Ở Việt Nam, việc xử lý nước thải sinh hoạt cho các khu dân cư nông thôn còn gặp nhiều khó khăn do mật độ dân cư thưa thớt, việc đầu tư xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải tập trung ở các cộng đồng này rất tốn kém. Do đó, xử lý nước thải ở những khu vực này thường định hướng áp dụng những hệ thống xử lý nước thải phi tập trung. Trong các biện pháp xử lý phi tập trung, ao thâm canh tảo có tính khả thi do có thể khai thác diện tích đất còn rộng rãi, khả năng xử lý các chất ô nhiễm và tái sử dụng các dưỡng chất trong nước thải phục vụ nuôi trồng thủy sản, tạo nguồn thức ăn cho gia súc, gia cầm. Trong ao thâm canh tảo, hoạt động cộng sinh của tảo và vi khuẩn sẽ phân hủy các chất hữu cơ, sau đó tảo hấp thụ dưỡng chất trong nước thải để chuyển đổi thành các chất dinh dưỡng cho tế bào tảo thông qua quá trình quang hợp (Oswald et al., 1953).

Hình ảnh Tảo Spirulina sp. chụp dưới kính hiển vi Olympus CX 21

Tảo Spirulina sp. có khả năng thích ứng tốt với các yếu tố môi trường, điều kiện và kỹ thuật nuôi khá đơn giản, đây cũng là một lợi thế khi nuôi sinh khối loài tảo này (Ahsan et al., 2008). Tảo Spirulina sp. sử dụng nguồn đạm chính là nitrate và lượng carbon chủ yếu là HCO3- (Boyd et al., 2002) nhưng theo nghiên cứu của Sassano et al. (2007), tảo vẫn có thể sử dụng nguồn nitrogen chủ yếu trong nước thải sinh hoạt ở dạng amoni. Như vậy, nước thải sinh hoạt phù hợp để nuôi sinh khối tảo Spirulina sp. bằng ao thâm canh tảo do có thành phần dinh dưỡng đa lượng (carbon, nitrogen, phosphor) và vi lượng cao (Moraine et al., 1979). Bên cạnh đó, nồng độ pH trong nước thải sinh hoạt có xu hướng kiềm hóa phù hợp với sinh trưởng của tảo Spirulina sp. (Jourdan, 2001). Kết quả ghi nhận từ nghiên cứu xử lý nước thải sinh hoạt bằng tảo Spirilina Platensis là lượng NO^3- giảm 76,1%, PO₄^3- giảm 98,1%, COD giảm 72,5% (Oanh và ctv., 2011). Khi sử dụng ao thâm canh tảo Spirulina sp. xử lý nước thải sinh hoạt, ở thời gian lưu nước (HRT) 3 ngày, tải nạp nước 1.000 m³.ha^-1.ngày^-1 và tải nạp chất hữu cơ 68,6 kg.ha^-1. ngày^-1, nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 14:2008/BTNMT cột A (Việt và ctv., 2016).

Nghiên cứu được tiến hành nhằm so sánh hiệu quả loại bỏ chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt của hai mô hình bể thâm canh tảo có và không có bổ sung HCO3-. Đồng thời, mục đích của nghiên cứu còn xác định khả năng sản xuất sinh khối tảo Spirulina sp. bằng nước thải sinh hoạt trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Qua quá trình nghiên cứu, thu được kết quả thí nghiệm như sau: nước thải sinh hoạt với nồng độ các thông số ô nhiễm pH, SS, BOD₅, COD, TP, N-NO^3-, N-NH⁴⁺ lần lượt là 7,4, mg/L, 43,33 mg/L, 171 mg/L, 278 mg/L, 2,17 mg/L, 0,28 mg/L, 32,07 mg/L sau khi xử lý bằng bể nuôi tảo Spirulina sp. có HRT 1,5 ngày, tải nạp nước 2.000m³.ha^-1.ngày^-1, tải nạp chất hữu cơ 343 kg.ha^-1.ngày^-1 cho nước thải đầu ra đạt cột A của QCVN 14:2008/BTNMT ở các thông số SS, BOD5, N-NO^3-, N-NH⁴⁺ và đạt QCVN 40:2011/BTNMT (cột A) ở các thông số COD, TP.

Bể có bổ sung HCO3- cho hiệu quả xử lý nước thải không khác biệt có ý nghĩa với bể không bổ sung HCO3-. Tuy nhiên, lượng sinh khối tảo thu được ở bể có bổ sung HCO^3- cao hơn 1,45 lần so với bể không bổ sung HCO3-. Do vậy, trong quá trình vận hành bể thâm canh tảo nên bổ sung HCO^3- để thu được sinh khối tảo cao hơn.

Bên cạnh đó, kiến nghị để tăng hiệu quả xử lý nước thải và tạo sinh khối tảo Spirulina sp., các nghiên cứu cần tiến hành thêm với tải nạp nước, tải nạp chất hữu cơ khác nhau nhằm tìm ra những thông số vận hành phù hợp hơn cho bể thâm canh tảo. Nước đầu ra sau khi thu hoạch tảo có thể đưa vào ao nuôi cá tiếp tục xử lý và làm thức ăn cho cá hay tái sử dụng cho mục đích tưới tiêu để tận dụng nguồn dưỡng chất còn lại trong nước.