Công ty CP thủy sản & XNK Cần Đỏ, một doanh nghiệp hàng đầu trong lĩnh vực chế biến và xuất khẩu thủy sản tại Việt Nam, có nhà máy đặt tại 40 Lê Hồng Phong, Phường 4, Thành phố Vũng Tàu, Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Với quy mô sản xuất lớn và định hướng phát triển bền vững, doanh nghiệp đã đầu tư xây dựng một hệ thống xử lý nước thải hiện đại để xử lý hiệu quả nước thải phát sinh từ quy trình chế biến Surimi.

Surimi là một dạng protein cá được rửa sạch, nghiền nhỏ và đông lạnh, là nguyên liệu trung gian để sản xuất nhiều sản phẩm giả cua, chạch, tôm hoặc các loại hải sản khác. Quá trình sản xuất Surimi tạo ra một lượng lớn nước thải với nồng độ ô nhiễm cao, đòi hỏi hệ thống xử lý đặc biệt để đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt.

Bài viết này sẽ phân tích chi tiết về hệ thống xử lý nước thải chế biến Surimi Coimex với công suất 300 m3/ngày.đêm, từ những thách thức đặc thù, giải pháp công nghệ được áp dụng đến kết quả đạt được sau khi đưa hệ thống vào vận hành.

Thách thức

Đặc điểm nước thải chế biến Surimi

Nước thải từ quá trình chế biến Surimi có những đặc điểm đặc trưng gây 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 loại nước thải khó xử lý nhất trong ngành chế biến 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, mô liên kết, vảy và các chất rắn khác được giải phóng vào nước thải. Nồng độ TSS (Total Suspended Solids) thường dao động từ 1.000 – 3.000 mg/l.
3. Hàm lượng đạm, nitơ và photpho 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 photpho (20 – 60 mg/l), có thể gây hiện tượng phú dưỡng nếu không được xử lý hiệu quả trước khi xả ra môi trường.
4. Dầu mỡ động vật: Chế biến cá tạo ra một lượng đáng kể dầu mỡ trong nước thải (100 – 500 mg/l), có xu hướng tạo thành lớp màng trên bề mặt, gây cản trở quá trình trao đổi khí và hoạt động của vi sinh vật 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 khí H2S, mercaptan và các hợp chất hữu cơ bay hơi khác gây mùi khó chịu, ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.
6. Lưu lượng nước thải lớn và biến động: Quá trình sản xuất Surimi tiêu thụ lượng nước lớn (20-25 m3/tấn sản phẩm), cao hơn nhiều so với các sản phẩm thủy sản khác, tạo áp lực lên hệ thống xử lý. Lưu lượng nước thải cũng biến động mạnh theo các ca sản xuất và mùa vụ.

Yêu cầu pháp lý nghiêm ngặt

Nước thải từ nhà máy chế biến Surimi Coimex cần tuân thủ các 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

Việc không đáp ứng các tiêu chuẩn này không chỉ dẫn đến các chế tài xử phạt từ cơ quan quản lý môi trường mà còn ảnh hưởng đến hình ảnh, uy tín và khả năng xuất khẩu của doanh nghiệp.

Khó khăn kỹ thuật và vận hành

1. Tải lượng ô nhiễm dao động lớn: Nồng độ và thành phần ô nhiễm trong nước thải thay đổi đáng kể theo từng mẻ sản xuất, gây khó khăn cho việc vận hành ổn định hệ thống xử lý.
2. Hiện tượng sốc tải: Khi có sự gia tăng đột ngột về tải lượng ô nhiễm hoặc lưu lượng nước thải, hệ thống xử lý sinh học dễ bị sốc, làm giảm hiệu quả xử lý và thậm chí có thể gây chết hệ vi sinh vật.
3. Xử lý triệt để đồng thời các thông số ô nhiễm: Việc phải xử lý đồng thời nồng độ cao của cả chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, nitơ, photpho và dầu mỡ đòi hỏi thiết kế hệ thống phức tạp với nhiều công đoạn xử lý kết hợp.
4. Chi phí vận hành: Xử lý nước thải có nồng độ ô nhiễm cao như nước thải Surimi đòi hỏi tiêu thụ nhiều năng lượng (điện cho máy thổi khí, bơm) và hóa chất (chất keo tụ, dinh dưỡng cho vi sinh, chất khử trùng), dẫn đến chi phí vận hành cao.
5. Khó khăn trong việc khử mùi: Kiểm soát mùi hôi từ nước thải Surimi là một thách thức lớn, đặc biệt là trong các giai đoạn xử lý yếm khí.

Giải pháp

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

Quy trình công nghệ xử lý tổng thể

Hệ thống xử lý nước thải Surimi Coimex được thiết kế với quy trình công nghệ toàn diện, kết hợp các phương pháp xử lý cơ học, hóa lý và sinh học, bao gồm các công đoạn chính sau:

1. Bể gom: Thu gom nước thải và tách tạp chất thô. Bể được thiết kế với thời gian lưu nước đủ để đảm bảo lưu lượng ổn định cho các công đoạn tiếp theo, đồng thời giúp lắng sơ bộ các chất rắn có kích thước lớn.
2. Máy lọc rác tinh dạng trống quay: Loại bỏ hiệu quả các vật chất rắn nhỏ như vảy, bọt, mảnh vụn cá có trong nước thải. Thiết bị hoạt động liên tục với nguyên lý tự làm sạch, hạn chế tối đa sự tắc nghẽn.

1. Bể điều hòa 1 và 2: Làm đồng đều nồng độ ô nhiễm và lưu lượng 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. Hệ thống hai bể điều hòa liên tiếp giúp tăng thời gian lưu nước, cải thiện hiệu quả đồng nhất.

1. Thiết bị tuyển nổi siêu nông (DAF): 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 thích hợp (như PAC, phèn nhôm) và polymer trợ keo tụ, sau đó được đưa vào thiết bị DAF. Tại đây, các bọt khí siêu mịn sẽ bám vào các hạt ô nhiễm, đẩy chúng nổi lên bề mặt và được gạt ra khỏi hệ thống. Công nghệ DAF có hiệu suất loại bỏ đến 90% dầu mỡ và 70-80% chất rắn lơ lửng.
2. Bể chứa: Thu nước từ cụm tuyển nổi siêu nông và phân phối qua 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.
3. Bể kỵ khí UAFB (Upflow Anaerobic Filter Bed): Xử lý sơ bộ nước thải có hàm lượng ô nhiễm cao bằng vi sinh vật kỵ khí. Nước thải được đưa vào bể từ phía dưới, di chuyển ngược lên qua lớp vật liệu đệm – nơi các vi sinh vật kỵ khí sinh trưởng và phát triển. Các vi sinh này sẽ phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành các hợp chất đơn giản hơn, giảm đáng kể nồng độ COD và BOD, tạo điều kiện thuận lợi cho các giai đoạn xử lý hiếu khí phía sau.

1. Bể sinh học hiếu khí (Aerobic): Sử dụng bùn hoạt tính lơ lửng với các chủng vi sinh vật hiếu khí để phân hủy chất hữu cơ. Không khí được đưa vào bể bằng máy thổi khí công suất lớn qua hệ thống đĩa khuếch tán khí đặt ở đáy bể, đảm bảo nồng độ oxy hòa tan luôn duy trì ở mức 2-3 mg/l. Nhờ đó, vi sinh vật có thể phát triển mạnh, phân hủy các chất hữu cơ còn lại và chuyển hóa các hợp chất nitơ thành nitrat.
2. Bể lắng: Tách bùn hoạt tính ra khỏi nước đã qua xử lý sinh học. Bể lắng được thiết kế với hệ thống phân phối dòng nước đều, đảm bảo hiệu quả lắng cao. Một phần bùn lắng được bơm hồi lưu về bể Aerotank để duy trì nồng độ vi sinh vật, phần còn lại được đưa về bể chứa bùn.

1. Bể khử trùng: Tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh trước khi xả ra môi trường. Nước sau khi lắng được tiếp xúc với chlorine (thường dưới dạng NaOCl) trong thời gian đủ để đảm bảo diệt sạch các vi khuẩn Coliform và các vi trùng gây bệnh khác, đồng thời vẫn đảm bảo nồng độ clo dư nằm trong giới hạn cho phép.
2. Bể chứa bùn: Tập trung và xử lý bùn dư từ các công đoạn xử lý. Bùn được thu gom từ bể tuyển nổi, bể UAFB và bể lắng, 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 công nghệ

1. Tích hợp đa dạng phương pháp xử lý: Hệ thống kết hợp cả phương pháp cơ học (lọc rác), hóa lý (keo tụ, tuyển nổi) và sinh học (kỵ khí, hiếu khí), tạo nên một quy trình xử lý toàn diện, có khả năng đối phó với mọi loại ô nhiễm trong nước thải Surimi.
2. Công nghệ tuyển nổi DAF hiện đại: Hệ thống sử dụng thiết bị tuyển nổi áp lực tiên tiến với khả năng tạo bọt khí siêu mịn (kích thước 20-50 micromet), giúp tăng hiệu quả tách 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 cho hiệu quả cao hơn.
3. Hệ thống UAFB cải tiến: Bể kỵ khí UAFB được thiết kế với vật liệu đệm đặc biệt, tăng diện tích bám dính cho vi sinh vật, nâng cao hiệu quả xử lý và khả năng chịu tải. Hệ thống này còn có thể thu hồi khí biogas (chủ yếu là methane) từ quá trình phân hủy kỵ khí, tiềm năng sử dụng làm nguồn năng lượng tái tạo.
4. Hệ thống sục khí hiệu quả cao: Bể hiếu khí được trang bị đĩa phân phối khí tinh với kích thước lỗ nhỏ, tạo bọt khí mịn và tăng hiệu quả chuyển oxy. So với các hệ thống sục khí thông thường, công nghệ này giúp tiết kiệm 30-40% điện năng tiêu thụ cho quá trình sục khí.
5. Hệ thống điều khiển tự động: Toàn bộ quá trình xử lý được giám sát và điều khiển bằng hệ thống tự động hóa, 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.
6. Thiết kế linh hoạt và khả năng mở rộng: Hệ thống được thiết kế theo module, cho phép dễ dàng nâng cấp công suất trong tương lai nếu nhu cầu sản xuất tăng lên. Các bể xử lý được tính toán với hệ số an toàn, có thể đối phó với những đợt tăng đột biến về lưu lượng và tải lượng ô nhiễm.

Kết quả

Chất lượng nước thải đầu ra

Sau khi đi vào vận hành, hệ thống xử lý nước thải Surimi Coimex 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: < 85 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% BOD
   • 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 có khả năng chống chịu tốt với các đợt tăng đột biến lên đến 15% về lưu lượng và 20% về tải lượng ô nhiễm.
4. Kiểm soát mùi hiệu quả: Mùi hôi từ nước thải được kiểm soát tốt, không gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Các bể hở được thiết kế với hệ thống thông gió và khử mùi phù hợp.

Lợi ích kinh tế và môi trường

1. Tuân thủ quy định pháp luật: Việc xử lý nước thải đạt chuẩn giúp doanh nghiệp 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 uy tín doanh nghiệp: Đầu tư vào công nghệ xử lý nước thải hiện đại giúp nâng cao hình ảnh và uy tín của công ty trên thị trường quốc tế, đặc biệt là với các khách hàng và thị trường xuất khẩu có yêu cầu cao về bảo vệ môi trường.
3. Tiết kiệm chi phí dài hạn: Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cao, nhưng hệ thống được thiết kế với nhiều giải pháp tiết kiệm năng lượng và hóa chất, giúp giảm chi phí vận hành trong dài hạn. Đặc biệt, công nghệ DAF và UAFB giúp giảm đáng kể khối lượng bùn thải, từ đó giảm chi phí xử lý bùn.
4. Tiềm năng tái sử dụng tài nguyên: Hệ thống cho phép thu hồi:
   • Bùn từ bể tuyển nổi có thể được xử lý để làm thức ăn chăn nuôi hoặc phân bón
   • Khí biogas từ bể UAFB có thể sử dụng làm nhiên liệu đốt
   • Nước thải sau xử lý có thể tái sử dụng cho một số mục đích không yêu cầu nước sạch như tưới cây, rửa đường
5. Bảo vệ môi trường: Hệ thống xử lý hiệu quả giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường, bảo vệ nguồn nước, hệ sinh thái thủy sinh và sức khỏe cộng đồng xung quanh.

Đánh giá từ khách hàng và cơ quan quản lý

Ông Lê Văn Khang, Chủ tịch Công ty CP thủy sản & XNK Cần Đỏ đánh giá cao chất lượng dịch vụ: “Dịch vụ chăm sóc khách hàng tuyệt vời, tận tâm. Tôi sẽ còn hợp tác lâu dài cùng ARES trong các công tác bảo vệ môi trường. Chúc các bạn phát triển mạnh hơn nữa trong thời gian tới!”

Hệ thống xử lý nước thải đã được cơ quan quản lý môi trường địa phương kiểm tra và đánh giá cao về công nghệ tiên tiến và hiệu quả xử lý vượt trội. Kết quả quan trắc định kỳ luôn đạt yêu cầu, góp phần xây dựng hình ảnh doanh nghiệp có trách nhiệm với cộng đồng và môi trường.

Kết luận

Hệ thống xử lý nước thải chế biến Surimi Coimex với công suất 300 m3/ngày.đêm là một minh chứng rõ nét cho việc ứng dụng thành công công nghệ tiên tiến vào xử lý loại nước thải có nồng độ ô nhiễm cao trong ngành thủy sản. Bằng cách kết hợp nhiều phương pháp xử lý (cơ học, hóa lý, sinh học) và áp dụng các công nghệ hiện đại (DAF, UAFB, hệ thống điều khiển tự động), hệ thống đã vượt qua những thách thức khắc nghiệt của 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 & XNK Cần Đỏ tuân thủ các quy định pháp luật về bảo vệ môi trường mà còn mang lại nhiều lợi ích kinh tế và xã hội. Đầu tư vào công nghệ xử lý nước thải hiện đại giúp doanh nghiệp nâng cao hình ảnh, mở rộng thị trường xuất khẩu và tiết kiệm chi phí dài hạn nhờ các giải pháp tiết kiệm năng lượng và tái sử dụng tài nguyên.

Mô hình này có thể làm hình mẫu cho các doanh nghiệp chế biến thủy sản khác trong việc xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nước thải hiệu quả, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp thủy sản Việt Nam. 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 khôn ngoan cho các doanh nghiệp chế biến thủy sản.