Việt Nam là một trong những nước có thế mạnh về xuất khẩu và nuôi trồng thủy sản. Vì thế, lượng nước thải ra trong quá trình sản xuất và nuôi trồng rất lớn. Thế nhưng, một lượng không nhỏ nước thải nuôi trồng thủy sản không được xử lý hoặc chủ yếu được xử lý cơ học và sau đó được xả thải vào môi trường. Một trong những tính chất đặc trưng ô nhiễm của nước thải nuôi trồng thủy sản là các chỉ tiêu chất hữu cơ, BOD, COD, N, P, H2S, NH3 và coliform. Mặc dù các chất hữu cơ có trong nước thải nuôi trồng thủy sản chủ yếu dễ bị phân hủy, nhưng khi xả vào nguồn tiếp nhận mà không được xử lý thì có thể dẫn đến hiện tượng giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ. Oxy hòa tan giảm không chỉ gây suy thoái tài nguyên thủy sinh mà còn làm ảnh hưởng tới khả năng tự làm sạch của nguồn nước, dẫn đến giảm chất lượng nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp. Nhận biết được tầm quan trọng của việc xử lý nước thải nói chung, nước thải nhiễm mặn nói riêng và những lợi ích của việc áp dụng vi sinh vật trong xử lý nước, các nhà khoa học trong nước và quốc tế đã có những nghiên cứu với mục đích ứng dụng nhóm vi khuẩn chịu mặn xử lý nguồn nước thải nhiễm mặn. Vi khuẩn ưa mặn có khả năng biến đổi đặc tính của chúng nhằm thích nghi với điều kiện môi trường có độ mặn dao động cao. Cân bằng này được thiết lập nhờ sự tích tụ muối và chất hữu cơ hòa tan, ngoài ra tế bào còn có khả năng kiểm soát sự dịch chuyển của nước từ trong ra ngoài, từ ngoài vào trong để giữ trạng thái thẩm thấu trong không gian nội bào.

Nghiên cứu của Motoki Kubo khi sử dụng vi khuẩn chịu mặn xử lý nước thải nhà máy chế biến nho cho thấy khả năng giảm 70% COD sau 72 giờ và 90% sau 7 ngày. Nghiên cứu về chủng vi khuẩn chịu mặn Bacillus spp phân lập từ màng sinh học xử lý nước thải nhiễm mặn trên tàu biển cho thấy có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ trong nước thải nhiễm mặn. Tại Canada, nhóm nghiên cứu của Xiao & Roberts cho biết, một lượng lớn nguồn nước thải nhiễm mặn ở nồng độ muối >2% được xả thải chủ yếu từ các hoạt động công nghiệp như chế biến hải sản, dệt nhuộm, dầu khí, thuộc da, quy trình xử lý nước nhiễm mặn. Mặc dù phương pháp xử lý kỵ khí được xem là giải pháp công nghệ đem lại lợi nhuận và bền vững nhất đối với nguồn nước thải nhiễm mặn này nhưng độ mặn cao lại chính là tác nhân ngăn chặn làm giảm hiệu quả khả năng xử lý của các nhóm vi sinh vật kỵ khí. Tác giả Kargi F. và Dinçer A.R đã có nghiên cứu bổ sung vi khuẩn cổ có khả năng chịu mặn cao Halobacter halobium vào bùn hoạt tính nhằm làm tăng hiệu suất loại bỏ COD trong nước thải nhiễm mặn ở nồng độ 1-5%.

Ở Việt Nam, công nghệ xử lý nước thải nhiễm mặn vẫn còn là lĩnh vực khá mới mẻ. Một số công trình nghiên cứu cũng đã được thực hiện nhằm tìm ra các chủng vi sinh vật có khả năng chịu mặn cao để có thể ứng dụng xử lý hiệu quả các loại nước thải này bằng phương pháp sinh học thân thiện với môi trường. Nghiên cứu của tác giả Lê Thanh Huyền và cộng sự đã thử nghiệm thành công việc sử dụng sỏi nhẹ cố định vi sinh vật ưa mặn có hoạt tính sinh học để xử lý nước thải nuôi tôm ở Đồ Sơn - Hải Phòng, với kết quả xử lý: COD giảm 1,3 lần so với ban đầu, BOD giảm khoảng 3 lần so với ban đầu, NH4+ giảm khoảng 3,4 lần so với ban đầu. Nghiên cứu của tác giả Trần Minh Chí và Mà Song Nguyễn khi thực hiện đề tài ứng dụng vi sinh xử lý nước thải hữu cơ nhiễm mặn áp dụng xử lý nước thải chăn nuôi và các loại hình nước thải công nghiệp đặc thù bị nhiễm mặn. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng ứng dụng trên các đối tượng nước thải trong điều kiện pH ổn định 7,5 - 8,0.

Từ những kết quả nghiên cứu một số sản phẩm ứng dụng công nghệ vi sinh xử lý nước thải nhiễm mặn đã được lưu hành, hiện nay trên thị trường Việt Nam, nhiều chế phẩm vi sinh chịu mặn cũng được sử dụng trong xử lý nước thải có độ mặn cao. Chế phẩm chứa các chủng vi sinh được chọn lọc đặt biệt có hệ enzyme hoạt tính và chất căng bề mặt, nên có thể làm sạch nguồn nước hiệu quả, làm giảm BOD, COD, giải quyết các vấn đề khó khăn trong việc xử lý mùi, giảm sinh khối tảo và các vấn đề khó khăn có liên quan trong môi trường nước mặn từ 1-3%.

Nghiên cứu này được tiến hành nhằm mục đích ứng dụng vi khuẩn chịu mặn xử lý các chỉ tiêu ô nhiễm. Tuy nhiên, trong bài báo này chỉ trình bày kết quả xử lý PO43- có trong nước thải nhiễm mặn. Các yếu tố kỹ thuật bao gồm: mật độ vi khuẩn, nồng độ cơ chất và thời gian lưu thích hợp trong quá trình xử lý.

Mô hình thí nghiệm

Ứng dụng công nghệ vi sinh vật trong quátrình sản xuất và nuôi trồng thủy sản ngày càng được quan tâm. Kết quản ghiên cứu đã tiến hành đánh giá khảnăng xử lý PO43-có trong nước thải nhiễm mặn của các chủng vi khuẩn Bacillus phân lập từ nước thải chế biến thủy sản nhiễm mặn sau khi khảo sát các yếu tố kỹ thuật như mật độ vi sinh vật và hàm lượng cơ chất trên mô hình hiếu khí ở quy mô phòng thí nghiệm. Nghiên cứu cũng cho thấy khả năng xử lý PO43- của hỗn hợp vi khuẩn Bacillustương đương với các chế phẩm hiện có trên thị trường. Để có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu nhằm tạo chế phẩm vi sinh vật xử lý nước thải nuôi thủy sản nước mặn cần phải tiếp tục nghiên cứu thêm nhằm đưa ra kết quả một cách toàn diện và có nhiều sự lựa chọn chính xác và hiệu quả xử lý cao.