Ngành chế biến thủy sản là một trong những ngành phát sinh lượng nước thải có tải lượng ô nhiễm khá cao và biến động theo từng thời điểm sản xuất. Mặc dù nhiều công nghệ xử lý hiện nay đã được ứng dụng rộng rãi, việc duy trì hiệu quả vận hành ổn định vẫn là thách thức đối với không ít doanh nghiệp. COD, Amoni, dầu mỡ, mùi phát sinh hay chi phí vận hành tăng cao là những vấn đề thường gặp, đặc biệt tại các nhà máy chế biến cá, tôm hoặc thủy sản đông lạnh quy mô lớn. Vậy đâu là những đặc điểm riêng của nước thải thủy sản và những khó khăn doanh nghiệp thường gặp trong quá trình xử lý?
Nước thải thủy sản phát sinh từ nhiều công đoạn khác nhau trong quá trình sản xuất như tiếp nhận và sơ chế nguyên liệu, rửa nguyên liệu, phân loại, fillet, hấp, cấp đông, vệ sinh thiết bị, vệ sinh sàn nhà xưởng và khu vực bảo quản sản phẩm. Trong đó, lượng nước sử dụng cho hoạt động vệ sinh thường chiếm tỷ lệ khá lớn và có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào công suất sản xuất cũng như quy trình vận hành của từng doanh nghiệp.
Bên cạnh đó, hoạt động sản xuất của ngành thủy sản thường mang tính thời vụ hoặc phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu đầu vào. Điều này khiến lưu lượng và thành phần nước thải có thể biến động theo từng ngày hoặc từng giai đoạn trong năm, gây áp lực không nhỏ cho hệ thống xử lý nếu công trình điều hòa và kiểm soát tải lượng chưa được thiết kế phù hợp.
So với nhiều ngành công nghiệp khác, nước thải thủy sản thường chứa hàm lượng chất hữu cơ khá cao do phát sinh từ máu, nội tạng, thịt vụn, protein hòa tan và các hợp chất chứa nitơ trong nguyên liệu thủy sản. Ngoài ra, dầu mỡ động vật, chất rắn lơ lửng và các hợp chất gây mùi cũng xuất hiện với nồng độ đáng kể trong nước thải đầu vào.
Chính những đặc điểm này khiến nước thải thủy sản thường có COD, Amoni, Tổng Nitơ và dầu mỡ ở mức cao hơn nhiều loại hình sản xuất khác. Đây cũng là nguyên nhân làm gia tăng nguy cơ sốc tải hữu cơ, phát sinh mùi hoặc khiến hiệu quả xử lý sinh học suy giảm nếu hệ thống không được vận hành và kiểm soát phù hợp.
Tại một số nhà máy chế biến cá tra, surimi hoặc thủy sản đông lạnh, tải lượng ô nhiễm đầu vào có thể thay đổi đáng kể giữa thời điểm cao điểm sản xuất và giai đoạn thiếu hụt nguyên liệu. Sự biến động này đòi hỏi hệ thống xử lý phải có khả năng điều hòa tốt để duy trì điều kiện vận hành ổn định cho các công trình phía sau.
.jpg)
Đặc điểm của nước thải thủy sản
Bên cạnh việc chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, nước thải thủy sản còn được xem là một trong những nhóm nước thải công nghiệp có tính biến động lớn về lưu lượng và thành phần ô nhiễm. Hoạt động sản xuất thường phụ thuộc vào mùa vụ khai thác hoặc nguồn nguyên liệu đầu vào, khiến tải lượng COD, Amoni và dầu mỡ có thể thay đổi đáng kể giữa các giai đoạn trong năm.
Ngoài ra, các hợp chất hữu cơ trong nước thải thủy sản chủ yếu có nguồn gốc từ protein và các sản phẩm phân hủy sinh học dễ phát sinh mùi. Hàm lượng dầu mỡ động vật, chất rắn lơ lửng và nitơ tương đối cao cũng làm gia tăng nguy cơ sốc tải cho hệ vi sinh nếu hệ thống điều hòa và tiền xử lý chưa đáp ứng yêu cầu. Chính những yếu tố này khiến việc duy trì hiệu quả xử lý ổn định trong thời gian dài trở thành thách thức đối với nhiều doanh nghiệp chế biến thủy sản.
Một đặc điểm khác khiến nước thải thủy sản trở nên khó xử lý là quá trình phân hủy protein thường tạo ra Amoni với nồng độ tương đối cao. Trong khi đó, nhóm vi sinh Nitrat hóa xử lý Amoni lại phát triển chậm và khá nhạy cảm với sự thay đổi của môi trường. Chỉ cần oxy hòa tan giảm, pH mất ổn định hoặc độ kiềm không được bổ sung đầy đủ, hiệu suất xử lý Amoni có thể suy giảm đáng kể.
Chính những yếu tố này khiến việc duy trì hiệu quả xử lý ổn định trong thời gian dài trở thành bài toán không đơn giản đối với nhiều doanh nghiệp chế biến thủy sản.
COD là một trong những chỉ tiêu thường xuyên được theo dõi tại các hệ thống xử lý nước thải thủy sản. Hàm lượng chất hữu cơ cao phát sinh từ quá trình chế biến nguyên liệu có thể làm tăng tải lượng COD đầu vào, đặc biệt trong giai đoạn sản xuất cao điểm hoặc khi công tác thu gom phụ phẩm chưa được thực hiện hiệu quả.
Trong nhiều trường hợp, mặc dù hệ thống xử lý vẫn hoạt động bình thường nhưng COD đầu ra có thể dao động do sự thay đổi đột ngột của tải lượng hữu cơ hoặc do vi sinh vật chưa kịp thích nghi với điều kiện vận hành mới. Tình trạng này thường xuất hiện tại các nhà máy có sản lượng chế biến biến động lớn theo từng thời điểm.
Bên cạnh COD, Amoni và Tổng Nitơ cũng là những chỉ tiêu thường gây nhiều áp lực cho hệ thống xử lý nước thải thủy sản. Các hợp chất chứa protein trong nguyên liệu thủy sản sẽ bị phân hủy và chuyển hóa thành Amoni trong quá trình xử lý. Nếu điều kiện Nitrat hóa không được duy trì ổn định, hiệu suất xử lý Amoni có thể suy giảm đáng kể.
Đặc biệt, nhóm vi sinh Nitrat hóa thường phát triển chậm và khá nhạy cảm với sự thay đổi của pH, oxy hòa tan hoặc độ kiềm. Đây là lý do nhiều doanh nghiệp xử lý tốt COD nhưng vẫn gặp tình trạng Amoni đầu ra vượt giới hạn cho phép hoặc phải kéo dài thời gian vận hành để duy trì chất lượng nước thải đầu ra ổn định.
Ngoài COD và Amoni, nước thải thủy sản còn chứa hàm lượng dầu mỡ và chất rắn lơ lửng (TSS) tương đối cao. Dầu mỡ phát sinh chủ yếu từ quá trình sơ chế nguyên liệu, chế biến sản phẩm và vệ sinh thiết bị, trong khi TSS có nguồn gốc từ thịt vụn, da, xương, vảy cá và các tạp chất hữu cơ khác.
Nếu không được loại bỏ hiệu quả ngay từ công đoạn tiền xử lý, dầu mỡ có thể bám lên bề mặt giá thể hoặc bùn hoạt tính, làm giảm khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật và chất ô nhiễm. Đồng thời, lượng chất rắn lơ lửng lớn đi vào công trình sinh học còn làm gia tăng lượng bùn phát sinh, ảnh hưởng đến khả năng lắng và gây khó khăn cho quá trình tách bùn ở công đoạn xử lý cuối cùng.
Bên cạnh đó, quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ giàu protein trong điều kiện thiếu oxy hoặc vận hành không ổn định có thể làm phát sinh các khí gây mùi như amoniac (NH₃), hydro sunfua (H₂S) và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi khác. Đây là một trong những vấn đề khiến nhiều doanh nghiệp phải thường xuyên điều chỉnh chế độ vận hành hoặc đầu tư bổ sung các giải pháp kiểm soát mùi để hạn chế ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.
.jpg)
Vì sao nước thải thủy sản lại khó xử lý
Trên thực tế, nhiều doanh nghiệp không gặp quá nhiều khó khăn trong việc đạt quy chuẩn khi hệ thống mới đưa vào vận hành. Tuy nhiên, duy trì hiệu quả xử lý ổn định trong thời gian dài mới là bài toán lớn đối với các nhà máy chế biến thủy sản.
Sự biến động của sản lượng theo mùa vụ, chất lượng nguyên liệu đầu vào không đồng đều hoặc việc vệ sinh nhà xưởng tập trung vào một số thời điểm nhất định đều có thể làm gia tăng đột ngột tải lượng COD, Amoni và dầu mỡ đưa vào hệ thống. Khi tải lượng ô nhiễm tăng nhanh nhưng công trình điều hòa chưa đáp ứng tốt hoặc hệ vi sinh chưa kịp thích nghi, nguy cơ sốc tải sinh học rất dễ xảy ra.
Tại các nhà máy chế biến cá tra, tôm hoặc surimi, tải lượng hữu cơ đầu vào có thể tăng đáng kể trong các giai đoạn cao điểm sản xuất, khiến hiệu suất xử lý sinh học suy giảm, bùn hoạt tính khó lắng hoặc phát sinh hiện tượng nổi bùn tại bể lắng thứ cấp. Nước đầu ra có thể dao động về chất lượng, đồng thời xuất hiện mùi khó chịu nếu quá trình xử lý diễn ra trong điều kiện thiếu oxy kéo dài.
Ngoài ra, quá trình Nitrat hóa xử lý Amoni thường tiêu tốn lượng lớn oxy và độ kiềm. Điều này khiến máy thổi khí phải hoạt động với cường độ cao hơn, làm tăng chi phí điện năng và gia tăng áp lực lên thiết bị nếu hệ thống thường xuyên vận hành gần ngưỡng công suất thiết kế. Đối với những hệ thống đã hoạt động nhiều năm, sự suy giảm hiệu suất thiết bị hoặc tình trạng tích tụ bùn trong các công trình xử lý cũng có thể trở thành nguyên nhân làm gia tăng chi phí vận hành và bảo trì.
.jpg)
Duy trì ổn định hệ thống xử lý nước thải thủy sản là một bài toán khó
Đối với các công trình xử lý sinh học, việc duy trì các điều kiện vận hành phù hợp đóng vai trò quyết định đến hiệu quả xử lý. Hàm lượng oxy hòa tan, pH, độ kiềm và tuổi bùn đều có mối liên hệ chặt chẽ với hoạt động của vi sinh vật. Chỉ cần một trong các yếu tố này mất ổn định trong thời gian dài, hiệu suất xử lý COD và Amoni có thể giảm đáng kể.
Đặc biệt, nhóm vi sinh Nitrat hóa thường phát triển chậm và khá nhạy cảm với sự thay đổi của môi trường. Đây là nguyên nhân khiến nhiều hệ thống phải mất khá nhiều thời gian để phục hồi khi xảy ra sự cố hoặc khi tải lượng ô nhiễm đầu vào tăng đột biến.
Bể điều hòa và công trình tiền xử lý là những hạng mục có ảnh hưởng lớn đến tính ổn định của toàn bộ hệ thống xử lý nước thải thủy sản. Nếu khả năng điều hòa lưu lượng và tải lượng ô nhiễm không đáp ứng yêu cầu, các công trình phía sau sẽ phải tiếp nhận dòng nước thải có thành phần biến động liên tục, làm gia tăng nguy cơ sốc tải cho vi sinh vật.
Tương tự, hiệu quả loại bỏ dầu mỡ, cặn thô và chất rắn lơ lửng ngay từ đầu nguồn cũng quyết định đáng kể đến khả năng vận hành lâu dài của hệ thống. Việc để lượng lớn dầu mỡ đi vào công trình sinh học có thể làm giảm hiệu quả tiếp xúc giữa vi sinh và chất ô nhiễm, đồng thời gây tích tụ bùn và phát sinh mùi trong quá trình vận hành.
Việc lựa chọn công nghệ phù hợp và xây dựng quy trình xử lý hiệu quả là yếu tố quan trọng giúp doanh nghiệp kiểm soát tốt các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải thủy sản.
Bạn có thể tham khảo thêm bài viết "Quy Trình Xử Lý Nước Thải Chế Biến Thủy Hải Sản" để tìm hiểu chi tiết về các công đoạn xử lý phổ biến, từ tiền xử lý, tuyển nổi, xử lý sinh học cho đến khử trùng và quản lý bùn thải, qua đó có cái nhìn tổng thể hơn về hệ thống xử lý nước thải của ngành chế biến thủy sản.
Không có một công nghệ xử lý duy nhất phù hợp cho tất cả các nhà máy chế biến thủy sản. Việc lựa chọn giải pháp cần dựa trên đặc tính nước thải, mức độ biến động tải lượng, yêu cầu chất lượng nước đầu ra cũng như điều kiện vận hành của từng doanh nghiệp. Mục tiêu không chỉ là đáp ứng quy chuẩn xả thải mà còn phải đảm bảo tính ổn định, tối ưu chi phí và hạn chế các sự cố phát sinh trong quá trình vận hành lâu dài.
Để nâng cao hiệu quả xử lý và hạn chế các sự cố phát sinh, doanh nghiệp cần chú trọng ngay từ công đoạn tiền xử lý. Song chắn rác, bể tách mỡ hoặc hệ thống tuyển nổi áp lực DAF cần được vận hành hiệu quả nhằm giảm tải lượng chất rắn, dầu mỡ và các hợp chất hữu cơ trước khi đưa vào công trình sinh học. Đồng thời, bể điều hòa cần được thiết kế và vận hành phù hợp để cân bằng lưu lượng cũng như hạn chế sự biến động của tải lượng ô nhiễm đầu vào.
Đối với công trình sinh học, việc lựa chọn công nghệ phù hợp như AO, AAO hoặc MBBR có thể giúp nâng cao hiệu quả xử lý COD và Amoni đối với nước thải thủy sản. Bên cạnh đó, doanh nghiệp cần duy trì kiểm soát tốt các thông số vận hành quan trọng như oxy hòa tan, pH, độ kiềm, tỷ lệ tuần hoàn bùn và mật độ vi sinh nhằm đảm bảo hệ thống luôn hoạt động trong điều kiện tối ưu.
Trong bối cảnh yêu cầu kiểm soát ô nhiễm ngày càng chặt chẽ và chi phí vận hành liên tục gia tăng, việc đánh giá định kỳ hiệu suất của từng công trình xử lý và tối ưu công nghệ là giải pháp cần thiết giúp doanh nghiệp chủ động hơn trong công tác quản lý môi trường.
Hiểu rõ đặc điểm của nước thải thủy sản và những thách thức trong quá trình vận hành sẽ góp phần hạn chế nguy cơ vượt quy chuẩn, giảm thiểu sự cố và nâng cao hiệu quả xử lý trong dài hạn. Với kinh nghiệm thiết kế, thi công, vận hành và cải tạo nhiều hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, Đại Nam có thể hỗ trợ doanh nghiệp rà soát hiện trạng, nhận diện các điểm nghẽn vận hành và đề xuất giải pháp phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế.
