Đánh giá chất lượng nước trong hệ thống tuần hoàn nuôi cá tra (Pangasianodon hypophthalmus) thương phẩm quy mô pilot ngoài trời

nhiều. Giá trị độ kiềm nhỏ 
nhất 43 mg/l ngày nuôi 151. Do trước đó thu 
hoạch triệt để lượng bùn tích lũy trong hệ thống 
lắng bùn, quá trình khử nitrate yếu dẫn tới quá 
trình nitrate hóa làm giảm mạnh độ kiềm trong 
hệ thống. Giai đoạn 2 độ kiềm có biên độ dao 
động lớn do thực hiện việc thu hoạch bùn và thay 
nước. Giai đoạn 3, độ kiềm có xu thế tăng lên do 
quá trình khử nitrate xảy ra mạnh mẽ. Quá trình 
nitrate hóa diễn ra yếu do việc tiến hành thay 
nước làm giảm hàm lượng NH3, tiêu tốn ít độ 
kiềm. Việc thay nước thay hàng ngày và lượng 
thức ăn giảm làm độ kiềm có xu thế giảm về gần 
giá trị độ kiềm của nước cấp. Nghiên cứu cho 
60 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
thấy khử 1 mole ammonia tiêu tốn lượng kiềm 
dưới dạng HCO3 1,98 mole (Timmons, 2002). 
Do quá trình khử nitrate sinh OH-, chính sản 
phẩm phụ này cân bằng pH trong ao nuôi RAS 
kết hợp với bể xử lý bùn. Chính vì thế trong thí 
nghiệm này chi phí tiêu tốn lượng vôi tăng độ 
kiềm để khử ammonia và điều chỉnh rất thấp 
với thực tiễn 10 g CaCO3/kg cá. Khi so sánh với 
hệ thống RAS không kết hợp với bể xử lý khử 
nitrate tiêu tốn 250 g NaHCO3/kg cá sản xuất 
(Timmons, 2002). Với mô hình thực tiễn ứng 
dụng vôi thương mại CaCO3 và với lượng ít hơn 
25 lần về khối lượng và giảm chi phí khoảng 
200 lần theo giá trị. Rõ ràng chi phí nâng kiềm 
cho RAS thấp trong thí nghiệm này và hữu ích 
cho sản xuất đại trà thực hiện mô hình ao lớn, 
đây là một bước tiến lớn trong sản xuất.
Ammonia tổng cộng trong hệ thống biến 
động theo thời gian nuôi. Giai đoạn 1 ammonia 
tổng thể hiện không đáng kể. Lượng thức ăn 
ít, lượng phân thải và chất bài tiết ít dẫn đến 
lượng ammonia sinh ra thấp. Hệ thống lọc sinh 
học hoạt động mạnh do hàm lượng DO cao làm 
giảm lượng ammonia sinh ra trong ao nuôi. Giai 
đoạn 2 hàm lượng tổng ammonia có biên độ dao 
động lớn và thay đổi đột ngột. Hàm lượng tổng 
ammonia ghi nhận được tại thời điểm cá bỏ ăn 
là 34 mg/l, thời điểm cá ăn lại tổng ammonia 
22 mg/l với pH 7, nhiệt độ 31-32⁰C. Ghi nhận 
này mang ý nghĩa quan trọng trong quá trình 
vận hành hệ thống. Trong giai đoạn này, R-TAN 
được xác định thấp 0,25g TAN/m2/ngày so với 
tiêu chuẩn 0,5 – 1,5 gTAN/m2/ngày (Timmons, 
2002). Giai đoạn 3, hàm lượng tổng ammonia 
tích lũy trong thời gian đầu. Khi thay nước hàng 
ngày và lượng nước thay tăng lên hàm lượng 
ammonia trong ao nuôi giảm dần. Đồng thời 
việc thay nước hàng ngày cũng làm tăng hàm 
lượng oxy hòa tan, giảm TSS trong nước, tăng 
cường khả năng khử ammonia của hệ thống lọc. 
Việc tăng cường thêm máy sục khí và đảo nước 
trong giai đoạn 3 cũng góp phần giải phóng 
thêm lượng ammonia.
Nitrite nitrogen trực tiếp ảnh hưởng đến 
sức khỏe của cá nuôi, là một sản phẩm trong 
quá trình hoạt động của hệ thống biofilter. Giai 
đoạn 1, nitrite tăng cao trong 2 tuần đầu tiên, 
nguyên nhân do hàm lượng DO cung cấp cho hệ 
thống lọc thấp. Nitrite có xu thế tích lũy trong 
RAS khi hàm lượng oxy thấp hạn chế chuyển 
hóa nitrite thành nitrate của quá trình nitrate 
hóa (Timmons,2002). Tăng cường hàm lượng 
DO trong hệ thống lọc là biện pháp chiến lược 
trong việc giảm hàm lượng nitrite. Giai đoạn 2 
nitrite tích lũy chậm tuy nhiên có những thời 
điểm nitrite tăng cao đột ngột. Tại thời điểm cá 
bỏ ăn hàm lượng nitrite ghi nhận được 5,4 mg/l, 
thời điểm cá ăn lại hàm lượng nitrite < 3 mg/l. 
Nước cấp có hàm lượng nitrite thấp 0,02 mg/l 
nên việc thay nước là một giải pháp giải quyết 
tức thời khi hàm lượng nitrite cao. Việc quản 
lý nitrite trong hệ thống RAS đã có quy chuẩn 
đối với cá nuôi là sử dụng NaCl = 20 x nồng độ 
nitrite trong ao hạn chế tính độc trực tiếp lên hệ 
tuần hoàn máu của cá được áp dụng cho tất cả 
các đối tượng cá nuôi. Giai đoạn 3, hàm lượng 
nitrite giảm dần do quá trình thay nước hàng 
ngày và lượng nước thay lớn với hàm lượng 
nitrite trong nước cấp thấp. Đồng thời việc thay 
nước hàng ngày làm lượng DO trong hệ thống 
lọc duy trì >4 mg/l cũng là yếu tố quyết định 
đến hiệu quả khử nitrite trong quá trình nitrate 
hóa của hệ thống lọc.
Nitrate nitrogenlà sản phẩm cuối cùng của 
quá trình phản ứng nitrate hóa trong biofilter.
Nitrate nitrogen cũng là nguồn dinh dưỡng 
cho nhóm vi sinh vật yếm khí thực hiện quá 
trình khử nitrate tạo sản phẩm cuối cùng là khí 
nitrogen. Thông thường nồng độ nitrate trong 
nước đối với loài cá da trơn ≥ 150 mg/l có thể 
ảnh hưởng đến tăng trưởng của cá nuôi (Eding 
và ctv., 2006). Vai trò lớn của nitrate xuất hiện 
61TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
cao trong hệ thống RAS + khử nitrate khống chế 
phát thải H
2
S và ứng dụng hệ thống khử nitrate 
để tiêu hủy carbon hữu cơ trong bùn và giảm 
nitrate mang lại sự cân bằng nitrate trong hệ 
thống. Giai đoạn 1 hàm lượng nitrate tích lũy 
trong ao do quá trình nitrate hóa tại hệ thống 
lọc và giảm đi do quá trình khử nitrate tại hệ 
thống lắng bùn. Quá trình nitrate hóa xảy ra tích 
lũy nitrate cao hơn so với quá trình nitrate hóa 
giảm đi. Hàm lượng nitrate tăng lên rồi giảm 
xuống nhưng vẫn có xu thế tăng lên. Giai đoạn 
2 hàm lượng nitrate biến động nhiều do việc thu 
hoạch bùn cũng như tiến hành thay nước với 
hàm lượng nitrate 1,13 mg/l trong nước cấp. 
Thu hoạch bùn một cách triệt để dẫn đến phản 
úng khử nitrate hóa xảy ra yếu, mất cân bằng 
cục bộ giữa hai quá trình nitrate hóa và khử 
nitrate hóa. Giai đoạn 3, do thu hoạch bùn tại 
hệ thống lắng làm mất cân bằng hai quá trình 
nitrate hóa và khử nitrate tiến hành thay 30-50% 
nước hàng ngày, nhưng hàm lượng nitrate vẫn 
tăng. Nguyên nhân do lượng thức ăn lớn, DO 
cao khiến quá trình nitrate hóa diễn ra mạnh. 
Sau đó hàm lượng nitrate có xu thế giảm dần do 
lượng nước thay hàng ngày tăng dần, từ 116% 
đến 225% và 340%.
Hàm lượng orthophosphorus biến thiên 
theo từng giai đoạn nuôi khác nhau. Giai đoạn 
1, hàm lượng vi tảo giảm dần nên nhu cầu PO
4
-P 
cho quá trình quang hợp giảm dần. Lượng thức 
ăn tăng, lượng phân thải hàng ngày tăng, chất 
hữu cơ bị phân hủy tăng và hệ thống không thay 
nước nên hàm lượng phosphate được tích lũy 
trong nước cao dần trong quá trình nuôi. PO
4
-P 
sẽ được vi sinh vật tự dưỡng hấp thụ khi quá 
trình hiếu khí xảy ra mạnh. Giai đoạn 2, hàm 
lượng PO
4
-P có xu thế giảm dần sau những ngày 
thay nước liên tục vì hàm lượng PO
4
-P trong 
nước cấp là 0,03mg/l. Từ cuối giai đoạn 1 hàm 
lượng vi tảo xuống thấp và có thể bỏ qua sự 
hấp thu PO
4
-P cho quá trình quang hợp của vi 
tảo. Từ ngày nuôi 148 đến ngày nuôi 165, tổng 
lượng nước thay là 660 m3, chiếm 116% thể tích 
hệ thống nuôi và hàm lượng PO
4
-P tích lũy cao 
nhất 9,6 mg/l. Việc thay nước thường xuyên sẽ 
làm chậm lại quá trình tích lũy PO
4
-P trong ao 
nuôi.Giai đoạn 3, từ ngày nuôi 181 – 200 vẫn có 
sự tích lũy PO
4
-P do thay nước không thường 
xuyên và lượng nước thay ít, từ 30% - 116%. 
Sau đó hàm lượng PO
4
-P giảm dần do tiến hành 
thay nước hàng ngày và lượng nước thay tăng 
lên từ 116% - 340%. Xét về nồng độ dao động 
0,01 - 9,6 mg/L không cao hơn so với ao nuôi 
truyền thống dù ít thay nước hơn nhiều lần được 
ghi nhận.
Tương tự, hàm lượng tổng phosphorus 
ở giai đoạn 1 tích lũy nhưng không có biến 
động lớn trong ao nuôi hệ thống theo thời 
gian nuôi. Trong điều kiện yếm khí vi khuẩn 
tác động đến các axit béo bay hơi có sẵn trong 
nước giải phóng phosphorus. Giai đoạn 2 diễn 
ra nhiều cải tiến, lắp đặt trong hệ thống, thay 
nước và thu hoạch bùn thường xuyên. Vì vậy 
trong giai đoạn 2, TP có nhiều biến động, tăng 
giảm đột ngột. Thu hoạch bùn khiến quá trình 
yếm khí giải phóng phosphorus tại ngăn lắng 
bùn diễn ra yếu nên sau khi thu hoạch bùn hàm 
lượng TP trong ao nuôi tăng cao. Thay nước 
làm giảm lượng chất hữu cơ, giảm TP trong 
nước ao nuôi. Đồng thời lượng bùn tích lũy 
nhiều, điều kiện yếm khí tốt lượng phosphorus 
giải phóng tại ao lắng bùn cao là nguyên nhân 
dẫn đến sự thụt giảm hàm lượng TP. Giai đoạn 
3, TP giảm dần do tiến hành thay nước hàng 
ngày và lượng nước thay tăng dần, lượng chất 
hữu cơ giảm, phosphorus được xả trôi ra ngoài 
môi trường ao nuôi. Nguồn nước cấp với hàm 
lượng TP thấp chiếm 1,6% so với 96,7% sinh 
ra từ thức ăn làm giảm hàm lượng TP trong 
nước ao nuôi.
Việc xác định hàm lượng COD và BOD
5
trong hệ thống RAS nhằm đánh giá khả năng 
62 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
và mức độ ô nhiễm chất hữu cơ trong nước. 
Khi so sánh với ao nuôi truyền thống (Nguyễn 
Nhứt, 2014) thì hàm lượng những yếu tố này 
tương đương dù không thay nước nhưng nhờ 
sự giúp đỡ của hệ thống lọc sinh học thực hiện 
quá trình khoáng hóa nitrogen và khử carbon 
hữu cơ theo hai cơ chế oxy hóa trực tiếp và 
quá trình hấp thụ của vi sinh vật. Giai đoạn 
1, hàm lượng COD có xu thế tăng dần trong 
ao nuôi. Theo thời gian nuôi, lượng thức ăn 
và lượng phân bài tiết tăng đồng thời không 
thay nước nên hàm lượng COD trong ao nuôi 
có xu thế tích lũy tăng dần.Giai đoạn 2, hàm 
lượng COD cao nhất trong chu kỳ nuôi 33,7 
mg/l. Biện pháp khắc phục là thay nước nhằm 
giảm lượng chất hữu cơ trong ao nuôi. Đồng 
thời tăng vận tốc bơm bùn nhằm lắng đọng các 
hợp chất hữu cơ tại hệ thống xử lý bùn. Giai 
đoạn 3, thay nước hàng ngày và lượng nước 
thay tăng dần khiến hàm lượng COD giảm 
dần. COD nước cấp 5,9 mg/l, thấp hơn nhiều 
so với COD ao nuôi. Nhìn chung hàm lượng 
COD trong hệ thống thích hợp trong cho cá tra 
thương phẩm phát triển. Chỉ số BOD
5
 chỉ ra 
lượng oxy mà vi sinh vật tiêu thụ trong phản 
ứng oxy hóa các chất hữu cơ trong nước. Giai 
đoạn 1 không thay nước nên lượng chất hữu 
cơ tích lũy trong ao nuôi. Càng về cuối giai 
đoạn 1 khi lượng thức ăn tăng lên, hàm lượng 
BOD5 tăng lên một cách nhanh chóng. Giai 
đoạn 2, từ ngày nuôi 91 – 122 tiến hành thay 
nước 30-50% nhưng không thường xuyên nên 
BOD
5
 tiếp tục tăng trong ao nuôi. Đỉnh điểm 
BOD
5
 cao nhất 45,73 mg/l tại ngày nuôi 108. 
Việc thay nước thường xuyên và tăng vận tốc 
bơm bùn làm BOD
5
 giảm dần. Giai đoạn 3, 
việc thay nước hàng ngày và lượng nước thay 
tăng dần là nguyên nhân chính lượng chất hữu 
cơ trong ao giảm mạnh dẫn đến BOD
5
 giảm 
dần trong ao.
V. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
5.1. Kết luận
Chất lượng nước trong ao nuôi hệ thống tuần 
hoàn bảo đảm cho sự sinh trưởng và phát triển 
của cá tra nuôi thương phẩm. Tuy nhiên, sự biến 
thiên theo từng giai đoạn nuôi không ổn định. 
Lượng ô nhiễm nitrogen và phosphorus thải ra 
từ hệ thống ao nuôi tuần hoàn không đáng kể. Sự 
thành công của mô hình sẽ mở ra cho nghề nuôi 
cá tra một công nghệ nuôi mới hạn chế thay nước 
và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
5.2. Đề xuất
Để cải thiện và ổn định chất lượng nước 
ở các giai đoạn cuối trong hệ thống nuôi tuần 
hoàn cần phải có giải pháp cung cấp và duy trì 
nồng độ oxy hòa tan cho hệ thống lọc biofilter 
thích hợp hơn. Xây dựng và ứng dụng ao nuôi 
tuần hoàn ở mô hình sản xuất thực tiễn.
LỜI CẢM ƠN
Hoàn thành nghiên cứu này, chúng tôi nhận 
được sự tài trợ từ Bộ Nông nghiệp & Phát triển 
Nông thôn, sự giúp đỡ từ Viện Nghiên cứu 
Nuôi trồng Thủy sản 2 cùng các chuyên gia của 
trường Đại học Wageningen- Hà Lan. Nhân đây, 
cho phép chúng tôi gởi lời cảm ơn chân thành 
đến sự giúp đỡ quý báu đó.
63TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
Nguyễn Nhứt, Lê Ngọc Hạnh, Nguyễn Văn Hảo, 2013. 
Ước tính phát thải của ao nuôi cá (Pangasianodon 
hypophthalmus) thâm canh ở Đồng bằng sông Cửu 
Long. Tạp chí nghề cá sông Cửu Long số 1, trang 
20-29.
Nguyễn Nhứt, Nguyễn Văn Hảo, Nguyễn Hồng Quân, 
Lê Ngọc Hạnh, Nguyễn Văn Huỳnh, Johan Ver-
reth , Marc Vedergem , Roel Bosma, 2014. Báo 
cáo tổng kết kết quả khoa học công nghệ đề tài 
”Nghiên cứu xây dựng công nghệ nuôi cá tra 
(Pangasianodon hypophalmus) thâm canh bằng 
hệ thống tuần hoàn đảm bảo an toàn sinh học và 
không gây ô nhiễm môi trường, trang 76-79.
Tài liệu tiếng Anh
Eding, E.H., Kamstra, A., Verreth, J.A.J., Huisman, 
E.A., and Klapwijk, A., 2006. Design and 
operation of nitrifying trickling filters in 
recirculating aquaculture: A review. Aquaculture 
Engineering, 34: 234-260.
Phan, L.T., Bui, M.T., Nguyen, T.T.T., Googley, G.J., 
Ingram, B.A., Nguyen, H.V, Nguyen, P.t., De Silva, 
S.S., 2009. Current status of farming practices of 
striped catfish, Pangasianodon hypophthalmus in 
Mekong Delta, Vietnam. Aquaculture 296, 227–
236. 
FAO, Globefish Reports - Pangasius - March 2015, 
pp.1.
Timmons, M.B., Ebeling, J.M., Wheaton, F.W., 
summerfelt, S.T., Vinci, B.J., 2002. Recirculating 
aquaculture systems, 2nd edition. NRAC 
Publication, vol01-02.
Thierry, J., 2011. Design and performance of 
recirculating aquaculture system. Thesis of master 
degree in Wageningen University.
Marc, V., 2011. Recirculating aquaculture system 
lecture note in Wageningen university, the 
Netherlands, pp. 5-14.
64 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 5 - THÁNG 6/2015
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 2
eValUaTing WaTeR QUaliTY in oUTdooR PiloT ReciRcUlaTing 
aQUacUlTURe sYsTem FoR inTensiVe sTRiPed caTFish 
(Pangasianodon hypophthalmus) cUlTURe
Nguyen Hong Quan1*, Nguyen Nhut1, Nguyen Van Huynh1, Le Ngoc Hanh1, Nguyen Van Hao2
ABSTRACT 
The aims of this study are monitoring and evaluation of water quality dynamic in an outdoor re-
circulating aquaculture system (RAS) for striped catfish culture. The RAS comprises a biofilter, 
a septic tank and fish pond, which locate in one pond. Using airlift system provides oxygen and 
water pumping in experiment. Stocking density was 133 inds/m2 with average of 16.1 g/ind during 
260 days of culture. The commercial standard feed was used for experiment with protein 28 -30%. 
After 260 days of culture, fish reached market size and acceptable export quality. The average of 
market size was 810g/ind, survival rate of 81% and feed conversion rate around 1.6. Water quality 
in ponds throughout the production cycle is stable and suitable for fish. Estimated water consump-
tion was about 600 l/kg fish produced, which was 7-9 times lower than that of traditional pond. The 
waste production as discharged nitrogen and phosphorus was about 7-10 times lower than that of 
traditional pond. This successful model will createa new culture model for striped catfish industry 
in Mekong delta, which reduces water exchange and environment pollution.
Keywords: striped catfish, environment, water, RAS, airlift.
Người phản biện: Ths. Nguyễn Đinh Hùng
Ngày nhận bài: 29/5/2015
Ngày thông qua phản biện: 10/6/2015
Ngày duyệt đăng: 15/6/2015
1 Division of Experimental Biology, Research Institute for Aquaculture No 2. 
* Email: nguyenquan120786@yahoo.com 
2 Research Institute for Aquaculture No 2.