Động vật thuỷ sinh và ứng dụng trong xử lý nước thải

Đề tài: động vật thuỷ sinh và ứng dụng trong xử lý nước thải  Nhóm sinh viên thực hiện: Đặng Quang chức Nguyễn Thi Thuý Nguyễn Thị Mai Lê Thị Hồng Võ Thị Thanh Hoa Phạm Thị Thuý liễu Nguyễn Thị Nhàn Người hướng dẫn: Nguyễn Thị Thanh Thuỷ Nội dung trình bày Phần I: Mở đầu Phần II: Nội dung 1. Định nghĩa 2. Các loài động vật thuỷ sinh chính ứng dụng trong xử lý nước thải 3. vai trò xử lý nước thải của dộng vật thuỷ sinh 4. khả năng áp dụng động vật thuỷ sinh vào xử lý nước thải trong thực tiễn Phần III: kết luận Phần I: Mở đầu  Trong những năm gần đây (từ 1995) nguồn nước đang bị ô nhiễm trầm trọng ảnh hưởng đến môi trường sinh sống và làm việc của con người, điển hình nó gây ra các loại bệnh hiểm nghèo như :ung thư, đau mắt,mặt khác đe doạ môi trường sinh sống của các sinh vật.  Nguyên nhân chính của tình trạng trên là do nước thải từ khu công nghiệp,bệnh viện, khu dân cư,sản xuất nông nghiệp…xả bừa bãi ra môi trường mà chưa qua xử lý hay xử lý chưa triệt để vì vậy vấn đề đặt ra cấp thiết hiện nay là cần có sự quản lý và xử lý nước thải thật hợp lý đảm bảo tiêu chuẩn trước khi xả ra môi trường  Những năm gần đây nhà nước đang từng bước thực hiện xã hội hoá cấp thoát nước. Tuy nhiên thu hút đầu tư vào lĩnh vực này rất ít do vốn đầu tư cao và thu hồi chậm  Chính vì vậy chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài :Vai trò xử lý nước thải chủa một số động vật thuỷ sinh và khả năng áp dụng Phần II: Nội dung  2.1. Định nghĩa:Động vật thuỷ sinh là những loài động vật sinh sống ở dưới nước 2.2Các loài động vật thuỷ sinh chính ứng dụng trong xử lý nước thải  Do điều kiện khí hậu của nước ta thích hợp cho các loài động thực vật thuỷ sinh sinh trưởng và phát triển như: các loài cá, các loài tôm, cua, ốc,hến, ngao, ngêu, vẹm, hàu…chúng vừa tạo ra hệ sinh thái đa dạng vừa đem lại lợi ích cao về kinh tế, mặt khác chúng còn góp phần cải thiện môi trường nước đặc biệt là môi trường nước thải.  Dựa vào nguồn thức ăn và đặc điểm của từng loại động vật thuỷ sinh mà chúng được phân bố ở các tầng khác nhau: - Tầng mặt: cá mè, cá trắm… - Tầng giữa: cá chép, cá trôi, tôm… - Tầng đáy: cá rô, cá trê, cua, ngêu,ngao, ốc, hàu, vẹm… 2.2 Các loài động vật thuỷ sinh chính ứng dụng trong xử lý nước thải 3. vai trò xử lý nước thải của dộng vật thuỷ sinh  Đặc điểm chung của các loại nước thải là có chứa nhiều các chất hữu cơ( protein,hydratcacbon), các chất vô cơ( photpho,nitơ), các chất rắn hoà tan ,các kim loại nặng( Fe,Cr,Mn, As), các vi sinh vật, sinh vật phù du( giun sán, loăng quăng, rong rêu,tảo…), các hoá chất tổng hợp.  Đối với một số loài động vật thuỷ sinh , chúng có thể sử dụng các chất trên làm dinh dưỡng vì vậy chúng có tác dụng cải tạo môi trường nước ví dụ như: -Cá trắm cỏ: thức ăn chủ yếu là các loại cỏ, rong và động vật phù du như tôm, tép, ấu trùng cá v.v. Trong điều kiện chăn nuôi nhân tạo, cá trắm cỏ có thể ăn các loại thức ăn nhân tạo (sản phẩm phụ của việc chế biến ngũ cốc như cám hay thức ăn viên). 3. vai trò xử lý nước thải của dộng vật thuỷ sinh - Cá mè hoa: có tác dụng làm sạch ao hồ, góp phần chống ô nhiễm môi trường nước vì cá mè hoa ăn sinh vật phù du và mùn bã hữu cơ, vi khuẩn là nguồn gốc gây ra mùi hôi thối tại các ao, hồ ở nông thôn. - Cá trôi: cũng có tác dụng làm sạch ao hồ vì nguồn thức ăn của nó là các mảnh vụn hữu cơ, các loại tảo bám. - Cá chép: cá chép có khả năng sinh sống trong những môi trường đã bị ô nhiễm sau nhiều năm không điều chỉnh lượng chất thải công nghiệp .Chúng ăn các loại rong trong ao hồ. 3. vai trò xử lý nước thải của dộng vật thuỷ sinh  Cá rô phi có thể sống được trong ao, đìa có màu nước đậm, mật độ tảo dày, có hàm lượng chất hữu cơ cao, thiếu Oxy. Khi còn nhỏ, cá rô phi ăn dinh vật phù du ( tảo và động vật nhỏ ) là chủ yếu ( cá 20 ngày tuổi , kích thước khoảng 18mm). Khi cá trưởng thành ăn mùn bả hữu cơ lẫn các tảo lắng ở đáy ao, ăn ấu trùng, côn trùng, thực vật thuỷ sinh. Tuy nhiên trong nuôi công nghiệp cá cũng ăn các loại thức ăn chế biến từ cá tạp, cua, ghẹ, ốc, bột cá khô, bột bắp, bột khoai mì, khoai lang, bột lúa, cám mịn, bã đậu nành, bã đậu phộng.Trong thiên nhiên cá thường ăn từ tầng đáy có mức sâu từ 1-2m.  Cá rô phi là loài cá dễ nuôi. Rô phi đơn tính (đực) lớn nhanh, sau 4-5 tháng nuôi có thể đạt trọng lượng 0,4-0,6kg/con. Rô phi sử dụng được hầu hết các loại thức ăn tự nhiên, mùn bã hữu cơ trong ao nuôi, rô phi vừa có tác dụng tiêu diệt các loại động vật nhỏ mang mần bệnh vừa có tác dụng làm sạch môi trường và cho sản phẩm có giá trị. 3. vai trò xử lý nước thải của dộng vật thuỷ sinh  Cá rô đồng: là loài động vật ăn tạp. Chúng có thể ăn cả các loài động vật thân mềm, cá con và thực vật, kể cả cỏ. Chúng có thể ăn các chất hữu cơ và vô cơ được coi là "bẩn" trong nước.  cá măng chủ yếu là ăn phiêu sinh thực. Vì thế cá cũng có cấu trúc mang với rất nhiều lược mang có tác dụng lọc và tập trung thức ăn. Tuy nhiên, cá con rất ít ăn phiêu sinh thực vật, phần lớn là mùn bã hữu cơ và các chất vẩn trong nước hay đáy thủy vực (Banno, 1980). Cá có tập tính ăn ban ngày và cao điểm vào lúc 7 giờ và 13 giờ (Banno, 1980) . Sau 3 tuần tuổi, cá măng có đặc tính ăn các loại lab- lab bao gồm các loại tảo lam, tảo lục, tảo khuê, giáp xác, ấu trùng côn trùng, giun đất và các chất vẩn, chủ yếu là: Spirulina, Microcoleus, Anthrospira, Lynbia, Anabaena, Oscillatoria, Nitzschia, Navicula, Amphiprora. Lumut mà chủ yếu là to lục dạng sợi như: Chaetomorpha, Cladophora, Enteromorpha cũng là thức ăn cho cá trong giai đoạn cá lớn Oscillatoria - một loại thức ăn cho cá măng sau 3 tuần tuổi (Ảnh: stcsc.edu) 3. vai trò xử lý nước thải của dộng vật thuỷ sinh  Hàu là một loài động vật rộng nhiệt, rộng muối, sống bám lên nền đá, vách đá ven bờ biển hoặc các cửa sông, nơi có dòng chảy và thủy triều thường xuyên lên xuống, có thực vật phù du phong phú làm thức ăn. Trong môi trường tự nhiên, Hàu có đặc tính quan trọng, đó là: -Lọc sinh học (Biofilter) Nhờ vào khả năng lọc sinh học, chúng đã góp phần xử lý làm sạch các cặn bã hữu cơ, hạn chế ô nhiễm môi trường. Vẹm: Có vai trò lọc mùn bã hữu cơ làm sạch môi trường, lọc tảo đơn bào, lọc thực vật phù du đơn bào 4. khả năng áp dụng động vật thuỷ sinh vào xử lý nước thải trong thực tiễn  4.1.Đặc điểm của các loại nước thải -Nước thải sinh hoạt: Là loại nướ thải của các khu dân cư, thương mại, công sở, trường học…Đặc điểm của loại nước thải này là hàm lượng lớn các chất hữu cơ dễ phân huỷ( hydratcacbon, prôtêin…), các chất sinh dưỡng vô cơ( Nitơ, Photpho…), cùng với nhiều loại vi sinh vật( trứng giun, sán…), các chất rắn lơ lửng. -Nước thải nông nghiệp: Là loại nứoc thải bao gồm có dư lượng các hoá chất, phân bón, thuốc trừ cỏ trừ sâu…gây ô nhiễm môi trường nước, khó tập trung để xử lý. 4. khả năng áp dụng động vật thuỷ sinh vào xử lý nước thải trong thực tiễn -Nước thải công nghiệp: + Nước thải công nghiệp thực phẩm,công nghiệp chế biến thức ăn gia súc: có chứa nhiều các phế phụ phẩm thực phẩm, các loại ngũ cốc… +Nước thải các ngành công nghiệp khác (công nghiệp khai khoáng, luyện kim, hoá chất…) có chứa nhiều kim loại năng,hoá chất tổng hợp… 4.2. Ứng dụng thực tiễn  Hiện nay người ta sử dụng các loài động vật thuỷ sinh trong việc xử lý một số loại nước thải như: nước thải sinh hoạt, nước thải nông nghiệp; nước thải công nghiệp thực phẩm và công nghiệp chế biến thức ăn gia súc. 4. khả năng áp dụng động vật thuỷ sinh vào xử lý nước thải trong thực tiễn  Để lựa chọn quy trình công nghệ xử lý thích hợp phải dựa vào thành phần tính chất của nước thải, bản chất của các chất nhiễm bẩn, các điều kiện địa lý thích hợp để phù hợp với yêu cầu bảo vệ môi trường. Trong thực tế để đảm bảo hiệu suất xử lý cao các chất ô nhiễm với chi phí vận hành tối thiểu, người ta sử dụng kết hợp nhiều phương pháp, kết hợp nhiều hệ thống và các tác nhân khác nhau. Tuỳ theo hàm lượng chất ô nhiễm trong nước thải và điều kiện cụ thể của từng khu vực  Đã có nhiều nghiên cứu về vấn đề sử dụng hệ động thực vật thuỷ sinh để loại bỏ các chất ô nhiễm cơ sở của biện pháp này là dựa trên quá trình chuyển hoá vật chất trong hệ sinh thái thông qua chuỗi thức ăn. Thông thường người ta sử dụng thực vật làm các sinh vật hấp thụ các chất dinh dưỡng là Nitơ và Photpho, Cacbon để tổng hợp các chất hữu cơ làm tăng sinh khối( Sinh vật tự dưỡng), đó là tảo hay thực vật phù du, rong câu và các loài thực vật ngập măn khác. 4. khả năng áp dụng động vật thuỷ sinh vào xử lý nước thải trong thực tiễn  Kế tiếp trong chuỗi thức ăn là các động vật bậc 1- động vật ăn thực vật. Điển hình của các động vật ở vùng nước ven biển là các loại: ngao, vẹm, hàu. Còn ở vùng nước ngọt là các loại : cá , trai, ốc,hến. Các loài này có thể tiêu thụ các thực vật phù du và cải thiện điều kiện trầm tích đáy. Các loài cá ăn thực vật phù du và mùn bã hưu cơ như: cá măng, cá đối cũng được thử nghiệm sử dụng ở các kênh thoát nước thải. 4. khả năng áp dụng động vật thuỷ sinh vào xử lý nước thải trong thực tiễn 4.2.1.Ứng dụng trong xử lý môi trường do nuôi trồng thuỷ sản  Do hoạt động nuôi trồng thủy sản ven biển diễn ra ở vùng nước mặn- lợ, vì vậy có thể sử dụng các hệ thống đất ngập nước để xử lý ô nhiễm môi trường, cụ thể như sau :  Hệ thống dựa vào thực vật, động vật thủy sinh như rong câu, cá, ngao, vẹm, hàu  Hệ thống này thường là một vùng ngập nước có độ sâu 0,9 - 1,5 m cùng với hệ sinh vật thủy sinh. Có thể xử lý các chất ô nhiễm bằng một số quá trình sinh học như :  - Quá trình phân hủy hiếu-kỵ khí của các vi sinh vật  - Quá trình quang hợp của các thực vật dưới nước là rong câu, tảo làm tăng ôxy hòa tan, giảm CO2, tăng pH, tăng quá trình bay hơi của NH4, tăng lắng đọng của phốt pho. 4. khả năng áp dụng động vật thuỷ sinh vào xử lý nước thải trong thực tiễn  - Các động vật thủy sinh bậc 1 như các loại cá ăn thực vật phù du, các động vật đáy như ngao, vẹm, hàu ăn thực vật phù du và các chất mùn bã hữu cơ.  * Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống này là:  - Nước thải có hàm lượng BOD là 50-300 kg/ngày/ha  - Thời gian lưu nước tuỳ thuộc vào nồng độ chất ô nhiễm có trong nước thải có thể từ 3 - 5 ngày hoặc từ 7 - 10 ngày.  * ưu điểm của hệ thống này là : chi phí vận hành gần như bằng 0, tăng thêm lợi nhuận kinh tế ở các khu nuôi thâm canh do có thêm nguồn thu cho người nuôi trồng.  * Nhược điểm : phải sử dụng diện tích đất lớn. 4. khả năng áp dụng động vật thuỷ sinh vào xử lý nước thải trong thực tiễn Ví dụ: Hợp phần SUMA đã sử dụng hệ thống này để xử lý nước thải cho khu nuôi tôm quảng canh cải tiến và bán thâm canh ở Dự án cộng đồng xã Thạch Bàn huyện Thạch Hà, Hà Tĩnh. 4.2.2 ứng dụng trong cải tạo nước hồ tự nhiên .kết hợp song song hệ động thực vật thuỷ sinh để cải tạo nước có hiệu quả nhất. VD:Công ty đầu tư, khai thác hồ tây đã thả khoảng 5 (ha) bèo tây xuống các hồ trong khu vực thành phố Hà Nội( hồ tây, hồ hoàn kiếm…) và kết quả là nước hồ xanh trong trở lại. Ngoài ra, việc thả những loại động vật thuỷ sinh như ốc, trai, vẹm, hàu, ngao... tiêu thụ các thực vật phù du và cải thiện điều kiện trầm tích đáy. Mỗi con trai trung bình còn có thể lọc 2-3m3/ngày. Bởi vậy mà Hồ Tây là một trong những hồ sạch nhất Hà Nội hiện nay. 4. khả năng áp dụng động vật thuỷ sinh vào xử lý nước thải trong thực tiễn  4.2.3.Ứng dụng trong xử lý nước thải sinh hoạt ở nông thôn  -Mô hình chung của biện pháp: Vườn Chuồng trại Ao Nước tưới Nước rửa Phân bón Thực vật Nước 4. khả năng áp dụng động vật thuỷ sinh vào xử lý nước thải trong thực tiễn  Từ sơ đồ ta thấy: Nước rửa và nước thải của chuồng trại được xả trực tiếp ra ao, một phần nước thải lại được lấy làm nước tưới vườn. Sơ đồ này đem lại một số hiệu quả kinh tế cho người nông dân , nhưng mô hình này cũng gây ô nhiễm mô trường, nước, không khí, mất mỹ quan khu vực dân cư.  Để khắc phục nhược điểm của mô hình trên chúng tôi xin đề xuất mô hình: 4. khả năng áp dụng động vật thuỷ sinh vào xử lý nước thải trong thực tiễn . Bể tự hoại Ao nuôi cá và vịt Tưới rau N.r.chuồng trại Nước thấm N.T.sinh hoạt Nước pha loãng N.T.chuồng trại 4. khả năng áp dụng động vật thuỷ sinh vào xử lý nước thải trong thực tiễn  Mô hình trên là sơ đồ làm sạch nước thải kết hợp với nuôi cấy, thu hồi tảo của trạm xử lý nước thải sinh hoạt quy mô nhỏ có thể áp dụng cho một cụm dân cư hoặc một gia đình muốn xây dựng mô hình kinh tế VAC. Ở dây chuyền này, nước thải sinh hoạt vừa được xử lý làm sạch, vừa có thể kết hợp với nuôi tảo, nuôi cá, tưới vườn theo một chu trình khép kín. 4. khả năng áp dụng động vật thuỷ sinh vào xử lý nước thải trong thực tiễn Nước thải  Bể tự hoại  Hồ kỵ khí  Hồ làm thoáng nhân tạo ( Kết hợp nuôi cá)  Mô hình trên là sơ đồ hệ thống xử lý nước thải bằng hồ sinh vật kết hợp nuôi cá. Sơ đồ này được áp dụng đối với từng ngôi nhà hoặc cụm ngôi nhà có diện tích đất không lớn, ao nuôi tảo là một trong các nút của hệ sinh thái vườn-ao-chuồng, tảo không cần thu hồi mà được sử dụng trực tiếp để làm thức ăn cho các động vật nguyên sinh, cá, thịt. Phần lớn các loại vi khuẩn gây bệnh, các chất hữu cơ có trong nước thải sinh hoạt đã được làm sạch, nên nước thải có thẳi dụng tưới rau và rửa chuồng trại. Phần 3: kết luận  Mô hình xử lý nước thải sử dụng động vật thuỷ sinh cho hiệu quả khá cao, chi phí thấp, dễ làm, tận dụng được các thuỷ sinh động vật trong tự nhiên. Trên thực tế mô hình này đã được dân gian sử dung từ lâu vì vậy việcc ứng dụng rộng rãi mô hình này trên thực tiễn là hoàn toàn có khả năng. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn