Ứng dụng tảo Chlorella sp. và Daphnia sp. lọc chất thải hữu cơ trong nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn sau xử lý bằng UASB

TẠP CHÍ SINH HỌC, 2012, 34(3SE): 145-153<br /> <br /> ỨNG DỤNG TẢO Chlorella sp. VÀ Daphnia sp.<br /> LỌC CHẤT THẢI HỮU CƠ TRONG NƯỚC THẢI<br /> TỪ QUÁ TRÌNH CHĂN NUÔI LỢN SAU XỬ LÝ BẰNG UASB<br /> <br /> Võ Thị Kiều Thanh*, Nguyễn Duy Tân, Vũ Thị Lan Anh, Phùng Huy Huấn<br /> Viện Sinh học nhiệt đới, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, (*)thanhvtk@itb.ac.vn<br /> <br /> TÓM TẮT: Nước thải từ trại chăn nuôi lợn được xử lý bằng một số phương pháp thông thường như bể<br /> biogas, UASB... thường chưa đạt tiêu chuẩn, bởi vì còn có một số chất hữu cơ làm ô nhiễm nguồn nước.<br /> Để có thể chấp nhận tái sử dụng được nguồn nước này là một thách thức lớn. Trong nghiên cứu này,<br /> chúng tôi khảo sát khả năng lọc chất thải hữu cơ trong nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn cùng với sự<br /> sinh trưởng và phát triển của tảo Chlorella sp. và Daphnia sp. Mẫu nước thải sau khi xử lý yếm khí và<br /> hiếu khí từ trại chăn nuôi lợn Đồng Hiệp, tp Hồ Chí Minh có hàm lượng COD: 430 mg/l; BOD5: 174 mg/l;<br /> nitơ tổng số (TN): 538 mg/l; phosphor tổng số (TP): 191 mg/l được pha loãng 4 lần với nước máy đem<br /> nuôi tảo 9 ngày, ở điều kiện ánh sáng 1000 lux, nhiệt độ 28oC sinh khối tảo đạt 107 tế bào/ml, hàm lượng<br /> COD trong nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn giảm 65,8-88,2%; BOD5 giảm 61,4-84%; TN giảm 87,4-<br /> 90,18% đạt tiêu chuẩn xả thải của Việt Nam; chỉ có hàm lượng TP có hiệu quả xử lý là 47,7-56,15%,<br /> nhưng hàm lượng còn lại cao 18,9-100 mg/l chưa đạt tiêu chuẩn xả thải của Việt Nam. Mẫu nước thải từ<br /> quá trình chăn nuôi lợn sau khi nuôi tảo 9 ngày trong bố trí thí nghiệm trên đem nuôi 10 Daphnid (0-24<br /> giờ tuổi)/500 ml, sau 16 ngày đã lọc hoàn toàn lượng tảo trong mẫu và tốc độ sinh trưởng của Daphnia<br /> trong các mẫu thí nghiệm đạt từ 0,18-0,23. Hàm lượng TN và TP tiếp tục giảm lần lượt đến 94,15%, 80%<br /> và đạt tiêu chuẩn đổ ra nguồn nước.<br /> Từ khóa: Chlorella, Daphnia, nước thải chăn nuôi lợn xử lý.<br /> <br /> MỞ ĐẦU khả năng xử lý nước thải rất hiệu quả như: các<br /> Ô nhiễm môi trường nói chung và nước thải loại tảo Chlorella, bèo, một số loài giáp xác<br /> nói riêng đang là một vấn đề thời sự, thu hút sự thuộc họ Daphnia... Chúng có thể được sử dụng<br /> quan tâm của các cơ quan chức năng và người như một công đoạn trong quy trình xử lý nước<br /> dân. Ở Việt Nam, tình hình ô nhiễm nguồn nước thải với các thiết bị nuôi khá đơn giản và chi phí<br /> do các nhà máy gây ra càng ngày càng nghiêm vận hành rất thấp, nước thải ra sẽ hoàn toàn đạt<br /> trọng. Nguyên nhân của hiện trạng này là do chi tiêu chuẩn cho phép. Đặc biệt, các loài thuỷ sinh<br /> phí xây dựng và vận hành các hệ thống xử lý động vật còn là nguồn thức ăn giàu dinh dưỡng<br /> nước thải quá lớn. Các doanh nghiệp một mặt cho tôm, cá [2].<br /> không đủ tài chính, một mặt khác lại chỉ quan Tuy nhiên, bên cạnh xử lý hiệu quả một số<br /> tâm đến lợi nhuận mà không nghĩ đến hậu quả. chất hữu cơ thì tế bào tảo là một sản phẩm phụ,<br /> Hơn nữa, một lượng nước thải rất khó xử lý có thể làm tái ô nhiểm nguồn nước. Có một số<br /> bằng các phương pháp thông thường do hàm phương pháp để thu tế bào tảo từ nguồn nước<br /> lượng các chất trong đó khá phức tạp, vì vậy, như đông tụ - kết bông, làm chúng nổi lên bằng<br /> nước thải sau khi xử lý vẫn không thể đạt tiêu khí hòa tan, tự kết bông... những phương pháp<br /> chuẩn. Nước thải từ trại chăn nuôi lợn là một ví này đòi hỏi thêm chi phí đầu tư với giá thành<br /> dụ điển hình, nó chứa một lượng lớn nitơ và cao và kỹ năng thực hiện [15]. Sử dụng loài<br /> photpho, những hợp chất có thể hòa tan được giáp xác nhỏ Daphnia sp. để loại bỏ sinh khối<br /> nên rất khó tách chúng ra khỏi nước bằng tảo [10] và làm giảm giá trị BOD là một đề nghị<br /> phương pháp lọc thông thường. Tính chất của đáng được quan tâm nghiên cứu bởi vì Dapnhia<br /> nước thải từ trại chăn nuôi lợn được xử lý bằng sp. dễ dàng thu được từ nguồn nước, là thức ăn<br /> các phương pháp tiêu biểu (bể biogas, UASB...) cho một số động vật sống trong nước. Đặc biệt<br /> thường chưa đạt tiêu chuẩn thải ra nguồn nước là cung cấp nguồn thức ăn tự nhiên quan trọng<br /> [15]. Tái sử dụng nguồn nước này với cách có trong các trại ương nuôi cá và cá cảnh.<br /> thể chấp nhận được là một thách thức lớn.<br /> Trong tự nhiên, có rất nhiều loài thủy sinh có Chính vì những đặc điểm trên chúng tôi<br /> <br /> 145<br />  Vo Thi Kieu Thanh, Nguyen Duy Tan, Vu Thi Lan Anh, Phung Huy Huan<br /> <br /> đã tiến hành sử dụng tảo Chlorella sp. và Đồng Hiệp được đưa về phòng thí nghiệm và<br /> Daphnia sp. lọc chất thải hữu cơ trong nước thải tiến hành đo các chỉ tiêu sau: COD: 430 mg/l;<br /> từ quá trình chăn nuôi heo, để bước đầu đánh BOD5: 174 mg/l; TS: 0.1118 g/l; SS: 0,013 g/l;<br /> giá khả năng xử lý nước thải hữu cơ của thủy nitơ tổng số: 538 mg/l; photpho tổng số: 191<br /> sinh động vật, từ đó có thể sử dụng nguồn thủy mg/l, với các chỉ tiêu này chỉ có TS và SS đạt<br /> sinh sẵn có trong tự nhiên và đưa ra một định tiêu chuẩn xả thải còn lại đều không đạt chỉ tiêu<br /> hướng mới cho việc áp dụng các quy trình xử lý xả thải loại B, do đó chúng tôi không khảo sát TS<br /> nước thải giàu chất hữu cơ. và SS trong các mẫu thí nghiệm.<br /> PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Chúng tôi tiến hành bố trí thí nghiệm như<br /> sau: mẫu đối chứng (ĐC) tảo được nuôi trên<br /> Vật liệu môi trường nhân tạo [4], mẫu nước thải (M) và<br /> Tảo Chlorella sp. được cung cấp từ Society mẫu được pha loãng với nước máy (NM) theo<br /> Aquamer, Mèze, Pháp, được giữ giống tại thứ tự: 1 M : 1 NM; 1 M : 2 NM; 1 M : 3NM;<br /> phòng thí nghiệm Viện Sinh học nhiệt đới bằng 1M : 4NM; 1 M : 5 NM, với thể tích là 800 ml<br /> môi trường nhân tạo theo EPA, 1978 [4] và + 80 ml tảo giống (4,2 × 106/ml) với nhiệt độ<br /> Dapnia sp. dòng 1829 từ Thụy Sĩ theo OECD, 28oC, ánh sáng 1.000 lux - 16/8 h sáng/tối và có<br /> 1983 [12] với nhiệt độ 28oC; ánh sáng 1.000lux sục khí (hình 1).<br /> - 16/8 h sáng/tối. Mẫu nước thải chăn nuôi lợn Mỗi mẫu được lặp lại 3 lần. Tuy nhiên, để<br /> được lấy tại Xí nghiệp chăn nuôi lợn Đồng thể hiện tương đối chính xác các số liệu, chúng<br /> Hiệp, xã Phạm Văn Cội, huyện Củ Chi, tp. Hồ tôi lấy mỗi mẫu 5 ml, hòa lại với nhau, đem xác<br /> Chí Minh. định số lượng sinh vật thử nghiệm và các chỉ<br /> Phương pháp tiêu lý hóa của thí nghiệm.<br /> Phân tích nitơ tổng: Persulfate digestion Sinh trưởng của tảo trên môi trường nước<br /> method (10071) - Hach DR/2400; phân tích thải từ quá trình chăn nuôi lợn<br /> phosphor tổng: PhosVer® 3 with Acid persulfate Chúng tôi đếm tảo bằng buồng đếm hồng<br /> digestion method (8190) - Hach DR/2400; phân cầu mỗi ngày, sau chín ngày thí nghiệm chúng<br /> tích TS: TCVN - 88; phân tích SS: TCVN - 88; tôi xác định được tốc độ sinh trưởng của tảo<br /> phân tích BOD: BODTrak test procedure (26197 Chlorella sp. và biểu diễn dưới dạng đồ thị<br /> - 18) Hach; Phân tích COD: COD reactor model (hình 3).<br /> 45600 - Hach; Phương pháp nuôi tảo Chlorella<br /> sp. [4]; phương pháp nuôi Daphnia sp. [12]; Trong 4 ngày đầu, số lượng tảo trong các<br /> phương pháp đếm tảo: bằng buồng đếm hồng mẫu nước thải giảm do chưa thích ứng được với<br /> cầu; phương pháp tính tốc độ sinh trưởng của tảo môi trường nước thải, trong khi trên môi trường<br /> Chlorella sp. và Daphnia sp. theo công thức GR tổng hợp ở mẫu đối chứng tảo phát triển tốt. Sau<br /> = (lnNt - lnNo)/t với Nt là số lượng tảo 6 ngày thì ở tất cả các mẫu đều có số lượng tảo<br /> (Dapnhnia sp.) trong mỗi mẫu sau thời gian t tăng, chỉ có ở mẫu nguyên thủy, số lượng tảo có<br /> ngày; No là số lượng tảo (Daphnia sp.) trong mỗi khuynh hướng giảm dần.<br /> mẫu trong ngày đầu tiên; t là thời gian kết thúc Tốc độ sinh trưởng của mẫu đối chứng phát<br /> thí nghiệm [9]; phương pháp xử lý số liệu trên triển tốt nhất 0,204/ngày, tốc độ sinh trưởng của<br /> Microsoft Excel. mẫu nguyên thủy không phát triển, tốc độ sinh<br /> trưởng của các mẫu đã được pha loãng với nước<br /> KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN máy có phát triển nhưng không theo kịp tốc độ<br /> Sinh trưởng của tảo Chlorella sp. trên môi phát triển của mẫu đối chứng và chỉ đạt 0,09;<br /> trường nước thải từ quá trình chăn nuôi heo 0,107; 0,116; 0,133; 0,125/ngày tương ứng với<br /> và ảnh hưởng của chúng đến các chỉ tiêu hóa từng tỷ lệ pha loãng. Wang et al. (2009) [9]<br /> sinh của nước thải công bố là tảo Chlorella có tốc độ sinh trưởng<br /> Mẫu nước thải sau khi xử lý yếm khí và hiếu trong nước thải sinh hoạt Thành phố là<br /> khí có bổ sung vi sinh (EM) từ trại chăn nuôi lợn 0,412/ngày ở điều kiện ánh sáng là 5000 lux. So<br /> <br /> <br /> 146<br />  TẠP CHÍ SINH HỌC, 2012, 34(3SE): 145-153<br /> <br /> với số liệu này số liệu của chúng tôi thấp hơn, ở trong phòng thí nghiệm nên điều kiện ánh sáng<br /> đây có thể do giống tảo khác nhau và bố trí chưa đủ.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1. Tảo Chlorella sp. sau 7 ngày nuôi trong môi trường nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn sau<br /> xử lý yếm khí và hiếu khí có bổ sung (EM)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> A B<br /> Hình 2. Môi trường nước thải sau khi nuôi tảo (A) và môi trường nước sau khi nuôi Daphnia (B)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 3. Sự phát triển của tảo trong môi trường nước thải<br /> từ quá trình chăn nuôi lợn so với môi trường nhân tạo theo thời gian<br /> <br /> <br /> 147<br />  Vo Thi Kieu Thanh, Nguyen Duy Tan, Vu Thi Lan Anh, Phung Huy Huan<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 4. Hàm lượng COD sau khi nuôi tảo Chlorella sp.<br /> <br /> Sự thay đổi các chỉ tiêu hóa sinh của nước phòng thí nghiệm của chúng tôi, COD cũng<br /> thải từ quá trình chăn nuôi lợn sau khi nuôi giảm 65,8-88,2%.<br /> tảo BOD (mg/l)<br /> COD (mg/l) Do bố trí mẫu trong phòng thí nghiệm với<br /> Với đồ thị trên (hình 4) chúng tôi cũng nhận số lượng ít nên chúng tôi chỉ tiến hành đo mẫu<br /> thấy vào 3 ngày đầu, COD giảm nhanh ở các trước khi thí nghiệm và sau khi kết thúc thí<br /> mẫu và những mẫu càng loãng thì COD càng nghiệm. Chúng tôi nhận thấy mẫu BOD5 giảm<br /> giảm đều từ ngày đầu tiên đến ngày thứ 9. 84% ở mẫu M; 75% ở mẫu 1M: 1NM; 73,5% ở<br /> Sau 3, 6 và 9 ngày, COD ở mẫu M giảm dần mẫu 1M: 2NM; 61,4 ở mẫu 1M: 3NM. So với<br /> lần lượt là 64,9%, 73,3%, 88,2% (51 mg/l), mẫu các công bố trước đây của Fallowfield et al.<br /> 1M:1NM là 60,9%, 81,2%, 82,8% (56 mg/l), (1999) [6], sau 4-5 ngày nuôi tảo Chlorella<br /> mẫu 1M: 2NM là 39,2%, 63%, 70,7% (42 vulgaris với bùn thải từ quá trình chăn nuôi heo<br /> mg/l), mẫu 1M: 3NM là 30,6%, 40,8%, 65,8% đã được pha loãng, BOD5 giảm đến 98%; công<br /> (37 mg/l), tương ứng. trình của tác giả Aziz et al. (1992) [3] thì sau 15<br /> So với kết quả công bố trước đây của Aziz ngày nuôi tảo Chlorella pyrenoidosa trong nước<br /> et al. (1992) [3], sau 15 ngày nuôi tảo Chlorella thải từ trại chăn nuôi heo công nghiệp có hàm<br /> pyrenoidosa trên chất thải và nước thải từ trại lượng BOD5 giảm 80-88%, còn trong điều kiện<br /> chăn nuôi lợn công nghiệp, hàm lượng COD thí nghiệm của chúng tôi, mẫu tảo Chlorella sp.<br /> giảm 70-82%, còn mẫu tảo Chlorella sp. tại cũng đã xử lý BOD5 giảm đến 61,4-84%.<br /> <br /> Bảng 1. Hàm lượng BOD5 (mg/l) sau 9 ngày nuôi tảo<br /> Mẫu Ngày đầu Ngày 3 Ngày 6 Ngày 9<br /> M 174 - - 28<br /> 1M:1NM 108 - - 27<br /> 1M:2NM 64 - - 17<br /> 1M:3NM 54,3 - - 21<br /> (-). Không phân tích.<br /> <br /> Hàm lượng nitơ tổng số (mg/l) thải chăn nuôi heo, hàm lượng nitơ trong nước<br /> Đây là một yếu tố rất quan trọng trong nước thải rất khó loại bỏ bằng các biện pháp xử lý<br /> thông thường, nhưng nó rất tốt cho sự phát triển<br /> <br /> 148<br />  TẠP CHÍ SINH HỌC, 2012, 34(3SE): 145-153<br /> <br /> của thực vật thủy sinh. Do đó, sau khi bố trí Trong 3 ngày đầu, ở tất cả các mẫu thí nghiệm<br /> nuôi tảo như trên chúng tôi tiến hành đo hàm sử dụng nước thải có pha loãng hay không thì<br /> lượng nitơ tổng số sau 3 ngày một và kết quả hiệu quả xử lý nitơ tổng xẩy ra nhanh chóng.<br /> nghiên cứu thu được, được trình bày ở hình 5.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 5. Hàm lượng nitơ tổng số sau khi nuôi tảo<br /> <br /> Sau 3, 6 và 9 ngày, hàm lượng nitơ tổng số nhận thấy, sau 9 ngày nuôi tảo trong mẫu nước<br /> ở mẫu M giảm dần lần lượt là 39,8%, 69,15%, thải từ quá trình chăn nuôi heo M đã làm giảm<br /> 88,15% (60 mg/l); mẫu 1M: 1NM giảm 47,7% lượng Photpho tổng số, còn các mẫu pha<br /> 40,18%, 57,59%, 90,18% (33 mg/l); mẫu 1M: loãng ở các nồng độ khác nhau cũng giảm được<br /> 2NM giảm 43,28%, 45,38%, 87,4% (30 mg/l); lần lượt là 56,1% (1M: 1NM); 43,9% (1M:<br /> mẫu 1M: 3NM giảm 34,24%, 37,5%, 89,68% 2NM); 56,15% (1M: 3NM), tuy nhiên, hàm<br /> (19 mg/l). lượng photpho tổng số còn lại trong mẫu vẫn<br /> So với kết quả công bố trước đây của còn lại rất cao như 18,9 mg/l ở mẫu nước thải<br /> Fallowfield et al. (1985) [4], sau 4 - 5 ngày nuôi được pha loãng 4 lần.<br /> tảo Chlorella vulgaris với bùn thải từ quá trình So với các công bố trước đây của<br /> chăn nuôi lợn đã được pha loãng làm giảm nitơ Fallowfield et al. (1985) [6], sau 4-5 ngày nuôi<br /> tổng đến 54-98% [10] còn Aziz et al. (1992) [3] tảo Chlorella vulgaris với bùn thải từ quá trình<br /> thì sau 15 ngày nuôi tảo Chlorella pyrenoidosa chăn nuôi lợn đã được pha loãng, hàm lượng<br /> trên chất thải và nước thải từ trại chăn nuôi lợn photpho tổng số giảm 42-98% và theo công bố<br /> công nghiệp, hàm lượng nitơ tổng giảm 60- của Aziz et al. (1992) [3], sau 15 ngày nuôi tảo<br /> 70%, còn trong điều kiện thí nghiệm của chúng Chlorella pyrenoidosa trong nước thải từ trại<br /> tôi, mẫu tảo Chlorella sp. sau 9 ngày nuôi tảo chăn nuôi lợn công nghiệp, hàm lượng nitơ tổng<br /> hàm lượng Nitơ tổng số cũng giảm được 87,4- giảm 50-60%, còn trong điều kiện thí nghiệm<br /> 90,18%. của chúng tôi, mẫu tảo Chlorella sp. sau 9 ngày<br /> Hàm lượng Photpho tổng số (mg/l) nuôi đã làm giảm hàm lượng photpho tổng số<br /> xuống 47,7-56,15%. Như vậy, thí nghiệm<br /> Sreesai (2002) [15] đã công bố kết quả có nghiên cứu của chúng tôi đã có hiệu quả xử lý<br /> một số loài tảo hấp thu được Photpho bài tiết từ photpho thấp hơn so với các công bố nêu trên.<br /> vật nuôi. Trong thí nghiệm này của chúng tôi<br /> <br /> <br /> 149<br />  Vo Thi Kieu Thanh, Nguyen Duy Tan, Vu Thi Lan Anh, Phung Huy Huan<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 6. Hàm lượng phosphor sau khi nuôi tảo<br /> <br /> Từ những kết quả nêu trên đã cho thấy, sự các chỉ tiêu hóa sinh của nước thải.<br /> phát triển của tảo theo thời gian ở các mẫu nuôi<br /> Phương pháp tiện lợi trong xử lý nước thải<br /> bằng nước thải từ quá trình chăn nuôi đã không<br /> từ quá trình chăn nuôi heo với hệ thống yếm<br /> cao bằng mẫu đối chứng, tuy nhiên khả năng lọc<br /> khí, hiếu khí thường không đạt tiêu chuẩn xả<br /> nước thải của tảo lại rất có hiệu quả.<br /> thải. Do đó, có thể sử dụng Chlorella như một<br /> Sau 9 ngày nuôi tảo, hàm lượng COD trong quá trình xử lý sinh học tiếp theo. Tuy nhiên,<br /> nước thải từ quá trình chăn nuôi heo giảm từ bên cạnh xử lý hiệu quả một số chất hữu cơ thì<br /> 65,8-88,2%; BOD5 giảm từ 61,4-84%; Nitơ tế bào tảo là một sản phẩm phụ mà có thể làm<br /> tổng số giảm 87,4-90,18% và đạt tiêu chuẩn tái ô nhiểm nguồn nước [15], nên chúng tôi tiến<br /> nước xả thải của Việt Nam; còn hàm lượng hành bố trí dùng nước thải từ quá trình chăn<br /> Photpho tổng số mặc dù có hiệu quả xử lý là nuôi heo đã nuôi tảo 9 ngày tiếp tục nuôi<br /> 47,7-56,15% nhưng hàm lượng này vẫn còn cao Daphnia để lọc tảo, thí nghiệm được bố trí 500<br /> 18,9-100 mg/l. Do vậy, chưa đạt được tiêu ml môi trường + 10 Daphnid (24h tuổi) cho mỗi<br /> chuẩn xả thải của Việt Nam. mẫu và ký hiệu như sau: ĐC (đối chứng) [12];<br /> Nước thải từ quá trình chăn nuôi heo có mùi M; 1M: 1NM; 1M: 2NM; 1M: 3NM. Mỗi ngày<br /> rất hôi nhưng sau khi nuôi tảo không còn mùi kiểm tra số lượng Daphnia còn sống sót,<br /> hôi, có thể do hàm lượng chất hữu cơ trong Daphnid được sinh ra và tính tốc độ sinh trưởng<br /> nước thải đã bị giảm đáng kể. của chúng. Kết quả nghiên cứu thu được sau 16<br /> ngày thí nghiệm nêu trên được trình bày trên<br /> Sinh trưởng của Daphnia trên môi trường<br /> hình 7.<br /> nước thải chăn nuôi heo sau khi nuôi tảo và<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 7. Tốc độ sinh trưởng của Daphnia<br /> <br /> 150<br />  TẠP CHÍ SINH HỌC, 2012, 34(3SE): 145-153<br /> <br /> <br /> <br /> Mẫu ĐC 100% Daphnia sống và đến ngày độc. Khi môi trường thay đổi bất thường, có sự<br /> thứ 9 thì có Daphnia, mẫu M sau 1 ngày 100% xuất hiện của trứng đen trong túi ấp, những<br /> Daphnia đã bị chết có thể do hàm lượng nitơ và trứng này nở ra con đực và các con đực này sẽ<br /> photpho còn cao, mẫu 1 M : 1 NM đến ngày thứ chết. Trong suốt quá trình nuôi, thí nghiệm<br /> tư toàn bộ Daphnia đã bị chết và mẫu 1 M : 2 chúng tôi không thấy sự xuất hiện của trứng đen<br /> NM; 1 M : 3 NM đến ngày thứ 8 đã có Daphnia trong túi ấp.<br /> và số lượng còn sống sót lần lượt theo các mẫu Tốc độ sinh trưởng của Daphnia trên các<br /> là 30%, 60%. Số lượng Daphnia chết theo thời mẫu bố trí thí nghiệm 0,18 (1M: 2NM); 0,23<br /> gian có thể do trong nước thải còn nhiều chất (1M: 3NM) không đạt được bằng mẫu đối<br /> mà chúng tôi chưa phân tích được, như hàm chứng 0,37 (ĐC); có thể do mẫu đối chứng có<br /> lượng khoáng đa lượng, vi lượng, vitamin... tồn thành phần môi trường và thức ăn tiêu chuẩn,<br /> tại quá nhiều hoặc quá ít. còn đối với mẫu nước thải đã được nuôi tảo có<br /> Loài Daphnia magna chủ yếu sinh sản theo mật độ từ 2,5 × 106 đến 1,2 × 107 tế bào/ml<br /> kiểu đơn tính cái (con mẹ chỉ đẻ ra con cái) hơn cùng với hàm lượng nitơ và photpho còn cao so<br /> là sinh sản hữu tính. Điều này đảm bảo cho việc với mẫu đối chứng.<br /> đồng nhất giới tính. Tuy nhiên, Daphnia magna Các chỉ tiêu hóa lý của môi trường sau khi<br /> chỉ có thể sinh sản theo kiểu này khi trong môi nuôi Daphnia<br /> trường đạt những điều kiện thuận lợi về nguồn<br /> thức ăn, nhiệt độ.... Những cá thể Daphnia Chúng tôi chỉ khảo sát các chỉ tiêu COD,<br /> magna con trưởng thành sinh sản vào ngày thứ nitơ tổng và photpho tổng, không kiểm tra số<br /> 9 ở mẫu đối chứng và sinh sản vào ngày thứ 8 ở lượng tảo hằng ngày do tảo vẫn còn phát triển<br /> các mẫu thí nghiệm. Như vậy, có thể trong nước và tảo có trong nước đã bị Daphnia ăn dần,<br /> thải chăn nuôi lợn của mẫu thí nghiệm để có nhưng khi kết thúc thí nghiệm chúng tôi nhận<br /> yếu tố kích thích sinh sản. thấy, màu trong các mẫu nước thải không còn<br /> xanh màu tảo mà chuyển sang màu vàng nhạt và<br /> Loài Daphnia magna rất nhạy cảm với môi trong hơn, dưới đáy lọ có ít cặn ở mẫu 1M:<br /> trường nước nghèo dinh dưỡng hoặc bị nhiễm 3NM (hình 2).<br /> <br /> Bảng 2. Các chỉ tiêu hóa lý và tổng số Daph sau 16 ngày nuôi Daphnia<br /> Nitơ tổng số Photpho tổng Tổng số Daph<br /> COD (mg/l) BOD (mg/l)<br /> (mg/l) số (mg/l) (con)<br /> Số<br /> Sau Sau Sau Sau Sau Sau Sau Sau Số<br /> lượng<br /> Mẫu 9 16 9 16 9 16 9 16 lượng<br /> Daph<br /> ngày ngày ngày ngày ngày ngày ngày ngày Daph<br /> mẹ sau<br /> nuôi nuôi nuôi nuôi nuôi nuôi nuôi nuôi được<br /> thí<br /> tảo Daph tảo Daph tảo Daph tảo Daph sinh ra<br /> nghiệm<br /> M 51 44 28 - 60 - 100 - 0 0<br /> 1:1 56 51 27 - 33 - 43,8 - 0 0<br /> 1:2 42 38 17 - 30 5 29,3 11,2 3 43<br /> 1:3 37 34 21 - 19 7,5 18,9 3,39 6 64<br /> (-). Không phân tích.<br /> <br /> Hàm lượng BOD5 và COD giảm rất ít 1M: 3NM còn lại lần lượt là 5 mg/l và 7,5 mg/l.<br /> không đáng kể, tuy nhiên, hàm lượng nitơ tổng Hàm lượng photpho tổng số ở mẫu 1M:2NM và<br /> và photpho tổng tiếp tục giảm ở các công thức mẫu 1M: 3NM còn lại lần lượt là 11,2 mg/l và<br /> thí nghiệm có Daphnia còn sống. Hàm lượng 3,39 mg/l. Theo Sreesai (2002) [15] là loài<br /> nitơ tổng số trong mẫu 1M: 2NM và mẫu Moina macrocopa lọc 81% sinh khối tảo với<br /> <br /> 151<br />  Vo Thi Kieu Thanh, Nguyen Duy Tan, Vu Thi Lan Anh, Phung Huy Huan<br /> <br /> COD giảm 59,11%, sau 4 ngày nuôi trên môi vulgaris and C. variegla with Respect to<br /> trường nước thải từ quá trình chăn nuôi. Culture Age and under different Chemical<br /> Nếu có đầu ra cho sinh khối tảo Chlorella factors. Folia Microbiol., 52(4): 399-406.<br /> và Daphnia ổn định, nên khuyến cáo người 2. Agh Naser, Sorgeloos Patrick, 2005.<br /> chăn nuôi lợn làm thêm hệ thống nuôi tảo và Handbook of Protocols and Guidelines for<br /> nuôi động vật thủy sinh để giảm mùi hôi, đồng culture and Enrichment of Live Food for<br /> thời giảm chi phí cho xử lý chất thải và nước Use in Larviculture. University of Ghent,<br /> thải từ quá trình chăn nuôi lợn. Ghent, Belgium.<br /> KẾT LUẬN 3. Aziz M. A., Ng. W. J., 1992. Feasibility of<br /> wastewater treatment using the activated-<br /> Mẫu nước thải sau khi xử lý yếm khí và<br /> algae process. Bioresource Technology,<br /> hiếu khí từ trại chăn nuôi lợn Đồng Hiệp,<br /> 40(3): 205-208.<br /> tp.HCM, Việt Nam có hàm lượng COD: 430<br /> mg/l; BOD5: 174 mg/l; nitơ tổng số (TN): 538 4. EPA, 1978. The Selenastrum capricornutum<br /> mg/l; photpho tổng số (TP): 191 mg/l. Printz Algal Assay Bottle Test. United<br /> States Environmental Protection Agency<br /> Sự phát triển của tảo theo thời gian ở các<br /> EPA 600/9 78 018. juillet 1978.<br /> mẫu nuôi trên nước thải chăn nuôi heo đạt<br /> 1,4 × 107 không cao bằng mẫu đối chứng 5. Evelyn H. W. Heugens, Lonneke T. B.<br /> (2,65 × 107), tuy nhiên, khả năng lọc nước thải Tokkie, Michiel H. S. Kraak, A. Jan<br /> của tảo rất hiệu quả. Hendriks, Nico M. Van Straalen, Wim<br /> Admiraal, 2006. Population growth of<br /> Sau khi nuôi tảo 9 ngày, hàm lượng COD<br /> Daphnia magna under multiple stress<br /> trong nước thải chăn nuôi lợn giảm từ 65,8-<br /> conditions: Joint effects of temperature, food<br /> 88,2%; BOD5 giảm từ 61,4-84%; nitơ tổng số<br /> and cadmium. Environmental Toxicology<br /> giảm 87,4-90,18% và đạt tiêu chuẩn xả thải của<br /> and Chemistry, 25(5): 1399-1407.<br /> Việt Nam; còn hàm lượng photpho tổng số có<br /> hiệu quả xử lý cao 47,7-56,15% nhưng hàm 6. Fallowfield H. J., N. J. Martin, N. J.,<br /> lượng còn cao 18,9-100 mg/l chưa đạt tiêu Cromar, 1999. Performance of a batch-fed<br /> chuẩn xả thải của Việt Nam. High Rate Algal Pond for animal waste<br /> treatment. European Journal of Phycology,<br /> Tốc độ sinh trưởng của Daphnia sau 16<br /> 34(3): 231-237.<br /> ngày nuôi trong môi trường nước thải chăn nuôi<br /> lợn đã qua 9 ngày nuôi tảo là 0,18 (1M: 2 NM); 7. Hendriks A. J., Enserink E. L., 1996.<br /> 0,23 (1M: 3 NM) không đạt được bằng mẫu đối Modelling response of single-species<br /> chứng 0,37/ngày. populations to microcontaminants as a<br /> Sau 16 ngày nuôi Daphnia trên nước thải đã function of species size with examples for<br /> nuôi tảo Chlorella 9 ngày, hàm lượng COD, waterfleas (Daphnia magna) and<br /> BOD5 giảm không đáng kể, nitơ tổng và cormorants (Phalacrocorax carbo).<br /> photpho tổng số còn lại lần lượt là 5 mg/l và Ecological Modelling, 88: 247-262.<br /> 3,39 mg/l, tương ứng. 8. Nguyễn Ngọc Kiểng, 1996. Một số phương<br /> Màu trong các mẫu nước thải không còn pháp cần thiết trong nghiên cứu khoa học.<br /> xanh màu tảo mà chuyển sang màu vàng nhạt và Nxb. Thành phố Hồ Chí Minh.<br /> trong hơn, dưới đáy lọ có ít cặn. 9. Liang Wang et al., 2009. Cultivation of<br /> Nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn có mùi Green Algae Chlorrela sp. in Different<br /> rất hôi nhưng khi nuôi tảo không còn mùi hôi. Wastewaters from Municipal Wastewater<br /> Treatment Plant. Appl Biochem Biotechnol.<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> 10. Limnology, Oceanography, 2005. Growth<br /> 1. Agrawal S. C., Manisha, 2007. Growth, of Daphnia magna on the effluent of<br /> Survival and Reproduction in Chlorella wastewater treatments plants.<br /> <br /> 152<br />  TẠP CHÍ SINH HỌC, 2012, 34(3SE): 145-153<br /> <br /> 11. Mohan N. et al., 2009. Studies on Mass Zool. Fennici, 30: 299-311.<br /> Cultivation of Chlorella vulgaris and 15. Sreesai Sỉanee, 2002. Treatment and Reuse<br /> Effective Harvesting of Bio-Mass by Low- of Swine Wastewater. Thammasat Int. J.<br /> Cost Methods. J. Algal Biomass Utln., 1(1): Sc. Tech., 7(1).<br /> 29-39.<br /> 16. Susan S. Kilham et al., 1998. COMBO: a<br /> 12. OECD., 1983. Ligne Directrice de l’OCDE defined freshwater culture medium for algae<br /> pour les essais de produits chimiques. and zooplankton. Hydrobiologia, 377: 147-<br /> Daphnia sp., essai d’ immobilisation 159.<br /> immeùdiate et essai de reproduction sur 14<br /> jours. N0 202 17. Terra, Feiden, 2003. Reproduction and<br /> survival of Daphnia magna Straus, 1820<br /> 13. Pouliot Y., Buelna G., Racine C., de la Noüe (Crustacea: Cladocera) under different<br /> J., 1989. Culture of cyanobacteria for tertiary hardness conditions. Acta. Limnol. Bras.,<br /> wastewater treatment and biomass 15(2): 51-55.<br /> production. Biological Wastes, 29(2): 81-91.<br /> 18. Zagorc Jana et al., 1996. Impact Assessment<br /> 14. Ranta E., Bengtsson J., McManus J., 1993. of Industrial and Municipal Effluents on<br /> Growth, size and shape of Daphnia Sureface Water - A Case Study. Wat. Sci.<br /> longispina, D. magna and D. pulex. Ann. Tech., 34(7-8): 141-14.<br /> <br /> APPLICATION OF Chlorella sp. AND Daphnia sp.<br /> FOR TREATING ORGANIC WASTE DERIVED<br /> FROM SWINE WASTEWATER AFTER UASB SYSTEM USAGE<br /> <br /> Vo Thi Kieu Thanh, Nguyen Duy Tan, Vu Thi Lan Anh, Phung Huy Huan<br /> Institute of Tropical Biology, VAST<br /> <br /> SUMMARY<br /> <br /> The quality of typical treated swine wastewater does not often pass the effluent standard. There are some<br /> nutrients and organic matter, which cause deterioration in the water resources. Recycling this wastewater in a<br /> sustainable manner presents an important challenge. This study investigates the possibility of changing<br /> valuable matter in swine wastewater to algal, Chlorella sp. biomass and then harvesting by the order<br /> Cladocera, Daphnia sp.The quality swine wastewater of this experiment is also evaluated.<br /> Samples collected from the effluent at the end of anaerobic and aerobic treatment pond of Dong Hiep<br /> farm were chemically analyzed at 430 mg/l, 174 mg/l, 538 mg/l, 191mg/l for COD, BOD5, total Nitrogen<br /> (TN), total Phosphorus (TP), respectively. This sample diluted four times with tap-water before it was<br /> cultured Chlorella sp. under conditions of tests was 1000 lux of light intensity, 24oC of temperature and<br /> without add a food for nutrient to remove organic matter, harvest 107 cells/ml the algae biomass. The<br /> characteristics of swine effluent, including COD, BOD5, and total nitrogen were better than the effluent<br /> standard and total phosphor wasn’t (18.9-100 mg/l), although its treatment efficiency was 47-56.15%. Then,<br /> Chlorella sp. biomass was harvested completely by Daphnia sp. (10 Daphnid (0-24 h old)/ 500 ml) after 16<br /> days of cultivation. Population growth rate of Daphnia sp. were 0.18-0.23. Total nitrogen and phosphor<br /> continued to treat to 94.15%, 80%, respectively, and obtained the effluent standard.<br /> Keywords: Chlorella sp., Daphnia sp., swine wastewater, treatment.<br /> <br /> Ngày nhận bài: 21-6-2012<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 153<br />