1. Trang Chủ
  2. Nông - Lâm - Ngư
  3. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN VÀ HÀM LƯỢNG CHẤT HỮU CƠ ĐẾN SỰ HÒA TAN VÀ XỬ LÝ NƯỚC CỦA OZON

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN VÀ HÀM LƯỢNG CHẤT HỮU CƠ ĐẾN SỰ HÒA TAN VÀ XỬ LÝ NƯỚC CỦA OZON

Nghề nuôi thủy sản ngày càng đóng góp vai trò quan trọng cho sự phát triển kinh tế xã hội của nước nhà. Tuy nhiên vấn đề xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường đang được quan tâm rất lớn. Một trong những giải pháp có hiệu quả và ngày càng được áp dụng rộng rãi là việc khử trùng nước bằng ozon. Đề tài này được thực hiện nhằm nghiên cứu hiệu quả xử lý nước của ozon để góp phần nâng cao tính bền vững của nghề nuôi Thủy Sản ở đồng bằng sông Cửu... TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN PHẠM THỊ

Thể loại Tài liệu miễn phí Nông - Lâm - Ngư

Số trang 68

Ngày tạo 8/30/2018 3:43:09 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 0.56 M

Tên tệp

Tải LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN VÀ HÀM L... (.pdf)

Xem mẫu

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN PHẠM THỊ HỒNG ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN VÀ HÀM LƯỢNG CHẤT HỮU CƠ ĐẾN SỰ HÒA TAN VÀ XỬ LÝ NƯỚC CỦA OZON LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2009 1
  2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THỦY SẢN PHẠM THỊ HỒNG ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN VÀ HÀM LƯỢNG CHẤT HỮU CƠ ĐẾN SỰ HÒA TAN VÀ XỬ LÝ NƯỚC CỦA OZON LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH NUÔI TRỒNG THỦY SẢN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ts. Vũ Ngọc Út 2009 2
  3. LỜI CẢM TẠ Để đạt được kết quả trong luận văn này tôi đã được sự giúp đỡ rất nhiều từ thầy cô, bạn bè và gia đình. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm khoa Thủy Sản đã tạo điều kiện cho tôi học tập nghiên cứu trong thời gian qua. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy hướng dẫn, Ts. Vũ Ngọc Út, đã nhiệt tình giúp đỡ, truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báo trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài và viết luận văn. Tôi xin được gửi lời cám ơn đến quý Thầy, Cô đã tận tâm truyền đạt cho tôi kiến thức chuyên môn, đặc biệt các Thầy, Cô trong bộ môn Thủy Sinh học Ứng dụng đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Xin cảm ơn các bạn lớp Nuôi Trồng Thủy Sản K 31 đã giúp đỡ hết mình cho tôi. Tôi gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân đã động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập. Phạm Thị Hồng i
  4. TÓM TẮT Nghề nuôi thủy sản ngày càng đóng góp vai trò quan trọng cho sự phát triển kinh tế xã hội của nước nhà. Tuy nhiên vấn đề xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường đang được quan tâm rất lớn. Một trong những giải pháp có hiệu quả và ngày càng được áp dụng rộng rãi là việc khử trùng nước bằng ozon. Đề tài này được thực hiện nhằm nghiên cứu hiệu quả xử lý nước của ozon để góp phần nâng cao tính bền vững của nghề nuôi Thủy Sản ở đồng bằng sông Cửu Long. Vật liệu thí nghiệm bao gồm: máy ozon 4g/h, bể 100 lít, nước thải ao nuôi thủy sản, nước mặn đã qua xử lý..ozon được sục qua bể thông qua hệ thống Ventury trong 5h sục khí liên tục. Ba thí nghiệm được bố trí với ba lần lặp lại. Thí nghiệm 1: Xác định khả năng hòa tan và hiệu quả xử lý nước của ozon ở từng độ mặn khác nhau. Thí nghiệm 2: Xác định sự ảnh hưởng của hàm lượng chất hữu cơ khác nhau đến sự hòa tan và xử lý nước cuả ozon. Thí nghiệm 3: Đánh giá khả năng hòa tan và xử lý của ozon trong nước có độ mặn khác nhau với cùng hàm lượng chất hữu cơ. Kết quả cho thấy khả năng hòa tan và hiệu quả xử lý nước của ozon tăng cùng với độ mặn và hàm lượng chất hữu cơ trong suốt quá trình xử lý ozon. Tương ứng với các độ mặn 0 ‰, 5 ‰, 10 ‰, 15 ‰, 20 ‰, 25 ‰ ozon đạt mức bão hòa lần lượt 0.13 mg/L, 0.19 mg/L, 0.23 mg/L, 0.25 mg/L, 0.3 mg/L và 0.32 mg/L. Ở thí nghiệm 2 khi nồng độ ozon đạt 0.22 mg/L làm giảm đáng kể hàm lượng TAN (80%), TSS (80%), OSS (60%) và nitrite ( 88%) đồng thời nitrate tăng mạnh và ít biến động khi nồng độ ozon đã bão hòa. Trong môi trường nước lợ mặn với cùng hàm lượng chất hữu cơ các yếu tố chất lượng nước vẫn còn biến động trong quá trình xử lý ozon. ii
  5. MỤC LỤC PHẦN 1: GIỚI THIỆU .................................................................................... 1 PHẦN 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ..................................................................3 2.1.Chất thải và các biện pháp xử lí nước thải .............................................. 3 2.2.Ozone và những ứng dụng của Ozone trong nuôi trồng thủy sản........... ..4 2.2.1.Sơ lược về Ozone ............................................................................ 4 2.2.2.Công dụng của Ozone ..................................................................…5 2.2.3.Ứng dụng của Ozone trong nuôi trồng thủy sản .............................. 6 PHẦN 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................10 3.1 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài................................................... 10 3.2 Vật liệu thí nghiệm ............................................................................... 10 3.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm .............................................................. 10 3.3.1 Thí nghiệm 1: Xác định khả năng hòa tan và hiệu quả xử lí của ozon ở từng độ mặn khác nhau. .......................................................................10 3.3.2 Thí nghiệm 2: Xác định sự ảnh hưởng của hàm lượng chất hữu cơ khác nhau đến sự hòa tan và xử lí nước củaOzone ..........................................11 3.3.3 Thí nghiệm 3 : Đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng chất hữu cơ và độ mặn khác nhau đến khả năng hòa tan và xử lí nước của Ozone....................12 3.4 Phương pháp phân tích mẫu ..................................................................12 3.5 Phương pháp xử lí số liệu ......................................................................13 PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................14 4.1 Thí nghiệm 1: Khả năng hòa tan và hiệu quả xử lí của ozon ở từng độ mặn khác nhau. ...............................................................................................14 iii
  6. 4.1.1 Nồng độ ozon hòa tan trong các nghiệm thức với các độ mặn khác nhau.........................................................................................................14 4.1.2 Biến động các yếu tố môi trường khi xử lý ozon. ...........................15 4.2 Thí nghiệm 2: Khả năng hòa tan và hiệu quả xử lí của trong môi trường có hàm lượng chất hữu cơ khác nhau. ............................................................. 22 4.2.1 Nồng độ ozon hòa tan trong các nghiệm thức với hàm lượng chất hữu cơ khác nhau ............................................................................................ 22 4.2.2 Biến động các yếu tố môi trường sau khi xử lý ozon. .....................23 4.3 Khả năng hòa tan và hiệu quả xử lý nước của ozon ở các độ mặn và hàm lượng chất hữu cơ khác nhau................................................................... 31 4.3.1 Nồng độ ozon hòa tan trong nước có độ mặn và hàm lượng chất hữu cơ khác nhau ............................................................................................ 31 4.3.2 Biến động các yếu tố môi trường sau khi xử lý ozon ......................32 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ............................................................ 39 5.1 Kết luận ................................................................................................ 39 5.2 Đề xuất ................................................................................................. 39 PHẦN 4: TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................40 PHỤ LỤC ....................................................................................................... 43 iv
  7. DANH SÁCH BẢNG Bảng 4.1 Biến động nhiệt độ ở các độ mặn khác nhau trong suốt quá trình sục ozon…………………………………………………………………………….15 Bảng 4.2 Biến động pH ở các độ mặn khác nhau trong suốt quá trình sục ozon.....................................................................................................................16 Bảng 4.3 Biến động nhiệt độ ở các hàm lượng chất hữu cơ khác nhau trong suốt quá trình xử lý ozon…………………………………………………………………….………24 Bảng 4.4 Biến động pH ở các hàm lượng chất hữu cơ khác nhau trong suốt quá trình xử lý ozon…………………………………………………………….. …25 Bảng 4.5 Biến động nhiệt độ trong các nghiệm thức được xử lý ozon ở các độ mặn khác nhau và có cùng hàm lượng chất hữu cơ………………………………………………………………………………32 Bảng 4.6 Biến động pH trong các nghiệm thức được xử lý ozon ở các độ mặn khác nhau và có cùng hàm lượng chất hữu cơ………………………………………………………………………………33 v
  8. DANH SÁCH HÌNH Hình 4.1 Hàm lượng ozon hòa tan ở các độ mặn khác nhau theo thi ờ gian……...............................................................................................................14 Hình 4.2 Hàm lượng oxy hòa tan ở các độ mặn khác nhau trong suốt quá trình sục ozon……………………………………………………………………………17 Hình 4.3 Hàm lượng COD ở các độ mặn khác nhau trong suốt quá trình sục ozon……………………………………………………………………………18 Hình 4.4 Hàm lượng TSS ở các độ mặn khác nhau trong suốt quá trình sục ozon……………………………………………………………………………19 Hình 4.5 Hàm lượng OSS ở các độ mặn khác nhau trong suốt quá trình sục ozon……………………………………………………………………………19 Hình 4.6 Hàm lượng TAN ở các độ mặn khác nhau trong suốt quá trình sục ozon……………………………………………………………………………20 Hình 4.7 Hàm lượng Nitrite ở các độ mặn khác nhau trong suốt quá trình sục ozon……………………………………………………………………………21 Hình 4.8 Hàm lượng Nitrate ở các độ mặn khác nhau trong suốt qúa trình sục ozon……………………………………………………………………………22 Hình 4.9 Nồng độ ozon hòa tan ở các hàm lượng chất hữu cơ khác nhau theo thời gian…………………………………………………………………………23 Hình 4.10 Biến động oxy hòa tan ở các hàm lượng chất hữu cơ khác nhau trong suốtquátrình xử lý ozon………………………………………………………....26 Hình 4.11 Biến động COD ở các hàm lượng chất hữu cơ khác nhau trong suốt quátrìnhxửlýozon………………………………………………………………26 Hình 4.12 Biến động TSS ở các hàm lượng chất hữu cơ khác nhau trong suốt quá trìnhxử lýozon………………………………………………………………….. .27 Hình 4.13 Biến động OSS ở các hàm lượng chất hữu cơ khác nhau trong suốt quátrìnhxửlýozon……………………………………………………………….28 Hình 4.14 Biến động TAN ở các hàm lượng chất hữu cơ khác nhau trong suốt thờigiansụcozon………………………………………………………………..28 Hình 4.15 Biến động Nitrite ở các hàm lượng chất hữu cơ khác nhau trong suốt quátrìnhsục ozon………………………………………………………………..29 vi
  9. Hình 4.16 Biến động Nitrate ở các hàm lượng chất hữu cơ khác nhau trong suốt quátrìnhsục ozon………………………………………………………………..30 Hình 4.16 Hàm lượng ozon hòa tan ở các độ mặn khác nhau có cùng hàm lượng chấthữucơ theo thời gian………………………………………………………..31 Hình 4.18 Biến động DO ở các độ mặn khác nhau có cùng hàm lượng chất hữu cơtrongsuốtthờigianxửlýozon………………………………………………...34 Hình 4.19 Biến động COD ở các độ mặn khác nhau có cùng hàm lượng chất hữu cơtrongsuốtthời gian xử lý ozon………………………………………………..35 Hình 4.20 Biến động TSS ở các độ mặn khác nhau có cùng hàm lượng chất hữu cơtrongsuốtthờigianxửlý zon…………………………………………………...35 Hình 4.21 Biến động OSS ở các độ mặn khác nhau có cùng hàm lượng chất hữu cơtrongsuốtthời gian xử lý ozon………………………………………………..36 Hình 4.22 Hàm lượng TAN ở các độ mặn khác nhau có cùng hàm lượng chất hữucơtrongsuốtthờigianxửlyozon……………………………….…………….36 Hình 4.23 Hàm lượng Nitrite ở các độ mặn khác nhau có cùng hàm lượng chất hữucơtrongsuốtthờigianxửlýozon……………………………..……………....37 Hình 4.24 Hàm lượng Nitrate ở các độ mặn khác nhau có cùng hàm lượng chất hữucơtrongsuốt thời gian xử lý ozon……………………………….…………..38 vii
  10. Phần 1: GIỚI THIỆU Trong những năm gần đây nghề nuôi thủy sản đã trở thành mũi nhọn của đất nước. Việt Nam với các đối tượng nuôi phổ biến như: tôm sú, cá tra, basa…Cá tra, basa hiện nay là sản phẩm chung của các tỉnh Đồng Bằng sông Cửu Long và là mặt hàng xuất khẩu khá quan trọng, kim ngạch năm 2007 xấp xỉ 1 tỷ USD. Nhìn chung nghề nuôi thủy sản ngày càng gia tăng, ước lượng sản lượng nuôi trồng thủy sản tháng 3.2008 đạt 146 ngàn tấn,tăng 26% so với năm 2007, trong đó cá đạt 313.000 tấn; tôm 58.5 ngàn tấn; thủy sản khác đạt 44.5 ngàn tấn ( Phạm Đình Đôn, 2008 –bản tin của hội nghề cá Việt Nam- số 148- 05.2008) . Tuy nhiên với sự phát triển nhanh chóng của nghề nuôi thủy sản với việc mở rộng diện tích và tăng mật độ nuôi đã làm gia tăng các mầm bệnh một cách nhanh chóng do môi trường nước ngày càng ô nhiễm nghiêm trọng. Mới bước vào đầu vụ , tính đến ngày 21.03.2008 toàn Đồng Bằng sông Cửu Long có 44.000 ha nuôi tôm sú bị thiệt hại (Cà Mau 33.850 ha tôm sú bị chết, chiếm 13% diện tích nuôi tôm, thiêt hại 60-70%; Bạc Liêu 200 ha nuôi tôm; Kiên Giang 9.000 ha tôm mới thả nuôi bị thiệt hại –theo bản tin của hội nghề cá Việt Nam- số 148-05.2008). Để nghề nuôi thủy sản ngày càng bền vững thì điều kiện cần thiết trước tiên là phải ngăn chặn kịp thời các nguồn lây truyền bệnh. Một trong những vấn đề cần đặc biệt quan tâm chính là nguồn nước. Theo Nguyễn Thanh Phương và ctv (2007) thì hệ số chuyển hóa thức ăn trong nuôi cá tra là 3.2 – 3.6 cho thức ăn tự chế, như vậy lượng thức ăn sử dụng và lượng thức ăn dư thừa thải vào môi trường là khá lớn sẽ không tránh khỏi tình trạng ô nhiễm môi trường , ảnh hưởng đến nghề nuôi trồng thủy sản. Hiện nay với công nghệ kỹ thuật cao thì việc khử trùng nước bằng Ozon được xem là một giải pháp có hiệu quả và ngày càng được áp dụng rộng rãi. Với việc khẳng định ưu điểm của Ozon như: khả năng oxy hóa nitrite, vật chất hữu cơ, amonia và vật chất lơ lửng trong nước (theo Lucchetti and Gray, 1988 – trích dẫn bởi Võ Tuấn Kiệt, 2005 ) và tốc độ diệt khuẩn nhanh hơn nhiều lần so với Chlorine (theo Majumdar và Sproul, 1974– trích dẫn bởi Võ Tuấn Kiệt, 2005 ). Cùng với việc tăng diện tích và sản lượng nuôi nói trên thì vấn đề cần quan tâm nhất là làm thế nào để giảm thiểu tối đa lượng chất thải, ngăn ngừa mầm bệnh là điều đặc biệt quan tâm. Với những ưu điểm nêu trên của Ozon, trong thực trạng nghề nuôi thủy sản hiện nay, đề tài “Ảnh hưởng của độ mặn và hàm lượng chất hữu cơ đến sự hòa tan và xử lí nước của Ozon” là rất cần thiết để thực hiện nhằm khảo sát sự ảnh hưởng của Ozon lên các nồng độ muối và 1
  11. hàm lượng chất hữu cơ khác nhau, để cung cấp thêm thông tin cần thiết về triển vọng và ứng dụng của Ozon trong nghề nuôi thủy sản. Mục tiêu đề tài:  Mục tiêu tổng quát: Việc xử lý nước bằng ozon nhằm cải thiện chất lượng nước trong Nuôi Trồng Thủy Sản, góp phần trong sự phát triển bền vững của nghề nuôi thủy sản ở Đồng Bằng Sông Cửu Long.  Mục tiêu cụ thể: Đánh giá hiệu quả của Ozon trong việc xử lí nước ở các độ mặn và hàm lượng chất hữu cơ khác nhau nhằm góp phần hạn chế tối đa mầm bệnh và giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước trong các hệ thống nuôi Thủy Sản. Nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu khả năng hòa tan và hiệu quả xử lí nước của Ozon ở các độ mặn khác nhau. -Nghiên cứu khả năng hòa tan và hiệu quả xử lí của ozon trong nước có hàm lượng chất hữu cơ khác nhau. - Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng chất hữu cơ ở độ mặn khác nhau đến khả năng hòa tan và xử lí nước của Ozone. 2
  12. PHẦN 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. Chất thải và các biện pháp xử lí nước thải Hiện nay các mô hình nuôi trồng thủy sản ở đồng bằng sông Cửu Long chuyển hóa rất nhanh, từ nuôi tự nhiên, nuôi quảng canh, nuôi phân tán mật độ thấp... sang nuôi bán thâm canh, nuôi thâm canh, nuôi công nghiệp tập trung mật độ cao. Với các phương thức nuôi như hiện nay thì đã có sự tác động tiêu cực đến môi trường. Theo đánh giá của các nhà khoa học, hằng năm thải ra 456,6 triệu m3/ bùn thải (phù sa lắng đọng trong chất thải) và chất thải nuôi trồng thủy sản mà trong đó riêng chất thải nuôi cá tra, cá ba sa là hơn hai triệu tấn/ năm. (Phạm Đình Đôn, 2008 – bản tin của hội nghề cá Việt Na số 148- m- 05.2008). Nguồn chất thải độc hại này hiện nay vẫn chưa được xử lý triệt để, vẫn tiếp tục thải vào sông rạch trong khu vực. Các chất thải nuôi trồng thủy sản chủ yếu là các nguồn thức ăn dư thừa thối rữa bị phân hủy; các chất tồn dư sử dụng như: hóa chất và thuốc kháng sinh, vôi, các loại lưu huỳnh lắng đọng, ngoài ra phiêu sinh vật chết cũng ảnh hưởng làm ô nhiễm nguồn nước. Đồng thời khi phân hủy chất thải, thức ăn thừa, xác phiêu sinh vật..đã tạo ra nhiều khí độc phổ biến nhất là NH3/NH4+, H2S, SO2, .. Theo bản tin của hội nghề cá Việt Nam- số 148-05.2008 hiện nay vấn đề quản lý và xử lý nguồn bùn thải, chất thải nuôi trồng thủy sản hạn chế, chưa đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường, đây là vấn đề hết sức bức xúc trong nuôi trồng thủy sản ở khu vực ÐBSCL làm mất cân bằng sinh thái trong nuôi trồng thủy sản thể hiện rõ nét ở vấn đề dịch bệnh phát sinh trên diện rộng do ô nhiễm môi trường ở các mô hình nuôi thâm canh cá tra, cá ba sa...chết hàng loạt ở một số chủ nuôi cá bè trên sông ở vùng nước ngọt, dịch bệnh tôm nuôi đã phát sinh hơn 20 - 60% diện tích nuôi ở các tỉnh ven biển Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng... Theo Trịnh Ngọc Tuấn (2005) thì nước thải công nghiệp, sinh hoạt xả trực tiếp vào kênh mương, sông hồ lại là nguồn nước chính cung cấp cho Nuôi trồng thủy sản. Kết quả điều tra nghiên cứu những năm gần đây của viện nghiên cứu Nuôi Trồng Thủy Sản 1 cho thấy lượng COD, BOD, NO2… trong các thủy vực Nuôi Trồng Thủy Sản đều cao hơn mức cho phép đối với đời sống thủy sinh vật, hàm lượng kim loại nặng cũng cao hơn so với tiêu chuẩn Việt Nam 6774 – 2000 và các chất gây ô nhiễm trong nước chủ yếu là do: cacbon hữu cơ, Nitơ và Phospho được phân hủy từ Protein. 3
  13. Với sự bùng phát của nghề nuôi tôm hiện nay thì việc thải chất dinh dưỡng dư thừa, thuốc và hóa chất chưa được xử lí vào môi trường xung quanh ngày càng nhiều. Theo Briggs và Funge – Smith, 1994; Teichert – Coddington và ctv,2000; Thakur và Lin, 2003; Jackson và ctv, 2003 – trích dẫn bởi Bùi Đắc Thuyết (2007) thì chất dinh dưỡng cung cấp cho tôm nuôi 60 – 98% N, 87 – 94% P không được hấp thu vào sinh khối tôm mà thải ra môi trường xung quanh. Như vậy để sản xuất ra 1 tấn tôm thương phẩm thì thải ra môi trường 70 -120 kg N, 13 – 16 kg P làm tác động đến hệ sinh thái thủy vực. Theo Đặng Đình Kim và Vũ Văn Dũng (2004) thì mỗi năm lượng bùn tích tụ ở đáy ao nuôi tôm khoảng 10-15 cm tương đương với 30 -50 tấn chất khô giàu hữu cơ/ha gây ô nhiễm nặng cho các ao nuôi tôm. Có nhiều biện pháp xử lí nước thải. Theo Trịnh Ngọc Tuấn (2005) thì với phương pháp sử dụng hệ vi sinh vật ( hiếu khí và yếm khí), phương pháp sử dụng hệ động thực vật để hấp thu chất ô nhiễm thì có khả năng làm giảm lượng chất hữu cơ lơ lửng trong nước, mùn bã hữu cơ, lượng Nitơ giảm 80%, tổng vi khuẩn giảm 58%...Theo Tạ Văn Phương (2006) thì có thể sử dụng ozon để diệt khuẩn trong sản xuất giống và phòng bệnh vi khuẩn cho tôm với thời gian sục ozon sau 30 phút (0.255ppm) thì vi khuẩn vibrio bị tiêu diệt 100% còn tổng vi khuẩn là 99.8% Hiện nay việc ô nhiễm nguồn nước trong thủy sản đã diễn ra một cách nghiêm trọng và việc kiểm soát vấn đề này được đặc biệt quan tâm với sự cho ra đời hàng loạt công nghệ và thiết bị xử lí nước thải đạt hiệu quả cao như các thiết bị xử lí nước nuôi thủy sản bằng Ozon ngày càng được ứng dụng rộng rãi và phổ biến. 2.2. Ozone và những ứng dụng của Ozone trong nuôi trồng thủy sản 2.2.1. Sơ lược về Ozone Ozone là chất hóa học, trong cấu trúc phân tử bao gồm 3 nguyên tử oxygen (trioxygen), có công thức hoá học: O3, trọng lượng phân tử : 47,998 g/mol, được phát minh và đặt tên bởi Christian Friedrich Schonbein vào năm 1840. Là chất khí có mùi hắc đặc trưng và trong suốt, ở nồng độ cao ozone có màu xanh da trời, ở thể lỏng có màu lục thẫm, ở nồng độ thấp có mùi cỏ non (rất dễ nhận thấy sau các trận mưa giông, không khí trong lành trên các cánh đồng). Phân tử lượng 48, điểm tan: - 192.70C, đi ểm sôi: -111.90C. (http:/www.dtdauto.com/dtozone.doc). Ozon được phát hiện vào năm 1840 khi một nhà khoa học người Đức Schonbein đầu tiên đã sản xuất và xác định nó. Năm 1888 ông đã sáng chế ra 4
  14. một thiết bị sử dụng ozon để khử mùi cống rãnh và hòa tan vào trong nước để tẩy uế nước bị ô nhiễm. Ozon được sử dụng như một thuốc diệt khuẩn, khử mùi, khử màu ( Graham, 1997 – trích dẫn bởi Tameka, 2005 ). Theo Joseph (2005) Ozone được tạo ra trong tự nhiên có màu hơi xanh, mùi đặc thù. Khi ozon và điện năng tương tác ozon được tạo ra nhiều nên dễ nhận thấy mùi ozon xung quanh máy móc, xe máy điện hay trong thời gian hàn điện. Trong tự nhiên thì nồng độ ozon 0.01 – 0.15ppm và đạt cao trong các khu đô thị. Ngoài ra ozon còn bảo vệ trái đất khỏi tia tử ngoại. Ozon không bền vững, khó bảo quản, dễ phân giải trong thời gian ngắn, nếu được tiếp xúc với hơi nước, bạc… thì sự phân giải sẽ nhanh hơn. O3 khi phân giải tạo thành phân tử oxy và nguyên tử oxy (O3→ O2 + O). Sự phân hủy của ozon tăng nhanh phụ thuộc vào 2 yếu tố: tăng nhiệt độ và tăng pH. Ozone truyền vào pha khí qua pha lỏng bằng khuếch tán qua mặt phân cách khí/ nước và lượng ozone hấp thụ tăng với: Sự khác nhau về nồng độ giữa hai pha, thời gian tiếp xúc giữa các bọt khí trong chất lỏng, tỉ số giữa diện tích tạo ra bởi các bọt với thể tích nước (Trung tâm đào tạo ngành nước và môi trường, 1999 – trích dẫn bởi Nguyễn Lê Hoàng Yến, 2005). Theo Kai (1997) khả năng gây ra điện thế oxy hóa khử của ozon là 2.08V cao hơn Chlorine tự do (1.36V) và Chlorine dioxide (0.95 V). Do vậy khả năng oxy hóa của ozon là rất cao cao gấp 1.5 lần so với Chlorine tự do và 2.2 lần so với Chlorine dioxide. Ozon có tính hòa tan giống oxy, tan trong nước tạo thành nước ozon. Ozon được sử dụng hiệu quả trong kỹ thuật khi có sự hòa tan khí, ngoài ra ozon có thể sử dụng trong thể lỏng bằng cách sục vào nước qua hệ thống Venturi. Sự hòa tan của ozon tuân theo định luật HENRY nghĩa là lượng ozon hòa tan phụ thuộc vào nhiệt độ nước và áp suất của khí ( trung tâm đào tạo nguồn nước và môi trường, 1999 – trích dẫn bởi Nguyễn Lê Hoàng Yến, 2005). Khi nhiệt độ càng tăng thì hàm lượng ozon hòa tan trong nước càng giảm (Balon, 1991) 2.2.2. Công dụng của Ozone Theo Joseph (2005) kể từ đầu năm 1990 ozon được sử dụng rộng rãi ở các nước dùng trong hồ bơi, suối nước khoáng, tháp làm mát, điều trị bệnh trên cây, khử trùng vật liệu đóng gói, bảo quản các thiết bị và được dùng nhiều trong công nghệ tái chế.. Năm 1997 lần đầu tiên ở Mỹ ozon được sử dụng trong hệ thống xử 5
  15. lí nước và trong công nghệ nước uống đóng chai ở Mỹ. Trong năm 1997 một chuyên gia của viên nghiên cứu (EPRI) tuyên bố dùng ozon là an toàn (GRAS) trong chế biến thực phẩm tại Hoa Kỳ. Ngày nay nhiều nhà máy rượu vang ở Mỹ sử dụng ozon trong khử trùng, làm sạch bể, khử mùi nơi làm việc. Giới hạn an toàn cho ozon tiếp xúc tại nơi làm việc với nồng độ không quá 0.1pp cho 8h liên tục xuất hiện và 15 phút cho 0.3 ppm. Theo Tapp & Sopher ( 2007 ) ozon được sử dụng nhiều trong thủy sản và thiết bị thủy sản đầy triển vọng. ozon khi thay thế Chlorine đem lại hiệu quả rất cao. Ozone là chất oxy hoá rất mạnh, hoàn toàn có thể thay thế các hoá chất trong xử lý nước. Trong nước ozone phân huỷ rất nhanh thành oxy phân tử và oxy nguyên tử. tốc độ phân huỷ của ozone trong nước tăng theo nồng độ muối, pH, và nhiệt độ. ozone có khả năng oxy hoá Phenol và không để lại mùi vị gì. Ozone có khả năng oxy hoá nhanh các ion F 2+, Mn2+, S2-, NO-2... nhưng lại e + không oxy hoá NH4 (Nguyễn Thị Thu Thuỷ, 1999 – trích bởi Nguyễn Lê Hoàng Yến, 2005). Theo Kai (1997) việc sát trùng cũng đạt nhiều kết quả trên cơ thể sinh vật và thường dùng một số chất phổ biến như Chlorine, Bromine, ozon…trong thời gian nhất định tùy từng trường hợp cụ thể và ozon đem lại hiệu quả rất cao. Ozon rất có hiệu quả trong xử lí nước thải, khử trùng nước.Đặc biệt trong tái chế nước thải trong dự trữ thực phẩm và thuốc. Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến khả năng hòa tan và làm ổn định khí thoát ra môi trường bên ngoài. Khi nhiệt độ tăng cao ozon phân hủy thành oxy phân tử rất nhanh. Trong sản xuất ozon sẽ phát sinh ra nhiệt, sau khi ozon hòa tan vào nước thì có hiệu quả tẩy trùng rất cao. Ozon có tính hòa tan giống oxy. 2.2.3. Ứng dụng của Ozone trong nuôi trồng thủy sản Theo kết quả thực nghiệm của Nguyễn Lê Hoàng Yến (2005) cho thấy ozon có tính sát khuẩn rất cao đồng thời hạn chế các khí độc, NO2- và mật độ vi khuẩn Vibrio ở hệ thống ương có định kỳ sục ozon luôn thấp hơn khi xử lí bằng Chlorine, tỷ lệ sống của ấu trùng lại rất cao. Qua kết quả thì ozon với nồng độ 0.35mg/L có thể thay thế Chlorine trong xử lí ấu trùng tôm sú. Ngoài ra có thể sục ozon vào bể ương kết hợp với sục ozon vào thiết bị tách đạm thì hậu ấu trùng tăng trưởng rất nhanh (10.4 mm; 0.8 g) tuy tỷ lệ sống không thay đổi. So với xử lý nước bằng hóa chất, xử lý nước bằng ozone an toàn hơn, thân thiện với môi trường hơn, nhưng giá thành đắt hơn. Tuy nhiên, hiện nay, có một 6
  16. số nông dân đã tự chế hệ thống sục khí ozone để phục vụ xử lý nước ở quy mô nhỏ rất hiệu quả và có giá thành h lý. (Theo Ngọc Lê-KN TPHCM - ợp Agriviet.Com ). Việc sử dụng Ozone trong quá trình ương nuôi cũng là một giải pháp có hiệu quả nhằm cải thiện chất lượng nước và giảm thiểu một cách đáng kể hàm lượng chất hữu cơ trong ao nuôi.Theo Võ Tuấn Kiệt ( 2005) - thực nghiệm cho thấy tác dụng phân giải vật chất hữu cơ và pH có quan hệ với nhau. Khi pH càng cao thì khả năng phân giải hợp chất hữu cơ càng lớn theo hai con đường trực tiếp và gián tiếp ( Nguyễn Nguyên Hy - 2001): - Trực tiếp: ozone nguyên tử cùng với hợp chất hữu cơ có trong nước phản ứng với nhau. - Gián tiếp: ozone phản ứng mạnh với một loại gốc tự do của sản phẩm sau phản ứng phân giải trong nước, trong đó mạnh nhất là gốc hydroxyl OH-, ozone phản ứng với chất hữu cơ đạm (N), chất hữu cơ chứa đạm trong nước bao gồm các xác thực vật, chất diệp lục. NH3, và các nông dược ... có trong nước. Do bản chất là một tác nhân oxy hóa mạnh nên ozone có thời gian phản ứng nhanh và thời gian tiếp xúc ngắn. Theo Rice ( 1986 ) hàm lượng ozone 0.44ppm trong 4 phút thì vi khuẩn, virus bị tiêu diệt 99,9%. Theo Bablon (1991) thì pH ảnh hưởng đến khả năng hòa tan của Ozone trong nước, đối với pH = 8.5 hay pH = 9 thì khả năng hòa tan của Ozone lần lượt là 4.25 và 15 lần so với pH = 8.0. Ozone có thể ứng dụng trong nuôi cá tra nhằm làm giảm lượng vi khuẩn một cách đáng kể, ngoài ra ozone còn có khả năng giảm mùi để tạo sự dễ chịu trong việc chế biến thực phẩm thủy sản và còn có thể thay thế Chlorine, đem lại hiệu quả diệt khuẩn rất cao và có thể áp dụng xử lí nước thải trong nuôi cá da trơn ( Tapp & Sopher, 2007 ). Ngoài ra khả năng diệt khuẩn của ozone trong nước rất cao: khi hòa tan ozone vào trong nước thì mật độ vi khuẩn giảm đi mạnh hơn so với sử dụng Chlorine và đặc biệt không tạo ra chất Trihalogenmetan (THM) gây độc như dùng Chlorine ( Nguyễn Lê Hoàng Yến, 2005). Chlorine là hóa chất oxy hóa mạnh dùng để diệt khuẩn với chi phí thấp. Tuy nhiên ít được ưa chuộng bởi nó tạo thành những hợp chất có thể gây độc. Ozon xuất hiện được xem như là một giải pháp với nhiều ưu điểm và được sử dụng phổ biến ở Châu Âu và Mỹ (Turk, 1999 – trích dẫn bởi Tạ Văn Phương, 2006). Ozon có thể thay thế Chlorine để diệt khuẩn cho nhiều mục đích khác 7
  17. nhau, bởi Ozon có tính oxy hóa mạnh tương đương với Chlorine (Bilozor, 1985). Tuy nhiên tùy từng điều kiện cụ thể mà ứng dụng cho phù hợp. Nước xử lý bằng Ozon thì mật độ vi khuẩn trong nước giảm mạnh hơn so với nước xử lý bằng chlorine. Từ đó cho thấy khả năng diệt tổng vi khuẩn trong nước của Ozon mạnh hơn chlorine từ 3-5 lần so với Chlorine (Burton, 1981- trích dẫn bởi Tạ Văn Phương, 2006). Khi nồng độ ozone từ 0.2-0.7 ppm thì có thể diệt phần lớn virus trong nước (theo Gilnert Barnabe , 1990– trích dẫn bởi Tăng Minh Khoa, 2007). Nước xử lí bằng Chlorine 100 ppm và Ozone trong 4h thì sau khoảng thời gian 5 phút (0.045ppm) hiệu suất diệt khuẩn là 91.7%, trong thời gian 40 phút (0.33ppm) thì hầu hết vi khuẩn trong n ước bị tiêu diệt. Đồng thời vi khuẩn Vibrio trong bể ương ấu trùng tôm sú cho thấy sau khi xử lý bằng ozone một số chỉ tiêu môi trường được cải thiện đáng kể: Ở nồng độ 0,305ppm thì hiệu suất diệt khuẩn 99,97% và làm kết tủa hoàn toàn sắt. Nồng độ 0,175 ppm thì loại hết NO2 và làm giảm 57% lượng H2S ở nồng độ 0,37ppm. Ở nồng độ 0 ,255ppm ozone có thể thay thế chlorine để diệt 100% vi khuẩn vibrio và 98-99,8% tổng vi khuẩn (Tạ Văn Phương, 2006 ). Theo kết quả thực nghiệm của Võ Tuấn Kiệt (2005), định kỳ sục ozone sẽ hạn chế được phần nào sự gia tăng mật độ vi khuẩn Vibrio nhờ vào khả năng sát khuẩn của Ozone, và nguồn nước xử lí bằng Chlorine có khả năng bị nhiễm khuẩn trở lại trong thời gian làm thoáng khí để loại bỏ Chlorine trong nước, trái lại khả năng diệt khuẩn của ozone rất lớn và hạn chế được sự nhiễm khuẩn trở lại trong quá trình xử lí vì thời gian loại bỏ Ozone trong nước là rất ngắn. Theo Thạch Thanh và ctv (2003) ứng dụng Ozone trong sản xuất giống tôm sú (Penaeus monodon) thì mang lại hiệu quả rất cao, nước sau khi xử lí Ozone trong quá trình ương thì các khí độc NH3, NO3-..giảm đi đáng kể, đồng thời số lương vi khuẩn cũng giảm đi rất nhiều. Ngoài ra trong sản xuất giống Ozone được dùng để xử lí nước có thể thay thế hoàn tòan Chlorine. Trong ương ấu trùng tôm sú qua hệ thống lọc sinh học kết hợp Ozone với nồng độ 0.1-0.2 ppm thì hàm lượng NH4+ , NO2 – .. và vi khuẩn tổng giảm đáng kể nhưng không ảnh hưởng đến hệ thống lọc sinh học. Nồng độ Ozone thích hợp trong bể ương là 0.15 – 0.2 ppm và lọc sinh học 0 – 0.15 nếu cao hơn sẽ ảnh hưởng đến hệ thống lọc (theo Diệp Tuấn Khanh, 2005). Theo Lưu Thị Mỹ Tho (2007) thì hàm lượng Ozone tăng dần theo thời gian sục Ozone, tăng nhanh nhất sau 60 phút đầu và đạt 0.13 ppm, sau 120 phút hàm lượng ổn định và đạt 0.1 ppm. 8
  18. Hiện nay các sản phẩm sinh ozone đang được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước nuôi tôm, dùng làm sạch trong chế biến các thực phẩm thuỷ sản (giữ cho thực phẩm tươi, làm mất mùi tanh...). 9
  19. Phần 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài Thời gian thực hiện: từ tháng 02/2009 đến 05/2009 Địa điểm: Tại Khoa thủy sản - Trường Đại học Cần Thơ. 3.2 Vật liệu thí nghiệm Mẫu nước ao nuôi thủy sản Máy sục Ozone có công suất 4g/h ( cơ sở Ngọc Bích). Nước sạch đã qua xử lí. Test ozone HANA ( sản xuất từ Hungary). Hệ thống máy bơm Ventury. Ống nhựa PVC. Bể Composite 100 lít Dụng cụ thu và đo các thông số môi trường gồm: máy đo pH, nhiệt kế thủy ngân, chai nhựa, chai nút mài trắng, chai nút mài nâu, xô nhựa, … Các dụng cụ phân tích mẫu thủy hóa (Phòng thí nghiệm Phân tích chất lượng nước - Bộ môn Thủy sinh học ứng dụng – Khoa Thủy sản - Đại học Cần Thơ). 3.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 3.3.1 Thí nghiệm 1: Xác định khả năng hòa tan và hiệu quả xử lí nước của ozon ở từng độ mặn khác nhau. Thí nghiệm gồm 6 nghiệm thức với 3 lần lặp lại tương ứng với các độ mặn khác nhau và bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên. Các thí nghiệm được bố trí tại trại thí nghiệm – Bộ môn Thủy sinh học Ứng dụng – khoa Thủy Sản – Đại học Cần Thơ. Độ mặn ở các nghiệm thức được pha từ nước ót 80‰ và nước máy đã qua xử lí với tổng thể tích của mỗi nghiệm thức là 100L. - Nghiệm thức 0 ‰: 100 L nước máy. - Nghiệm thức 5 ‰: 93.75 L nước máy + 6.25 L nước ót. - Nghiệm thức 10 ‰: 87.5 L nước máy + 12.5 L nước ót. - Nghiệm thức 15 ‰: 81.25 L nước máy + 18.75 L nước ót. 10
  20. - Nghiệm thức 20 ‰: 75 L nước máy + 25 L nước ót. - Nghiệm thức 25 ‰: 68.75 L nước máy + 31.25 L nước ót. Cho vào mỗi bể là 100lít nước với độ mặn lần lượt 0 ‰; 5 ‰;10 ‰; 15 ‰; 20 ‰; 25 ‰ Khí ozone được đưa vào trong nước qua hệ thống ventury với máy tạo ozone công suất 4g/giờ và được sục liên tục. + 60 phút đầu: xác định nồng độ của Ozone tăng tối đa trong 60 phút đầu sục Ozone thông qua việc kiểm tra nồng độ ozone với thời gian 10p/lần. + Sau 60 phút: bổ sung vào mỗi bể 2 mg/L NH4+Cl-. Ozone được sục liên tục trong 5h và kiểm tra nồng độ ozone với thời gian kiểm tra 30 ph/lần. Các yếu tố thủy lí cũng được thu mẫu cùng lúc với thời gian kiểm tra nồng độ Ozon. Các chỉ tiêu thu mẫu bao gồm: Nhiệt độ, pH, DO, COD, TSS, OSS, TAN (NH4 /NH3), N-NO2-, N-NO3- . + 3.3.2 Thí nghiệm 2: Xác định sự ảnh hưởng của hàm lượng chất hữu cơ khác nhau đến sự hòa tan và xử lí nước của Ozone Thí nghiệm gồm 5 nghiệm thức với 3 lần lặp lại theo mức độ tăng dần của tỉ lệ nước thải từ 0 % đến 100 % và bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên. Các thí nghiệm được bố trí tại trại thí nghiệm – Bộ môn Thủy sinh học Ứng dụng – khoa Thủy Sản – Đại học Cần Thơ. Nước thí nghiệm: là nước thải được lấy từ các ao nuôi thủy sản. Nước máy sau khi được xử lí và pha với nước từ ao cá tra theo các nghiệm thức sau: Nghiệm thức 0 %: 100 L nước máy. Nghiệm thức 25 %: 75 L nước máy +25 L nước thải. Nghiệm thức 50 %: 50 L nước máy + 50 L nước thải. Nghiệm thức75 % : 25 L nước máy + 75 L nước thải. Nghiệm thức 100 %: 100 L nước thải. Cho vào mỗi bể 100lít nước đã pha như trên với các tỷ lệ tương ứng 0 %, 25 %; 50 % ; 75 %, 100 %. Khí ozone được đưa vào trong nước qua hệ thống Ventury từ máy ozone công suất 4g/giờ và được sục liên tục với thời gian sục Ozone là 5h và được kiểm tra 30 ph/lần. Các yếu tố thủy lí hóa cũng được thu mẫu cùng lúc với thời gian kiểm tra nồng độ Ozon. Các chỉ tiêu thu mẫu bao gồm: Nhiệt độ, pH, DO, COD, TSS, OSS, TAN (NH4 /NH3), N-NO2-, N-NO3-. + 11
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược