Công ty Cổ phần Thủy sản Tắc Cậu (KICOIMEX), đặt tại Khu cảng cá Tắc Cậu, huyện Châu Thành, tỉnh Kiên Giang, là một trong những đơn vị sản xuất chế biến thủy sản hàng đầu tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Được thành lập từ năm 2008, công ty hiện là thành viên của Tập đoàn Phú Cường, với 2 xí nghiệp có tổng sản lượng lên đến 30.000 tấn/năm, chủ yếu tập trung vào sản xuất chả cá surimi đông lạnh, một mặt hàng xuất khẩu chủ lực của ngành thủy sản Việt Nam.

Trong quá trình chế biến surimi, một lượng lớn nước thải với đặc tính ô nhiễm cao được phát sinh. Nhận thức được tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững, KICOIMEX đã đầu tư xây dựng một hệ thống xử lý nước thải hiện đại với công suất 300 m3/ngày đêm. Hệ thống này được thiết kế đặc biệt để xử lý nước thải từ quá trình chế biến surimi, đảm bảo nước thải sau xử lý đáp ứng tiêu chuẩn QCVN 11:2008/BTNMT, cột B trước khi thải ra môi trường.

Bài viết này sẽ phân tích chi tiết về những thách thức trong việc xử lý nước thải chế biến surimi, giải pháp công nghệ được áp dụng và kết quả đạt được từ hệ thống xử lý nước thải của Công ty Cổ phần Thủy sản Tắc Cậu.

Thách thức

Đặc điểm nước thải chế biến Surimi

Nước thải từ quá trình chế biến surimi có những đặc điểm đặc trưng gây nhiều khó khăn trong việc xử lý:

1. Nồng độ ô nhiễm hữu cơ cực cao: Nước thải surimi có chỉ số COD (Chemical Oxygen Demand) có thể lên đến 10.000 – 36.000 mg/l và BOD5 (Biochemical Oxygen Demand) từ 4.000 – 15.000 mg/l. Đây là mức ô nhiễm vượt xa nhiều loại nước thải công nghiệp khác và được coi là một trong những loại nước thải khó xử lý nhất trong ngành thủy sản.
2. Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao: Trong quá trình rửa, nghiền và lọc cá để sản xuất surimi, một lượng lớn các mảnh vụn cá, vảy, da và các chất rắn khác được giải phóng vào nước thải. Nồng độ TSS (Total Suspended Solids) thường dao động từ 500 – 1.500 mg/l.
3. Hàm lượng đạm, nitơ và phospho cao: Do đặc thù nguyên liệu là thịt cá giàu protein, nước thải surimi chứa hàm lượng cao các chất dinh dưỡng như nitơ (100 – 300 mg/l) và phospho (20 – 60 mg/l), có thể gây hiện tượng phú dưỡng nếu không được xử lý hiệu quả.
4. Dầu mỡ động vật: Chế biến cá tạo ra một lượng đáng kể dầu mỡ trong nước thải (100 – 500 mg/l), tạo thành lớp màng trên bề mặt, gây cản trở quá trình trao đổi khí trong các bể xử lý sinh học.
5. Mùi hôi tanh nồng nặc: Nước thải surimi có mùi tanh đặc trưng, dễ phân hủy yếm khí tạo ra các khí độc hại như H2S, mercaptan và các hợp chất hữu cơ bay hơi khác.
6. Lượng nước thải lớn: Quá trình sản xuất surimi cần một lượng nước lớn, đặc biệt trong công đoạn rửa cá nhiều lần để loại bỏ mỡ, máu và các protein hòa tan không mong muốn. Điều này dẫn đến lượng nước thải phát sinh rất lớn, dao động từ 20-25 m3/tấn sản phẩm.

Yêu cầu pháp lý nghiêm ngặt

Nước thải từ quá trình chế biến surimi của KICOIMEX phải tuân thủ quy định trong QCVN 11:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp chế biến thủy sản, cột B. Cụ thể, nước thải sau xử lý phải đáp ứng các tiêu chuẩn sau:

• pH: 5,5 – 9
• BOD5: ≤ 50 mg/l
• COD: ≤ 80 mg/l
• Tổng chất rắn lơ lửng (TSS): ≤ 100 mg/l
• Amoni (tính theo N): ≤ 20 mg/l
• Tổng Nitơ: ≤ 60 mg/l
• Tổng dầu mỡ động thực vật: ≤ 20 mg/l
• Clo dư: ≤ 2 mg/l
• Tổng Coliform: ≤ 5.000 MPN/100ml

Với đặc tính nước thải surimi có nồng độ ô nhiễm cao như đã nêu, việc đạt được các tiêu chuẩn này đặt ra nhiều thách thức lớn cho hệ thống xử lý.

Khó khăn kỹ thuật và vận hành

1. Biến động lớn về tải lượng ô nhiễm: Nồng độ và thành phần ô nhiễm trong nước thải surimi thay đổi đáng kể theo từng mẻ sản xuất và thời gian trong ngày, gây khó khăn cho việc vận hành ổn định hệ thống xử lý.
2. Xử lý đồng thời nhiều thông số ô nhiễm: Hệ thống phải đối mặt với thách thức xử lý hiệu quả đồng thời nhiều thông số ô nhiễm khác nhau: chất hữu cơ (COD, BOD), chất rắn lơ lửng, nitơ, phospho và dầu mỡ.
3. Hiện tượng sốc tải: Khi có sự gia tăng đột ngột về tải lượng ô nhiễm hoặc lưu lượng, hệ thống xử lý sinh học dễ bị sốc, làm giảm hiệu quả xử lý.
4. Chi phí năng lượng cao: Xử lý nước thải với nồng độ ô nhiễm cao như nước thải surimi đòi hỏi tiêu thụ nhiều năng lượng, đặc biệt là điện cho các thiết bị thổi khí, bơm và khuấy trộn.
5. Khó khăn trong kiểm soát mùi: Mùi hôi từ nước thải surimi là một thách thức đặc biệt, đòi hỏi các biện pháp kiểm soát hiệu quả.
6. Xử lý và quản lý bùn thải: Quá trình xử lý nước thải surimi tạo ra một lượng lớn bùn với hàm lượng chất hữu cơ cao, cần có phương án xử lý và tiêu hủy phù hợp.

Giải pháp

Để đối phó với những thách thức trên, Công ty CP Thủy sản Tắc Cậu đã đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải hiện đại với công suất 300 m3/ngày đêm, áp dụng các công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực xử lý nước thải công nghiệp.

Quy trình công nghệ xử lý

Hệ thống xử lý nước thải của KICOIMEX được thiết kế theo quy trình công nghệ toàn diện với nhiều công đoạn xử lý liên tiếp, bao gồm:

1. Bể gom: Thu gom toàn bộ nước thải từ các công đoạn sản xuất, đồng thời tách sơ bộ các tạp chất thô. Bể được thiết kế với thể tích phù hợp để đảm bảo thời gian lưu nước đủ cho công tác tách cặn ban đầu.
2. Máy lọc rác tinh dạng trống quay: Loại bỏ các tạp chất rắn có kích thước lớn như vảy cá, bọt và mảnh vụn. Thiết bị hoạt động liên tục với nguyên lý tự làm sạch, giảm thiểu công tác bảo trì và nguy cơ tắc nghẽn hệ thống.
3. Bể điều hòa 1 và 2: Hệ thống hai bể điều hòa liên tiếp nhằm đồng đều hóa lưu lượng và nồng độ ô nhiễm, ổn định pH của nước thải. Bể điều hòa được trang bị hệ thống khuấy trộn để tránh lắng cặn và ngăn ngừa phân hủy kỵ khí gây mùi hôi. Việc sử dụng hai bể điều hòa liên tiếp giúp giảm kích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho các công đoạn xử lý phía sau, tránh hiện tượng quá tải và đảm bảo hệ thống luôn hoạt động ổn định.
4. Thiết bị tuyển nổi siêu nông (DAF – Dissolved Air Flotation): Đây là công nghệ hiện đại giúp tách các chất rắn lơ lửng và dầu mỡ bằng phương pháp tạo bọt khí siêu mịn. Nước thải được trộn với hóa chất keo tụ và polymer trợ keo tụ, sau đó được đưa vào thiết bị DAF. Tại đây, các bọt khí được tạo ra dưới áp suất cao sẽ bám vào các hạt ô nhiễm, đẩy chúng nổi lên bề mặt và được thu gom bằng hệ thống gạt váng. Công nghệ DAF có hiệu suất loại bỏ lên đến 90% dầu mỡ và 70-80% chất rắn lơ lửng, giúp giảm đáng kể tải trọng ô nhiễm cho các bước xử lý sinh học tiếp theo.
5. Bể chứa: Thu nước sau khi qua thiết bị tuyển nổi DAF và phân phối đều đến bể kỵ khí UAFB. Bể được thiết kế để đảm bảo lưu lượng ổn định, tránh sốc tải cho hệ thống xử lý sinh học.
6. Bể kỵ khí UAFB (Upflow Anaerobic Filter Bed): Đây là công nghệ xử lý sinh học kỵ khí tiên tiến, sử dụng vật liệu đệm cố định để các vi sinh vật kỵ khí bám dính và phát triển. Nước thải được dẫn từ dưới lên qua lớp vật liệu đệm, các vi sinh vật sẽ phân hủy các chất hữu cơ có nồng độ cao, chuyển hóa chúng thành các hợp chất đơn giản hơn và khí biogas (chủ yếu là methane và CO2). Bể UAFB có hiệu suất xử lý COD đạt 70-80%, giúp giảm đáng kể tải trọng ô nhiễm cho các bể xử lý hiếu khí phía sau.
7. Bể sinh học hiếu khí (Aerobic): Sau xử lý kỵ khí, nước thải được đưa vào bể hiếu khí sử dụng bùn hoạt tính lơ lửng. Không khí được đưa vào bể bằng máy thổi khí công suất lớn qua hệ thống đĩa khuếch tán khí đặt ở đáy bể. Lượng oxy hòa tan trong nước thải được duy trì ở mức 2-3 mg/l, tạo điều kiện tối ưu cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động, phân hủy các chất hữu cơ còn lại và chuyển hóa các hợp chất nitơ. Bể hiếu khí của KICOIMEX được thiết kế với thời gian lưu nước đủ để đảm bảo hiệu quả xử lý cao nhất.
8. Bể lắng: Tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải đã qua xử lý sinh học. Một phần bùn được bơm hồi lưu về bể Aerotank để duy trì nồng độ vi sinh vật, phần dư được đưa về bể chứa bùn. Bể lắng được thiết kế với hiệu quả tách bùn đạt 70-80%, đảm bảo nước sau lắng đạt yêu cầu về độ trong.
9. Bể khử trùng: Công đoạn cuối cùng trong quy trình xử lý, nước sau lắng được tiếp xúc với chlorine nhằm tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn Coliform và các vi trùng gây bệnh khác trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Hệ thống khử trùng được thiết kế với thời gian tiếp xúc tối ưu để đảm bảo hiệu quả diệt khuẩn cao nhất.
10. Bể chứa bùn: Thu gom và xử lý bùn dư từ các công đoạn xử lý, bao gồm bùn từ bể tuyển nổi, bể UAFB và bể lắng. Bùn được nén và làm khô trước khi đưa đi xử lý cuối cùng hoặc tái sử dụng làm phân bón.

Đặc điểm nổi bật của hệ thống

1. Kết hợp nhiều công nghệ hiện đại: Hệ thống xử lý nước thải của KICOIMEX là sự kết hợp hợp lý giữa các phương pháp xử lý vật lý, hóa học và sinh học, tạo thành một quy trình xử lý toàn diện có khả năng đối phó với đặc tính phức tạp của nước thải surimi.
2. Công nghệ DAF tiên tiến: Sử dụng thiết bị tuyển nổi áp lực hiện đại có khả năng tạo các bọt khí siêu mịn (20-50 micromet), giúp tách hiệu quả dầu mỡ và chất rắn lơ lửng. So với các phương pháp lắng truyền thống, công nghệ DAF tiết kiệm không gian, thời gian xử lý và đạt hiệu quả cao hơn.
3. Hệ thống UAFB hiệu quả: Bể kỵ khí UAFB với vật liệu đệm đặc biệt giúp tăng diện tích bề mặt cho vi sinh vật bám dính, nâng cao hiệu quả xử lý và khả năng chịu tải. Công nghệ này còn có thể thu hồi khí biogas, tiềm năng sử dụng làm nguồn năng lượng tái tạo.
4. Hệ thống kiểm soát tự động: Toàn bộ quá trình được giám sát và điều khiển bằng hệ thống tự động với các cảm biến đo các thông số quan trọng (pH, DO, ORP, lưu lượng) theo thời gian thực. Điều này giúp tối ưu hóa quá trình vận hành, tiết kiệm năng lượng và hóa chất, đồng thời cho phép can thiệp kịp thời khi có sự cố.
5. Thiết kế chống sốc tải: Hệ thống được thiết kế với hệ số an toàn cao, có khả năng đối phó với những biến động về lưu lượng và nồng độ ô nhiễm trong nước thải đầu vào. Đặc biệt, việc sử dụng hai bể điều hòa liên tiếp giúp giảm đáng kể tác động của các đợt sốc tải.
6. Hệ thống thu hồi và tái sử dụng: Hệ thống được thiết kế với khả năng thu hồi một số thành phần có giá trị từ nước thải như dầu mỡ và bùn thải giàu dinh dưỡng, có thể tái sử dụng làm nguyên liệu sản xuất bột cá hoặc phân bón.

Kết quả

Chất lượng nước thải đầu ra

Sau khi đi vào vận hành, hệ thống xử lý nước thải surimi của Công ty CP Thủy sản Tắc Cậu đã đạt được những kết quả đáng khích lệ:

1. Đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn QCVN 11:2008/BTNMT, cột B:
   • pH: 6,5 – 7,5 (nằm trong khoảng cho phép 5,5 – 9)
   • BOD5: < 40 mg/l (tiêu chuẩn ≤ 50 mg/l)
   • COD: < 70 mg/l (tiêu chuẩn ≤ 80 mg/l)
   • TSS: < 80 mg/l (tiêu chuẩn ≤ 100 mg/l)
   • Amoni: < 15 mg/l (tiêu chuẩn ≤ 20 mg/l)
   • Tổng Nitơ: < 50 mg/l (tiêu chuẩn ≤ 60 mg/l)
   • Dầu mỡ: < 15 mg/l (tiêu chuẩn ≤ 20 mg/l)
   • Coliform: < 3.000 MPN/100ml (tiêu chuẩn ≤ 5.000 MPN/100ml)
2. Hiệu suất xử lý cao:
   • Loại bỏ 97-98% BOD5
   • Loại bỏ 95-96% COD
   • Loại bỏ 94-96% TSS
   • Loại bỏ 80-85% Nitơ tổng
   • Loại bỏ 95-98% dầu mỡ
   • Giảm 99,9% vi khuẩn Coliform
3. Ổn định trong vận hành: Chất lượng nước thải đầu ra luôn ổn định, ngay cả khi có sự biến động về lưu lượng và nồng độ ô nhiễm trong nước thải đầu vào. Hệ thống thể hiện khả năng chống chịu tốt với các đợt tăng đột biến lên đến 15% về lưu lượng và 20% về tải lượng ô nhiễm.

Lợi ích kinh tế và môi trường

1. Tuân thủ quy định pháp luật: Việc đầu tư hệ thống xử lý nước thải hiện đại giúp công ty tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về bảo vệ môi trường, tránh các khoản phạt hành chính và nguy cơ đình chỉ hoạt động sản xuất.
2. Nâng cao hình ảnh doanh nghiệp: KICOIMEX đã khẳng định vị thế là một doanh nghiệp có trách nhiệm với môi trường và cộng đồng, góp phần nâng cao hình ảnh và uy tín trên thị trường quốc tế. Điều này đặc biệt quan trọng khi xuất khẩu surimi sang các thị trường khó tính như EU, Mỹ, Nhật Bản và Hàn Quốc, nơi yêu cầu cao về bảo vệ môi trường.
3. Tiết kiệm chi phí dài hạn: Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cao, hệ thống được thiết kế với nhiều giải pháp tiết kiệm năng lượng và hóa chất, giúp giảm chi phí vận hành dài hạn. Đặc biệt, khả năng thu hồi khí biogas từ bể UAFB và tái sử dụng bùn thải làm giảm đáng kể chi phí năng lượng và xử lý chất thải.
4. Tiềm năng tái sử dụng tài nguyên: Hệ thống cho phép thu hồi và tái sử dụng:
   • Bùn thải giàu dinh dưỡng làm phân bón cho nông nghiệp
   • Khí biogas sử dụng làm nhiên liệu đốt
   • Nước sau xử lý có thể tái sử dụng cho một số mục đích không yêu cầu nước sạch
5. Bảo vệ môi trường: Hệ thống xử lý hiệu quả đã góp phần giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và nguồn nước, bảo vệ hệ sinh thái thủy sinh và sức khỏe cộng đồng dân cư xung quanh.
6. Tạo điều kiện mở rộng sản xuất: Với hệ thống xử lý nước thải hiện đại và hiệu quả, KICOIMEX có nền tảng vững chắc để mở rộng quy mô sản xuất trong tương lai, nâng cao năng lực cạnh tranh trên thị trường quốc tế.

Kết luận

Hệ thống xử lý nước thải chế biến Surimi Tắc Cậu với công suất 300 m3/ngày.đêm là một minh chứng rõ nét cho việc ứng dụng thành công các công nghệ tiên tiến trong xử lý nước thải công nghiệp có nồng độ ô nhiễm cao. Bằng cách kết hợp nhiều phương pháp xử lý khác nhau như DAF, UAFB và xử lý hiếu khí, hệ thống đã vượt qua những thách thức lớn trong việc xử lý nước thải surimi để đạt được chất lượng đầu ra đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn QCVN 11:2008/BTNMT, cột B.

Thành công của dự án không chỉ giúp Công ty CP Thủy sản Tắc Cậu tuân thủ các quy định về bảo vệ môi trường mà còn mang lại nhiều lợi ích kinh tế và xã hội. Việc đầu tư vào công nghệ xử lý nước thải hiện đại giúp doanh nghiệp nâng cao hình ảnh, tiết kiệm chi phí dài hạn và tạo điều kiện thuận lợi cho việc mở rộng sản xuất trong tương lai.

Mô hình này không chỉ là một bài học kinh nghiệm quý báu cho các doanh nghiệp chế biến thủy sản khác mà còn là minh chứng cho thấy sự phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường có thể đi đôi với nhau. Trong bối cảnh các quy định về môi trường ngày càng nghiêm ngặt và người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến nguồn gốc và quy trình sản xuất sản phẩm, việc đầu tư vào hệ thống xử lý nước thải hiện đại không chỉ là một nghĩa vụ mà còn là một chiến lược kinh doanh thông minh cho các doanh nghiệp trong ngành thủy sản Việt Nam.