Xử lý Nước thải Thủy sản: Tầm quan trọng, Quy trình & Giải pháp Hiệu quả

Xử lý nước thải thủy sản là một yêu cầu cấp thiết và bắt buộc đối với ngành chế biến thủy hải sản. Môi Trường Đông Nam Bộ cung cấp giải pháp xử lý nước thải thủy sản toàn diện, từ phân tích nguồn phát sinh, đặc tính ô nhiễm đến quy trình công nghệ tiên tiến, đảm bảo tuân thủ QCVN 11-MT:2015/BTNMT.

Các nguồn phát sinh nước thải chế biến thủy sản

Ngành chế biến thủy sản, dù đóng góp quan trọng vào kinh tế, đồng thời phát sinh lượng nước thải đáng kể. Việc nhận diện chính xác các nguồn phát sinh nước thải là bước đầu tiên để xây dựng hệ thống xử lý nước thải thủy sản hiệu quả. Nước thải chủ yếu đến từ quá trình rửa nguyên liệu, vệ sinh máy móc, thiết bị, và nhà xưởng. Các chất thải như vụn cá, vụn thức ăn thừa, hay các chất bẩn từ quá trình rửa, vệ sinh của công nhân viên cũng góp phần vào dòng thải. Ước tính, 85-90% tổng lượng nước thải trong các nhà máy chế biến thủy sản đến từ các công đoạn sản xuất, bao gồm xử lý nguyên liệu, chế biến, hoàn tất sản phẩm, và vệ sinh dụng cụ. Phần còn lại là nước thải sinh hoạt từ khu vực nhà ăn, nhà bếp, và phòng vệ sinh của công nhân viên.

Một vài số liệu tham khảo nước thải ngành chế biến thuỷ sản

Lượng nước thải phát sinh trong ngành chế biến thủy sản thay đổi tùy thuộc vào loại sản phẩm và quy mô sản xuất.
Dưới đây là một số số liệu tham khảo về lượng nước thải:

Cá da trơn: Khoảng 5 – 7m³ nước thải trên mỗi tấn sản phẩm.
Tôm đông lạnh: Khoảng 4 – 6m³ nước thải trên mỗi tấn sản phẩm.
Surimi (sản phẩm giả cua): Có lượng nước thải cao hơn, khoảng 20 – 25m³ trên mỗi tấn sản phẩm.
Thủy sản đông lạnh hỗn hợp: Trung bình 4 -6m³ nước thải trên mỗi tấn sản phẩm.

Các số liệu này minh họa quy mô lượng nước thải và tầm quan trọng của việc đầu tư vào công nghệ xử lý nước thải thủy sản phù hợp với từng loại hình chế biến.

Thành phần tính chất nước thải chế biến thủy sản

Nước thải chế biến thủy sản có tính chất đặc trưng, khả năng gây ô nhiễm môi trường cao.

Hợp chất hữu cơ: Chiếm 70–80%, bao gồm protein, acid amin, chất béo và các dẫn xuất. Hầu hết các chất hữu cơ này dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật, nhưng cũng có những loại chất béo khó phân hủy.
Chất vô cơ: Chiếm 20–30%, gồm cát, đất, muối, ure và các chất phụ gia.
Nitơ (N) và Photpho (P): Hàm lượng N và P trong nước thải rất cao, phát sinh từ thành phần sản phẩm và quá trình bổ sung phụ gia chế biến.
COD và BOD: Nồng độ COD (nhu cầu oxy hóa học) và BOD5 (nhu cầu oxy sinh hóa trong 5 ngày) rất cao, cho thấy mức độ ô nhiễm hữu cơ lớn.
Vi sinh vật gây bệnh: Nước thải chứa nhiều loại vi trùng, virus và trứng ấu trùng giun sán có khả năng gây bệnh.
Khi xả trực tiếp vào nguồn nước, các chất hữu cơ này làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước, do vi sinh vật sử dụng oxy để phân hủy. Nồng độ oxy hòa tan dưới 50% bão hòa ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự phát triển của tôm, cá, gây suy thoái tài nguyên thủy sản và giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước.

Ảnh hưởng đến môi trường ngành chế biến thủy sản

Ngành chế biến thủy sản tạo ra những tác động môi trường đáng kể.

Ô nhiễm không khí: Mùi hôi thối phát sinh từ việc lưu trữ các phế thải sản xuất và khí thải từ máy phát điện dự phòng gây ảnh hưởng chất lượng không khí.
Chất thải rắn: Chủ yếu từ quá trình chế biến, bao gồm đầu vỏ tôm, vỏ nghêu, da/mai mực, nội tạng mực và cá.
Nước thải sản xuất: Chiếm phần lớn (85-90%) tổng lượng nước thải, từ các công đoạn rửa nguyên liệu, chế biến, hoàn tất sản phẩm, vệ sinh nhà xưởng và thiết bị. Nước thải này chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ, cặn lơ lửng, nitơ, photpho và vi sinh vật gây bệnh, nếu không được xử lý nước thải thủy sản đạt chuẩn sẽ trực tiếp gây ô nhiễm nguồn nước tiếp nhận.

Tiêu chuẩn Nước thải Thuỷ sản sau khi xử lý đạt quy chuẩn QCVN 11-MT:2015/BTNMT

Để đảm bảo nước thải thủy sản sau xử lý không gây hại môi trường, cần tuân thủ nghiêm ngặt QCVN 11-MT:2015/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp chế biến thủy sản). Quy chuẩn này đặt ra các giới hạn cụ thể cho từng chỉ tiêu ô nhiễm.
Bảng dưới đây minh họa một số chỉ tiêu quan trọng để thiết kế hệ thống xử lý nước thải thủy sản:

STT	Chỉ tiêu	Đơn vị	Đầu vào	QCVN 11:2015/BTNMT (Cột A)	QCVN 11:2015/BTNMT (Cột B)
01	pH	–	6 – 8	5,5 – 9	5,5 – 9
02	BOD5	mg/L	500 – 3000	30	50
03	COD	mg/L	800 – 5000	75	150
04	TSS	mg/L	200 – 1000	50	100
05	Nitơ tổng	mg/L	120 – 500	30	60
06	Tổng Coliform	MPN hoặc CPU mg/L	9,0 x 10⁵	3000	5000

Việc đạt các chỉ tiêu này là bắt buộc để các nhà máy hoạt động hợp pháp và có trách nhiệm với môi trường.

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến Thủy sản

Xử lý nước thải thủy sản hiệu quả cần một công nghệ xử lý toàn diện. Do thành phần chủ yếu là các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, cùng với hàm lượng nitơ và photpho cao, phương pháp sinh học áp dụng rất hiệu quả. Việc lựa chọn phương pháp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tiêu chuẩn đầu ra, thành phần, lưu lượng nước thải và chi phí đầu tư.

Thu gom – Tách mỡ sơ bộ

Nước thải từ các khu vực sản xuất trong nhà máy được thu gom về khu xử lý tập trung. Tại đây, quá trình tách mỡ sơ bộ diễn ra qua các ngăn tách mỡ. Mục tiêu là loại bỏ lượng mỡ thô, cặn bã và đất cát lớn, giúp giảm thiểu tắc nghẽn bơm và giảm tải cho các công đoạn xử lý tiếp theo. Sau khi tách mỡ, nước thải được bơm chìm vào bể Điều Hòa.

Bể Điều Hòa

Bể điều hòa là một thành phần cốt lõi trong hệ thống xử lý nước thải. Bể điều hòa lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm và trung hòa pH. Bể khắc phục các vấn đề do sự dao động của lưu lượng và nồng độ, đồng thời cải thiện hiệu quả hoạt động của các quá trình phía sau. Các chất ảnh hưởng đến quá trình xử lý được pha loãng, pH được ổn định, nâng cao hiệu quả xử lý sinh học. Kích thước bể càng lớn, độ an toàn càng cao. Để tránh lắng cặn và phát sinh mùi hôi do phân hủy kỵ khí, bể điều hòa được sục khí hoặc khuấy trộn liên tục. Nước thải sau đó được bơm vào hệ thống phản ứng hóa lý trước khi vào bể DAF.

Tuyển nổi siêu nhanh DAF

Nước thải được bơm vào hệ thống phản ứng hóa lý để trộn đều với hóa chất PAC và Polymer, tạo điều kiện hình thành bông cặn lớn. Sau đó, nước được chuyển đến Bể Tuyển Nổi Siêu Nông (DAF). DAF là thiết bị tách và loại bỏ các chất rắn hòa tan (TDS) và lơ lửng bằng cách hòa tan không khí dưới áp lực vào chất lỏng sạch, sau đó bơm vào bể DAF. Khi áp suất giảm, các bong bóng khí kích thước micro bám vào các hạt rắn lơ lửng, kéo chúng nổi lên bề mặt tạo thành lớp bùn nổi. Lớp bùn này được dàn cào loại bỏ. Các chất rắn nặng hơn lắng xuống đáy và được thu gom. Nước thải sau DAF tự chảy sang Bể Anoxic để tiếp tục xử lý sinh học.

Bể Anoxic

Bể Anoxic là nơi diễn ra quá trình khử Nitơ. Các vi khuẩn dị dưỡng và tự dưỡng trong môi trường thiếu khí thực hiện quá trình khử nitrate hóa, chuyển hóa nitrate-nitrogen thành khí nitơ (N₂, N₂O, NO).
Quá trình này có hai con đường:

Đồng hóa: Khử nitrate thành ammonia để tổng hợp tế bào khi ammonia không có sẵn.
Dị hóa (khử nitrate): Khử nitrate thành oxide nitrite, oxide nitrous và nitơ. Các vi khuẩn như Bacillus, Pseudomonas, Methanomonas là những loài phổ biến tham gia vào quá trình này, sử dụng chất hữu cơ hoặc vô cơ làm chất cho electron. Quá trình khử nitrate bằng phương pháp sinh học trong hệ thống xử lý nước thải thủy sản là một bước quan trọng để giảm thiểu ô nhiễm Nitơ.

Bể Aerotank

Bể Aerotank thực hiện quá trình xử lý sinh học hiếu khí, chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành CO₂ và H₂O. Vi sinh vật hiếu khí bám dính trên giá thể bên trong bể phân hủy các chất hữu cơ (giảm COD và BOD). Không khí được cấp liên tục nhờ máy thổi khí.
Tại bể Aerotank, đồng thời diễn ra:

Quá trình oxy hóa chất hữu cơ: Vi sinh vật sử dụng oxy để phân hủy hợp chất hữu cơ.
Quá trình Nitrat hóa: Chuyển hóa Amoniac thành Nitrite bởi vi khuẩn Nitrosomonas, sau đó thành Nitrate bởi Nitrobacter.
Quá trình khử Nitrat: Trong môi trường yếm khí (thiếu oxy), Nitrate được chuyển hóa thành khí Nitơ tự do và thoát vào không khí, sử dụng các hợp chất hữu cơ làm nguồn carbon.
Khử Photpho sinh học: Photpho trong nước thải được tách ra thông qua việc tạo thành các mô tế bào vi sinh vật.
Sau khi ra khỏi Aerotank, hàm lượng COD và BOD giảm đáng kể (80-95%).

Bể lắng sinh học

Bể lắng sinh học có nhiệm vụ lắng các bông bùn vi sinh hình thành từ quá trình sinh học và tách chúng ra khỏi nước thải. Nước thải từ bể sinh học hiếu khí đi vào ống trung tâm, phân phối đều. Các bông bùn có tỉ trọng lớn lắng xuống đáy bể. Bùn dư lắng ở đáy được thu gom bằng bơm chìm. Một phần bùn được tuần hoàn về các bể Anoxic và Aerotank để duy trì mật độ vi sinh vật. Phần bùn còn lại được thải qua bể nén bùn và ép khô bằng máy ép bùn trục vít đa đĩa, sau đó chuyển giao cho đơn vị xử lý bùn chuyên biệt.

Bể keo tụ

Nước thải từ bể lắng sinh học tiếp tục chảy sang bể keo tụ. Hóa chất PAC (Poly Aluminium Chloride) được châm vào bể. Motor cánh khuấy với tốc độ 70-150 vòng/phút tạo dòng chảy xoáy rối, giúp hóa chất PAC trộn đều và phản ứng nhanh chóng với các hạt keo trong nước thải. Liều lượng hóa chất PAC được tối ưu hóa thông qua thí nghiệm Jartest, đảm bảo hiệu quả keo tụ cao nhất cho từng đặc thù nước thải của mỗi cơ sở chế biến thủy sản. Nước thải sau keo tụ tự chảy qua bể tạo bông.

Bể tạo bông

Tại bể tạo bông, hóa chất Polymer (chất trợ keo tụ) được châm vào để gia tăng khả năng kết dính của các bông cặn. Cánh khuấy trộn chậm với tốc độ 10-50 vòng/phút giúp hòa trộn hóa chất và nước thải một cách nhẹ nhàng, không phá vỡ cấu trúc bông cặn đã hình thành. Nhờ Polymer, các bông cặn kết dính thành kích thước lớn hơn, có tỉ trọng cao hơn nước, dễ dàng lắng xuống đáy trong quá trình lắng tiếp theo. Nước thải từ bể tạo bông tiếp tục tự chảy qua bể lắng hóa lý.

Bể lắng hóa lý

Bể lắng hóa lý được thiết kế để thu gom lượng bùn hóa lý phát sinh liên tục từ quá trình keo tụ và tạo bông. Bể cung cấp môi trường tĩnh để bông bùn lắng xuống đáy và được gom vào tâm bằng hệ thống thu gom bùn. Phần nước trong sau lắng được thu hồi qua hệ thống máng thu nước răng cưa trên bề mặt bể và dẫn sang bể khử trùng. Bùn lắng hóa lý được bơm định kỳ sang bể nén bùn rồi ép khô bằng máy ép bùn trục vít đa đĩa, sau đó được đơn vị xử lý chất thải có chức năng thu gom định kỳ.

Bể khử trùng

Nước thải sau quá trình hóa lý vẫn còn chứa khoảng 10⁵ – 10⁶ vi khuẩn trong 100ml. Để loại bỏ các vi sinh vật gây bệnh, nước thải được đưa đến bể khử trùng. Hóa chất Javel hoặc Chlorine, với tính oxi hóa mạnh, khuếch tán qua vỏ tế bào vi sinh vật, phản ứng với men bên trong và phá hoại quá trình trao đổi chất, dẫn đến tiêu diệt vi sinh vật. Quá trình này đảm bảo nước thải đạt chuẩn vệ sinh trước khi xả ra môi trường.

Bể nén bùn

Bể nén bùn có chức năng thu gom lượng bùn dư từ bể lắng sinh học và bùn từ bể lắng hóa lý. Tại đây, quá trình tách nước khỏi pha rắn diễn ra theo phương pháp lắng trọng lực, kết hợp với dàn nén bùn lắp đặt dưới đáy bể để tối ưu việc nén. Bùn sau khi nén có nồng độ chất rắn cao hơn (2-3%), sau đó được bơm hút vào máy ép bùn trục vít đa đĩa để giảm tối đa hàm lượng nước, tạo thành bùn khô. Bùn khô này được chuyển giao cho đơn vị có chức năng xử lý bùn sau ép, đảm bảo quản lý chất thải rắn đúng quy định.

Câu hỏi thường gặp về xử lý nước thải thủy sản

Xử lý nước thải thủy sản là gì và tại sao nó quan trọng?

Xử lý nước thải thủy sản là quá trình loại bỏ các chất ô nhiễm từ nước thải phát sinh trong các nhà máy chế biến thủy sản trước khi xả thải ra môi trường. Điều này quan trọng vì nước thải thủy sản chứa hàm lượng hữu cơ, nitơ, photpho và vi sinh vật gây bệnh rất cao, nếu không xử lý sẽ gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh và sức khỏe cộng đồng. Việc xử lý còn là yêu cầu pháp lý bắt buộc để tuân thủ các quy định về bảo vệ môi trường.

Các công nghệ xử lý nước thải thủy sản hiện có bao gồm những loại nào?

Các công nghệ xử lý nước thải thủy sản chính bao gồm phương pháp cơ học (lọc rác, tách mỡ), hóa lý (keo tụ, tạo bông, tuyển nổi DAF) và sinh học (kỵ khí, thiếu khí, hiếu khí). Các bể như Anoxic và Aerotank là ví dụ điển hình của xử lý sinh học, trong khi bể DAF là công nghệ hóa lý hiệu quả cho việc tách chất rắn lơ lửng và dầu mỡ. Sự kết hợp các công nghệ này tạo thành hệ thống xử lý nước thải thủy sản toàn diện.

Nước thải thủy sản có thực sự gây ô nhiễm nghiêm trọng không?

Có, nước thải thủy sản gây ô nhiễm nghiêm trọng. Nước thải chứa lượng lớn chất hữu cơ làm giảm oxy hòa tan trong nước, gây hại cho tôm cá. Ngoài ra, hàm lượng nitơ và photpho cao dẫn đến hiện tượng phú dưỡng. Mùi hôi thối phát sinh cũng gây ô nhiễm không khí và ảnh hưởng đến chất lượng sống của cộng đồng xung quanh.

Sự khác biệt chính giữa xử lý sinh học hiếu khí và thiếu khí trong nước thải thủy sản là gì?

Sự khác biệt chính nằm ở điều kiện môi trường oxy.

Xử lý sinh học hiếu khí (ví dụ: bể Aerotank) diễn ra trong môi trường có đủ oxy, nơi vi sinh vật sử dụng oxy để phân hủy chất hữu cơ (BOD, COD) và thực hiện quá trình nitrat hóa (chuyển amoniac thành nitrat).
Xử lý sinh học thiếu khí (ví dụ: bể Anoxic) diễn ra trong môi trường thiếu oxy nhưng không hoàn toàn không có oxy. Tại đây, vi sinh vật thực hiện quá trình khử nitrat (chuyển nitrat thành khí nitơ) bằng cách sử dụng nitrat thay vì oxy làm chất nhận electron. Cả hai quá trình đều cần thiết để loại bỏ nitơ hiệu quả.

Môi Trường Đông Nam Bộ – Đồng hành cùng bạn trong xử lý nước thải thủy sản

Tại Môi Trường Đông Nam Bộ, chúng tôi hiểu rõ những thách thức mà ngành chế biến thủy sản đang đối mặt. Chúng tôi cam kết mang đến những giải pháp xử lý nước thải thủy sản tối ưu, tuân thủ nghiêm ngặt QCVN 11-MT:2015/BTNMT. Với kinh nghiệm và chuyên môn sâu rộng, chúng tôi tự tin thiết kế, thi công, và vận hành các hệ thống xử lý nước thải chất lượng, đảm bảo hiệu quả cao và bền vững. Chúng tôi luôn tư vấn tận tình, chuyên nghiệp, đồng hành cùng khách hàng xây dựng một môi trường sản xuất xanh, sạch, hướng tới sự phát triển bền vững.

Với sự tận tâm từ đội ngũ chuyên gia của Môi Trường Đông Nam Bộ, chúng tôi mang đến công nghệ xử lý nước thải thủy sản hiện đại, đáng tin cậy. Chúng tôi mời bạn khám phá thêm các giải pháp tại website của chúng tôi để hiểu rõ hơn về cách chúng tôi bảo vệ môi trường. Nếu có bất kỳ câu hỏi nào về xử lý nước thải thủy sản, hãy để lại bình luận hoặc chia sẻ bài viết để cùng xây dựng cộng đồng bền vững.