THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM

&&&

LỜI CẢM ƠN

Qua 4,5 năm học tập và rèn luyện tại trường Trường Đại Học Bách Khoa TP. HCM, được sự chỉ bảo và giảng dạy nhiệt tình của quý thầy cô, đặc biệt là quý thầy cô khoa Cơ Khí đã truyền đạt cho em những kiến thức về lý thuyết và thực hành quý báu trong suốt thời gian học ở trường.

Chúng em xin cảm ơn Khoa Cơ Khí, Bộ môn Chế Tạo Máy đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện luận văn này.

Chúng em xin cảm ơn thầy đã tận tình hướng dẫn chúng em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Thầy đã truyền đạt những kiến thức chuyên môn, những kinh nghiệm quý giá và cung cấp các tài liệu hữu ích để giúp chúng em thực hiện đề tài này.

Xin chân thành cảm ơn toàn bộ nhân viên của Trung tâm Phát triển Công nghệ và Thiết bị Công nghiệp Sài Gòn (CENINTEC) đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong thời gian thực hiện đề tài.

Đặc biệt hơn, chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, các đàn anh trong khoa Cơ Khí đã động viên, giúp đỡ, góp ý và chia sẻ với chúng em vào những lúc khó khăn.

Cuối cùng, chúng em xin kính chúc quý thầy cô của trường Đại học Bách Khoa TP.HCM được dồi dào sức khỏe để tiếp tục dẫn dắt thế hệ tương lai và đạt được nhiều thành công hơn nữa trên con đường giảng dạy và nghiên cứu khoa học.

Bên cạnh đó, do kiến thức còn hạn hẹp nên không tránh khỏi những thiếu sót trong luận văn cũng như kiến thức chuyên môn. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn.

Chúng em chân thành cảm ơn!

LỜI NÓI ĐẦU THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM

***

Đề tài luận văn “Thiết kế hệ thống thiết bị xử lý môi trường nước nuôi tôm” là một đề tài tương đối mới ở nước ta. Mục đích của đề tài này là xây dựng một hệ thống áp dụng các công nghệ xử lý nước tiên tiến nhằm mục đích đạt được chất lượng nước theo tiêu chuẩn quốc tế HACCP, qua đó nâng cao chất lượng và giảm thiểu tình hình dịch bệnh đang hoành hành ở tôm, từ đó mang lại lợi nhuận cho người nông dân nói riêng và nền kinh tế nước nhà nói chung. Đề tài sẽ tập trung vào các phần sau đây:

Tổng quan về tình hình của ngành thủy sản và vấn đề xử lý môi trường nước nuôi tôm tại Việt Nam và trên thế giới.
Giới thiệu về công nghệ nuôi tôm và xác định các yêu cầu xử lý môi trường nước nuôi tôm.
Đề xuất, so sánh và lựa chọn phương án xử lý nước của hệ thống nuôi tôm.
Xác định chức năng, cấu hình, và thiết kế cụm xử lý điện từ trường.
Xác định chức năng, cấu hình, và thiết kế cụm xử lý UV.
Xác định chức năng, cấu hình, và thiết kế cụm xử lý Ozone.
Xác định chức năng, cấu hình, và thiết kế cụm xử lý Javen và sinh học.

Vì thời gian thực hiện ngắn và trình độ chuyên môn có hạn, do đó những sai sót trong luận văn là không thể tránh khỏi, kính mong quý thầy cô góp ý và chỉ bảo.

DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Nuôi trồng thủy sản đang mở rộng để đáp ứng nhu cầu của thế giới................... 2

Hình 1.2: Sản lượng thủy sản của Việt Nam giai đoạn 1995 – 2005 ................................... 4

Hình 1.3: Nước thải ra môi trường rồi bơm trở lại gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tôm nuôi 10

Hình 1.4: Nông dân gánh chịu hậu quả nặng nề do nguồn nước bị ô nhiễm..................... 11

Hình 1.5: Sơ đồ khối công nghệ nuôi tôm tuần hoàn............................................................ 12

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống ao nuôi tôm và qui trình vận hành nước trong ao...................... 26

Hình 3.1: Sơ đồ cụm xử lý nước cấp cho ao nuôi tôm theo phương án 1........................... 32

Hình 3.2: Sơ đồ cụm xử lý nước cấp cho ao nuôi tôm theo phương án 2........................... 33

Hình 3.3: Sơ đồ cụm xử lý nước cấp nuôi tôm theo phương án 3....................................... 34

Hình 3.4: Sơ đồ cụm xử lý nước thải ao nuôi tôm theo phương án 1.................................. 37

Hình 3.5: Sơ đồ cụm xử lý nước thải ao nuôi tôm theo phương án 2.................................. 38

Hình 4.1: Cụm xử lý từ trường dùng một cặp nam châm vĩnh cửu...................................... 43

Hình 4.2: Cụm xử lý từ trường dùng một dãy nam châm vĩnh cửu..................................... 43

Hình 4.3: Cụm xử lý từ trường dùng điện từ trường ............................................................. 44

Hình 4.4: Sơ đồ kết cấu của cụm xử lý nước bằng điện từ trường....................................... 46

Hình 4.5: Bơm hút nước cấp..................................................................................................... 47

Hình 4.6: Điện cực anode Titan............................................................................................... 47

Hình 4.7: Bộ lọc GAC ............................................................................................................... 48

Hình 4.8: Catalogue sản phẩm của điện cực dương Titan có phủ lớp màng MMO.......... 51

Hình 4.9: Cấu tạo ống điện từ trường...................................................................................... 51

Hình 5.1: Liều lượng diệt khuẩn thông thường đối với một số loại vi khuẩn trong nước 53

Hình 5.2: Khả năng diệt khuẩn của tia UV với các liều lượng (mJ/cm²) khác nhau ....... 54

Hình 5.3: Nguyên lý hoạt động của cụm xử lý UV ............................................................... 57

Hình 5.4: Đèn UV áp suất thấp và đèn UV trung áp............................................................. 58

Hình 5.5: Biểu đồ so sánh hiệu quả diệt khuẩn của bóng đèn UV áp suất thấp và bóng đèn UV trung áp ....................................................................................................................................................... 58

Hình 5.6: Ballast điện tử của bóng đèn UV............................................................................ 59

Hình 5.7: Ống thạch anh bảo vệ đèn UV và kết cấu đèn UV xử lý nước........................... 60

Hình 5.8: Bồn chiếu xạ UV dạng chữ L và bộ điều khiển.................................................... 60

Hình 5.9: Bồn chiếu xạ dạng chữ U và bộ điều khiển.......................................................... 61

Hình 5.10: Bồn chiếu xạ kiểu ngược....................................................................................... 61

Hình 5.11 Các loại bồn chiếu xạ UV tại Việt Nam................................................................ 62

Hình 5.12: Bơm định lượng dạng màng và dạng piston........................................................ 62

Hình 5.13: Bồn hóa chất dạng trụ đứng và trụ ngang............................................................ 63

Hình 5.14: Bồn hóa chất dạng hộp và dạng nón.................................................................... 63

Hình 5.15: Ảnh hưởng của độ đục của nước đến hiệu suất truyền của tia UV ................ 65

Hình 5.16: Bồn chiếu xạ kiểu ngược....................................................................................... 69

Hình 5.18: Hoàn chỉnh thiết kế bồn chiếu xạ UV................................................................. 70

Hình 5.19: Chọn dạng phân tích trong thẻ Simulation......................................................... 70

Hình 5.20: Kết quả phân tích ứng suất.................................................................................... 72

Hình 5.21: Kết quả ứng suất Von Mises ở phần đáy của bồn chiếu xạ.............................. 72

Hình 5.22: Chuyển vị tổng hợp của bồn chiếu xạ................................................................. 73

Hình 5.23: Vị trí và giá trị biến dạng tương đối của bồn chiếu xạ...................................... 73

Hình 6.1: Sơ đồ nguyên lý quá trình tạo ra Ozone bằng phương pháp phóng điện màng chắn 76

Hình 6.2: Cấu tạo của bóng đèn UV sản xuất Ozone............................................................ 77

Hình 6.3: Sơ đồ nguyên lý phương pháp điện phân Ozone.................................................. 78

Hình 6.4: Sơ đồ hoạt động của cụm xử lý Ozone.................................................................. 78

Hình 6.5: Bình Oxy công nghiệp và van điều áp................................................................... 80

Hình 6.6: Máy tạo Ozone.......................................................................................................... 81

Hình 6.7: Tháp làm mát trong hệ thống xử lý nước bằng Ozone......................................... 82

Hình 6.8: Thiết bị chống chảy ngược trong công nghiệp và xử lý Ozone.......................... 82

Hình 6.9: Chức năng của ống Venturi trong xử lý Ozone.................................................... 83

Hình 6.10: Cấu tạo bộ hòa trộn tĩnh........................................................................................ 83

Hình 6.11: Kích thước bong bóng tạo thành từ bộ hòa trộn tĩnh......................................... 84

Hình 6.12: Bơm hòa trộn .......................................................................................................... 84

Hình 6.14: Hiệu suất hòa tan của Ozone vào nước ứng với nồng độ khác nhau.............. 85

Hình 7.1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy điều chế nước Javen................................. 90

Hình 7.2: Điện cực máy điều chế Javen.................................................................................. 92

Hình 7.3: Bơm định lượng nước Javen.................................................................................... 92

Hình 7.4: Bộ lọc nước................................................................................................................ 93

Hình 7.5: Thiết bị điều chế nước Javen cho xử lý nước thải............................................... 93

Hình 7.6: Bể MBBR hiếu khí và kị khí................................................................................... 96

Hình 7.7: Giá thể sinh học MBBR........................................................................................... 97

Hình 7.8: Thông số kỹ thuật của các loại giá thể................................................................... 98

Hình 7.9:. Đá tạo bọt dạng ống và dạng xilanh...................................................................... 99

Hình 8.1: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống xử lý nước cấp.................................................... 102

Hình 8.1: Khả năng của công nghệ UV và ozone, peroxide đối với các tiêu chí khác nhau 104

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Chất lượng nước tái sử dụng và nước đã xử lý để đảm bảo môi trường ........... 29

Bảng 3.1: Các thành phần, thiết bị trong hệ thống xử lý nước cấp nuôi tôm .................... 31

Bảng 3.2: Các thành phần, thiết bị trong hệ thống xử lý nước thải nuôi tôm ................... 36

Bảng 5.1: Năng lượng oxy hóa của các chất xử lý nước....................................................... 55

Bảng 5.2: Khả năng khử các loại chất hóa học và vi khuẩn của Hydro Peroxide............ 55

Bảng 5.3: So sánh giữa đèn UV áp suất thấp và đèn UV trung áp....................................... 59

Bảng 7.1: Thông số thiết kế cụm xử lý sinh học.................................................................. 100

DANH MỤC THUẬT NGỮ

RAS: Recirculating Aquaculture System – Hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn
DO: Dissolved Oxygen – Lượng Oxy hòa tan trong nước
BOD: Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu Oxy sinh hóa
COD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu Oxy hóa học
TAN: Total Ammonia Nitrogen – Tổng hàm lượng Nitơ ở dạng NH₃ và NH₄⁺ trong nước
TOC: Total Organic Carbon – Tổng hàm lượng Cacbon hữu cơ
MRDL: Maximum Residual Disinfectant Level – Hàm lượng nhân tố diệt khuẩn tối đa
THM: Trihalomethanes
EPA: US Environmental Protection Agency – Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ
QCVN: Quy chuẩn Việt Nam
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
BNNPTNT: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
MPN: Most Probable Number – Số lượng chắc chắn nhất có thể
NTU: Nephelometric Turbidity Units – Đơn vị đo độ đục quốc tế
PWM: Pulse Witdth Modulation – Phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI NÓI ĐẦU ii

DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ. iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU.. vii

DANH MỤC THUẬT NGỮ... viii

MỤC LỤC ix

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM... 1

1.1 Tổng quan về ngành thủy sản. 1

1.1.1 Tình hình về ngành thủy sản. 1

1.1.2 Cơ hội của ngành thủy sản. 4

1.1.3 Những bất cập, hạn chế và thách thức của ngành thủy sản Việt Nam.. 5

1.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng thiết bị diệt khuẩn trên thế giới12

1.3 Tình hình nghiên cứu và sử dụng thiết bị diệt khuẩn tại Việt Nam.. 22

1.4 Mục tiêu, nội dung của đề tài24

1.4.1 Mục tiêu. 24

1.4.2 Nội dung. 25

1.5 Quy trình thực hiện. 25

1.6 Kết luận. 25

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG NUÔI TRỒNG VÀ XÁC ĐỊNH YÊU CẦU XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM... 26

2.1 Mô tả công nghệ nuôi tôm.. 26

2.1.1 Mô tả cơ sở vật chất và quá trình nuôi tôm.. 26

2.1.2 Mô tả quá trình vận hành nước trong ao nuôi tôm.. 27

2.2 Xác định yêu cầu xử lý nước trong ao nuôi tôm.. 28

2.2.1 Xác định yêu cầu xử lý nước cấp đầu vào. 28

2.2.2 Xác định yêu cầu xử lý nước thải29

2.3 Kết luận. 30

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN HỆ THỐNG THIẾT BỊ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM 31

3.1 Đề xuất, lựa chọn hệ thống thiết bị xử lý cho nước cấp đầu vào. 31

3.1.1 Đề xuất hệ thống thiết bị xử lý nước cấp đầu vào. 31

3.1.2 Mô tả hoạt động của các phương án đề xuất32

3.1.3 So sánh, lựa chọn hệ thống thiết bị xử lý cho nước cấp đầu vào. 35

3.2 Đề xuất, lựa chọn hệ thống thiết bị xử lý cho nước thải36

3.2.1 Đề xuất hệ thống thiết bị xử lý cho nước thải36

3.2.2 Mô tả hoạt động của các phương án đề xuất37

3.2.3 So sánh, lựa chọn hệ thống thiết bị xử lý cho nước thải39

3.3 Kết luận. 40

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CỤM XỬ LÝ ĐIỆN TỪ TRƯỜNG.. 41

4.1 Các chức năng của phương pháp xử lý từ trường. 41

4.2 Yêu cầu kỹ thuật của cụm xử lý điện từ trường. 42

4.2.1 Yêu cầu về kỹ thật42

4.2.2 Yêu cầu về chức năng. 42

4.3 Nguyên lý hoạt động của phương pháp xử lý từ trường. 43

4.3.1 Nguyên lý hoạt động của phương pháp xử lý trường dùng nam châm vĩnh cửu. ...... 43

4.3.2 Nguyên lý hoạt động của phương pháp xử lý từ trường dùng điện từ trường. . ... 44

4.4 Kết cấu thiết bị cụm xử lý từ trường. 45

4.4.1 Bơm hút nước. 46

4.4.2 Ống điện cực anode Titan. 47

4.4.3 Bộ lọc GAC.. 47

4.5 Tính toán, thiết kế cụm xử lý từ trường. 49

4.5.1 Chọn bơm.. 49

4.5.2 Tính toán đường ống. 49

4.6 Thiết kế một số bộ phận chính của cụm xử lý từ trường. 51

4.7 Kết luận. 52

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CỤM XỬ LÝ UV.. 53

5.1 Các chức năng của phương pháp xử lý UV.. 53

5.2 Yêu cầu kỹ thuật và chức năng của cụm xử lý UV.. 56

5.2.1 Yêu cầu kỹ thuật của cụm xử lý UV.. 56

5.2.2 Yêu cầu chức năng của cụm xử lý UV.. 56

5.3 Nguyên lý hoạt động của cụm xử lý UV.. 56

5.4 Kết cấu thiết bị cụm xử lý UV.. 57

5.4.1 Kết cấu thiết bị cụm xử lý UV.. 57

5.4.2 Kết cấu thiết bị cụm Peroxide. 62

5.5 Tính toán thiết kế cụm xử lý UV.. 64

5.6 Tính toán thiết kế cụm Peroxide. 67

5.7 Thiết kế một số bộ phận chính của cụm xử lý UV.. 68

5.7.1 Lựa chọn mô hình. 69

5.7.2 Thiết kế mô hình. 69

5.7.3 Phân tích bền mô hình. 70

5.8 Kết luận. 74

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ CỤM XỬ LÝ OZONE.. 75

6.1 Các chức năng của phương pháp xử lý Ozone. 75

6.2 Yêu cầu kỹ thuật của cụm xử lý Ozone. 75

6.3 Nguyên lý hoạt động của cụm xử lý Ozone. 76

6.3.1 Các nguyên lý tạo ra Ozone. 76

6.3.2 Nguyên lý hoạt động của cụm xử lý Ozone. 78

6.4 Kết cấu thiết bị cụm xử lý Ozone. 79

6.4.1 Bình Oxy công nghiệp. 79

6.4.2 Máy tạo Ozone. 80

6.4.3 Tháp làm mát81

6.4.4 Thiết bị chống chảy ngược. 82

6.4.5 Ống Venturi83

6.4.6 Bộ hòa trộn tĩnh. 83

6.4.7 Bơm hòa trộn. 84

6.5 Tính toán thiết kế cụm xử lý Ozone. 84

6.6 Kết luận. 88

CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ CỤM XỬ LÝ NƯỚC THẢI. 89

7.1 Thiết kế thiết bị xử lý Javen. 89

7.1.1 Các chức năng của thiết bị xử lý Javen. 89

7.1.2 Yêu cầu kỹ thuật của cụm xử lý Javen. 89

7.1.3 Nguyên lý hoạt động của cụm xử lý Javen. 90

7.1.4 Kết cấu thiết bị cụm xử lý Javen. 91

7.1.5 Tính toán thiết kế cụm xử lý Javen. 94

7.2 Thiết kế cụm xử lý sinh học. 94

7.2.1 Nguyên lý hoạt động của cụm xử lý sinh học. 94

7.2.2 Yêu cầu kỹ thuật của cụm xử lý sinh học. 95

7.2.3 Kết cấu thiết bị cụm xử lý sinh học. 95

7.2.4 Tính toán cụm xử lý sinh học. 99

7.3 Kết luận. 101

CHƯƠNG 8: LẮP RÁP VÀ TÍCH HỢP HỆ THỐNG THIẾT BỊ XỬ LÝ NƯỚC CẤP.. .. 102

8.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống tích hợp các phương pháp xử lý nước cấp. 102

8.2 Công dụng của hệ thống tích hợp xử lý nước cấp. 103

KẾT LUẬN 106

HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI. 107

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 108

PHỤ LỤC 1: DANH SÁCH CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG.. 120

PHỤ LỤC 2: GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC TẠI VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 129

Giới thiệu về các phương pháp xử lý nước tại Việt Nam và trên thế giới129

1.1 Xử lý nước bằng Chlorine. 129

1.2 Xử lý nước bằng Hydro Peroxide. 131

1.3 Xử lý nước bằng Natri Hypochlorite (Javen). 134

1.4 Xử lý nước bằng tia cực tím.. 137

1.5 Xử lý nước bằng Ozone. 141

1.6 Xử lý nước bằng từ trường. 144

2 Giới thiệu chung về công nghệ xử lý nước kết hợp. 146

2.1 Tổng quan về phương pháp kết hợp (AOP). 147

2.2 Xử lý nước kết hợp Ozone – UV.. 148

2.3 Xử lý nước kết hợp H₂O₂ – UV.. 151

2.4 Xử lý nước kết hợp H₂O₂– O₃. 153

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM

Chương này sẽ giới thiệu tổng quan về ngành thủy sản và nuôi tôm, những cơ hội, thách thức cũng như những bất cập, hạn chế, đặc biệt là vấn nạn ô nhiễm môi trường, từ đó xác định việc cấp thiết là xử lý môi trường nước nuôi tôm, những nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực này trên thế giới và tại Việt Nam, mục tiêu và những nội dung cần thực hiện trong luận văn này.

1.1 Tổng quan về ngành thủy sản

1.1.1 Tình hình về ngành thủy sản

1.1.1.1 Tình hình về ngành thủy sản thế giới

Ngành nuôi trồng thủy sản thế giới được đánh giá đã phát triển với những bước nhảy lượng tử trong hai thập niên qua, hiện nay đạt 70 triệu tấn/năm, đóng góp hơn 50% sản lượng thủy sản của thế giới. Trong khoảng 2010 – 2021, dự báo tăng trưởng đánh bắt thủy sản là 3%, còn nuôi trồng thủy sản là 33%. Đến năm 2030, dự kiến thế giới cần 232 triệu tấn thủy sản, trong đó thủy sản từ nuôi trồng là 144 triệu tấn (chiếm 62%) [1].

Đến năm 2030, dự kiến thế giới cần 232 triệu tấn thủy sản trong tình hình tổng sản lượng đánh bắt thủy sản của thế giới có xu hướng giảm dần. Vì vậy nuôi trồng thủy sản, dù chỉ mới bắt đầu có sản lượng đáng kể từ vài thập kỷ qua, phải gánh vác một nhiệm vụ đảm bảo 62% lượng tiêu thụ thủy sản vào năm này. Ngành nuôi trồng thủy sản đang trở nên ngày càng quan trọng trong tương lai [1].

Theo dự báo của Chương trình Phát triển Liên Hiệp Quốc (UNDP), dân số thế giới đến năm 2020 không vượt quá 7,8 tỷ người. Và nhiều khả năng tổng nhu cầu tiêu thụ tôm nuôi toàn cầu đến năm 2020 sẽ đạt khoảng 6,55 triệu tấn. Nếu khu vực nuôi tôm thế giới không bị tác động lớn của thị trường, ô nhiễm môi trường, dịch bệnh, đặc biệt là tác động của biến đổi khí hậu thì nhiều khả năng đến năm 2020, tổng nhu cầu tôm nuôi toàn cầu cần khoảng 6,55 triệu tấn, trong khi đó nguồn cung có hạn, chỉ đạt khoảng 4,49 triệu tấn. Như vậy lượng tôm thiếu hụt vẫn còn rất lớn, khoảng 2,06 triệu tấn [2].

Hình 1.1: Nuôi trồng thủy sản đang mở rộng để đáp ứng nhu cầu của thế giới.

Peter Drucker, chuyên gia hàng đầu về tư vấn quản trị và kinh tế học, một trong 4 nhà quản lý bậc thầy của mọi thời đại, đã từng phát biểu: “Nuôi trồng thủy sản, chứ không phải Internet, cho thấy cơ hội đầu tư tài chính hứa hẹn nhất trong thế kỷ 21”. Đầu tư cho nuôi trồng thủy sản trên thế giới dự kiến vào khoảng 100 tỷ USD trong thập niên tới. Các chuyên gia nhận định để lôi kéo nhà đầu tư, chỉ có một con đường: giới thiệu hiệu quả tài chính mang lại từ ngành nuôi trồng thủy sản đang mở rộng, được tổ chức tốt và có trách nhiệm với một nền tảng công nghệ vững chắc và thị trường toàn cầu đang ngày càng lớn [1].

1.1.1.2 Tình hình về ngành thủy sản Việt Nam

Đất nước Việt Nam nằm trên vùng bờ Tây của Biển Đông, có chiều dài đường bờ biển dài hơn 3260 km. Đây là điều kiện rất thuận lợi để phát triển các ngành công nghiệp dựa vào đặc điểm tự nhiên này như du lịch và dịch vụ liên quan.Theo báo cáo của Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam, sản lượng thủy sản của nước ta đã duy trì mức tăng trưởng liên tục trong 17 năm qua với mức tăng là 9,07%/năm và với sự đầu tư của doanh nghiệp và chính sách thúc đẩy phát triển của chính phủ, con số này của riêng ngành nuôi trồng đã tăng lên mức 12,77%/năm, đóng góp đáng kể vào sự phát triển của ngành thủy sản Việt Nam. Hơn nữa, mức tăng trưởng này cũng giúp cho Việt Nam trở thành một trong 5 nước xuất khẩu thủy sản lớn nhất thế giới, giữ vai trò chủ đạo trong nguồn cung cấp thủy sản toàn cầu [3].

Về khai thác, nhìn chung năm 2015 là một năm thuận lợi cho hoạt động khai thác thủy sản, giá xăng dầu giảm làm giảm đáng kể chi phí sản xuất, thời tiết thuận lợi cùng với giá bán hải sản tăng cũng là một động lực khác để ngư dân tích cực bám biển. Các chính sách hỗ trợ khai thác nuôi trồng hải sản và dịch vụ khai thác hải sản trên các vùng biển xa và chính sách hỗ trợ đóng tàu đã giúp ngư dân đầu tư tăng cường lực cho hoạt động khai thác xa bờ [3].

Về nuôi trồng, 2015 đạt 3.533 ngàn tấn, tăng 1,6% so với cùng kỳ. Mặc dù sản lượng thủy sản tăng nhưng nhìn chung, nuôi trồng thủy sản năm qua gặp rất nhiều khó khăn chủ yếu đến từ thị trường xuất khẩu [3].

Hình 1.2: Sản lượng thủy sản của Việt Nam giai đoạn 1995 – 2015

1.1.2 Cơ hội của ngành thủy sản

Theo Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP), kim ngạch xuất khẩu thủy sản trong 6 tháng đầu năm 2016 vẫn đạt 3,15 tỉ USD, tăng 4% so với cùng kì năm ngoái. Trong 4 thị trường nhập khẩu thuỷ sản lớn nhất của Việt Nam là Hoa Kỳ, Nhật Bản, Trung Quốc và Hàn Quốc (chiếm 52,81% tổng giá trị xuất khẩu thủy sản), thì Hoa Kỳ và Nhật Bản là 2 thị trường đã tham gia Hiệp định đối tác xuyên Thái Bình Dương (TPP); trong đó Hoa Kỳ là thị trường có giá trị xuất khẩu thủy sản của Việt Nam tăng mạnh nhất, với 10,9%. Điều này phần nào cho thấy, khi tham gia TPP, sẽ mang lại nhiều cơ hội cho xuất khẩu thuỷ sản của nước ta. Việt Nam có 461/612 nhà máy chế biến thuỷ sản đủ điều kiện xuất khẩu vào thị trường châu Âu. Do vậy, khi thực hiện TPP, nhờ giảm thuế, các doanh nghiệp chế biến thuỷ sản trong nước có điều kiện nâng cao công suất chế biến nhờ tín hiệu tốt hơn từ nhập khẩu nguyên liệu thuỷ sản trong nội khối TPP. Sau đó, chế biến và tái xuất sang thị trường các nước thành viên TPP và thị trường các nước không phải là thành viên của TPP, đặc biệt là thị trường EU. Nếu Việt Nam tận dụng tốt cơ hội về thị trường, giá cả, đồng thời giải quyết các vấn đề tồn dư hóa chất, kết hợp với sự phục hồi nhu cầu tiêu thụ của thị trường đối với mặt hàng tôm và cá tra, dự báo xuất khẩu thủy sản cả năm 2016 sẽ tăng rất mạnh. Theo các chuyên gia dự đoán, nếu thực hiện triệt để các vấn đề đã nêu, dự báo xuất khẩu thủy sản vào cuối năm 2016 sẽ đạt mức 7,1 tỉ USD, tăng 8% so với năm ngoái.

Nhìn chung, nuôi tôm tại Việt nam đang có nhiều cơ hội phát triển

Cơ hội phát triển nuôi trồng để đáp ứng sự thiếu hụt của thế giới khoảng 2 triệu tấn hàng năm, nghĩa là gấp 3 lần tổng sản lượng tôm xuất khẩu hiện nay của Việt Nam.

Thủy sản là một trong ba ngành có cơ hội phát triển lớn khi Việt Nam gia nhập các hiệp định thương mại như TPP, FTA Việt Nam với Hàn Quốc, với Liên minh kinh tế Á – Âu, với EU, …

Có thể tăng vượt bậc năng suất nuôi tôm. Ví dụ: theo báo cáo của Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản 2, năng suất nuôi tôm thẻ chân trắng năm 2014 của Việt Nam trung bình là 3,62 tấn/ha/năm, nhưng có trang trại nuôi tôm siêu thâm canh ứng dụng công nghệ tiên tiến ở Bạc Liêu đạt năng suất 240 tấn/ha/năm [1]. Tôm lớn có giá bán cao hơn 1,5 lần so với tôm nhỏ.

Một phần trong số gần 1 triệu ha của 8 tỉnh ven biển ở Đồng bằng Sông Cửu Long bị xâm nhập mặn gay gắt do ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu có cơ hội chuyển đổi sang nuôi tôm nước lợ trong thời gian tới [4].

Để tạo nền tảng phát triển cho ngành thủy sản nói chung và nuôi trồng tôm nói riêng phát triển bền vững, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn ban hành Quyết định số 2760/ QĐ-BNN-TCTS, ngày 22/11/2013, phê duyệt “Đề án tái cơ cấu ngành thủy sản theo hướng nâng cao giá trị gia tăng và phát triển bền vững” và Quyết định số 5528/QĐ-BNN-TCTS ngày 31/12/2015, phê duyệt “Quy hoạch nuôi tôm nước lợ vùng Đồng bằng Sông Cửu Long đến năm 2020, tầm nhìn 2030”.

Ngày 01/07/2013, Thủ tướng Chính phủ đã ký Quyết định số 1043/QĐ-TTg phê duyệt “Chiến lược công nghiệp hóa của Việt Nam trong khuôn khổ hợp tác Việt Nam - Nhật Bản hướng đến năm 2020, tầm nhìn 2030”, theo đó chế biến nông, thủy sản là một trong 6 ngành công nghiệp ưu tiên được tập trung phát triển thành ngành công nghiệp chủ lực của nền kinh tế, có giá trị gia tăng cao và năng lực cạnh tranh quốc tế.

Tiếp theo, ngày 01/08/2014, Thủ tướng chính phủ đã ký ban hành Quyết định số 1291/QĐ-TTg phê duyệt “Kế hoạch hành động phát triển ngành công nghiệp chế biến nông, thủy sản thực hiện Chiến lược công nghiệp hóa của Việt Nam trong khuôn khổ hợp tác Việt Nam-Nhật Bản hướng đến năm 2020, tầm nhìn 2030”.

1.1.3 Những bất cập, hạn chế và thách thức của ngành thủy sản Việt Nam

Tuy đang nắm trong tay những thuận lợi, nhưng bản thân ngành thủy sản cũng đang phải đối mặt với những thách thức không nhỏ. Đầu tiên là những vấn đề tác động trực tiếp đến ngành nuôi tôm:

n Chịu tác động nặng nề của ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu:

Ngành thủy sản đang bị tác động mạnh của biến đổi khí hậu. Vào đầu năm 2016, do thời tiết nắng nóng và xâm nhập mặn, một số tỉnh như Trà Vinh, Kiên Giang, Bến Tre, Cà Mau, Bạc Liêu đã bị thiệt hại khoảng 2.000 ha [5].

Tình trạng các đập thủy điện ở thượng nguồn giữ và xả nước của dòng sông Mekong không theo quy luật cũng đang khiến chất lượng nước và độ mặn của nước biến động bất thường [6].

Khoảng 80% diện tích nuôi tôm ở ĐBSCL là tự phát, nuôi quy mô nhỏ. Thiếu quy hoạch nên đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và xã hội.... lợi thủy sản cạn kiệt. Kéo theo hàng loạt vấn đề xã hội như ô nhiễm nguồn nước phục vụ sinh hoạt và sản xuất của cộng đồng, mâu thuẫn lợi ích trong việc chia sẻ các nguồn tài nguyên thiên nhiên có ảnh hưởng đến sinh kế của người dân... [7].

n Dịch bệnh

Vào năm 2012, cả nước có hơn 100.000 ha bị dịch bệnh (gần 15% diện tích nuôi tôm), trong đó Tây Nam Bộ chiếm đa số. Theo báo cáo của Cục Thú y, trong 11 tháng đầu năm 2015, tổng diện tích nuôi tôm nước lợ bị thiệt hại là 49.656,51 ha (bằng 104,7% so với cùng kỳ năm 2014), chiếm 7,66% tổng diện tích nuôi tôm của cả nước. Nguyên nhân do thời tiết biến đổi, nắng nóng kéo dài dẫn đến thiếu nước, nhiệt độ tăng và độ mặn cao làm tôm bị suy yếu, tạo điều kiện cho mầm bệnh phát triển và gây bệnh; công tác giám sát, chẩn đoán bệnh được tăng cường nên việc xác định bệnh chính xác hơn; mầm bệnh lưu hành rộng rãi; các yếu tố đầu vào như tôm giống, hóa chất dùng xử lý cải tạo môi trường, chế phẩm sinh học chất lượng không đảm bảo, … [8].

Theo báo cáo của Cục Thú y, 10 tháng đầu năm 2015, hơn 8.000 tấn thủy sản xuất khẩu của Việt Nam bị các nước trả về do vi phạm quy định nhập khẩu. Việc không kiểm soát dịch bệnh từ gốc, không quyết liệt từ địa phương đã khiến ngành xuất khẩu lao đao. Dịch bệnh hoành hành, theo nhiều chuyên gia, do nhiều địa phương đã chủ quan cho rằng dịch bệnh đã được khống chế và điều đó có nghĩa dịch bệnh trên tôm đã được giải quyết [9].

n Sử dụng kháng sinh tràn lan

Trong hoạt động nuôi tôm, nguy cơ ô nhiễm môi trường, dư lượng hóa chất, kháng sinh chưa được kiểm soát tốt. Sản xuất thiếu bền vững do sử dụng các hóa chất, kháng sinh vô tội vạ, đồng thời nước thải, chất thải chủ yếu được xả thẳng ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng. Nguồn nước ô nhiễm này lại được tái sử dụng làm tăng nguy cơ dịch bệnh cho các vụ tiếp theo [10].

n Quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm còn hạn chế

Hệ thống theo dõi, giám sát và có khả năng truy xuất nguồn gốc quá trình nuôi, chế biến đến tiêu thụ tôm tại Việt Nam còn rất hạn chế. Mặt khác, đa số sản phẩm tôm Việt Nam không truy xuất được nguồn gốc dẫn đến việc các nước phải kiểm tra chất lượng hàng Việt Nam mang tính xác suất và một khi lô tôm nào đó có vấn đề về chất lượng thì hàng loạt sản phẩm bị kiểm định [10].

n Thiếu mô hình nuôi tôm mang lại hiệu quả kinh tế cao và bền vững:

Tỷ lệ nuôi tôm thành công của Việt Nam chỉ đạt 33%-35%, do môi trường ô nhiễm, nhiều dịch bệnh; trong khi ở Indonesia, Ấn Độ… tỷ lệ nuôi thành công tới 70% [11].

Ngoài ra, việc tham gia các hiệp định TPP và Hiệp định Thương mại Tự do (FTA) mang lại cơ hội về thuế xuất nhập khẩu nhưng cũng tạo ra những thách thức cho doanh nghiệp thủy sản liên quan đến các vấn đề như quy tắc xuất xứ, rào cản kỹ thuật, bảo hộ thương mại, sự gia tăng cạnh tranh và vấn đề lao động… Dưới đây là các rào cản cần phải vượt qua để tiếp tục quá trình phát triển của ngành thủy sản Việt Nam:

n Nguồn nguyên liệu không ổn định, giá thành sản xuất cao:

Trong những năm tới, Việt Nam sẽ tận dụng được nhiều hơn về thuế quan sau khi ký các hiệp định như FTA và TPP nếu chúng ta có nguồn nguyên liệu ổn định, chất lượng tốt. Nhưng trong Thực tế, nguồn nguyên liệu hiện nay không ổn định do đầu vào sản xuất nguyên liệu như: thức ăn, con giống, hóa chất, kháng sinh đều phụ thuộc phần lớn vào các nguồn cung nước ngoài, các cơ quan quản lý chưa hoặc không kiểm soát được, dẫn đến dịch bệnh, chất lượng kém. Chi phí sản xuất cao hơn so với các nước khác khiến cho giá thành sản phẩm và giá xuất khẩu cao, làm giảm khả năng cạnh tranh.

n Quy tắc xuất xứ

Về cơ bản, chỉ những sản phẩm đáp ứng các quy tắc xuất xứ của một FTA mới có thể hưởng các mức thuế suất ưu đãi của FTA đó. Tuy nhiên, nhiều doanh nghiệp Việt Nam chưa năm bắt hoặc tận dụng được tốt các ưu đãi của FTA vì tính phức tạp và số lượng lớn quy tắc khiến các doanh nghiệp ngần ngại.

n Rào cản kỹ thuật và bảo hộ thương mại

Với việc tự do hóa thương mại, thủy sản Việt Nam sẽ có lợi về thuế quan, nhưng sẽ là đối tượng để các thị trường áp dụng các rào cản phi thuế quan nhằm bảo hộ ngành sản xuất nội địa hoặc hạn chế nhập khẩu.

n Chịu cạnh tranh mạnh mẽ

Tham gia vào các hiệp định thương mại đồng nghĩa với việc mở cửa và hội nhập hơn nữa vào tất cả các thị trường. Mặc dù, Chính sách của Nhà nước đã có nhiều thay đổi nhằm tạo cơ hội và điều kiện tối đa cho doanh nghiệp nhưng việc tái cơ cấu, cải cách thủ tục hành chính cần thời gian. Đây cũng chính là những rào cản không nhỏ đang giảm sức cạnh tranh của các doanh nghiệp xuất khẩu thủy sản tại các thị trường nhập khẩu lớn. Hiện nay, với những ưu đãi về thuế nhập khẩu nguyên liệu, một số nước đối thủ cạnh canh như: Trung Quốc hay Thái Lan hay các nguồn cung lớn khác như: Bangladesh, Indonesia, Ấn Độ… đang khiến doanh nghiệp thủy sản Việt Nam khó cạnh tranh để có được thị phần tốt hơn.

n Thách thức về vấn đề lao động

Thủy sản là ngành cần lực lượng lao động lớn. Trong khi, thực trạng lao động trong ngành không ổn định. Các ràng buộc và quy định chặt chẽ về lao động từ FTA sẽ tăng thêm thách thức cho các doanh nghiệp chế biến thủy sản.

Theo báo cáo của Cục Thú y, tính đến ngày 11/8/2016, cả nước đã có 51.689,65 ha diện tích nuôi tôm nước lợ bị thiệt hại (tăng 54,9% so với cùng kỳ năm ngoái), chiếm 8,08% tổng điện tích nuôi tôm trên cả nước. Trong những tháng đầu năm, do tình hình xâm nhập mặn và hạn hán kéo dài đã làm cho diện tích nuôi tôm thiệt hại tăng cao (37.858,51 ha, chiếm 73,24% tổng diện tích nuôi tôm thiệt hại). Diện tích nuôi tôm thiệt hại tập trung chủ yếu tại các tỉnh Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Kiên Giang. Trong 8 tháng đầu năm 2016, tổng diện tích nuôi tôm bị thiệt hại tăng mạnh, tuy nhiên, diện tích thiệt hại do dịch bệnh trên tôm nuôi giảm so với cùng kỳ năm 2015 về cả phạm vi và diện tích. Trong đó, diện tích tôm nuôi bị bệnh là 6.746,74 (giảm 32,21% so với cùng kỳ năm ngoái), chủ yếu do bệnh đốm trắng và hoạt tử gan tụy cấp. Sóc Trăng là tỉnh có diện tích bị bệnh hoại tử gan tụy cấp lớn nhất (chiếm 28,15% tổng diện tích bị bệnh hoại tử gan tụy cấp của cả nước) [13].

Trong hoạt động nuôi tôm, nguy cơ ô nhiễm môi trường, dư lượng hóa chất, kháng sinh chưa được kiểm soát tốt. Sản xuất thiếu bền vững do sử dụng các hóa chất, kháng sinh vô tội vạ, đồng thời nước thải, chất thải chủ yếu được xả thẳng ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng. Nguồn nước ô nhiễm này lại được tái sử dụng làm tăng nguy cơ dịch bệnh cho các vụ tiếp theo.

Hệ thống theo dõi, giám sát và có khả năng truy xuất nguồn gốc quá trình nuôi, chế biến đến tiêu thụ tôm tại Việt Nam còn rất hạn chế. Mặt khác, đa số sản phẩm tôm Việt Nam không truy xuất được nguồn gốc dẫn đến việc các nước phải kiểm tra chất lượng hàng Việt Nam mang tính xác suất và một khi lô tôm nào đó có vấn đề về chất lượng thì hàng loạt sản phẩm bị kiểm định.

Theo trang tin tức Quảng Nam Online, ở địa bàn huyện Thăng Bình, Núi Thành, việc không xây dựng hệ thống xử lý nước thải đã khiến cho người nuôi gặp phải tình cảnh “dở khóc dở cười”. Vào mùa khô, các ao nuôi tôm chân trắng bằng hình thức lót bạt bắt đầu cạn nước, nên người dân liên tục bơm nước từ biển, sông vào ao nuôi. Sau khi đưa đầy nước vào hồ, người nuôi xử lý bằng hóa chất. Trong quá trình nuôi, chất cặn bã trong ao được người nuôi tiếp tục xả thẳng trở lại biển hoặc sông Trường Giang. Tuy nhiên, do nguồn nước lấy vào ao nuôi cũng bị ô nhiễm nên luôn rình rập nguy cơ bệnh tật trên đàn tôm. Đây là hành động đáng lên án khi nước thải chưa được xử lý cặn kẽ nhưng lại được thải ra ngoài môi trường rồi lại bơm ngược vào hệ thống nuôi, gây ảnh hưởng đến môi trường sống tự nhiên của sinh vật ở sông và cả tôm đang nuôi trồng [14].

Hình 1.3: Nước thải ra môi trường rồi bơm trở lại gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tôm nuôi

Tại tỉnh Nghệ An, cụ thể là các xã Quỳnh Xuân, Quỳnh Lộc (thị xã Hoàng Mai), Quỳnh Bảng, Quỳnh Lương, Quỳnh Thanh (Quỳnh Lưu), Diễn Vạn, Diễn Trung (Diễn Châu) và Nghi Hợp (Nghi Lộc), tình trạng nguồn nước bị ô nhiễm đang diễn ra hết sức phức tạp. Đây cũng là nguyên nhân dẫn đến dịch bệnh cho vật nuôi gây thiệt hại lớn cho các hộ dân. Theo khảo sát sơ bộ, nguồn nước ở vùng nuôi trồng thủy sản cho thấy, có 81% cơ sở bị ô nhiễm và chỉ có 19% cơ sở có nguồn nước chất lượng tốt. Việc tái sử dụng ao bị ô nhiễm hay thải ra môi trường xung quanh làm cho nguồn nước ô nhiễm và tác động lên các hoạt động ven biển. Theo báo cáo của Chi cục nuôi trồng thủy sản tháng 10/2014, toàn tỉnh Nghệ An có 268,8 ha tôm nuôi bị các bệnh về đốm trắng, bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (EMS) và môi trường. Các vùng thực hiện nhiệm vụ giám sát có 98,6 ha bị bệnh, chiếm 37% tổng số diện tích bị bệnh, trong đó diện tích bị bệnh EMS là 64,3 ha (chiếm 35% diện tích bị bệnh EMS), diện tích bị bệnh môi trường là 23,2 ha (chiếm 41% số diễn tích bị bệnh về môi trường), 11,05 ha bị bệnh đốm trắng (chiếm 40% tổng số diện tích bị bệnh đốm trắng) [15].

Theo tạp chí Nông nghiệp Việt Nam, tại ấp Dôi Lầu, huyện Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh, vài năm trở lại đây, cư dân địa phương cho hay, nhiều người cố cầm cự với con tôm sú nhưng không nổi. Nguồn nước ô nhiễm, đáy ao gánh chịu bao kháng sinh, hóa chất nên thả tôm vào là chết. Ngay như anh Ba Triệu (tổ 11, ấp Doi Lầu), một trong số nhiều người nuôi thành công con tôm sú ở xã An Thới Đông với 4 ha nhưng nay cũng bỏ trắng. Anh Ba Triệu nói: “Tôm sú thật sự thất bại từ năm 2005, nhưng có người cố cầm cự vài ao tôm mà sống, mà hi vọng trả nợ. Ở An Thới Đông này có đến 60% người nuôi phải thuê đất để nuôi. Nhưng nước ô nhiễm, càng nuôi tôm càng chết nên 90% diện tích ao bỏ trống rồi!”. Giống nhiều người khác, anh Triệu rơi vào cảnh cùng quẫn. Hiện sổ đỏ 4 hecta của anh còn “đọng” ở ngân hàng bởi món nợ vay 500 triệu [16].

Hình 1.4: Nông dân gánh chịu hậu quả nặng nề do nguồn nước bị ô nhiễm

Như vậy, tuy đạt được những con số thống kê ấn tượng về giá trị tăng trưởng, nhưng nhìn chung ngành nuôi tôm nói riêng và nuôi trồng thủy sản nói chung vẫn còn tồn đọng nhiều bất cập và cần có biện pháp khắc phục.

Công việc cấp thiết nhất hiện nay chính là việc nghiên cứu xây dựng hệ thống, thiết bị áp dụng vào việc xử lý môi trường nước nuôi tôm nhằm góp phần làm giảm thiểu tình trạng dịch bệnh tràn lan đang hoành hành và có dấu hiệu ngày một trầm trọng.

Bên cạnh đó, cần phải áp dụng các công nghệ nuôi tôm tiên tiến nhằm duy trì tính bền vững về kinh tế, xã hội và môi trường để đảm bảo khả năng khai thác lâu dài và đem lại lợi ích cao. Hiện nay, các nhà khoa học đã đưa vào áp dụng công nghệ nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) mang lại rất nhiều lợi ích vượt trội cho quá trình nuôi tôm.

Hình 1.5: Sơ đồ khối công nghệ nuôi tôm tuần hoàn

Trong công nghệ nuôi tôm tuần hoàn, yêu cầu đặt ra đó là xây dựng hệ thống, thiết bị để xử lý nguồn nước cấp đầu vào cũng như nguồn nước thải ra sau quá trình nuôi tôm. Sau đây, sẽ tìm hiểu về các nghiên cứu, bài báo và sản phẩm thương mại đã được áp dụng trong xử lý nước nuôi tôm.

1.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng thiết bị diệt khuẩn trên thế giới

n Xử lý nước bằng phương pháp UV

Bức xạ cực tím (UV) có tác dụng diệt trừ một số loại vi khuẩn, vi rút và các loại vi sinh vật có hại khác. Năm 1990 Wolfe đã chứng minh bức xạ UV với bước sóng 254 nm phá hủy thành phần Deoxyribonucleic Acid (DNA) của vi sinh vật khiến chúng chết [17]. Ưu nhược điểm của UV phát trong môi trường nước bao gồm:

Ưu điểm: Khi đặt nguồn phát UV trong môi trường nước, phần lớn bức xạ UV bị hấp thụ, một phần phản xạ, hoàn toàn không phát sinh phụ phẩm ảnh hưởng đến chất lượng nước. Do vậy UV thường được sử dụng như là công đoạn cuối cùng trong dây chuyền xử lý nước trước khi nước được đưa vào nguồn cấp để sử dụng. Mặt khác thiết bị UV có kích thước nhỏ gọn, dễ vận hành.

Nhược điểm: Bức xạ UV chỉ có tác dụng diệt khuẩn hữu hiệu ở một khoảng cách nhất định với cường độ nhất định do vậy các bóng đèn phát UV thường phải được tập trung lại trong không gian hẹp, gây khó khăn cho chế tạo và bảo trì. Hơn nữa khi phát UV, các bóng đèn bị bao phủ bởi một lớp màng gây cản trở phát xạ, làm giảm hiệu quả thiết bị. Một nhược điểm nữa là môi trường nước đục, hiện tượng dồn cục vi sinh vật cũng làm giảm đáng kể hiệu suất diệt khuẩn của thiết bị. Hơn nữa theo [17], một số loại vi sinh vật không chết khi bị chiếu bức xạ UV.

Một số công trình nghiên cứu về ứng dụng UV xử lý nước cấp được giới thiệu dưới đây:

M. Matsumura [18] sử dụng hai bóng UV 110 W với lưu lượng dòng khí 100 l/ph để cách ly bóng đèn UV với nước, đồng thời tạo ra một lượng Ozone 0,22 mg (O₃/h/m³)để diệt khuẩn nước cấp.

Các tài liệu [19], [20] trình bày ứng dụng đèn bức xạ UV để diệt một số loại vi khuẩn gây bệnh quan trọng trong nuôi trồng thủy sản.

Bài báo [21] giới thiệu ứng dụng bức xạ UV làm bất hoạt một số loại vi khuẩn gây hại ở tôm, ví dụ như vi khuẩn gây bệnh Vibrio Anguillarum.

Bài báo [22] trình bày ứng dụng bức xạ UV để loại bỏ lượng Ozone dư hòa tan trong nước nuôi thủy sản.

Tài liệu [23] trình bày ứng dụng bức xạ UV để diệt vi sinh vật bao gồm các vi khuẩn gây bệnh trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn.

Ngoài ra, còn có một số patent về ứng dụng UV xử lý nước cấp được giới thiệu dưới đây:

Patent [24] trình bày ứng dụng bức xạ UV để diệt một số loại vi khuẩn trong nước.

Patent [25] sử dụng ống thạch anh bao quanh bóng UV bơm không khí qua ống này tạo ra Ozone. Dòng không khí này sẽ tạo bọt tại cụm pha trộn với nước. Nước sau khi pha trộn được cho chảy xoắn quanh ống thạch anh để được chiếu UV lần nữa.

Tài liệu [26] trình bày ứng dụng bức xạ UV diệt khuẩn nước nuôi trồng thủy sản và loại bỏ Ozone dư trong nước.

n Xử lý nước bằng phương pháp điện từ trường

Một số công trình nghiên cứu về ứng dụng điện từ trường trong xử lý nước được giới thiệu dưới đây:

Bài báo [27] công bố kết quả nghiên cứu cá nheo khi được nuôi trong nước được xử lý bằng từ trường có cường độ 0,4 – 0,6 tesla sẽ có tốc độ tăng trưởng cao hơn so với đối chứng, tỷ lệ chết thấp hơn.

Công trình [28] đề cập đến việc ứng dụng từ trường để diệt vi khuẩn trong nước với những tần số và cường độ khác nhau.

Nghiên cứu [29], ứng dụng điện từ trường làm lắng đọng bùn, làm giảm các chất ô nhiễm có trong nước, giảm độ đục của nước, nhờ vậy làm giảm mức độ ô nhiễm môi trường.

Bài báo [30] trình bày ứng dụng từ trường diệt khuẩn trong nước và giảm mức độ nhiễm bệnh thủy sản hơn ba lần, làm tăng hàm lượng ô xy thêm 5 mg mỗi lít nước.

Bài báo [31] giải thích các tác động diệt khuẩn của trường điện từ, tổng quan về các kỹ thuật hiện hành và các cơ chế hoạt động.

Một số patent về ứng dụng điện từ trường trong xử lý nước được giới thiệu dưới đây.

Patent [32] đề xuất mô hình sử dụng điện từ trường để làm kết tủa các ion trong nước và làm mềm nước cứng.

Patent [33], ứng dụng điện từ trường làm lắng đọng các hạt lơ lửng, có tác dụng làm mềm nước cứng, chuyển amoniac thành nitrate, diệt một số loại vi khuẩn và nấm.

Patent [34] trình bày ứng dụng của từ trường tạo ra nước từ trường phù hợp cho việc nuôi trồng thủy sản, cải thiện tỉ lệ phát triển của cá và tôm, cải thiện tỉ lệ ấp giống ở cá và tôm.

Sáng chế [35] ứng dụng bức xạ điện từ cộng với cơ học (thay đổi vận tốc nước) để tách các mối liên kết hóa học để khi ở trong từ trường thì chúng bị tách ra thành cặn hoặc mảng nổi, dễ bị loại bỏ ra khỏi nước. Nghiên cứu cũng đã đề cập đến việc ứng dụng công nghệ này để tăng năng suất tôm nuôi.

Patent [36] trình bày ứng dụng của điện từ trường có tác dụng phân hủy amoniac, H2S, làm giảm và diệt một số loại vi khuẩn, làm giảm các bệnh do nhiễm khuẩn, cải thiện chất lượng nước trong ao, thuận lợi cho sự phát triển của nuôi trồng thủy sản.

Một số tài liệu thương mại hóa sản phẩm ứng dụng điện từ trường trong xử lý nước được giới thiệu dưới đây.

Tài liệu [37] trình bày phương pháp dùng từ trường để xử lý sơ bộ nước cấp một cách hiệu quả và đã được ứng dụng với tên thương mại là hạt MI-EX. Đây là các hạt nhựa đặc biệt có chứa các thành phần ô xít sắt từ như các nam châm nhỏ lơ lửng ở trong nước. Các nam châm này kết dính các hạt bẩn lơ lửng trong nước lại với nhau và nổi lên thành mảng hoặc chìm xuống đáy và bị tách ra khỏi dung dịch. Phần nước ở giữa sau khi loại bỏ bớt các mảng nổi và chìm trở nên sạch hơn. Các hạt nhựa bám chất bẩn được tái tạo lại khi cho qua dung dịch muối ăn với nồng độ thích hợp.

Tài liệu [38] giới thiệu thiết bị xử lý nước EWS Aqua Q60 và thu hoạch tảo EWS Algae A60 của hãng Origin Oil. Thiết bị Aqua Q60 sử dụng ứng dụng của điện từ trường để loại bỏ Ammonia trong nước, bên cạnh đó là khả năng tiêu diệt các loại vi khuẩn, virút và ký sinh trùng gây bệnh trên tôm, cá. Trong khi đó, thiết bị Algae A60 giúp thu hoạch các loại tảo từ ngô, đậu,... làm thức ăn cho nuôi trồng thủy sản với hàm lượng chất dinh dưỡng cao.

Tài liệu [39] trình bày về mô hình thu hoạch tảo sử dụng điện từ trường bao gồm hai bước: tách nước và lắng đọng các chất hữu cơ trong nước xử lý, từ đó oxy hóa ammonia, diệt vi khuẩn và các loại chất ô nhiễm trong nước.

Các tài liệu nêu trên cho thấy tác dụng diệt khuẩn, cải thiện chất lượng nước trong ao, tạo thuận lợi cho sự phát triển thủy sản nuôi trồng của điện từ trường.

n Xử lý nước bằng phương pháp sử dụng Ozone

Theo tài liệu [17], Ozone có tác dụng phá hủy màng tế bào các vi sinh vật, do đó rất hiệu quả trong việc tiêu diệt vi khuẩn và có tác dụng yếu hơn đối với vi rút.

Tài liệu [40] giới thiệu phương pháp dùng plasma lạnh tạo ra Ozone và nước Ozone dùng trong xử lý nước.

Tài liệu [41] mô tả chi tiết từ cách tạo Ozone đến cách đo, vận hành, diệt vi rút, vi khuẩn với các liều lượng thích hợp.

Tài liệu [42] trình bày sơ đồ hệ thống diệt khuẩn bằng Ozone công suất lớn. Theo đó, vi khuẩn hoặc vi rút bị diệt khi tích (C.t) đạt đến giá trị nhất định với C là hàm lượng Ozone có trong nước [mg/l] và t là thời gian diệt khuẩn (thời gian lưu Ozone trong nước tính bằng giây). Một số giá trị (C.t) có khả năng diệt các chủng vi khuẩn, vi rút cụ thể và sơ đồ hệ thống đã được nêu ra ở tài liệu này.

Một số công trình nghiên cứu về ứng dụng Ozone trong xử lý nước được giới thiệu dưới đây.

Nghiên cứu [43] chỉ ra rằng diệt khuẩn nước biển bằng Ozone cần nồng độ 0,1 – 0,5 mg/l trong thời gian 5-10 phút.

Bài báo [44] trình bày về tác động của Ozone đến chất lượng nước và sự sống sót của cá bơn trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn. Xử lý với lượng Ozone cao (360 mV) giúp cải thiện tỉ lệ sống sót của cá nhiều hơn so với với việc xử lý không có Ozone (200 mV).

Bài báo [45] trình bày tổng quan về quy trình và ứng dụng của Ozone như là tác nhân ôxy hóa trong nuôi trồng thủy sản, trình bày ứng dụng của Ozone trong quá trình diệt khuẩn và cải thiện chất lượng nước.

Bài báo [46] trình bày tổng quan về ứng dụng của Ozone trong diệt khuẩn, loại bỏ các chất ô nhiễm đặc biệt trong nuôi trồng thủy sản và xử lý nước.

Bài báo [47] trình bày ứng dụng của Ozone trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn, có tác dụng diệt khuẩn, loại bỏ các chất hữu cơ, loại bỏ độ đục, tảo, màu trong nước. Ozone cũng có khả năng làm bất hoạt hiệu quả nhiều loại vi khuẩn, vi rút, nấm, và các mầm bệnh cho cá.

Bài báo [48] trình bày tác động của Ozone và sự ôxy hóa Ozone trong quá trình nitrat hóa của các bộ lọc sinh học trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn.

Bài báo [49] trình bày quá trình thiết kế máy tạo Ozone loại nhỏ công suất cao có thể tận dụng nguồn cấp đầu vào là không khí hoặc khí ôxy để chuyển hóa thành Ozone nhằm phục vụ cho nuôi trồng thủy sản cũng như xử lý nước.

Bài báo [50] đề cập đến nghiên cứu tác động của Ozone đối với ammonia, nitrite và chỉ số DOC trong quá trình khử trùng nước biển nuôi trồng thủy sản.

Bài báo [51] giới thiệu ảnh hưởng của hai liều lượng Ozone khác nhau đối với loại cá tráp đen. Thí nghiệm được thực hiện trong giai đoạn 44 ngày. Ngoài ra, ảnh hưởng của Ozone đến vi khuẩn di dưỡng của hệ thống cũng được xác định.

Tài liệu [52] giới thiệu về tiềm năng to lớn và hứa hẹn của Ozone trong ngành công nghiệp xử lý nước nuôi tôm. Trong đó, quá trình xử lý nước nuôi tôm sử dụng liều lượng tối thiểu Ozone trình bày và giải thích các tác dụng tích cực của Ozone đến chất lượng nước nuôi.

Một số patent về ứng dụng Ozone trong xử lý nước được giới thiệu dưới đây.

Patent [53] đề xuất thiết bị sử dụng Ozone nhằm loại bỏ các vi sinh vật, vi khuẩn trong nước và ngăn cản khả năng sinh sản của chúng trong thời gian dài.

Patent [54] trình bày ứng dụng của Ozone để diệtvi khuẩn Legionella có trong nước.

Patent [25] nghiên cứu ứng dụng của Ozone được tạo ra bởi bóng đèn UV, Ozone có khả năng ô xy hóa các chất hữu cơ, diệt khuẩn nhờ vào gốc OH-.

Patent [55] trình bày ứng dụng của Ozone trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm, các chất hữu cơ đặc biệt và các chất vô cơ trong nước.

Patent [56] trình bày ứng dụng Ozone trong quá trình xử lý nước, có tác dụng diệt vi khuẩn, vi rút và các vi sinh vật khác.

Thiết bị tạo Ozone được ứng dụng nhiều trong công nghiệp và trong xử lý nước với nhiều nhà cung cấp trên thế giới như hãng Netech với máy phát Ozone thông minh [57], hãng Chemtronics với hệ thống Ozone tích hợp [58], hãng Spartan với máy phát Ozone cho nuôi trồng thủy sản [59], hãng Xylem với máy phát Ozone năng suất cao [60], hãng LICHIP với máy phát Ozone plasma lạnh [61], ….

n Các nghiên cứu liên quan đến ứng dụng tổng hợp UV, điện từ trường, Ozone vào xử lý nước cấp nuôi thủy sản và nuôi tôm.

Hầu hết các nghiên cứu đều chỉ ra rằng xử lý nước bằng cách kết hợp nhiều phương pháp tác động sẽ hiệu quả hơn [17].

Điểm chung của các ứng dụng này là dùng các tác nhân ô xy hóa khác rẻ hơn để hỗ trợ cho tác dụng ô xy hóa của Ozone, từ đó duy trì được nồng độ Ozone cần thiết trong thời gian cần thiết để diệt khuẩn với chi phí thấp hơn.

Tài liệu [62] đề cập đến việc diệt khuẩn kết hợp Ozone, H₂O₂và UV. Tác giả công bố giải pháp kết hợp gọi là công nghệ AOP có thể khắc phục được bệnh EMS (Early Mortality Syndrome, Hội chứng chết sớm), có thể ô xy hóa nhiều chất ô nhiễm trong nước, diệt được vi khuẩn, vi rút.

Tài liệu [63] trình bày tác dụng tổng hợp diệt khuẩn của UV và H₂O₂, ngoài ra khi UV kết hợp với H₂O₂tạo ra gốc OH- có tác dụng tăng cường khả năng oxy hóa các chất lẫn trong nước.

Một số công trình nghiên cứu về ứng dụng kết hợp UV, điện từ trường, Ozone trong xử lý nước được giới thiệu dưới đây.

Bài báo [64] công bố kết quả thí nghiệm xử lý diệt khuần bằng Ozone tiếp theo là UV cho nước tuần hoàn hệ thống nuôi bể, có chức năng làm bất hoạt các loại vi khuẩn, loại bỏ các chất rắn lơ lửng và cải thiện chất lượng nước.

Bài báo [65] trình bày quá trình xử lý nước kết hợp các phương pháp Ozone, hydrogen peroxide, UV, có tác dụng tạo ra nhóm OH-, làm tăng cường quá trình ô xy hóa của các chất vô cơ và diệt khẩn, và có khả năng ô xy hóa cao hơn nhiều so với các phương pháp ô xy hóa thông thường như chlorine.

Bài báo [66] trình bày ứng dụng của Ozone và bức xạ UV trong nuôi trồng thủy sản, có tác dụng diệt khuẩn và cải thiện chất lượng nước, loại bỏ các loại bệnh ở cá, ô xy hóa các chất hữu cơ, nitrite.

Một số patent về ứng dụng kết hợp phương pháp UV, điện từ trường, Ozone trong xử lý nước được giới thiệu dưới đây.

Patent [67] đề xuất thiết bị khử trùng nước kết hợp Ozone và bức xạ UV, trong đó Ozone và UV làm nhiệm vụ tiêu diệt các vi khuẩn và vi rút trong nước. Ngoài ra, bức xạ UV còn là chất xúc tác để cho Ozone oxy hóa các hợp chất hữu cơ tồn tại trong nước, giúp tăng tốc độ diệt khuẩn.

Patent [68] đề xuất sử dụng bức xạ UV, từ trường và Ozone để xử lý nước, qua đó giảm hàm lượng các chất ô nhiễm và độ kiềm của nước.

Patent [69] đề xuất phương pháp xử lý nước nuôi trồng thủy sản, trong đó nước qua cụm xử lý từ trường, sau đó qua hai tháp điện phân, tiếp theo đến cụm lọc và cuối cùng là xử lý chiếu UV, có chức năng diệt vi khuẩn, vi rút và loại bỏ tảo trong nước.

Patent [70] đề xuất phương pháp xử lý các chất hữu cơ, vô cơ có trong nước bằng cách đầu tiên là lọc loại bỏ cặn, sau đó cho qua chiếu UV diệt khuẩn và cuối cùng cho qua trường tĩnh điện để lọc.

Patent [71] đề xuất kết hợp phương pháp Ozone và từ trường để diệt khuẩn nước nuôi trồng thủy sản.

Patent [72] đề xuất kết hợp hai phương pháp diệt khuẩn là Ozone và UV, hệ thống gồm hai buồng bức xạ UV, buồng đầu tiên cho không khí đi qua tia bức xạ UV để tạo thành Ozone và buồng thứ 2 cho nước cần xử lý đi qua bức xạ UV.

Patent [25], [73] trình bày ứng dụng hai phương pháp kết hợp Ozone và UV trong xử lý nước, Ozone có tác dụng diệt vi khuẩn, vi rút và ô xy hóa các hợp chất trong nước, UV cũng có tác dụng diệt vi khuẩn, vi rút, làm tăng cường quá trình diệt khuẩn.

Patent [74] trình bày ứng dụng kết hợp UV và từ trường, có tác dụng loại bỏ các chất ô nhiễm sinh học và diệt vi khuẩn vibrio.

Một số sản phẩm thương mại hóa về ứng dụng tổng hợp UV, điện từ trường,Ozone trong xử lý nước được giới thiệu dưới đây:

Công nghệ [75] kết hợp ba phương pháp Ozone, UV, H₂O₂, có chức năng oxy hóa các chất ô nhiễm, loại bỏ COD, tăng cường quá trình giảm TOC.

Công nghệ [76], kết hợp hai phương pháp Ozone và H₂O₂, có tác dụng diệt khuẩn, tăng cường việc loại bỏ các chất hữu cơ tự nhiên và tổng hợp cao hơn so với Ozone và H₂O₂được xử lý riêng lẽ.

Công nghệ [77], kết hợp ba phương pháp Ozone, UV, H₂O₂, có tác dụng tăng cường khả năng oxy hóa, diệt vi khuẩn, loại bỏ các hợp chất hữu cơ.

Công nghệ [78], kết hợp UV và Ozone, có tác dụng diệt khuẩn, loại bỏ các chất hữu cơ trong nước (TOC, COD, BOD).

Nước thải sau khi được hút ra khỏi ao nuôi tôm cần được xử lý để:

- Thải ra ngoài môi trường: phải đạt yêu cầu của nước thải trước khi thải ra môi trường theo quy định của Nhà nước.

- Tái sử dụng: phải đạt yêu cầu chất lượng nước cấp cho nuôi tôm.

Để xử lý nước đạt yêu cầu nêu trên, người ta thường sử dụng phương pháp lọc sinh học, bãi ngập để khử các hợp chất ni tơ và sodium hypochlorite để diệt khuẩn cho nước trước khi thải ra môi trường.

Phương pháp lọc sinh học

Phương pháp lọc sinh học được thực hiện thông qua các bộ lọc sinh học. Trong bộ lọc sinh học, các vi sinh vật được nuôi, phát triển và thực hiện nhiệm vụ tiêu thụ các hợp chất hữu cơ và dinh dưỡng trong nước thải từ ao nuôi. Để nuôi được vi sinh vật với sinh khối cao, cần có các giá thể để cho chúng phát triển. Chúng sẽ bám dính lên các giá thể này, tạo thành màng sinh học [79].

Một số nghiên cứu sử dụng phương pháp sinh học xử lý nước thải nuôi thủy sản và nuôi tôm được giới thiệu dưới đây.

Bài báo [80] cho rằng nhu cầu về các bộ lọc sinh học hiệu quả sẽ tăng lên cùng với việc mở rộng ứng dụng hệ thống tuần hoàn nước như là một giải pháp bổ sung hay thay thế cho phương pháp nuôi ao truyền thống. Đối với ngành nuôi trồng thủy sản nước mặn, xu hướng di chuyển vào sâu trong đất liền ngày càng gia tăng do diện tích đất ven biển hạn hẹp và giông bão ngày càng nhiều khiến nhu cầu tái sử dụng nước và lọc sinh học cũng ngày càng tăng lên.

Bài báo [81] trình bày việc phân loại các bộ lọc sinh học sử dụng trong ngành thủy sản trong các điều kiện độ mặn và nhiệt độ khác nhau của nước.

Bài báo [82] mô tả ảnh hưởng của bộ lọc sinh học dạng giá thể cố định (FBB) và bộ lọc sinh học giá thể di động (MBBR) tới phân bố kích thước của các hạt chất thải và các chất hữu cơ. Nghiên cứu này chỉ ra rằng bộ lọc sinh học giá thể cố định làm giảm số hạt chất thải, còn bộ lọc sinh học giá thể di động lại làm tăng số hạt chất thải do phân rã các hạt chất thải lớn thành nhiều hạt chất thải mịn hơn. Tuy nhiên, bộ lọc sinh học giá thể di động có khả năng phân rã chất hữu cơ tốt hơn.

Bài báo [83] chỉ ra rằng các bộ lọc sinh học sử dụng các giá thể ngập nước dạng sợi nếu được thích nghi hóa trước khi sử dụng thì hiệu quả xử lý ni tơ cao hơn từ 6 - 17%. Thức ăn của tôm hoàn toàn có thể được sử dụng như nguyên liệu cho việc thích nghi hóa này.

Bài báo [84] đánh giá hiệu quả hoạt động của bộ lọc sinh học ngập nước để khử ni tơ dạng xơ dùng trong nuôi cá rô phi. Nếu không làm vệ sinh, lọc này sẽ làm phát sinh khí sulfide trong khu nuôi cá với mật độ 13.62 kg/m³. Bộ lọc sinh học này có khả năng duy trì tổng ni tơ ammonia (TAN) ở mức 1,0 mg/l với lượng ni tơ vô cơ là 38,6 mg/l/ngày trong điều kiện bộ lọc sinh học được vệ sinh để loại bỏ các chất thải rắn 2 tuần/ lần.

Natri Hypoclorite (Javen)

Sử dụng sodium hypochloride được xem là một giải pháp xử lý nước thải với chi phí thấp.

Tài liệu [85] trình bày ứng dụng của sodium hypochlorite cho xử lý nước nuôi tôm trong nuôi trồng thủy sản ở Thái Lan, có tác dụng giảm hợp chất hữu cơ và độ đục của nước, diệt một số vi sinh vật trong nước.

Tài liệu [86] hướng dẫn sử dụng sodium hypochlorite cho việc xử lý nước thải trong nuôi tôm thẻ chân trắng với nồng độ cần dùng là lớn hơn 20 ppm.

Tài liệu [87] hướng dẫn sử dụng sodium hypochlorite trong việc diệt khuẩn, nấm, vi rút trong ao nuôi tôm.

Bài báo [88] trình bày ứng dụng của sodium hypochlorite kết hợp với bộ lọc sinh học cho xử lý nước nuôi trồng thủy sản, có tác dụng làm giảm vi khuẩn E. Coli, làm giảm vi khuẩn hiếu khí, làm giảm các vi khuẩn gây bệnh trong hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn.

Tài liệu [89] trình bày ứng dụng sodium hypochlorite cho xử lý nước thải trong nuôi trồng thủy sản, có tác dụng loại bỏ các sinh vật đơn bào gây hại, diệt các vi sinh vật gây bệnh.

Tài liệu [90] trình bày ứng dụng sodium hypochlorite để diệt khuẩn nước nuôi trồng thủy sản.

Bài báo [91] trình bày ứng dụng sodium hypochlorite trong việc phá hủy cấu trúc của các vi sinh vật, diệt khuẩn trong xử lý nước nuôi cá, tăng tỉ lệ sống sót của cá, cũng có tác dụng làm giảm kháng sinh, giảm đến 99% tảo, vi khuẩn và vi rút trong nước.

Bài báo [92] trình bày nghiên cứu ứng dụng sodium hypoclorite trong diệt khuẩn trại nuôi giống, với quá trình điện phân sử dụng dòng điện cường độ 1,0 – 4,0 A để diệt khuẩn cho vi tảo làm thức ăn cho thủy sản. Kết quả cho thấy việc diệt khuẩn dùng sodium hypoclorite giúp tảo phát triển nhanh hơn so với phương pháp dùng tia cực tím và chỉ ra khả năng ứng dụng sản phẩm điện phân với nồng độ ion Cl rất thấp cho việc diệt khuẩn như là một lựa chọn hiệu quả và có chi phí thấp.

Nhìn chung các tài liệu nêu trên cho thấy việc sử dụng các bộ lọc sinh học kết hợp với sodium hypoclorite để xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản mang lại hiệu quả cao và khả thi tại nhiều nước trên thế giới.

1.3 Tình hình nghiên cứu và sử dụng thiết bị diệt khuẩn tại Việt Nam

Bài báo [93] của Trường Đại học Cần Thơ về nghiên cứu ứng dụng plasma lạnh trong xử lý nước mới chỉ dừng lại ở nghiên cứu cơ bản bước đầu.

Công trình [94] của tác giả Nguyễn Thị Lan, với bằng độc quyền sáng chế của Việt Nam "Máy điện từ để xử lý nước và quy trình xử lý nước có sử dụng điện từ trường" (INVOICE 178/VN76-SC/GPHI), nghiên cứu ứng dụng bức xạ điện từ cộng với cơ học (thay đổi vận tốc nước) để tách các mối liên kết hóa học và khi ở trong từ trường thì chúng bị tách ra thành cặn hoặc mảng nổi rồi được loại bỏ ra. Nghiên cứu cũng đã đề cập đến việc tăng năng suất tôm nuôi khi sử dụng nước được từ hóa. Kết quả của công trình là sản phẩm máy điện từ “CLEANER” [95].

Nghiên cứu [96] của Đại học Cần Thơ về xử lý nước nuôi tôm thẻ chân trắng siêu thâm canh trong hệ thống tuần hoàn. Cụ thể hệ thống lọc sinh học gồm 1 bể lọc ngầm, 1 bể lọc trickling, lọc ngầm sử dụng giá thể là đá 0,5 x 1 cm và được ngập trong nước. Bể có bố trí hệ thống sục khí để đảo nước liên tục từ đáy lên trên bề mặt nhờ hệ thống airlift. Lọc ướt sử dụng các giá thể là các ống nhựa rỗng, dài 2 - 3 cm. Mật độ nuôi 500 con /m². Kết quả là tôm phát triển tốt, hàm lượng nitrit và TAN đều ở mức cho phép.

Trong báo cáo [97] tại Hội nghị bàn tròn về sản xuất và tiêu thụ bền vững tại Hà Nội năm 2007, tác giả có đưa ra mô hình xử lý nước thải ao nuôi tôm bằng công nghệ sinh học tại Công ty Đức Thắng, Quảng Bình.

Công trình [98] của Đại học Nha Trang có đưa ra quy trình xử lý bùn thải ao nuôi tôm như sau: Dùng bơm hút bùn ở đáy ao, sau đó cho qua bể lọc áp lực, tách bùn ra khỏi nước thải sau đó đi qua bể xử lý sinh học có lớp đệm ngập nước (tấm nhựa) và quay về ao nuôi. Tuy nhiên kết quả nước sau xử lý mới ở mức đạt loại B, cần phải xử lý thêm mới đạt chuẩn nước cấp cho nuôi thủy sản A2. Công trình cho thấy cần có công đoạn hút chất thải ra khỏi ao nuôi tôm để tránh gây ô nhiễm môi trường nước nuôi tôm và giảm nhẹ việc xử lý nước thải từ ao bằng phương pháp sinh học sau này.

Công trình nghiên cứu [98] là một trong số ít công trình trong nước nghiên cứu về tác dụng tổng hợp của Ozone và UV trong xử lý nước thải. Kết quả thí nghiệm mà tác giả thực hiện cũng tương tự như nhiều công bố khác trên thế giới là chỉ số ô nhiễm nước BOD, COD đều giảm và có thể ứng dụng công nghệ này trong xử lý nước thải ở nước ta.

Về ứng dụng Ozone và UV trong thực tế mới chỉ giới hạn trong việc xử lý nước sinh hoạt dạng hộ gia đình hoặc sử dụng khử trùng trong y tế bằng các thiết bị ngoại nhập. Về xử lý nước cấp nuôi tôm hiện mới chỉ thấy ở Công ty OBM [99] dùng trong bể nuôi tôm giống. Về xử lý nước thải, Công ty Camix [100] xử lý bằng nguồn phát UV đặt trong nước.

Nghiên cứu [101], [102] của Đại học Huế về ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý nước thải nuôi tôm. Các tác giả đã làm thí nghiệm xử lý nước thải bằng lọc sinh học có lớp đệm ngập nước, đánh giá mức độ giảm ô nhiễm BOD, COD, TAN của nước thải sau khi xử lý.

Tác giả Phùng Thế Trung [103] đã trình bày nghiên cứu tính toán xử lý chất thải trong thiết kế hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) trong Kỷ yếu Hội thảo khoa học Ứng dụng công nghệ mới trong nuôi trồng thủy sản do Trường Đại học Nha Trang tổ chức vào tháng 11/ 2012.

Bên cạnh đó còn có một số công trình nghiên cứu về xử lý nước áp dụng cho nuôi tôm giống của Viện Nghiên cứu nuôi trồng thủy sản 1 như sau:

Công trình [104] nghiên cứu lựa chọn, thiết kế và chế tạo hệ thống thiết bị phù hợp cho sản xuất giống tôm quy mô trang trại.

Công trình [105] nghiên cứu ứng dụng giải pháp công nghệ "an toàn sinh học" trong quá trình sản xuất ấu trùng tôm (nauplii) và sản xuất hậu ấu trùng tôm (PL) sạch bệnh.

Nhìn chung những công trình nghiên cứu có liên quan đến UV, điện từ trường, Ozone, sinh học vào xử lý nước nuôi thủy sản và nuôi tôm ở nước ta còn ít và mới chỉ là các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, chưa có công trình nào đã được triển khai vào thực tế.

1.4 Mục tiêu, nội dung của đề tài

1.4.1 Mục tiêu

Mục tiêu của đề tài này là thiết kế hệ thống thiết bị xử lý môi trường nước nuôi tôm, bao gồm xử lý nước cấp vào ao và nước thải nhằm có tính thực tiễn cao nhằm áp dụng vào tình hình thực tế tại Việt Nam, giảm tình trạng ô nhiễm của nguồn nước nuôi và thỏa mãn tiêu chuẩn HACCP của ngành thủy sản

1.4.2 Nội dung

Để đạt được mục tiêu đề ra, cần thực hiện các nội dung sau:

v Giới thiệu về công nghệ nuôi tôm và quy trình vận hành hệ thống nuôi tôm.

v Xác định yêu cầu và tiêu chuẩn sử dụng trong xử lý môi trường nước nuôi tôm.

v Đề xuất, so sánh và lựa chọn phương án sử dụng trong xử lý môi trường nước nuôi tôm.

v Xác định cấu hình, nguyên lý của hệ thống, thiết bị xử lý nước.

v Tính toán thiết kế các phương án đã đề xuất.

v Thực hiện các bản vẽ thiết bị, bản vẽ lắp cho các thiết bị sử dụng trong hệ thống.

v Kết luận và hướng phát triển của đề tài.

1.5 Quy trình thực hiện

Tổng hợp, phân tích tài liệu, số liệu thu thập được.
Đo đạc, thu thập yêu cầu cần thiết phục vụ cho quá trình thiết kế.
Tính toán các thiết kế.
Liệt kê các thành phần, thiết bị sử dụng.
Đánh giá hiệu quả sử dụng.

1.6 Kết luận

Qua tìm hiểu và phân tích tình hình dịch bệnh ở tôm và những khó khăn mà người nông dân đang mắc phải tại Việt Nam hiện nay, công việc xử lý nước đang được xem như bài toán cấp bách và rất thiết thực. Các chương sau sẽ trình bày công nghệ nuôi tôm, đề xuất phương pháp xử lý, thiết kế hệ thống thiết bị xử lý môi trường áp dụng cho nước cấp đầu vào và nước thải của quá trình nuôi tôm.

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG NUÔI TRỒNG VÀ XÁC ĐỊNH YÊU CẦU XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM

Trong chương này sẽ trình bày mô tả công nghệ nuôi tôm bao gồm cơ sở vật chất của công nghệ nuôi tôm, quá trình vận hành đường dẫn của nước trong hệ thống và xác định các yêu cầu xử lý môi trường nước nuôi tôm.

2.1 Mô tả công nghệ nuôi tôm

2.1.1 Mô tả cơ sở vật chất và quá trình nuôi tôm

Hình 2.1 mô tả sơ đồ mặt bằng hệ thống ao nuôi tôm và quy trình vận hành nước trong ao tại trại nuôi tôm thực nghiệm.

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống ao nuôi tôm và quy trình vận hành nước trong ao

Mặt bằng ao nuôi tôm thực nghiệm được triển khai tại huyện Cần Giờ, Thành Phố Hồ Chí Minh gồm các bộ phận: nguồn nước cấp được lấy từ nước biển, ao lắng nước cấp, ao nuôi tôm chia thành hai ao nuôi: ao nuôi tôm con có diện tích nhỏ, sau khi tôm con lớn, được chuyển sang ao nuôi tôm lớn có diện tích lớn, trong ao nuôi tôm lớn này được trang bị các hệ thống quạt nước cấp Oxy xuống ao và thiết bị hút nước thải chuyển động trong phạm vi ao.

Ao lắng nước thải làm nhiệm vụ chứa nước thải từ hệ thống ao nuôi tôm lớn và lắng động các chất bẩn, các chất rắn lơ lửng. Tại ao lắng có nuôi cá để tận dụng nguồn thức ăn dư thừa từ ao nuôi tôm chảy ra. Ao lắng có kích thước sâu, ngoài việc dùng để lắng các hạt có kích thước lớn còn có tác dụng như một hồ tùy tiện trong xử lý nước thải, xử lý kị khí và hiếu khí.

Nước thải trong ao nuôi tôm lớn, trước khi được thải ra môi trường hoặc được sử dụng lại trong quá trình nuôi tôm cần được xử lý thông qua bãi ngập, bộ lọc sinh học và thiết bị điều chế Javen. Cuối cùng nước thải đã đảm bảo đủ chất lượng để xả ra môi trường hoặc có thể tái sử dụng, phục vụ quá trình nuôi tôm.

2.1.2 Mô tả quá trình vận hành nước trong ao nuôi tôm

Nước trong ao nuôi tôm thâm canh được vận chuyển liên tục trong hệ thống các ao nuôi và có thể tuần hoàn quay trở về nguồn nước cấp đầu vào hoặc được thải ra môi trường.

Ban đầu nước biển sẽ được bơm vào ao nguồn nước cấp, sẽ tiếp tục được vận chuyển sang ao lắng nước cấp, nước được lắng một thời gian quy định trước để loại bỏ các chất rắn và rác thải rồi được dẫn sang hệ thống ao nuôi, gồm ao nuôi tôm con và ao nuôi tôm lớn. Trong quá trình nuôi, nước trong ao nuôi cũng được liên tục được thiết bị hút nước thải bơm qua ao lắng nước thải tiếp tục cho quá trình xử lý. Tại ao lắng nước thải có nuôi cá để tận dụng nguồn thức ăn dư thừa từ ao nuôi tôm chảy ra. Ao lắng có kích thước sâu, ngoài việc dùng để lắng các hạt có kích thước lớn còn có tác dụng như một hồ tùy tiện trong xử lý nước thải, xử lý kị khí và hiếu khí. Ở đây vi sinh vật hiếm khí và hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ có trong nước, làm giảm hàm lượng COD và BOD. Tiếp đó, từ ao lắng nước thải sẽ được bơm qua ao xử lý sinh học để tiếp tục quá trình xử lý, cuối cùng nước được bơm qua ao điều hòa và diệt khuẩn trước khi nước được thải ra môi trường hoặc có thể tái sử dụng.

2.2 Xác định yêu cầu xử lý nước trong ao nuôi tôm

Thực trạng về tình hình nuôi tôm đang gặp nhiều khó khăn và bất cập, cụ thể như tình hình dịch bệnh đang hoành hành, và sử dụng kháng sinh tràn lan, ảnh hưởng đến chất lượng tôm xuất khẩu sang các thị trường lớn như Mỹ, Nhật Bản, … Chính vì vậy, yêu cầu đặt ra là cần áp dụng các tiêu chuẩn quốc tế trong việc nuôi trồng thủy sản để đảm bảo chất lượng của sản phẩm, và một trong số các chuẩn quốc tế được dùng áp dụng cho ngành nuôi tôm đó chính là chuẩn HACCP.

Luận văn này sẽ áp dụng tiêu chuẩn HACCP về xử lý nước nuôi tôm. HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points) là những nguyên tắc được sử dụng trong việc thiết lập hệ thống quản lý an toàn thực phẩm. HACCP được nhiều nước trên thế giới quy định bắt buộc áp dụng trong quá trình sản xuất, chế biến thực phẩm. Uỷ ban Tiêu chuẩn Thực phẩm quốc tế (CODEX) cũng khuyến cáo việc nên áp dụng HACCP kết hợp với việc duy trì điều kiện sản xuất (GMP) để nâng cao hiệu quả của việc đảm bảo chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm.

Việc áp dụng HACCP ở Việt Nam bắt đầu từ những năm 1990 đối với ngành chế biến thủy sản doyêu cầu của các thị trường nhập khẩu thủy sản từ Việt Nam. Hiện nay HACCP đã được áp dụng cho nhiều loại hình sản xuất, chế biến thực phẩm. Các doanh nghiệp sản xuất, chế biến thực phẩm ở Việt Nam thường xây dựng hệ thống HACCP và được chứng nhận theo một trong các tiêu chuẩn như TCVN 5603:2008 (phiên bản cũ là TCVN 5603:1998), HACCP Code 2003 (của Australia), ...

2.2.1 Xác định yêu cầu xử lý nước cấp đầu vào

Nước biển được bơm từ hồ nước thô vào hệ thống bởi bơm nước thô, nước biển lấy vào có chứa nhiều tạp chất, nhất là nước bị đục, chứa nhiều vi khuẩn, virus và các mầm bệnh gây hại cho tôm, còn chứa một số ion kim loại ví dụ như các ion (Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺ và Fe³⁺). Nếu nguồn nước này được đưa trực tiếp vào hệ thống ao nuôi sẽ hết sức nguy hiểm. Vì vậy để đảm bảo an toàn cho quá trình nuôi cũng như giảm hạn chế các tác nhân, các mầm bệnh ảnh hưởng tới tôm nuôi, nước cấp đầu vào cần phải được xử lý trước khi được đưa đến ao nuôi.

2.2.2 Xác định yêu cầu xử lý nước thải

Nước thải từ ao nuôi tôm lớn thải ra ngoài việc phải tuân theo HACCP. Số liệu cụ thể sử dụng tiêu chuẩn Việt Nam QCVN 02 - 20 : 2014/BNNPTNT, theo đó nước thải phải đáp ứng các tiêu chuẩn như được trình bày ở bảng 2.2.

Bảng 2.2: Chất lượng nước tái sử dụng và nước đã xử lý để đảm bảo môi trường

Trong quá trình nuôi tôm ao tuần hoàn, vấn đề về nước thải từ hệ thống ao rất quan trọng và cần được đặc biệt quan tâm, vì nếu nước thải sau khi được sử dụng không được qua xử lý, mà trực tiếp xả thải ra môi trường xung quanh thì dịch bệnh trong nước sẽ lây lan vào các hệ thống nuôi ao khác vì nước thải ra môi trường sẽ được tiếp tục quay trở lại ao nuôi đóng vai trò là nguồn nước cấp. Để ngăn chặn và làm giảm dịch bệnh gây hại cho tôm thì nước thải trước khi được xả ra môi trường cần phải được xử lý thông qua các hệ thống ao và thiết bị xử lý nước thải.

Nước thải từ ao nuôi tôm chứa nhiều tạp chất, cặn, chứa nhiều các chất hữu cơ hòa tan và kể cả thức ăn thừa, vì vậy, nguồn nước này cần phải được chảy qua một ao lắng sâu, ao lắng sâu này có nuôi cá để tận dụng nguồn thức ăn dư thừa từ ao nuôi tôm chảy ra. Ao lắng có kích thước sâu, ngoài việc dùng để lắng các hạt có kích thước lớn còn có tác dụng như một hồ tùy tiện trong xử lý nước thải, xử lý kị khí và hiếu khí. Ở đây vi sinh vật hiếm khí và hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ có trong nước, làm giảm hàm lượng COD và BOD. Sau khi được dẫn qua ao lắng, hàm lượng chất hữu cơ hòa tan trong nước đã được giảm, nhưng vẫn chưa được loại bỏ hoàn toàn. Do đó nước thải cần được tiếp tục xử lý bằng các phương pháp sinh học để giảm các chất hữu cơ hòa tan và để diệt khuẩn và mầm bệnh tồn đọng trong nước thải cần phải được xử lý thông qua các cụm xử lý nước thải. Và cuối cùng nguồn nước thải đã đảm bảo tiêu chuẩn để xả ra ngoài môi trường.

2.3 Kết luận

Chương này đã giới thiệu về công nghệ nuôi tôm gồm cơ sở vật chất, quá trình vận hành và xác định các yêu cầu xử lý môi trường nước nuôi tôm áp dụng cho nước cấp đầu vào và nước thải.

Chương 3 sẽ thực hiện việc đề xuất, so sánh hệ thống thiết bị từ các yêu cầu xử lý môi trường nước nuôi tôm và từ đó lựa chọn phương án phù hợp.

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN HỆ THỐNG THIẾT BỊ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM

Trên cơ sở các yêu cầu xử lý nước đã nêu ở chương 2, chương này sẽ thực hiện việc đề xuất các phương án xử lý nước, sau đó so sánh các ưu nhược điểm của từng phương án và từ đó lựa chọn phương án xử lý nước dựa theo các yếu tố về chức năng, hiệu quả và tính kinh tế.

3.1 Đề xuất, lựa chọn hệ thống thiết bị xử lý cho nước cấp đầu vào

3.1.1 Đề xuất hệ thống thiết bị xử lý nước cấp đầu vào

Hệ thống các thành phần và thiết bị xử lý nước cấp nuôi được trình bày ở bảng 3.1

Bảng 3.1: Các thành phần, thiết bị trong hệ thống xử lý nước cấp nuôi tôm

Ký Hiệu	Tên gọi	Ký Hiệu	Tên gọi	Ký Hiệu	Tên gọi
1	Cụm bơm nước cấp	4	Cụm bể Ozone	7	Tủ điều khiển
2	Cụm từ trường	5	Cụm Ozone
3	Cụm bể UV - Hydro Peroxide	6	Cụm bơm nước trộn Ozone

n Phương án 1: Cụm xử lý nước cấp nuôi tôm ứng dụng Từ trường - Hydro Peroxide - UV bao gồm các thiết bị 1, 2, 3 và các quy trình vận hành tương ứng.

n Phương án 2: Cụm xử lý nước cấp nuôi tôm ứng dụng Từ trường – Hydro Peroxide - Ozone bao gồm các thiết bị 1, 2, 3, 4 và các quy trình tương ứng.vận hành tương ứng.

n Phương án 3: Cụm xử lý nước cấp nuôi tôm ứng dụng Từ trường – Hydro Peroxide – UV – Ozone bao gồm các thiết bị 1, 2, 3, 4 và các quy trình vận hành tương ứng.

3.1.2 Mô tả hoạt động của các phương án đề xuất

3.1.2.1 Mô tả hoạt động của phương án 1

Sơ đồ mô tả hoạt động của phương án 1 được trình bày ở hình 3.1

Hình 3.1: Sơ đồ cụm xử lý nước cấp cho ao nuôi tôm theo phương án 1

Các thành phần, thiết bị sử dụng trong phương án 1: 1. Cụm bơm nước thô, 2. Cụm từ tính, 3. Cụm bể xử lý nước bằng UV-Peroxide, 10. Cụm quan trắc và giám sát.

Phương án 1 hoạt động như sau:

Nước biển được bơm từ hồ nước thô vào hệ thống bởi bơm nước thô (1), nước biển lấy vào có chứa nhiều tạp chất, nhất là nước bị đục, làm giảm khả năng tác dụng của UV. Do vậy cần thiết kế bổ sung vào hệ thống cụm từ trường có tác dụng từ hóa làm mềm nước, loại bỏ được một số ion kim loại qua cụm xử lý từ trường (2) làm giảm độ cứng của nước, đặc biệt là các ion (Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺ và Fe³⁺), các ion tạo ra do nước nhiễm từ sẽ giúp các hạt lơ lững dính kết lại và sẽ được loại bỏ ra ngoài qua bộ phận lọc cơ học trong thiết bị xử lý bằng từ tính.

Sau đó nước được dẫn vào bồn xử lý Hydro Peroxide (H₂O₂). Tại đây Hydro Peroxide là chất oxy hóa mạnh sẽ oxy hóa các chất ô nhiễm hữu cơ, làm nước trong hơn, các thông số chất lượng nước như COD, ammonia… giảm. Sau đó nước được dẫn qua hệ thống bồn xử lý tia cực tím (UV) (3). Tại đây nước được chiếu tia UV đủ cường độ và cuối cùng nước đã xử lý được dẫn vào ao nuôi.

3.1.2.2 Mô tả hoạt động của phương án 2

Sơ đồ mô tả hoạt động của phương án 2 được trình bày ở hình 3.2

....................................................

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ CỤM XỬ LÝ OZONE

Trên cơ sở phương án đã đề xuất ở chương 3, chương này phân tích các chức năng, yêu cầu kỹ thuật và kết cấu thiết bị sử dụng của phương pháp xử lý nước bằng Ozone từ đó thực hiện tính toán và lựa chọn các thiết bị cho cụm xử lý Ozone.

6.1 Các chức năng của phương pháp xử lý Ozone

Ozone là chất có khả năng oxy hóa rất mạnh. Khi hòa tan vào nước, Ozone thực hiện hai quá trình phản ứng: oxy hóa trực tiếp các chất hữu cơ và hình thành chuỗi các phản ứng với các gốc tự do. Ozone làm tổn thương các tế bào và acid nucleic của vi sinh vật, đồng thời phá hủy các liên kết chuỗi các phân tử làm chúng không còn khả năng sinh sản. Ngoài ra, Ozone còn có có thể làm suy giảm hàm lượng NH₃, NO₂ và BOD tồn tại trong nước, giúp tăng chất lượng nước xử lý. Ozone có 2 tính năng chủ yếu là Oxy hóa các chất và khả năng diệt khuẩn cao. Tuy nhiên giá thành Ozone khá đắt, nên một số trường hợp để khai thác khả năng sử dụng hiệu quả của Ozone, người ta dùng Ozone cho mục đích chính là diệt khuẩn, còn tác dụng Oxy hóa sẽ thay bằng các phương pháp khác, thông thường để thay thế tác dụng Oxy hóa của Ozone người ta dùng hóa chất Peroxide hay còn gọi là Oxy già.

6.2 Yêu cầu kỹ thuật của cụm xử lý Ozone

Nước Ozone vừa có tính oxy hóa cao vừa diệt được nhiều loại vi khuẩn, virus do đó Ozone là công cụ hữu hiệu để xử lý nước. Do chi phí xử lý cao nên chủ yếu chỉ dùng Ozone để diệt khuẩn. Tuy nhiên một số ion như Fe⁺, Mn⁺ không bị loại bỏ khi dùng chất oxy hóa là peroxide mà phải dùng Ozone. Khi nước thô được dẫn qua bể tiếp xúc Ozone, Ozone sẽ oxy hóa các ion Fe⁺, Mn⁺ và phần COD, TOC còn có trong nước đồng thời với quá trình diệt khuẩn. Thời gian lưu nước tại bể tiếp xúc Ozone là khoảng 10 phút, với nồng độ 0.5 mg/lít. Hàm lượng Ozone dư trong nước được theo dõi bởi 2 sensor đo hàm lượng Ozone trong nước gắn tại bể tiếp xúc đầu và bể cuối.

Theo tiêu chuẩn HACCP 2002, quá trình xử lý Ozone diễn ra với nồng độ 0,5 mg/l trong thời gian 10 phút sẽ vừa có tác dụng diệt khuẩn vừa có tác dụng oxy hóa [132].

6.3 Nguyên lý hoạt động của cụm xử lý Ozone

6.3.1 Các nguyên lý tạo ra Ozone

6.3.1.1 Phóng điện màng chắn (Corona Discharge)

Khi không khí hoặc khí Oxy đi qua một trường điện từ có điện thế lớn, năng lượng tạo ra sẽ phá hủy liên kết của phân tử Oxy (O₂) thành nguyên tử Oxy (O) kết hợp với các phân tử Oxy để tạo thành Ozone (O₃) [112].

3O₂ à 2O₃

Phương pháp này được xem là phương pháp tạo ra Ozone phổ biến nhất hiện nay và được ứng dụng rất rộng rãi trong các sản phẩm máy Ozone được bán trên thị trường. Ozone là một phân tử rất không ổn định, và sau khi bơm vào nước thô, nó phân hủy rất nhanh. Lộ trình của phản ứng Ozone phụ thuộc vào tính chất và nồng độ của các hợp chất khác, cũng như chất lượng của nước, bao gồm pH, độ bicarbonate, mức độ tổng cacbon hữu cơ và nhiệt độ.

Hình 6.1: Sơ đồ nguyên lý quá trình tạo ra Ozone bằng phương pháp phóng điện màng chắn

6.3.1.2 Sử dụng tia cực tím

Công nghệ ứng dụng tia cực tím để tạo ra Ozone sử dụng đèn chiếu xạ UV ở bước sóng 185nm. Khi đó, không khí đi qua đèn UV sẽ chuyển đổi thành Ozone. Đây được xem là phương pháp đơn giản và tiết kiệm chi phí hơn so với phương pháp tạo ra Ozone bằng phóng điện màng chắn. Tuy nhiên, nồng độ Ozone tạo ra là rất thấp (0,1%), do đó phương pháp này ít được ứng dụng vào thực tế [143].

Bóng đèn UV được dùng có cấu tạo tương tự với bóng đèn UV xử lý nước, bao gồm buồng chiếu xạ UV được bao bên ngoài, bên trong là bóng đèn UV với lớp thạch anh bảo vệ. Ngoài ra, không khí được dẫn vào thông qua ống dẫn để thực hiện quá trình tạo thành Ozone.

......................................................

7.2.2 Yêu cầu kỹ thuật của cụm xử lý sinh học

Cụm xử lý sinh học phải đáp ứng yêu cầu xử lý nước với năng suất là 100 m³/ngày, thời gian lưu nước trong bể là 4 giờ, giá thể MBBR loại bằng nhựa, có trọng lượng riêng nhỏ hơn nước đảm bảo giá thể luôn lơ lửng và nổi trên mặt nước, loại bể sinh học hiếu khí.

7.2.3 Kết cấu thiết bị cụm xử lý sinh học

7.2.3.1 Bể sinh học

Bể sinh học kết hợp giá thể lơ lửng MBBR gồm 2 loại: bể hiếu khí và bể thiếu khí.

Trong quá trình xử lý nước thải bằng công nghệ kỵ khí, các chất hữu cơ trong nước thải được chuyển hoá thành mêtan và khí cacbonic, quá trình được thực hiện không có mặt của oxy. Hệ thống xử lý kỵ khí có thể là các ao kỵ khí hoặc các dạng khác nhau của bình phản ứng tải trọng cao. Hồ kỵ khí được sử dụng để xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ và hàm lượng cặn cao.

Trong bể hiếu khí sự chuyển động của các giá thể được tạo thành do sự khuyếch tán của những bọt khí có kích thước trung bình từ máy thổi khí. Trong khi đó ở bể thiếu khí thì quá trình này được tạo ra bởi sự xáo trộn của các giá thể trong bể bằng cánh khuấy.

Hình 7.6: Bể MBBR hiếu khí và kị khí

Phương pháp xử lý sinh học có các ưu điểm như sau:

Mật độ vi sinh vật xử lý trên một đơn vị thể tích cao: Mật độ vi sinh vật xử lý trên một đơn vị thể tích cao hơn so với hệ thống xử lý bằng phương pháp bùn hoạt tính lơ lửng, vì vậy tải trọng hữu cơ của bể MBBR cao hơn.

Chủng loại vi sinh vật xử lý đặc trưng: Lớp màng biofilm phát triển tùy thuộc vào loại chất hữu cơ và tải trọng hữu cơ trong bể xử lý.

Hiệu quả xử lý cao.

Tiết kiệm diện tích xây dựng: diện tích xây dựng của MBBR nhỏ hơn so với hệ thống xử lý nước thải hiếu khí đối với nước thải đô thị và công nghiệp.

Dễ dàng vận hành.

Điều kiện tải trọng cao: Mật độ vi sinh vật trong lớp màng biofilm rất cao, do đó tải trọng hữu cơ trong bể MBBR rất cao.

7.2.3.2 Giá thể di động MBBR

Nhân tố quan trọng của quá trình xử lý này là các giá thể động có lớp màng biofilm dính bám trên bề mặt. Những giá thể này được thiết kế sao cho diện tích bề mặt hiệu dụng lớn để lớp màng biofim dính bám trên bề mặt của giá thể và tạo điều kiện tối ưu cho hoạt động của vi sinh vật khi những giá thể này lơ lững trong nước.

Tất cả các giá thể có tỷ trọng nhẹ hơn so với tỷ trọng của nước, tuy nhiên mỗi loại giá thể có tỷ trọng khác nhau. Điều kiện quan trọng nhất của quá trình xử lý này là mật độ giá thể trong bể, để giá thể có thể chuyển động lơ lửng ở trong bể thì mật độ giá thể chiếm tứ 25 – 50% thể tích bể và tối đa trong bể MBBR phải nhỏ hơn 67%. Trong mỗi quá trình xử lý bằng màng sinh học thì sự khuyếch tán của chất dinh dưỡng (chất ô nhiễm) ở trong và ngoài lớp màng là nhân tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý, vì vậy chiều dày hiệu quả của lớp màng cũng là một trong những nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý.

Hình 7.7: Giá thể sinh học MBBR

Hình 7.8: Thông số kỹ thuật của các loại giá thể

Đặc điểm của các loại giá thể

Đặc trưng tính kị nước cao, khả năng bám dính sinh học cao

Chất lượng màng sinh học tốt khó rơi ra khỏi vật liệu, độ dày lớp film ngoài 10 - 200 m, lớp film trong có độ dày thay đổi theo tải trọng.

Ngoài ra còn có enzim sinh học kích hoạt khả năng xử lý của sinh vật trong nước thải.

Xử lý N, P trong nước thải.

NH3 – N : 98 – 99%, TN : 80- 85%, TP : 70 75%

Chiếm khoảng không gian ít.

Không bị nghẹt bùn trong khoảng thời gian dài hoạt động.

Tạo bùn nặng dễ lắng, tạo ra 40 – 80% bùn ít hơn quá trình bùn hoạt tính.

Hiệu quả xử lý 30 – 50% cao hơn quá trình bùn hoạt tính trong khi đó chi phí hoạt động giảm ít nhất 30%.

Có thể được thả trực tiếp trong bể hiếu khí, kỵ khí, thiếu khí. Không cần phải thay thế trong vòng 30 năm.

Không bị ảnh hưởng bởi hình dạng bể, có thể sử dụng cho tất cả các loại bể.

7.2.3.3 Cụm tạo bọt

Ống xốp sủi bọt là loại ống được làm từ cao su, trên bề mặt có hàng triệu lỗ nhỏ, tạo khuếch tán một dòng bong bóng nhỏ liti, tạo ra một chuyển động trong lồng nước hỗ trợ mạnh mẽ tạo khí ô xy trong ao nuôi. Quá trình này được thực hiện khi có một luồng khí được thổi vào thông qua máy bơm không khí hoặc bơm chìm và phù hợp sử dụng cho các ao ươm giống thủy sản.

Ưu điểm của sản phẩm này là khả năng phân phối đều khí hòa tan trong nước đồng thời giải phóng khí độc khỏi đáy ao. Tuy nhiên khi sử dụng lâu ngày sẽ dễ bị rong rêu trong nước bám vào làm giảm hiệu suất tạo bọt.

Hình 7.9: Đá tạo bọt dạng ống và dạng xilanh

7.2.4 Tính toán cụm xử lý sinh học

Dựa theo sơ đồ xử lý đã nêu ở hình 3., thiết bị hút bùn và nước thải (1) gồm một bơm hút bùn gắn trên thiết bị di chuyển. Khi làm việc thiết bị này di chuyển trên phạm vi cả ao nuôi tôm lớn để hút hết bùn, cặn, nước tầng đáy và bơm qua hệ thống ống dẫn mềm đến ao lắng. Tại ao lắng có nuôi cá để tận dụng nguồn thức ăn dư thừa từ ao nuôi tôm chảy ra. Ao lắng có kích thước sâu, ngoài việc dùng để lắng các hạt có kích thước lớn còn có tác dụng như một hồ tùy tiện trong xử lý nước thải, xử lý kị khí và hiếu khí. Ở đây vi sinh vật hiếm khí và hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ có trong nước, làm giảm hàm lượng COD và BOD. Sau đó nước thải được bơm (2) bơm qua bể xử lý sinh học. Bể được chọn là loại bể xử lý hiếu khí dính bám MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor). Bể gồm một bể có dung tích khoảng 50-70 m³, diện tích bể khoảng 110 m² đảm bảo thời gian lưu nước tối thiểu 4 giờ cho công suất xử lý khoảng 100 m³/24h.

Bảng 7.1: Thông số thiết kế cụm xử lý sinh học

Thông số thiết kế	Đơn vị	Ngưỡng đặc trưng
Thời gian lưu trong bể hiếu khí	Giờ	3.5 – 4.5
Diện tích bề mặt lớp biofilm	m²/m³	200 – 250
Tải trọng BOD	kg/m³.d	1.0 – 1.4

Hệ thống nuôi trồng thủy sản vận hành ở nhiệt độ nước 25 °C, nồng độ oxy hòa tan trong nước trên 4 mg/L cho bộ lọc sinh học. Giả sử tiếp theo pH và độ kiềm của hệ thống tương ứng là 8 và 100 mg/L, nồng độ TAN mong muốn tối đa là 2 mg/L. Ngoài ra, giả sử mức thức ăn tối đa cho toàn bộ hệ thống ở bộ lọc sinh học này sẽ ở mức cao nhất là 20 kg/ngày với thức ăn 40% đạm.

TAN được sinh ra (kg/ngày) = 20 kg thức ăn/ngày x 40% Protein x 50% Nitơ đã hao phí x 0,16 g Nitơ/g Protein x 1,2 g TAN/g Nitơ.

TAN được sinh ra = 0,768 kg TAN/ngày.

Kinh nghiệm của các tác giả và các kết quả nghiên cứu được công bố cho thấy tốc độ chuyển hóa thể tích TAN (VTR) đối với giá thể của bộ lọc sinh học với giá thể dính bám là 350 g TAN/ m³/ngày.

Thể tích giá thể lọc sinh học (m³) = công suất TAN (g TAN/ngày) ÷ VTR (g TAN/m³/ngày).

Có thể sử dụng phương trình này để tính thể tích của giá thể cho một bộ lọc sinh học cần có là:

768 g TAN /ngày ÷ 350 g TAN khử/ m³/ngày = 2,2 m³.

Điều kiện quan trọng nhất của quá trình xử lý này là mật độ giá thể trong bể, để giá thể có thể chuyển động lơ lửng ở trong bể thì mật độ giá thể chiếm tứ 25 – 50% thể tích bể.

Từ đó suy ra thể tích bể cần thiết kế là:

V = 3 x 2,2 = 6,6 m³

Như vậy cần thiết kế bể với vật liệu là bê tông với kích thước chiều dài bể là 2,5 m, chiều rộng là 2,5 m và chiều cao bể là 1,4 m.

7.3 Kết luận

Chương này đã giới thiệu chức năng của nước Javen và cụm xử lý sinh học trong xử lý nước thải, các yêu cầu kỹ thuật, nguyên lý hoạt động của, từ đó tính toán lựa chọn được thiết bị điều chế nước Javen với năng suất phù hợp cho quá trình xử lý.

KẾT LUẬN

Sau thời gian nghiên cứu và ứng dụng thực tế, đề tài đã hoàn thành các nhiệm vụ đề ra và thu được một số kết quả khả quan và hữu ích như sau:

Nắm vững về các công nghệ xử lý môi trường nước nuôi tôm đã và đang được nghiên cứu, áp dụng tại Việt Nam và trên thế giới.
Giới thiệu công nghệ nuôi tôm tuần hoàn đang được triển khai mang tính bền vững cao với kinh tế, xã hội và môi trường.
Xác định được yêu cầu xử lý môi trường nước nuôi tôm được chấp nhận rộng rãi ở các quốc gia phát triển.
Đề xuất phương án áp dụng cho nước cấp đầu vào và nước thải có tính thực tiễn, đạt hiệu quả cao trong xử lý môi trường nước nuôi tôm.
Thiết kế các cụm xử lý hợp lý, sử dụng các vật liệu, nguồn lực có sẵn, dễ dàng gia công chế tạo, lắp ráp, vận hành kết hợp bảo trì và sửa chữa.
Phân tích được tính khả thi trong sử dụng các thành phần quan trọng trong hệ thống, thiết bị.

Qua luận văn này, tác giả hi vọng những đóng góp của mình có thể góp phần cải thiện quá trình xử lý môi trường nước nuôi tôm nhằm giảm thiểu tình trạng dịch bệnh đang hoành hành ở ngành nuôi tôm qua đó góp phần nâng cao chất lượng mặt hàng tôm tại Việt Nam trong quá trình nhập khẩu vào các nước trên thế giới nhằm thu được lợi nhuận cho người nông dân và khẳng định vị thế của ngành thủy sản nước nhà.

HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

Hiện nay, sự ô nhiễm môi trường nước nói chung và nước nuôi tôm nói riêng ngày càng có dấu hiệu trầm trọng. Do đó, cần phải tập trung hơn nữa việc nghiên cứu, học hỏi và đưa vào ứng dụng các công nghệ xử lý nước tiên tiến kết hợp với nhau đã được phát triển trên thế giới nằm nâng cao hiệu quả, giảm thiểu tỉ lệ mắc bệnh ở tôm.

Một số định hướng phát triển của đề tài:

- Nhu cầu xử lý nước cho ao nuôi tôm là rất cần thiết, luận văn chỉ mới đi sâu nghiên cứu về vấn đề xử lý nước cấp và nước thải, trong tương lai cần kết hợp xử lý nước cả ba cụm là xử lý nước cấp, xử lý nước trong ao và xử lý nước thải.

- Cần đi sâu nghiên cứu về ứng dụng của bộ lọc sinh học, và vận dụng hiệu quả bộ lọc sinh học, tận dụng nguồn chất thải từ bộ lọc sinh học để trồng cỏ năng đem lại hiệu quả về kinh tế và tiết kiệm chi phí tiêu thụ.

- Cần kết hợp hệ thống quan trắc giám sát chất lượng nước trong ao để đưa ra những điều chỉnh kịp thời, tạo nên một hệ thống nuôi tôm bền vững.

- Mở rộng nghiên cứu phát triển thiết bị hút chất thải trong ao nuôi, trực tiếp giảm thiểu tình trạng ô nhiễm nguồn nước nuôi tôm.

Đề tài còn giới hạn là việc gặp nhiều khó khăn trong việc giải quyết các vấn đề liên quan đến sinh học do tác giả còn thiếu kinh nghiệm cũng như kiến thức chuyên môn cũng như việc kiểm nghiệm các thông số chỉ tiêu chất lượng nước sau khi hoàn tất quá trình xử lý. Trong tương lai, tác giả sẽ cố gắng bổ sung trong các nghiên cứu cao hơn sau này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Phạm Ngọc Tuấn – Nguyễn Minh Hà, Ứng dụng Tự động hóa và Công nghệ cao trong nuôi trồng thủy sản siêu thâm canh bền vững, Tạp chí tự động hóa ngày nay, ngày 10/04/2016.

[2] Phương Ngọc, Thị trường tôm thế giới đến năm 2020: Hứa hẹn cơ hội cho tôm Việt Nam, Tạp chí thủy sản Việt Nam, ngày 30/06/2015.

[3] Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam, Tổng quan ngành thủy sản Việt Nam.

[4] Trang tin Xúc tiến thương mại – Bộ Nông nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, Tác động của biến đổi khí hậu đến ngành nuôi trồng thủy sản, số 1/2014.

[5] Duy Nhân, Ngọc Ánh, Ngành tôm điêu đứng, Báo Người lao động, ngày 26/03/2016.

[6] Trí Dũng, Đập của Trung Quốc trên dòng Mekong có thể gây bất ổn toàn cầu, Báo điện tử VnExpress, ngày 18/03/2016.

[7] Sáu Nghệ, Các nhà máy chế biến chao đảo khi thương lái Trung Quốc mua tôm tận ao, giá cao, Báo Nông nghiệp Việt Nam, ngày 31/05/2016.

[8] Hà Kiều, Hội nghị Quản lý nuôi và phòng, chống dịch bệnh trên tôm nuôi nước lợ, Trang thông tin điện tử Tổng cục Thủy sản, ngày 18/11/2015.

[9] Trần Nguyễn, Thủy sản Việt Nam tìm vận hội mới, Tạp chí Thủy sản Việt Nam, ngày 20/01/2016.

[10] Thành Công, Cần đổi mới sản xuất để nâng cao giá trị con tôm, Báo Công Thương, ngày 25/07/2015.

[11] Huỳnh Phước Lợi, Xuất khẩu thủy sản năm 2016 - Nỗ lực về đích 7 tỷ USD, Báo Sài Gòn Online, ngày 26/04/2016.

[12] Bài tham luận của Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP) tại Hội nghị Hội nghị Tham tán Thương mại 2016.

[13] Văn Thọ, Diện tích nuôi tôm bị thiệt hại tăng cao trong 8 tháng đầu năm 2016, Trang thông tin điện tử tổng cục thủy sản, ngày 18/08/2016.

[14] Trần Hữu, Ô nhiễm nguồn nước nuôi tôm, Trang tin tức Quảng Nam Online, ngày 21/04/2015.

[15] Hoàng Thị Ngân, Giám sát môi trường nước trong ao nuôi tôm, Báo Nghệ An, ngày 24/11/2014.

[16] Sơn Định, Vật vã một vùng tôm, Báo nông nghiệp Việt Nam, ngày 27/07/2008.

[17] EPA, Alternative Disinfectants and Oxidants Guidance Manual, 1999.

[18] Matsumura M., Migo V.P, Balobalo D, Young H.K, Albaladejo J.D, Preservation of water quality in shrimp ponds by Ozone, In: Flegel T.W.(ed), Advances in Shrimp Biotechnology, National Center for genetic Engineering and Botechnology, pp. 93 – 99, 1998.

[19] Y.Torgersen and T. Hastein, Disinfection in aquaculture, Revue Scientifique et Technique, 14(2), pp. 419-434, 1995

[20] Stephen Spotte, Gary Adams, Pathogen reduction in closed aquaculture system by UV radiation fact or artifact, Sea research foundation, USA, 1981.

[21] Milko A. Jorquera, et al., Disinfection of seawater for hatchery aquaculture systems using electrolytic water treatment, Aquaculture, 207, pp. 213-224, 2002.

[22] Steven T. Summerfelt, et al., Dissolved Ozone destruction using ultraviolet irradiation in a recirculating salmonid culture system, The conservation Fund’s Freshwater Institute, USA, 2004.

[23] Losordo Thomas M., Conwell Don, Unit processes in recirculating aquaculture systems: ultraviolet light irradiation, Aquaculture Systems Engineering, 2014.

[24] Patent US 6469308 B1, Ultraviolet radiated water treatment tank, 2002.

[25] Patent US 20080142452 A1, Apparatus and method for preventing biological regrowth in water, 2008

[26] UltraAqua A.S., UV technology for aquaculture, Industrial Specific Applications for UV Technology, 2016.

[27] Mirosław Krzemieniewski, Mariusz Teodorowicz, Marcin Debowski, Jarosław Pesta, Effect of a constant magnetic field on water quality and rearing of European sheatfish Silurus glanis L. larvae, Aquaculture Research, pp. 568-573, 2004.

[28] Yadollahpour Ali, et al.,Magnetic Water Treatment in Environmental Management, A Review of the Recent Advances and Future Perspectives, Current World Environment, Vol. 9, pp. 1008–1016, 2014.

[29] Yadollahpour Ali, Rashidi Samaneh, Magnetic water technology: progresses, promises and challenges, Ultra Engineer, Vol. 2, pp. 13 20, 2014.

[30] E.Tyari, A.R. Jamshidi, A. Nessy, Magnetic water and its benefit in cattle breeding, pisciculture and poultry, Advances in Environment Biology, 8 (4), pp. 1031–1036, 2014

[31] Yadollahpour Ali, Mostafa Jalilifar, Rashidi Samaneh, Antimicrobial effects of electromagnetic fields: A Review of Current Techniques and Mechanisms of Action. Journal of Pure and Applied Microbiology, 8(5), pp. 4031-4043, 2014.

[32] Patent WO 2012054404 A2, Systems, methods and apparatuses for dewatering, Flocculating and harvesting algae cells, 2012.

[33] Patent US 20150090670 A1, Method for treating wastewater, 2015.

[34] Patent CN 87214676 U, Water-magnetizer used in breeding aquatics, 1988.

[35] Sáng chế 1-0005449-000, Máy điện từ để xử lý nước, 2006

[36] Patent CN 201957601 U, Aquaculture water quality magnetoelectric processor, 2011.

[37] B. Sani, E. Basile, L. Rossi and C. Lubello, Effects of pre-treatment with magnetic ion exchange resins on coagulation/flocculation process, Water Science Technology-Water Sci Technology, 2008.

[38] Jose Sanchez Piña, Algae: A Triple Solution To Aquaculture Industry Challenges, OriginOil Inc, 2014.

[39] Jose Sanchez Piña, Electro water separation: a breakthrough in harvesting and microbial control facilitates commercialization of algae biomass systems, OriginOil Inc, San Diego CA, 2013.

[40] Paul K. Chu, XinPei Lu, Low Temperature Plasma Technology, Methods and Applications, CRC Press, 2014.

[41] Jim Eagleton, Ozone in drinking water treatment – A brief overview 106 years & still going, 1999.

[42] Mirosław Dors, Plasma for water treatment, Centre for Plasma and Laser Engineering, 2010.

[43] Hisae Kasai, Mamoru, Yoshimizu, Yoshio Ezura, Disinfection of water for aquaculture, Proceedings of International Commemorative Symposium 70th Anniversary of The Japanese Society of Fisheries Science, 2001..

[44] Powell A., Chingombe P., Lupatsch I., Shields R.J., Lloyd R., The effect of Ozone on water quality and survival of turbot (Psetta maxima) maintained in a recirculating aquaculture system, Aquacultural Engineering, pp. 20-24, 2014.

[45] Summerfelt Steven T., Hochheimer John N., Review of Ozone processes and applications as an oxidizing agent in aquaculture, The Progressive Fish-Culturist, Vol. 59, pp. 94-105, 2011.

[46] Loeb: Ozone Barry L., Ozone: Thirty-Three Years and Growing, The Journal of the International Ozone Association, Vol. 33, pp. 329-342, 2011.

[47] Gonçalves Alex Augusto, Gagnon Graham A., Ozone application in recirculating aquaculture system, The Journal of the International Ozone Association, Vol. 33, pp. 345-367, 2011.

[48] Schroeder J.P., et al., Impact of ozonation and residual Ozone produced oxidants on the nitrification performance of moving bed biofilters from marine recirculating aquaculture systems, Aquacultural Engineering, 65, pp. 27-36, 2014.

[49] Honn K. V., Glezman G. M., Chavin W., A high capacity Ozone generator for use in aquaculture and water processing, Department of Biology, Wayne State University, Detroit, Michigan, USA, 1976

[50] Puji Rahmadi, Ryun Kim Young, Effects of different levels of Ozone on ammonia, nitrite, nitrate, and dissolved organic carbon in sterilization of seawater, Desalination and Water Treatment, pp. 4413-4422, 2014.

[51] Park Jeonghwan, Kim Youhee, Kim Pyong-Kih, Daniels Harry V., Effects of two different Ozone doses on seawater recirculating systems for black sea bream Acanthopagrus schlegeli (Bleeker): Removal of solids and bacteria by foam fractionation, Aquacultural Engineering, Volume 44, Issue 1, pp. 19–24, 2010

[52] Charles Odilichukwu R. Okpalaa-b, Gioacchino Bonoa, Abdurahim Abdulkadirb, Chukwuka U. Madumelub, Ozone (O₃) process technology (OPT): an exploratory brief of minimal Ozone discharge applied to shrimp product, Energy Procedia, Volume 75, pp. 2427 – 2435, 2015.

[53] Patent US 8137703 B2, Ozone water and production method therefore, 2012

[54] Patent US 6673248 B2, Apparatus and method of purifying water with Ozone, 2004.

[55] Patent US6180014B1, Device and method for treating water with Ozone generated by water electrolysis, 2001.

[56] Patent US5683576A, Water ozonation treatment apparatus, 1997.

[57] Netech, Intelligent Ozone Generator, 2016.

[58] Chemtronicsindia, Integrated Ozone System [IOS] installed for Sea water Disinfection for Aquaculture Industry, 2016.

[59] Spartan Environmental Technologies, Ozone Generators for Aquaculture, 2016.

[60] Xylem, High Capacity Ozone Generators, 2016

[61] LICHIP, Cold plasma Ozone generator, 2016.

[62] Ingmanson Sonja, The Silver Bullet Water Treatment System: A Solution for Shrimp Aquaculture, 2014.

[63] Melanie Kito, Hi Nguyen, John Tran, Hydrogen peroxide & UV treatment, California Polytechnic State University, San Luis Obispo,1998.\

[64] Sharrer Mark J., Summerfelt Steven T., Ozonation followed by ultraviolet irradiation provides effective bacteria inactivation in a freshwater recirculating system, Aquacultural Engineering, Volume 37, Issue 2, pp. 180–191, 2007.

[65] Glaze William H., Kang Joon-Wun, Chapin Douglas H., The chemistry of water treatment processes involving Ozone, hydrogen peroxide and ultraviolet radiation, The Journal of the International Ozone Association, Vol. 9, pp. 335-352, 2008.

[66] Summerfelt Steven T., Ozonation and UV irradiation, An introduction and examples of current applications, Aquacultural Engineering, Vol. 28, pp. 21 – 36, 2002.

[67] Patent US 4230571, Ozone/ultraviolet water purification, 1980.Sonja Ingmanson, The Silver Bullet Water Treatment System: A Solution for Shrimp Aquaculture, 2014.

[68] Patent US 8361384 B1, Water treatment device and methods of use, 2013.

[69] Patent CN 103663838A, Integrated and comprehensive water treatment equipment for electrochemical water, 2014.

[70] Patent US 5217607A, Water decontamination system with filter, electrostatic treatment and UV radiation chamber, 1993.

[71] Patent CN 204039207 U, Device for making water with small molecular groups and high concentration of dissolved oxygen, 2014.

[72] Patent US 4141830 A, Ozone/ultraviolet water purifier, 1979.

[73] Patent US 4230571 A, Ozone/ultraviolet water purification, 1980.

[74] Patent WO 2015065622 A1, Aquaculture water treatment systems and methods, 2014.

[75] Esco International, Advanced Oxidation Systems, The Catadox process combines treatment by Ozone UV, Hydrogen peroxide, 2016.

[76] Spartan Environmental Technologies, Advanced Oxidation Ozone Peroxide Processes, 2016.

[77] Spartan Environmental Technologies, Advanced Oxidation Ozone UV Peroxide Process, 2016.

[78] Spartan Environmental Technologies, Ultrazone Ultraviolet Ozone Advanced Oxidation System (AOP), 2016.

[79] Nguyễn Đức Cự, Công nghệ lọc sinh học phục vụ sản xuất giống và nuôi trồng hải sản ven bờ biển Việt nam, Nhà xuất bản khoa học tự nhiên và công nghệ, 2010

[80] Gutierrez-Wing Maria Teresa, Malone Ronald F., Biological filters in aquaculture: Trends and research directions for freshwater and marine applications, Aquacultural Engineering, Volume 34, Issue 3, pp. 163–171, 2006.

[81] Malone Ronald F., Pfeiffer Timothy J., Rating fixed film nitrifying biofilters used in recirculating aquaculture systems, Aquacultural Engineering, Volume 34, Issue 3, pp. 389–402, 2006.

[82] Fernandes Paulo Mira, Pedersen Lars-Flemming, Pedersen Per Bovbjerg, Influence of fixed and moving bed biofilters on micro particle dynamics in a recirculating aquaculture system, Aquacultural Engineering, available online 5 October 2016.

[83] Thanathon Sesuk, Sorawit Powtongsook , Kasidit Nootong, Inorganic nitrogen control in a novel zero-water exchanged aquaculture, system integrated with airlift-submerged fibrous nitrifying biofilters, Bioresource Technology, Volume 100, Issue 6, pp. 2088–2094, 2009.

[84] Kasidit Nootong, Sorawit Powtongsook, Performance evaluation of the compact aquaculture system integrating submerged fibrous nitrifying biofilters, Songklanakarin Journal of science and Technology, 34 (1), pp. 53-59, 2012

[85] Tonguthai, Kamonporn, The use of chemicals in aquaculture in Thailand, Aquatic Animal Health Research Institute, 2000.

[86] FAO, Inland Water Resources and Aquaculture Service, Health management and biosecurity maintenance in white shrimp hatcheries in Latin America, FAO Fisheries Technical Paper, 2003.

[87] FAO, Improving Penaeus monodon hatchery practices, Manual based on experience in India, FAO Fisheries Technical Paper, 2007

[88] Robin K.King, et al., Response of bacterial biofilms in recirculating aquaculture systems to various sanitizers, Journal of Applied Aquaculture, Volume 20, Issue 2, pp. 79-92, 2008.

[89] Aquatic Animal Health Standards Commission, Methods for disinfection of Aquaculture Establishments, Manual of Diagnostic Tests for Aquatic Animals, USDA, 2010.

[90] Francis-Floyd Ruth, Sanitation practices for aquaculture facilities, Institute of Food and Agricultural Sciences, 2001.

[91] Milko A. Jorquera, et al., Disinfection of seawater for hatchery aquaculture systems using electrolytic water treatment, Aquaculture, Volume 207, Issues 3-4, pp. 213–224, 2002

[92] Jorquera Milko A., Valencia Gustavo, Eguchi Mitsuru, Katayose Masahiko, Riquelme Carlos, Disinfection of seawater for hatchery aquaculture systems using electrolytic water treatment, Aquaculture, Volume 207, pp. 213 – 224, 2002.

[93] Nguyễn Văn Dũng, Nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma lạnh trong xử lý nước, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, trang 106 – 111, 2015.

[94] Sáng chế 1-0005449-000, Máy điện từ để xử lý nước, 2006.

[95] Máy điện từ "CLEANER", Thiết bị mới trong hệ thống xử lý nước cấp và nước thải, Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

[96] Nguyễn Vĩnh Tiến, Nguyễn Chí, Lê Hoàng Phương, Võ Lê Thanh Trúc, Trần Ngọc Hải, Nghiên cứu nuôi Tôm Thẻ Chân Trắng (Litopenaeus Vannamei) siêu thâm canh trong hệ thống tuần hoàn, Khoa Thủy Sản, Trường Đại học Cần Thơ, 2015.

[97] Nguyen Dang Anh Thi, Shrimp farming in Vietnam: Current situation, environmental, economic, social impacts and the need for sustainable shrimp aquaculture, 7th Asia Pacific Roundtable for Sustainable Consumption and Production, Hanoi, Vietnam, 2007.

[98] Phạm Hùng Thắng, Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống đồng bộ các thiết bị phục vụ mô hình nuôi tôm thương phẩm thâm canh quy mô trang trại, Báo cáo kết quả khoa học công nghệ thuộc Chương trình khoa học và công nghệ trọng điểm cấp nhà nước “Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ sau thu hoạch”, mã số KC.07 DA04/06-10, 2009.

[99] Máy Ozone công nghiệp, Công ty Công nghệ Môi trường OBM.

[100] Công ty TNHH CAMIX, Catalogue đèn UV diệt khuẩn.

[101] Phan Thị Hồng Ngân, Phạm Khắc Liệu, Đánh giá khả năng xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản nước lợ của bể lọc sinh học hiếu khí có lớp đệm ngập nước, Tạp Chí Khoa Học, Đại học Huế, Tập 74B, Số 5, pp 113-122, 2012.

[102] Trương Văn Đàn, Lê Công Tuấn, Nguyễn Quang Lịch, Võ Thị Phương Anh, Nghiên cứu xử lý tổng Ammoni Nitơ (TAN) trong nước thải nuôi tôm chân trắng (Litopenaeus Vannamei) ở Công ty Cổ phần Trường Sơn, tỉnh Thừa Thiên Huế, Trường Đại học Nông Lâm Huế, 2014.

[103] Phùng Thế Trung, Tính toán xử lý chất thải trong thiết kế hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS), Kỷ yếu Hội thảo Khoa học ứng dụng công nghệ mới trong nuôi trồng thủy sản-Application of new technology on aquaculture, Trường đại học Nha Trang, Khoa Nuôi trồng thủy sản, 11/2012.

[104] Vũ Văn Dũng, Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và hệ thống thiết bị phục vụ nuôi trồng thuỷ sản, kiểu công nghiệp, quy mô trang trại, Đề tài KH&CN, Mã số: KC.07.01, 2001 – 2004.

[105] Lê Thanh Lựu, Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tiên tiến sản xuất tôm sú giống sạch bệnh, Đề tài KH&CN, Mã số: KC.06.06/06-10, 2007 – 2010.

[106] Trần Thị Cúc Phương, Khử trùng nước thải bằng Clo, xả nước thải sau xử lý vào nguồn tiếp nhận, Công ty cổ phần hóa chất Đồng Nai.

[107] ThS Nguyễn Quang Chương, Chất ôxy hóa trong ao nuôi tôm, Tạp chí Thủy sản Việt Nam, ngày 28/08/2014.

[108] Lars–Flemming Pedersen, Hydrogen Peroxide: Disinfectant for Recirculating Aquaculture Systems, Technical University of Denmark – Section for Aquaculture.

[109] Lọc nước Việt Tân, Công nghệ khử trùng nước với tia cực tím .

[110] Van Gerven, Catalogue 2011/2012 Aquaculture edition.

[111] Odd-Ivar Lekang, Aquaculture Engineering, Second Edition, 2007.

[112] Odd-Ivar Lekang, Aquaculture Engineering, Second Edition, 2007.

[113] Roberto Andreozzi et al, Advanced oxidation processes (AOP) for water purification and recovery, 1999.

[114] M.I. Maldonado et al, Partial degradation of five pesticides and an industrial pollutant by ozonation in a pilot-plant scale reactor, 2006.

[115] Cátia Oliveira et al, Treatment of water networks (waters and deposits) contaminated with chlorfenvinphos by oxidation with Fenton’s reagent, 2013.

[116] Ai Ni Soon, B.H. Hameed, Heterogeneous catalytic treatment of synthetic dyes in aqueous media using Fenton and photo-assisted Fenton process, 2010.

[117] Ana R. Ribeiro et al, An overview on the advanced oxidation processes applied for the treatment of water pollutants defined in the recently launched Directive 2013/39/EU, 2014.

[118] Chemtronics India, Aquaculture & Ozonation.

[119] Lê Xuân Vĩnh, Lý Tiểu Phụng, Tô Thi ̣Hiền, Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm bằng UV/Fenton, 2016.

[120] Lê Thanh Khương, Nguyễn Hoàn Kỳ, Nghiên cứu ứng dụng quá trình oxy hóa bậc cao để xử lý nước thải công nghiệp với mục đích tái sinh.

[121] Patents WO 2012054404 A2, Systems, methods and apparatuses for dewatering, Flocculating and harvesting algae cells, Michael Green, Nicholas Eckelberry, Scott Fraser, Brian Goodall, 2012.

[122] Patents US 20150090670 A1, Method for treating wastewater, Nicholas Eckelberry, Andrew Davies, 2015.

[123] Jose Sanchez Piña, Algae: A Triple Solution To Aquaculture Industry Challenges, OriginOil Inc, 2014.

[124] Ali Yadollahpour, Samaneh Rashidi1, Zohre Ghotbeddin, Mostafa jalilifar1 and Zohreh Rezaee, Electromagnetic Fields for the Treatments of Wastewater: A Review of Applications and Future Opportunities, 2014, pp. 3711-3719.

[125] Gabrielli C, Jaouhari R, Maurin G, Keddam M, Magnetic water treatment for scale prevention, 2001.

[126] US4888113, Magnetic water treatment device, Robert R.Holcomb, 1989.

[127] US5326446 A, Treatment of water with static and radio frequency electromagnetic fields, Larry Binger, 1994.

[128] US20130228464A1, Harvesting and Dewatering Algae Using A Two – Stage Process, Nicholas Eckelberry, Jose Sanchez, 2013.

[129] Water Treatment Manual: Disinfection – The Environmental Protection Agency.

[130] United State Environmental Protection Agency (EPA).

[131] Michael L.Jahncke et al, Application of Hazard Analysis Critical Control Point (HACCP) Principles as a Risk Management Tool to Control Viral Pathogens at Shrimp Aquaculture Facilities, 2002.

[132] Sunil Kommineni, Jeffrey Zoeckler, Andrew Stocking, Sun Liang, Amparo Flores, Michael Kavanaugh, 3.0 Advanced Oxidation Processes

[133] Water Research Foundation, New concepts of UV/H₂O₂ oxidation.

[134] Sven Schalk et al, UV-Lamps for Disinfection and Advanced Oxidation - Lamp Types, Technologies and Applications.

[135] Alibaba Catalogue UV Germicidal lamp https://www.alibaba.com/productdetail/quartz-tube-uv-germicidal-lamp uvc_2001654002.html?spm=a2700.7735675.0.0.70nENM

[136] Nida Asif, Syed Shahid Ali, Zulfiqar Bhatti and Rabeea Zafar, Chemically Enhanced Primary Wastewater Treatment (CEPT) in Conjunction with H2O2/UV Technology in Controlled Atmosphere.

[137] Q.Ashton Acton PhD, Peroxides, Advances in Research and Application: 2012 Edition.

[138] United States Environment Protection Agency, Turbidity Water Quality Standards Criteria Summaries; A Compilation of State/Federal Criteria.

[139] Lâm Nhất Phong lượt dịch, Phân tích thông số chất lượng nước khả thi trong nuôi tôm, Tạp chí Bio Aqua.

[140] Mariel Gullian Klanian et al, Effect of turbidity on the ultraviolet disinfection performance in recirculating aquaculture system with low water exchange, 2012.

[141] Gonzalez Alanis, Pablo - The Inactivation of Pathogens in Aquaculture, 2007.

[142] Philip J Barlow, An introduction to Ozone Generation.

[143] Catalogue Ozono Elettronica Internazionale S.r.l. Series MCP-XTL, 2013.

[144] Lê Khánh Điền, Vẽ kỹ thuật cơ khí, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2014.

[145] Nguyễn Hữu Lộc, Cơ sở thiết kế máy, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2014.

[146] Ninh Đức Tốn – Dung sai và lắp ghép, NXB Giáo dục, 2013.

[147] Catalogue Yuken Check Valve.

mã tài liệu	300800100013
nguồn	huongdandoan.com
đánh giá	5.0
mô tả	300 MB Bao gồm tất cả file CAD 2D,....... , file DOC (DOCX), thuyết minh, hình ảnh, ,...Nhiệm vụ, kết quả nghiên cứu và thí nghiệm....Ngoài ra còn cung cấp thêm nhiều tài liệu nghiên cứu trong và ngoài nước tham khảo THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM
giá	1,500,000 VNĐ
	download đồ án

THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM

NỘI DUNG ĐỒ ÁN

THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM

LỜI CẢM ƠN

LỜI NÓI ĐẦU THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM

Tổng quan về tình hình của ngành thủy sản và vấn đề xử lý môi trường nước nuôi tôm tại Việt Nam và trên thế giới.

Giới thiệu về công nghệ nuôi tôm và xác định các yêu cầu xử lý môi trường nước nuôi tôm.

Đề xuất, so sánh và lựa chọn phương án xử lý nước của hệ thống nuôi tôm.

Xác định chức năng, cấu hình, và thiết kế cụm xử lý điện từ trường.

Xác định chức năng, cấu hình, và thiết kế cụm xử lý UV.

Xác định chức năng, cấu hình, và thiết kế cụm xử lý Ozone.

Xác định chức năng, cấu hình, và thiết kế cụm xử lý Javen và sinh học.

DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC THUẬT NGỮ

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM

1.1 Tổng quan về ngành thủy sản

1.1.1 Tình hình về ngành thủy sản

1.1.2 Cơ hội của ngành thủy sản

1.1.3 Những bất cập, hạn chế và thách thức của ngành thủy sản Việt Nam

1.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng thiết bị diệt khuẩn trên thế giới

1.3 Tình hình nghiên cứu và sử dụng thiết bị diệt khuẩn tại Việt Nam

1.4 Mục tiêu, nội dung của đề tài

1.4.1 Mục tiêu

1.4.2 Nội dung

1.5 Quy trình thực hiện

1.6 Kết luận

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG NUÔI TRỒNG VÀ XÁC ĐỊNH YÊU CẦU XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM

2.1 Mô tả công nghệ nuôi tôm

2.1.1 Mô tả cơ sở vật chất và quá trình nuôi tôm

2.1.2 Mô tả quá trình vận hành nước trong ao nuôi tôm

2.2 Xác định yêu cầu xử lý nước trong ao nuôi tôm

2.2.1 Xác định yêu cầu xử lý nước cấp đầu vào

2.2.2 Xác định yêu cầu xử lý nước thải

2.3 Kết luận

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN HỆ THỐNG THIẾT BỊ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC NUÔI TÔM

3.1 Đề xuất, lựa chọn hệ thống thiết bị xử lý cho nước cấp đầu vào

3.1.1 Đề xuất hệ thống thiết bị xử lý nước cấp đầu vào

3.1.2 Mô tả hoạt động của các phương án đề xuất

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ CỤM XỬ LÝ OZONE

6.1 Các chức năng của phương pháp xử lý Ozone

6.2 Yêu cầu kỹ thuật của cụm xử lý Ozone

6.3 Nguyên lý hoạt động của cụm xử lý Ozone

6.3.1 Các nguyên lý tạo ra Ozone

7.2.2 Yêu cầu kỹ thuật của cụm xử lý sinh học

7.2.3 Kết cấu thiết bị cụm xử lý sinh học

7.2.4 Tính toán cụm xử lý sinh học

7.3 Kết luận

KẾT LUẬN

HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

TÀI LIỆU THAM KHẢO

MÁY CÔNG NGHIỆP

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

NẾU BẠN THẬT SỰ QUAN TÂM & CÓ ĐỒ ÁN CHẤT