạo nên bởi nhiều nguồn gốc khác nhau trong ao b .Hấp thụ một số khí độc như Nitrosomonas spp có thể phân hủy Ammonia thành nitrite,Rhodobacter spp và Rhodococcus spp có khả năng làm giảm H2S trong đáy aocho môi trường trong sạch hơn, giúp tôm cá phát triển tốt c. Ức chế sự hoạt động và phát triển của vi sinh vật có hại,hạn chế được mầm bệnh phát triển để gây bệnh cho tôm cá, như Vibrio spp ở nước mặn, Aeromonas spp ở nước ngọt. d. Giúp ổn định độ pH của nước, ổn định màu nước do chế phẩm vi sinh hấp thu chất dinh dưỡng hòa tan trong nước nên hạn chế tảo phát triển nhiều, điều khiển sự phát triển ổn định của tảo phù du do đó sẽ giảm chi phí thay nước. 23 Các nhóm vi sinh vật trong chế phẩm sinh học Dùng các loại thực vật cỡ lớn 24 Phần cơ thể Nhiệm vụ Rễ hoặc thân Là giá bám cho vi khuẩn phát triển Lọc và hấp thu chất rắn Thân hoặc lá ở mặt nước hoặc phía trên mặt nước Hấp thu ánh mặt trời do đó ngăn cản sự phát triển của tảo Làm giảm ảnh hưởng của gió lên bề mặt xử lý Làm giảm sự trao đổi giữa nước và khí quyển Chuyển oxy từ lá xuống rễ 25 Khử trùng  Khử trùng là một quá trình nhằm tiêu diệt các sinh vật gây hại cho động vật nuôi, tiệt trùng là tiêu diệt toàn bộ tất cả sinh vật. 26 Khử trùng bằng chlorine Ưu điểm: - Clorin có khả năng diệt khuẩn mạnh, diệt trừ một số loại virus, các ký chủ mang virus (tôm nhỏ, ruốc...), vi khuẩn, tảo, động vật phù du... Nhược điểm: - Dư lượng clo tích tụ lâu ngày có thể làm thoái hóa môi trường. -Khó gây màu nước sau khi sử dụng. -Cơ chế Ca(OCl)2 là dạng bột khi gặp nước xảy ra phản ứng Ca(OCl)2 + 2H2O ↔ 2HOCl + Ca(OH)2 HOCl là một hợp chất có năng lực khử trùng mạnh.nó khếch tán xuyên qua vỏ tế baò của vi sinh vật, sau đó phản ứng với men bên trong tế bào và phá hủy quá trình trao đổi chất dẫn đến diệt vong tế bào 27 28 pH OCl- HOCl 4 5 6 7 8 9 10 Quan hệ giữa OCl- và HOCl theo giá trị pH Trong môi trường nước mặn, lợ Clorin hiện diện dưới hai dạng HOCl và OCl- ; HOCl có độc tính cao hơn OCl- 100 lần. Khử trùng bằng chất oxi hóa Loại bỏ vi sinh ra khỏi môi trường nước. Giết chết hoặc vô hiệu hóa các chủng loại vi sinh gây bệnh -Ưu diểm : dễ sử dụng , có tác dụng nhanh, diệt được nhiều vi sinh gây bệnh. - Nhược điểm : thời gian lưu tồn lâu , nếu dư lượng lớn thì sẽ gây độc 29 khử trùng bằng Thuốc tím (Kali Permanganate – KMnO4) Cơ chế:Thuốc tím (KMnO4) được sử dụng với nồng độ 1-2 ppm có tác dụng tăng DO và giảm chất hữu cơ trong ao nuôi (hàm lượng COD cũng giảm nhẹ); Thuốc tím trong nước hoạt động dưới dạng MnO4 -, với nồng độ 20 ppm trong 1 giờ diệt được nhóm Nguyên sinh động vật và nhóm vi khuẩn dạng sợi (Flexibacter columnaris) tạo mảng bám.loại các chất hữu cơ lơ lửng và lắng tụ trong ao nuôi thủy sản ưu điểm:oxi hóa chất khử vô cơ như H2S, phân hủy chất hữu cơ,diệt khuẩn phòng trị bệnh cho đối tượng nuôi nhược điểm:thời gian khử trùng kéo dài nên ít được sử dụng làm chất khử. nếu hàm lượng chất hữu cơ trong ao cao, cần tăng nồng độ thuốc dùng để bù lại một lượng thuốc sẽ tham gia oxy hóa chất hữu cơ, duy trì nồng độ cần thiết tác dụng dược lý của thuốc 30 31 Khử trùng bằng chất khử (Formalin ) Cơ chế: . Ngoài ao nuôi Formalin được sử dụng từ 10-25 ppm, đặc biệt khi bệnh bùng nổ Formalin được dùng như thuốc chữa bách bệnh. Tuy nhiên khi sử dụng Formalin phải có nước dự phòng để thay đổi nước nhằm loại bỏ chất hữu cơ và nó cũng là nguyên nhân làm giảm hàm lượng Oxygen trong ao nuôi. Lưu ý trong thời gian sử dụng Formalin trong ao nuôi thì ngưng cho tôm, cá ăn và sau 24 giờ phải thay đổi nước. c.ưu điểm:oxi hóa chất khử vô cơ như H2S, phân hủy chất hữu cơ,diệt khuẩn phòng trị bệnh cho đối tượng nuôi d.nhược điểm:thời gian khử trùng kéo dài nên ít được sử dụng làm chất khử. nếu hàm lượng chất hữu cơ trong ao cao, cần tăng nồng độ thuốc dùng để bù lại một lượng thuốc sẽ tham gia oxy hóa chất hữu cơ, duy trì nồng độ cần thiết tác dụng dược lý của thuốc 32 Dùng ozone để khử trùng Ozone là một chất khí có màu ánh tím ít hòa tan trong nước và rất độc hại đối với con người. ở trong nước, ozone phân hủy rất nhanh thành oxy phân tử và nguyên tử. Ozone có tính hoạt hóa mạnh hơn Clo, nên khả năng diệt trùng mạnh hơn Clo rất nhiều lần. Thời gian tiếp xúc rất ngắn do đó diện tích bề mặt thiết bị giảm, không gây mùi vị khó chịu trong nước kể cả khi trong nước. có chứa phênol 33 Khử trùng bằng tia cực tím Định nghĩa: là dùng đèn cực tím để sát trùng nguồn nước, tia cực tím có tác dụng kìm hãm khả năng sinh sản của vi khuẩn và nấm. Do đó, dùng đèn cực tím để kìm hãm vi khuẩn và nấm tốt hơn so với dùng các loại hóa chất diệt khuẩn và diệt nấm Ưu điểm: không sử dụng hoá chất trong ao nuôi, góp phần đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm thủy sản. Cách thức và phương pháp sử dụng rất đơn giản nhưng cho tôm nuôi thuơng phẩm đạt chất lượng cao, không có kháng sinh, giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành mà lại cho lợi nhuận cao. Nhược điểm: kìm hãm khả năng sinh sản của vi khuẩn và nấm không làm cho nước không làm cho nước hoàn toàn vô trùng 34 35 Nguyên lý diệt khuẩn của tia cực tím: Một đoạn DNA của vi khuẩn trước khi bị chiếu tia cực tím. Đoạn gen đã bị phá hủy Tia cực tím Chlorine Ozone Phương pháp Vật lý Hóa học Hóa học Vốn đầu tư Thấp Trung bình Cao Chi phí vận hành Thấp Trung bình Cao Chi phí bảo trì, thay thế Thấp Trung bình Cao Tần xuất bảo trì Thấp Trung bình Cao Hiệu quả diệt khuẩn Rất tốt tốt không có kiểm chứng Thời gian tiếp xúc 1 - 3 giây 15 - 45 phút 10 - 15 phút Nguy cơ đối với người dùng ít lớn lớn Độc hại không Có Có Tính hóa học của nước thay đổi? không Có Có Có để lại mùi? không Có 37 Purolite tốc độ cao Đây là phương pháp xử lý cao phân tử, các chất ô nhiễm lơ lửng hay hoà tan trong nước sau khi được xử lý bằng các hóa chất sẽ lắng xuống đáy và sẽ được loại ra ngoài, phần nước trong sẽ được tái sử dụng trở lại. Nước tái sử dụng đạt tiêu chuẩn loại A -TCVN 5945 : 2005. Với mô hình này, nước thải ở ao ương được tuần hoàn trở lại ao trong suốt vụ ương. 38 39 Công nghệ Biofloc  Trong môi trường ao nuôi luôn có sự hiện diện của các vi khuẩn dị dưỡng. Chúng có khả năng đồng hóa các chất thải hữu cơ, chuyển thành sinh khối của vi khuẩn (thường rất giàu protein) trong thời gian cực ngắn mà không cần ánh sáng như các loại tảo. Nếu được giữ lơ lửng liên tục trong nước, khi đã đạt một mật độ nhất định, các vi khuẩn sẽ kết dính lại với nhau thành những hạt nhỏ, gọi là floc. Floc có khoảng 2-20% tế bào sống và 60-70% là chất hữu cơ. Trên hạt floc ngoài các vi khuẩn dị dưỡng, còn có nhiều sinh vật khác như nấm, tảo, động vật phù du… 40 41 Nguồn nước tự nhiên Ao xử lý hóa học Ao chứa,lắng Ao nuôi tôm Ao rong câu Ao nuôi cá nhuyễn thể Khi tôm bị nhiễm bệnh IV - Tác dụng của việc xử lý nước 42 Hạn chế ô nhiễm môi trường 1 Tránh sự lây lan dịch bệnh 2 Giảm chi phí sản xuất 3 Mở rộng vùng sản xuất 4 43 Chất lượng nước nuôi thủy sản bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như nước thải từ các hồ ao nuôi,hóa chất sử dụng trong sản xuất..ô nhiễm nguồn nước sẽ làm mất cân bằng sinh thái nghiêm trọng,thậm chí không thể nuôi tiếp vụ sau. Vì vậy chúng ta cần có những biện pháp xử lý chất lượng nước như (lắng lọc cơ học,lọc hóa học,lọc sinh học,khử trùng) và kết hợp để có hiệu quả nhất,nhằm nâng cao chất lượng nước và phát triển bền vững NTTS.