Kết quả nghiệm thu đề tài: Nghiên cứu quy trình tuần hoàn xử lý nước thải nuôi tôm thẻ chân trắng kết hợp trồng cây thuỷ canh

Vào ngày 12/01/2025, Hội đồng nghiệm thu theo quyết định số 20/QĐ-ĐHQG đã nghiệm thu thành công đề tài nghiên cứu "Quy trình tuần hoàn xử lý nước thải nuôi tôm thẻ chân trắng kết hợp trồng cây thủy canh" (Mã số: C2023-24-05), do TS. Đào Phú Quốc làm chủ nhiệm. Đây là một nghiên cứu quan trọng nhằm giải quyết các vấn đề môi trường trong nuôi tôm thẻ chân trắng, đồng thời thúc đẩy phát triển mô hình nuôi trồng bền vững.

Nghiên Cứu Quy Trình Tuần Hoàn Xử Lý Nước Thải Nuôi Tôm Thẻ Chân Trắng Kết Hợp Trồng Cây Thủy Canh

Bối Cảnh Nghiên Cứu

Nghề nuôi tôm thẻ chân trắng đang phát triển mạnh mẽ, đóng góp lớn vào nền kinh tế. Tuy nhiên, việc thâm canh quá mức đã tạo ra những tác động tiêu cực đến môi trường, đặc biệt là chất lượng nước trong các ao nuôi. Thức ăn thừa và chất thải từ tôm khiến nồng độ các hợp chất độc hại như ammonia (NH₄⁺/NH₃), nitrite (NO₂⁻), nitrate (NO₃⁻) và photpho vô cơ gia tăng, gây phú dưỡng, làm phát triển vi tảo và dẫn đến hiện tượng tảo nở hoa. Hiện tượng này không chỉ gây chết tôm mà còn ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa và sức khỏe tổng thể của tôm, tạo ra nguy cơ bùng phát dịch bệnh. Chính vì vậy, nghiên cứu này tìm cách giải quyết vấn đề ô nhiễm nước ao nuôi đồng thời tối ưu hóa các nguồn tài nguyên trong quá trình nuôi trồng thủy sản.

Mô Hình Tuần Hoàn Xử Lý Nước Thải Kết Hợp Nuôi Trồng

Để giải quyết vấn đề này, nghiên cứu đã đề xuất mô hình tuần hoàn cải tiến (RAS - Recirculating Aquaculture System) nhằm tạo ra một hệ thống nuôi trồng bền vững. Mô hình này tận dụng chất thải hữu cơ từ ao nuôi tôm để nuôi cá rô phi, đồng thời ứng dụng thực vật thủy sinh, đặc biệt là cây Hải Châu, để hấp thu và chuyển hóa các hợp chất dinh dưỡng vô cơ như N, P thành sinh khối thực vật. Sinh khối này có thể được sử dụng làm thức ăn cho tôm hoặc các loài thủy sản khác. Mô hình tuần hoàn này không chỉ giúp giảm ô nhiễm mà còn tạo ra một hệ sinh thái tự nhiên, tận dụng tối đa tài nguyên trong quá trình nuôi trồng thủy sản.
Hệ thống RAS cải tiến bao gồm bốn bể chức năng chính: một bể nuôi tôm thẻ chân trắng, một bể nuôi cá rô phi, một bể trồng cây thủy sinh (Hải Châu), và một bể lắng cặn giúp thu hồi nước sạch để tuần hoàn về bể nuôi tôm. Cây Hải Châu đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nước, hấp thụ các chất độc hại như ammonia và photpho, từ đó làm sạch nguồn nước và duy trì môi trường sống lý tưởng cho tôm và cá.

Kết Quả Nghiên Cứu

Thử nghiệm cho thấy cây Hải Châu có khả năng hấp thu một lượng đáng kể các chất ô nhiễm trong nước, cụ thể là mỗi gram cây Hải Châu có thể hấp thu 0,397 mg ammonia, 0,030 mg nitrite, 5,276 mg nitrate và 2,477 mg tổng photpho. Các chỉ số về pH, COD, BOD, NH₄⁺, NO₂⁻, NO₃⁻, và tổng photpho trong hệ thống nước của mô hình Hải Châu đều ổn định và chỉ tăng nhẹ ở mô hình đối chứng, cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc duy trì chất lượng nước.

Hình 1. Biểu đồ so sánh biến động hợp chất nitơ photpho trong bể nuôi

Về mặt tăng trưởng sinh học, tôm thẻ chân trắng trong mô hình Hải Châu có sự tăng trưởng vượt trội so với mô hình đối chứng. Cụ thể, tôm trong mô hình Hải Châu tăng từ 4,6g lên 16,5g mỗi con, trong khi mô hình đối chứng chỉ tăng từ 4,6g lên 14,4g. Tương tự, cá rô phi trong mô hình Hải Châu cũng tăng trưởng tốt, dù không đạt mức tăng trưởng cao như tôm nhưng vẫn vượt qua mô hình đối chứng.

  
              Hình 2. Tôm sau 4 tuần nuôi                 Hình 3. Theo dõi sự tăng trưởng cây Hải Châu

Kết Luận và Ứng Dụng

Mô hình tuần hoàn xử lý nước thải kết hợp trồng cây thủy canh không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn duy trì chất lượng nước ổn định, tăng cường hiệu quả nuôi trồng và sử dụng dinh dưỡng trong hệ thống. Mô hình này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi, không chỉ trong các ao nuôi quy mô lớn mà còn phù hợp với các mô hình nuôi trồng thủy sản nhỏ lẻ trong đô thị.

Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng mang lại những sản phẩm khoa học giá trị, bao gồm các bài báo quốc tế và các tài liệu kỹ thuật chi tiết về quy trình nuôi trồng tuần hoàn. Một số sản phẩm sở hữu trí tuệ cũng đã được đăng ký và chấp nhận. Mô hình này không chỉ mang lại lợi ích về mặt môi trường mà còn giúp tối ưu hóa chi phí và nâng cao hiệu quả kinh tế trong ngành nuôi trồng thủy sản.

Ý Nghĩa Ứng Dụng

Mô hình nghiên cứu này có ý nghĩa lớn trong việc bảo vệ môi trường nước, giúp giảm thiểu ô nhiễm và ngăn ngừa hiện tượng tảo nở hoa. Nó cũng góp phần tiết kiệm nước, phù hợp với xu hướng phát triển bền vững trong ngành nuôi trồng thủy sản. Thêm vào đó, mô hình tuần hoàn kết hợp nuôi tôm, cá và thực vật giúp tối ưu hóa việc sử dụng dinh dưỡng, từ đó giảm thiểu chi phí và tăng hiệu quả sản xuất.

Với tiềm năng ứng dụng rộng rãi, mô hình này sẽ là một giải pháp sáng tạo và hiệu quả cho ngành nuôi trồng thủy sản bền vững, giúp cân bằng giữa phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường.

Thông Tin Liên Hệ:

TS. Đào Phú Quốc - Chủ nhiệm đề tài
Email: phuquoc@hcmier.edu.vn
Điện thoại: 0989759507
Nguồn: Hội đồng nghiệm thu - Quyết định số 20/QĐ-ĐHQG.