Trong bối cảnh ngành công nghiệp chế biến thủy sản Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, việc xử lý nước thải một cách hiệu quả và bền vững trở thành yêu cầu cấp thiết đối với các doanh nghiệp. Công ty Cổ phần Tập đoàn MFC (Marine Functional Vietnam), đơn vị tiên phong trong lĩnh vực sản xuất đạm thủy phân (Protein Hydrolysates) và dầu từ nguyên liệu thủy sản tại Việt Nam, đã nhận thức rõ tầm quan trọng của việc đầu tư vào hệ thống xử lý nước thải hiện đại để bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

Bài viết này sẽ phân tích chi tiết về dự án hệ thống xử lý nước thải sản xuất đạm thủy phân và dầu của MFC với công suất 250 m3/ngày.đêm, 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 mẫu mực về công nghệ xử lý môi trường mà còn là minh chứng cho cam kết bảo vệ môi trường của MFC – nhà máy sản xuất đạm thủy phân đầu tiên và lớn nhất tại Việt Nam.

Thách thức

Đặc điểm phức tạp của nước thải sản xuất đạm thủy phân và dầu

Nước thải từ quá trình sản xuất đạm thủy phân và dầu tại MFC 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) vượt ngưỡng cho phép nhiều lần. Quá trình thủy phân protein từ nguyên liệu thủy sản tạo ra nước thải chứa một lượng lớn protein hòa tan, peptide, amino acid, và các chất hữu cơ khác khó phân hủy.

Một đặc điểm nổi bật khác là hàm lượng nitơ và phốt pho cao, đến từ quá trình chế biến các sản phẩm giàu protein. Nếu không được xử lý đúng cách, các chất này khi thải ra môi trường có thể gây hiện tượng phú dưỡng, làm suy giảm chất lượng nguồn nước và ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái thủy sinh.

Hàm lượng dầu và chất béo cao

Trong quá trình sản xuất đạm thủy phân, việc tách dầu từ nguyên liệu thủy sản tạo ra nước thải có hàm lượng dầu mỡ cao, gây khó khăn đáng kể cho quá trình xử lý. Dầu mỡ không chỉ làm giảm hiệu quả của các quá trình xử lý sinh học mà còn có thể gây tắc nghẽn các thiết bị, đường ống và làm suy giảm chất lượng nước sau xử lý nếu không được loại bỏ triệt để.

Vấn đề mùi hôi đặc trưng

Mùi hôi là một trong những vấn đề đặc trưng của nước thải sản xuất đạm thủy phân và dầu. Quá trình thủy phân protein tạo ra các hợp chất chứa lưu huỳnh như hydrogen sulfide, mercaptans và các amin bay hơi, gây mùi khó chịu. Mùi hôi không chỉ gây ảnh hưởng đến môi trường làm việc của công nhân mà còn có thể tác động tiêu cực đến khu vực dân cư xung quanh nếu không được kiểm soát hiệu quả.

Biến động về thành phần và lưu lượng nước thải

Quá trình sản xuất đạm thủy phân và dầu tại MFC diễn ra theo từng mẻ (batch process), dẫn đến sự biến động lớn về thành phần và lưu lượng nước thải theo thời gian. Điều này đòi hỏi hệ thống xử lý phải có khả năng thích ứng cao, đảm bảo hiệu quả xử lý ổn định ngay cả khi có sự thay đổi đáng kể về đặc tính nước thải đầu vào.

Tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt

Là doanh nghiệp tiên phong trong lĩnh vực sản xuất đạm thủy phân tại Việt Nam, MFC có trách nhiệm tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt. Nước thải sau xử lý phải đáp ứng các yêu cầu của QCVN 40:2011/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp), với các thông số như BOD5, COD, tổng nitơ, phốt pho, dầu mỡ và chất rắn lơ lửng nằm trong giới hạn cho phép.

Yêu cầu về hiệu quả chi phí

Bên cạnh các thách thức kỹ thuật, MFC còn đối mặt với thách thức về mặt kinh tế. Hệ thống xử lý nước thải phải đảm bảo hiệu quả về chi phí, với chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành hợp lý, đồng thời đáp ứng các yêu cầu về môi trường. Đây là bài toán khó khi xem xét đến đặc tính phức tạp của nước thải từ quá trình sản xuất đạm thủy phân và dầu.

Giải pháp

Quy trình xử lý tổng thể

Để đáp ứng những thách thức trên, hệ thống xử lý nước thải tại MFC được thiết kế theo quy trình khoa học và toàn diện, bao gồm nhiều công đoạn xử lý bổ trợ cho nhau. 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.

Bể sinh học Aerobic kết hợp MBBR – Công nghệ hiện đại

Một trong những công nghệ hiện đại nhất được áp dụng trong hệ thống xử lý nước thải tại MFC là bể sinh học Aerobic kết hợp MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor – Lò phản ứng màng sinh học giá thể di động). Trong bể hiếu khí dính bám MBBR, hệ thống cấp khí được thiết kế để vừa cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng và phát triển, vừa đảm bảo các vật liệu giá thể luôn trong trạng thái lơ lửng và chuyển động xoáy trộn liên tục trong suốt quá trình phản ứng.

Vi sinh vật có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ sẽ dính bám và phát triển trên bề mặt các vật liệu giá thể, tạo nên một lớp màng sinh học (biofilm) dày đặc. Thiết kế này cho phép tăng đáng kể mật độ vi sinh vật trong hệ thống so với các phương pháp xử lý sinh học truyền thống, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý các chất hữu cơ khó phân hủy trong nước thải sản xuất đạm thủy phân.

Ngoài nhiệm vụ xử lý các hợp chất hữu cơ, trong bể sinh học hiếu khí dính bám lơ lửng còn diễn ra quá trình Nitritrat hóa và Denitrate, giúp loại bỏ các hợp chất nitơ, phốt pho trong nước thải – những thành phần đặc trưng của nước thải sản xuất đạm thủy phân.

Bể sinh học Aerobic – Xử lý hiếu khí triệt để

Bổ sung cho công nghệ MBBR, hệ thống còn được trang bị bể sinh học Aerobic truyền thống. Đây là quá trình xử lý sinh học hiếu khí với bùn hoạt tính nhằm loại bỏ các tạp chất hữu cơ, chuyển hóa và sử dụng các chất dinh dưỡng trong nước thải (COD, BOD5, TSS, N, P…) trong điều kiện cấp khí liên tục bằng hệ thống đĩa phân phối khí.

Việc kết hợp hai công nghệ xử lý sinh học hiếu khí (MBBR và bùn hoạt tính truyền thống) tạo ra một hệ thống xử lý “hai tầng” hiệu quả, đảm bảo khả năng xử lý triệt để các chất ô nhiễm hữu cơ, ngay cả khi có sự biến động về nồng độ và thành phần nước thải đầu vào.

Bể tách pha – Tối ưu hóa quá trình xử lý sinh học

Bể tách pha đóng vai trò quan trọng trong việc giữ lại một phần bùn tuần hoàn về các bể sinh học và về bể chứa bùn nếu dư, tránh việc bùn tập trung nhiều về bể lắng sẽ gây nổi bùn trở lại bể chứa. Thiết kế này giúp tối ưu hóa quá trình xử lý sinh học, đảm bảo duy trì nồng độ vi sinh vật tối ưu trong các bể xử lý sinh học và tránh quá tải cho bể lắng phía sau.

Bể lắng – Thu hồi hiệu quả bùn hoạt tính

Bể lắng có nhiệm vụ tách phần bùn và nước trong ra. Bùn sẽ được tuần hoàn ngược lại các bể sinh học và bơm ra bể chứa bùn nếu dư, phần nước trong sẽ theo mương thu nước qua bể chứa trước khi bơm vào lọc thô. Thiết kế của bể lắng được tính toán kỹ lưỡng để 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.

Bể chứa sau lắng – Ổn định chất lượng nước

Bể chứa sau lắng là bể chứa nước trung gian trước khi qua bộ lọc thô. Công đoạn này giúp ổn định lưu lượng và chất lượng nước trước khi đưa vào các bước xử lý cuối cùng, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định ngay cả khi có sự biến động về lưu lượng nước thải.

Thiết bị lọc thô – Hoàn thiện chất lượng nước

Nước sau khi lắng qua bể chứa vẫn còn nhiều thành phần như: tảo, vi khuẩn, cặn lơ lửng. Vì vậy, nước cần phải qua thiết bị lọc thô để loại bỏ các chất lơ lửng này, làm cho nước trong và đạt chuẩn xả thải. Hệ thống lọc thô được thiết kế với khả năng lọc hiệu quả và hệ thống rửa ngược tự động, đảm bảo hoạt động liên tục và ổn định.

Bể khử trùng – Bảo vệ môi trường tiếp nhận

Cuối cùng là giai đoạn khử trùng nước thải sau xử lý bằng hệ thống sục khí Ozon nhằm mục đích tiêu diệt hoàn toàn coliform và các vi trùng gây bệnh khác. Bể khử trùng được thiết kế có 2 vách ngăn thông đáy nhau, tạo đường đi dài và đủ thời gian tiếp xúc khí Ozon với nước thải. Hiệu quả khử trùng đạt 95% với coliform và 100% với các vi trùng gây bệnh khác.

Việc sử dụng Ozon thay vì Clo truyền thống là một lựa chọn thân thiện với môi trường hơn, vì Ozon sau khi phản ứng sẽ phân hủy thành oxy, không để lại dư lượng hóa chất có hại trong nước thải.

Hệ thống quản lý bùn – Xử lý toàn diện

Bùn sinh ra từ bể tách pha và bể lắng được đưa về bể chứa bùn. Tại đây, bùn sẽ được bơm về máy ép bùn ép liên tục chia làm 2 ca ngày và đêm (ép bùn theo thời gian hoạt động của nhà máy). Thiết kế này đảm bảo quản lý hiệu quả bùn thải, giảm thiểu tác động đến môi trường và tiết kiệm chi phí vận hành.

Hệ thống kiểm soát và tự động hóa

Toàn bộ hệ thống xử lý nước thải tại MFC được trang bị hệ thống kiểm soát và tự động hóa hiện đại, giúp theo dõi và điều chỉnh các thông số vận hành một cách chính xác và kịp thời. Các cảm biến đo lưu lượng, pH, nhiệt độ, nồng độ oxy hòa tan và các thông số khác được lắp đặt tại các điểm quan trọng trong hệ thống, cung cấp dữ liệu liên tục cho hệ thống điều khiển trung tâm.

Hệ thống tự động hóa không chỉ giúp tối ưu hóa quá trình vận hành, tiết kiệm năng lượng và hóa chất mà còn cho phép nhận diện sớm các vấn đề phát sinh, từ đó có biện pháp khắc phục kịp thời, đảm bảo hệ thống luôn hoạt động ổn định và hiệu quả.

Kết quả

Đạt tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt

Sau khi đưa vào vận hành, hệ thống xử lý nước thải tại MFC đã chứng minh được hiệu quả vượt trội, với nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT. 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 quả xử lý chất ô nhiễm cao

Hệ thống đã đạt được hiệu suất xử lý chất ô nhiễm vượt trội, với khả năng loại bỏ trên 95% BOD5 và COD, trên 90% tổng nitơ và phốt pho, và gần như 100% dầu mỡ. Đặc biệt, việc kết hợp công nghệ MBBR với bùn hoạt tính truyền thống đã tạo ra một hệ thống xử lý “hai tầng” hiệu quả, có khả năng xử lý triệt để các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy trong nước thải sản xuất đạm thủy phân.

Khả năng thích ứng với biến động của nước thải

Một thành công nổi bật của hệ thống là khả năng thích ứng với sự biến động của nước thải đầu vào. Nhờ thiết kế linh hoạt và hệ thống kiểm soát tự động hóa, hệ thống vẫn duy trì hiệu quả xử lý ổn định ngay cả khi có sự thay đổi đáng kể về lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải. Điều này đặc biệt quan trọng đối với quá trình sản xuất đạm thủy phân và dầu vốn diễn ra theo từng mẻ, với sự biến động lớn về đặc tính nước thải.

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 đặc trưng của nước thải sản xuất đạm thủy phân. Qua việc kết hợp nhiều công nghệ xử lý hiện đại, 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 250 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.

Hiệu quả kinh tế

Mặc dù đầu tư ban đầu cho hệ thống xử lý nước thải có thể cao, nhưng chi phí vận hành lâu dài lại rất hợp lý nhờ thiết kế tối ưu và việc ứng dụng công nghệ tự động hóa. Việc kết hợp công nghệ MBBR với bùn hoạt tính truyền thống giúp giảm thiểu diện tích cần thiết cho hệ thống, tiết kiệm không gian và chi phí xây dựng. Đồng thời, hệ thống quản lý bùn hiệu quả giúp giảm chi phí xử lý bùn thải, góp phần vào hiệu quả kinh tế tổng thể của dự án.

Đóng góp vào phát triển bền vững

Việc đầu tư vào hệ thống xử lý nước thải hiện đại không chỉ giúp MFC 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.

Nâng cao hình ảnh và uy tín doanh nghiệp

Là nhà máy sản xuất đạm thủy phân đầu tiên và lớn nhất tại Việt Nam, MFC đã nâng cao hình ảnh và uy tín của mình thông qua việc đầu tư vào hệ thống xử lý nước thải hiện đại. Điều này không chỉ giúp doanh nghiệp tuân thủ các quy định pháp luật mà còn tạo lợi thế cạnh tranh trên thị trường, đặc biệt khi xuất khẩu sang các thị trường có yêu cầu cao về môi trường.

Kết luận

Dự án hệ thống xử lý nước thải sản xuất đạm thủy phân và dầu tại MFC 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 250 m3/ngày.đêm, hệ thống đã thành công trong việc xử lý loại nước thải đặc thù và phức tạp từ quá trình sản xuất đạm thủy phân, đạt tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt, 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 ứng dụng công nghệ MBBR kết hợp với bùn hoạt tính truyền thống đã tạo ra một giải pháp xử lý hiệu quả và bền vững cho loại nước thải phức tạp từ sản xuất đạm thủy phân và dầu.

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 MFC có thể được coi là một mô hình mẫu mực cho các doanh nghiệp trong ngành chế biến thủy sản nói riêng và các ngành công nghiệp thực phẩm 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.