Trong bối cảnh ngành công nghiệp chế biến thủy sản đang phát triển mạnh mẽ tại Việt Nam, đặc biệt là ở các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, vấn đề môi trường ngày càng trở nên cấp thiết. Công ty TNHH Kovie Vina, một doanh nghiệp chuyên sản xuất bột cá tại huyện Châu Phú, tỉnh An Giang, đã nhận thức rõ tầm quan trọng của việc xử lý nước thải một cách bền vững và hiệu quả. Với đặc thù sản xuất bột cá, nước thải của nhà máy chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, dầu mỡ, các chất rắn lơ lửng và có mùi hôi đặc trưng, đặt ra nhiều thách thức trong quá trình xử lý.

Bài viết này sẽ phân tích chi tiết về dự án hệ thống xử lý nước thải với công suất 170 m3/ngày đêm tại Công ty TNHH Kovie Vina, từ những thách thức ban đầu, giải pháp kỹ thuật được áp dụng, đến kết quả đạt được sau khi vận hành hệ thống. Đây không chỉ là một dự án tiêu biểu về công nghệ xử lý nước thải hiện đại mà còn là minh chứng cho cam kết bảo vệ môi trường của doanh nghiệp trong lĩnh vực chế biến thủy sản.

Thách thức

Đặc điểm phức tạp của nước thải sản xuất bột cá

Nước thải từ quá trình sản xuất bột cá tại Công ty TNHH Kovie Vina có những đặc điểm vô cùng phức tạp, tạo nên thách thức lớn cho quá trình xử lý. Đầu tiên phải kể đến là hàm lượng chất hữu cơ cực cao, thể hiện qua các chỉ số BOD (Biological Oxygen Demand – Nhu cầu Oxy sinh học) và COD (Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu Oxy hóa học) có thể lên tới hàng nghìn mg/L, vượt ngưỡng cho phép nhiều lần. Nước thải còn chứa một lượng lớn dầu mỡ, protein, axit amin, và các chất rắn lơ lửng từ nguyên liệu cá trong quá trình sản xuất.

Một đặc điểm nổi bật khác là hàm lượng nitơ dưới dạng amoni (N-NH3) rất cao, có thể gây độc tính cho hệ thống xử lý sinh học và gây hiện tượng phú dưỡng nếu không được xử lý đúng cách. Đồng thời, sự biến động lớn về nồng độ chất ô nhiễm theo từng giai đoạn sản xuất cũng đặt ra yêu cầu cao về tính linh hoạt và khả năng thích ứng của hệ thống xử lý.

Vấn đề mùi hôi nghiêm trọng

Mùi hôi là một trong những vấn đề nổi cộm nhất của nước thải sản xuất bột cá. Quá trình chế biến nguyên liệu cá, đặc biệt là khi sử dụng cá không còn tươi, tạo ra các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi như amoniac, hydrogen sulfide, mercaptans và các amin khác. Những hợp chất này không chỉ gây mùi khó chịu mà còn có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của công nhân và cộng đồng dân cư xung quanh nếu không được kiểm soát hiệu quả.

Việc kiểm soát mùi hôi trong suốt quá trình xử lý nước thải trở thành một thách thức lớn, đòi hỏi phải có những giải pháp đặc biệt từ khâu thu gom, tách dầu mỡ đến các công đoạn xử lý sinh học.

Tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt

Dự án phải đảm bảo nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, cột A – một trong những tiêu chuẩn nghiêm ngặt nhất cho nước thải công nghiệp tại Việt Nam. Theo đó, các thông số như BOD5, COD, tổng nitrogen, phosphorus, dầu mỡ và các chất rắn lơ lửng phải được kiểm soát ở mức thấp, đảm bảo không gây tác động tiêu cực đến nguồn nước tiếp nhận.

Việc đáp ứng tiêu chuẩn này đòi hỏi hệ thống xử lý phải có hiệu suất cực cao và ổn định, đặc biệt khi nước thải đầu vào có tính chất biến động và phức tạp như từ sản xuất bột cá.

Giới hạn về không gian và chi phí

Công ty TNHH Kovie Vina, như nhiều doanh nghiệp khác, phải đối mặt với những hạn chế về diện tích đất dành cho hệ thống xử lý nước thải. Thiết kế hệ thống phải tối ưu hóa không gian sử dụng, đồng thời đảm bảo khả năng mở rộng trong tương lai khi nhu cầu sản xuất tăng lên.

Về mặt kinh tế, dự án phải cân nhắc giữa chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành lâu dài. Một hệ thống hiệu quả không chỉ đáp ứng các yêu cầu về môi trường mà còn phải kinh tế, bền vững về mặt tài chính cho doanh nghiệp trong lĩnh vực sản xuất bột cá – một ngành có biên lợi nhuận không cao.

Yêu cầu về độ tin cậy và tính liên tục

Quá trình sản xuất bột cá thường diễn ra liên tục, đòi hỏi hệ thống xử lý nước thải phải có độ tin cậy cao, hoạt động ổn định 24/7 và có khả năng ứng phó với những biến động đột ngột về lưu lượng hoặc nồng độ ô nhiễm. Bất kỳ sự cố nào trong hệ thống xử lý cũng có thể gây gián đoạn sản xuất, ảnh hưởng đến hiệu quả kinh doanh của doanh nghiệp.

Giải pháp

Quy trình xử lý toàn diện

Để đáp ứng những thách thức trên, hệ thống xử lý nước thải tại Công ty TNHH Kovie Vina được thiết kế theo quy trình khoa học và toàn diện, bao gồm các công đoạn: Nước thải → Tách dầu mỡ → Tách rác → Điều hòa → DAF → Trung gian → Tháp Stripping → UASB → Anoxic → MBBR → Aerobic → Lắng → Lọc áp → Khử trùng → Nguồn tiếp nhận. Mỗi bước trong quy trình đều có vai trò quan trọng trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm và đảm bảo nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn.

Hệ thống tách dầu mỡ

Công đoạn đầu tiên trong quy trình xử lý là tách dầu mỡ – một thành phần quan trọng trong nước thải sản xuất bột cá. Tại bể tách dầu mỡ, không khí được phân phối đều dọc đáy bể đẩy dầu mỡ nổi lên trên bề mặt và được thu hồi qua bể chứa dầu mỡ riêng biệt. Việc loại bỏ sớm dầu mỡ không chỉ giúp giảm tải cho các công đoạn xử lý phía sau mà còn góp phần kiểm soát mùi hôi ngay từ đầu.

Thiết bị tách rác trống quay

Sau khi qua bể tách dầu mỡ, nước thải được đưa qua thiết bị tách rác trống quay để loại bỏ các chất rắn có trong nước thải. Thiết bị này hoạt động liên tục và tự động, giúp giảm tải lượng nhiễm bẩn của nguồn thải trước khi vào hệ thống xử lý sinh học. Việc loại bỏ các chất rắn từ sớm giúp bảo vệ các thiết bị bơm, đường ống và các cấu kiện khác trong hệ thống, đồng thời tăng hiệu quả xử lý ở các công đoạn tiếp theo.

Bể điều hòa – Ổn định thông số đầu vào

Từ thiết bị tách rác, nước thải được đưa vào bể điều hòa – một trong những công đoạn quan trọng nhất trong quy trình xử lý. Tại đây, các thông số của nước thải như lưu lượng, nồng độ chất nhiễm bẩn, pH được điều chỉnh và ổn định, tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn xử lý tiếp theo.

Hệ thống sục khí được lắp đặt trong bể điều hòa giúp trộn đều nước thải, ngăn quá trình lắng cặn và đặc biệt quan trọng là ngăn chặn quá trình phân hủy yếm khí gây mùi hôi. Đồng thời, quá trình sục khí sơ bộ này cũng giúp oxy hóa một phần các chất hữu cơ, giảm tải cho các công đoạn xử lý sinh học phía sau.

Công nghệ DAF (Dissolved Air Flotation)

Sau khi qua bể điều hòa, nước thải được đưa vào hệ thống DAF – một công nghệ hiện đại và hiệu quả để tách các chất béo, dầu mỡ và các chất rắn lơ lửng khỏi nước thải. Nguyên lý của công nghệ này là sử dụng bọt khí siêu mịn để bám vào các hạt ô nhiễm, làm cho chúng nổi lên bề mặt, từ đó dễ dàng thu gom bằng thiết bị gạt bọt chuyên dụng.

Đối với nước thải sản xuất bột cá với hàm lượng dầu mỡ và protein cao, công nghệ DAF cho hiệu quả tách loại vượt trội so với các phương pháp truyền thống. Nước sau khi qua DAF giảm đáng kể hàm lượng chất hữu cơ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý sinh học phía sau.

Tháp Stripping – Giải pháp đặc biệt xử lý amoni

Một trong những điểm đặc biệt của hệ thống xử lý nước thải tại Công ty TNHH Kovie Vina là việc ứng dụng tháp Stripping để loại bỏ amoni (N-NH3) – một thành phần đặc trưng và khó xử lý trong nước thải sản xuất bột cá. Công nghệ này cho phép loại bỏ amoni với hiệu suất cao từ 80-90%, giảm đáng kể tải lượng nitơ cho các công đoạn xử lý sinh học phía sau.

Nguyên lý hoạt động của tháp Stripping là sử dụng dòng không khí đi ngược chiều với dòng nước thải trong tháp, kết hợp với việc điều chỉnh pH để chuyển amoni thành dạng khí (NH3) và thổi bay khỏi nước thải. Công nghệ này không chỉ hiệu quả trong việc loại bỏ amoni mà còn góp phần đáng kể trong việc giảm mùi hôi cho toàn bộ hệ thống.

Bể tiền UASB – Chuẩn bị cho xử lý sinh học

Sau tháp Stripping, nước thải được đưa vào bể tiền UASB để điều hòa nồng độ pH. Quá trình khử nitơ trong tháp Stripping có thể làm thay đổi pH của nước thải, do đó cần phải điều chỉnh pH về mức 7-7,5 – khoảng thích hợp cho quá trình xử lý sinh học yếm khí ở công đoạn tiếp theo. Việc chuẩn bị kỹ lưỡng này đảm bảo hiệu quả tối ưu cho quá trình xử lý sinh học, đồng thời bảo vệ hệ vi sinh vật trong bể UASB.

Công nghệ UASB – Xử lý kỵ khí hiệu quả

Công nghệ UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket – Bể sinh học kỵ khí dòng chảy ngược) là một bước quan trọng trong quy trình xử lý nước thải tại Kovie Vina. Tại đây, nước thải chảy từ dưới lên qua một lớp bùn kỵ khí, nơi các vi sinh vật kỵ khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành các hợp chất đơn giản hơn như khí metan và CO2.

Đặc điểm nổi bật của công nghệ UASB là sử dụng các dòng vi sinh vật phân hủy yếm khí và các giá thể đặc biệt nhằm tạo khả năng dính bám cho vi sinh vật hoạt động tốt hơn. Điều này giúp đảm bảo các thông số đầu vào cho cụm bể xử lý sinh học hiếu khí phía sau làm việc hiệu quả và chất lượng nước đầu ra đạt yêu cầu.

Hệ thống Anoxic, MBBR và Aerobic

Một trong những điểm nổi bật khác của hệ thống xử lý nước thải tại Kovie Vina là sự kết hợp giữa các công nghệ xử lý sinh học hiện đại: Anoxic (thiếu khí), MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor – Lò phản ứng màng sinh học giá thể di động) và Aerobic (hiếu khí).

Hệ thống này sử dụng luân phiên thay đổi giữa quá trình thiếu khí và hiếu khí (quá trình tuần hoàn bùn) trong hệ thống, cho phép xử lý tốt nhất nitơ và phốt pho trong nước thải. Hiệu quả xử lý chất nhiễm bẩn cao (98%) và ổn định, không thay đổi khi tải trọng chất nhiễm (COD) tăng 20% và lưu lượng thay đổi 10-15%. Khả năng khử nitơ và phốt pho lên đến 95% khi vận hành đúng hướng dẫn kỹ thuật.

Đặc biệt, quá trình xử lý sinh học kết hợp với giá thể MBBR được coi là bước tiến lớn của kỹ thuật xử lý nước thải. Sự trao đổi chất, nitrat hóa diễn ra nhanh nhờ vào mật vi sinh lớn tập trung trong giá thể di động, giúp tăng cường hiệu suất xử lý trong khi vẫn tiết kiệm không gian.

Bể lắng – Thu hồi bùn hoạt tính

Sau khi qua quá trình xử lý sinh học, nước thải được đưa vào bể lắng để tách bùn hoạt tính ra khỏi nước đã xử lý. Bùn hoạt tính sinh ra một phần hoàn lưu về bể Aerobic để duy trì nồng độ vi sinh vật ổn định, trong khi bùn dư được đưa về bể nén bùn và xử lý theo quy định.

Thiết kế của bể lắng đảm bảo hiệu quả lắng cao nhất, cho phép thu hồi bùn hoạt tính chất lượng tốt đồng thời tạo ra nước trong ở phía trên để chuyển sang công đoạn tiếp theo.

Lọc áp lực và khử trùng

Nước thải sau bể lắng được bơm lên thiết bị lọc áp nhằm loại bỏ phần cặn lơ lửng còn sót lại trong nước trong quá trình lắng không lắng được thông qua các lớp vật liệu lọc đa tầng (cát, sỏi). Công đoạn này đảm bảo nước đầu ra đạt chuẩn về chất rắn lơ lửng và độ đục.

Cuối cùng, trước khi xả ra môi trường, nước thải được đưa qua bể khử trùng, nơi nước tiếp xúc với dung dịch Clo để tiêu diệt hoàn toàn các vi khuẩn Coliform và vi trùng gây bệnh khác còn sót lại. Thời gian lưu nước trong bể khử trùng được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả khử trùng tối ưu, đồng thời không làm tăng hàm lượng Clo dư trong nước thải, tránh gây tác động tiêu cực đến môi trường tiếp nhận.

Kết quả

Đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, cột A

Sau khi đưa vào vận hành, hệ thống xử lý nước thải tại Công ty TNHH Kovie Vina đã chứng minh được hiệu quả vượt trội, với nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, cột A – tiêu chuẩn nghiêm ngặt cho nước thải công nghiệp. Các thông số quan trọng như BOD5, COD, tổng nitơ, phốt pho, dầu mỡ và chất rắn lơ lửng đều nằm trong giới hạn cho phép, đảm bảo không gây tác động tiêu cực đến nguồn nước tiếp nhận.

Hiệu suất xử lý cao và ổn định

Một trong những thành công nổi bật của hệ thống là hiệu suất xử lý chất ô nhiễm đạt tới 98% và duy trì ổn định ngay cả khi có sự biến động về tải trọng ô nhiễm. Hệ thống vẫn hoạt động hiệu quả khi tải trọng COD tăng 20% và lưu lượng thay đổi 10-15%, chứng tỏ tính linh hoạt và khả năng thích ứng cao trong điều kiện vận hành thực tế.

Khả năng xử lý nitơ và phốt pho vượt trội

Đặc biệt, hệ thống đã chứng minh khả năng xử lý nitơ và phốt pho xuất sắc, với hiệu suất lên đến 95% khi vận hành đúng theo hướng dẫn kỹ thuật. Điều này đặc biệt quan trọng đối với nước thải sản xuất bột cá vốn có hàm lượng nitơ và phốt pho cao. Việc loại bỏ hiệu quả hai thành phần này giúp ngăn ngừa hiện tượng phú dưỡng và bảo vệ hệ sinh thái thủy sinh tại nguồn nước tiếp nhận.

Kiểm soát hiệu quả mùi hôi

Một thành công đáng kể khác của dự án là khả năng kiểm soát hiệu quả mùi hôi – vấn đề nan giải của ngành sản xuất bột cá. Qua việc kết hợp nhiều công nghệ từ tách dầu mỡ, điều hòa có sục khí, đến tháp Stripping và xử lý sinh học hiệu quả, mùi hôi đã được giảm thiểu đáng kể, cải thiện môi trường làm việc cho người lao động và không gây phiền toái cho khu vực xung quanh.

Vận hành ổn định với công suất thiết kế

Hệ thống đã chứng minh khả năng vận hành ổn định với công suất 170 m3/ngày đêm, đáp ứng đầy đủ nhu cầu xử lý nước thải của công ty, ngay cả trong những thời điểm cao điểm sản xuất. Thiết kế khoa học của hệ thống cho phép điều chỉnh công suất linh hoạt theo thực tế sản xuất, vừa đảm bảo hiệu quả xử lý, vừa tối ưu hóa chi phí vận hành.

Tối ưu hóa không gian và chi phí

Mặc dù quy trình xử lý phức tạp với nhiều công đoạn, hệ thống vẫn được thiết kế tối ưu, tiết kiệm không gian – một yếu tố quan trọng đối với Kovie Vina. Việc ứng dụng các công nghệ hiện đại như MBBR với giá thể di động cho phép tăng cường hiệu suất xử lý trong khi vẫn giảm thiểu diện tích cần thiết.

Về mặt kinh tế, hệ thống có chi phí vận hành hợp lý nhờ thiết kế tối ưu và việc ứng dụng công nghệ tự động hóa. Đặc biệt, việc thu hồi và tái sử dụng bùn hoạt tính giúp tiết kiệm chi phí vận hành đáng kể cho doanh nghiệp.

Đóng góp vào phát triển bền vững

Việc đầu tư vào hệ thống xử lý nước thải hiện đại không chỉ giúp Công ty TNHH Kovie Vina tuân thủ các quy định pháp luật về bảo vệ môi trường mà còn thể hiện cam kết mạnh mẽ của doanh nghiệp đối với phát triển bền vững. Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cao giúp bảo vệ nguồn nước tiếp nhận, góp phần vào việc bảo tồn hệ sinh thái thủy sinh và nâng cao chất lượng môi trường sống cho cộng đồng xung quanh.

Kết luận

Dự án hệ thống xử lý nước thải tại Công ty TNHH Kovie Vina là một minh chứng rõ ràng cho sự kết hợp hoàn hảo giữa công nghệ hiện đại và thiết kế khoa học trong lĩnh vực xử lý môi trường. Với công suất 170 m3/ngày đêm, hệ thống đã thành công trong việc xử lý nước thải đặc thù từ sản xuất bột cá đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, cột A, đồng thời kiểm soát hiệu quả mùi hôi và tối ưu hóa chi phí vận hành.

Thành công của dự án không chỉ đến từ việc lựa chọn công nghệ phù hợp mà còn nhờ vào cách tiếp cận toàn diện, từ việc phân tích kỹ lưỡng đặc điểm nước thải đầu vào, thiết kế hệ thống với các công đoạn xử lý bổ trợ cho nhau, đến việc tích hợp hệ thống kiểm soát và tự động hóa hiện đại. Đặc biệt, việc kết hợp nhiều công nghệ tiên tiến như tháp Stripping, UASB, MBBR và hệ thống Anoxic-Aerobic đã tạo nên một giải pháp xử lý hiệu quả và bền vững cho loại nước thải phức tạp như từ sản xuất bột cá.

Dự án này cũng cho thấy rằng đầu tư cho công nghệ xử lý nước thải hiện đại không chỉ là chi phí mà còn là khoản đầu tư mang lại giá trị lâu dài cho doanh nghiệp, từ việc tuân thủ quy định pháp luật, tiết kiệm chi phí vận hành, đến việc nâng cao hình ảnh và tạo lợi thế cạnh tranh trên thị trường.

Hệ thống xử lý nước thải tại Công ty TNHH Kovie Vina có thể được coi là một mô hình mẫu mực cho các doanh nghiệp trong ngành sản xuất bột cá nói riêng và các ngành công nghiệp chế biến thủy sản nói chung trong việc ứng dụng công nghệ hiện đại để giải quyết các vấn đề môi trường phức tạp, hướng tới mục tiêu phát triển bền vững.