Hình minh họa (Nguồn: internet)

Hiện nay, các nước phát triển đã ứng dụng rất thành công hệ thống tuần  hoàn (RAS) trong sản xuất thâm canh trên các đối tượng cá nước ngọt và cá biển. Ở Việt Nam, RAS được áp dụng phổ biến trong các trại sản xuất giống tôm càng xanh và đang được phát triển cho các mô hình ương nuôi cá tra, cá lóc, cá trê vàng. Hoạt động của RAS dựa trên quá trình loại bỏ chất thải rắn ở hệ thống lắng, lọc và loại bỏ chất thải hòa tan ở bể lọc sinh học nhờ quá trình nitrate hóa. Quá  trình nitrate  hoá  là  quá  trình  oxy  hoá amoniac (NH₃) thành  nitrite (NO₂^-) sau đó lại được oxy hoá thành nitrate (NO₃^-) nhờ vi khuẩn nitrate hoá tự  dưỡng  như Nitrosomonas và Nitrobacter. Tuy nhiên nồng độ nitrate trong RAS đến cuối quá trình nuôi rất cao, lên đến trên 30mg/L ở hệ thống nuôi cá trê vàng có thay nước vào cuối vụ nuôi và lên đến 400-500 mg/L N-NO₃ ở các RAS nước mặn. Đồng thời nồng độ PO₄^3- trong RAS cũng khá cao, trên 8 mg/L trong ương cá tra không thay nước và trên 5mg/L trong nuôi cá trê vàng có thay nước vào cuối vụ nuôi. Hàm lượng NO₃^- và  PO₄^3- cao trong môi trường nước sẽ kích thích sự phát triển quá mức của tảo (hiện tượng nở hoa của tảo) trong ao và tiến trình phân hủy tảo sẽ làm cho môi trường nước bị ô nhiễm, thiếu oxy cung cấp cho hoạt động hô hấp trong thủy vực; nếu nước thải chứa hàm lượng NO₃^- và  PO₄^3- cao được thải trực tiếp ra kênh rạch có thể sẽ gây ô nhiễm môi trường và nguồn nước sử dụng cho sinh hoạt.

Thực vật thủy sinh đang là một trong những giải pháp hữu hiệu cho xử lý nước thải, vai trò của chúng trong xử lý nước thải đã được nghiên cứu trong và ngoài nước. Các nghiên cứu cho thấy sử dụng bèo tai tượng (P. stratiotes) và bèo tai chuột (Salvinia cucullata) để xử lý nước thải từ hoạt động chăn nuôi gia súc và kết quả đạt được rất khả quan. Bèo còn có tác dụng cung cấp oxy làm cải thiện oxy hoà tan trong môi trường nước thải, góp phần làm trong sạch nguồn nước. Một số loại bèo còn được dùng làm phân xanh, thức ăn cho cá, gia súc, gia cầm. Bèo tai tượng (P. tratiotes) có hiệu quả xử lý tốt nhất và ổn định thông qua sự hấp thu đáng kể làm lượng đạm TAN, NO₃^-, và TN trong  nước  thải.  Đồng  thời, khi sử dụng các loài thực vật xửlý chất thải trong RAS nuôi cá trê vàng, cũng cho thấy bèo tai tượng (P. tratiotes) có khả năng xử lý hiệu quả NO₃^- và  PO₄^3-. Do vậy, nghiên cứu này nhằm mục tiêu tính toán diện tích bèo tai tượng có khả năng xử lý tốt NO₃^- và  PO₄^3- trong  RAS dựa trên lượng chất thải của cá trê vàng trong suốt quá trình nuôi (có 4 cỡ cá trong RAS ở mọi thời điểm nuôi), từ đó làm cơ sở cho việc thiết kế và vận hành RAS kết hợp nuôi và xử lý chất thải cho cá trê vàng.

Nghiên cứu được thực hiện nhằm xác định diện tích bèo tai tượng (Pistia stratiotes) có khả năng xử lý nước thải trong hệ thống tuần hoàn (RAS) dựa trên tổng lượng chất thải của cá trê vàng (Clarias macrocephalus) nuôi ở các giai đoạn khác nhau. Số liệu tính toán dựa trên kết quả của 02 thí nghiệm bao gồm sự cân bằng vật chất dinh dưỡng trong RAS nuôi thương phẩm cá trê vàng và hiệu quả xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh trong hệ thống nuôi cá trê vàng thâm canh. Bèo tai tượng thể hiện tốt chức năng xử lý nước thải từ hệ thống nuôi. Trong 10 ngày đầu của thí nghiệm, tỉ lệ về hàm lượng các chất COD, TAN, N-NO3-, P-PO43-, TN và TP từ bể bèo tai tượng đi ra giảm tương ứng là 34,28; 40,70; 46,70; 24,56; 39,92 và 9,16% so với hàm lượng các chất trong nước đầu vào từ bể lọc sinh học. Trên cơ sở cân bằng vật chất dinh dưỡng, lượng chất thải hàng ngày từ 4 m³ thể tích bể nuôi cá trê vàng với mật độ 1.000 con/m³ chứa 17,51mg/L COD, 1,22 mg/L TAN, 16,40 mg/L N-NO3-, 2,92 mg/L P-PO43-, 28,55 mg/L TN và 17,32 mg/L TP.

Như vậy, để đảm bảo chất lượng nước thải từ 4 m³ bể nuôi cá trê vàng trong RAS theo các quy chuẩn nước thải của Bộ Tài nguyên và Môi trường thì diện tích bèo tai tượng cần thiết là trong khoảng 1,30-2,30 m².