Cách khắc phục tình trạng sốc tải vi sinh trong mùa cao điểm chế biến thủy sản

Mùa cao điểm chế biến thủy sản thường kéo theo sự gia tăng nhanh về sản lượng, số giờ vận hành và lượng nước sử dụng trong nhà máy. Khi sản xuất tăng, lưu lượng nước thải và tải lượng chất ô nhiễm đưa vào hệ thống cũng có thể tăng theo hoặc biến động mạnh theo từng ca, từng ngày.

Đây là thời điểm hệ thống xử lý nước thải dễ phát sinh tình trạng sốc tải vi sinh – đặc biệt tại công đoạn xử lý sinh học.

Nước thải chế biến thủy sản thường chứa hàm lượng chất hữu cơ, protein, dầu mỡ, chất rắn lơ lửng và Nitơ tương đối cao. Đặc tính nước thải cũng thay đổi theo từng công đoạn sản xuất. Một nghiên cứu công bố năm 2025 cho thấy nước thải từ các công đoạn như fillet, nấu và đóng hộp có thể mang tải BOD, COD, Nitơ tổng, amoni và dầu mỡ cao hơn đáng kể so với nước rửa đầu hoặc cuối dây chuyền.

Vì vậy, vấn đề trong mùa cao điểm không đơn thuần là “nước thải nhiều hơn”, mà quan trọng hơn là tải lượng ô nhiễm có thể tăng nhanh hơn khả năng thích nghi và xử lý của quần thể vi sinh.

Có thể hình dung chuỗi tác động như sau:

Nếu tải lượng chỉ tăng từ từ, quần thể vi sinh có thể có thời gian thích nghi. Ngược lại, khi một lượng nước thải có tải cao được đưa vào hệ thống trong thời gian ngắn, sinh khối có thể không kịp đáp ứng.

EPA ghi nhận rằng các đợt tải cao hoặc tải “slug” có thể gây quá tải sinh khối và làm giảm hiệu quả xử lý của các hệ thống xử lý sinh học. Điều hòa dòng và tải lượng là một trong những biện pháp giúp giảm tác động này.

Đối với ngành thủy sản, ngoài COD/BOD, cần đặc biệt chú ý đến độ mặn, pH, dầu mỡ và Nitơ. Độ mặn cao hoặc thay đổi đột ngột có thể gây bất lợi cho một số nhóm vi sinh, đặc biệt các vi khuẩn tham gia quá trình Nitrat hóa.

Do đó, một hệ thống có thể đang vận hành ổn định trong giai đoạn sản xuất bình thường nhưng bắt đầu mất ổn định khi bước vào mùa cao điểm.

Một trong những sai lầm thường gặp trong vận hành là xử lý từng hiện tượng riêng lẻ.

Ví dụ:

• Bùn khó lắng → tập trung xử lý bùn.

• Bọt trong bể sinh học → tìm nguyên nhân tạo bọt.

• Nước sau xử lý bị đục → điều chỉnh bể lắng.

• COD/BOD đầu ra tăng → tăng cường vi sinh.

• NH₄⁺-N tăng → tăng khí.

Tuy nhiên, các hiện tượng này có thể liên quan đến một nguyên nhân chung: hệ thống đang phải tiếp nhận tải lượng không phù hợp với năng lực xử lý hiện tại.

Khi tải hữu cơ tăng, nhu cầu oxy của vi sinh cũng tăng. Nếu hệ thống cấp khí không đáp ứng, DO có thể giảm và quá trình phân hủy chất hữu cơ bị ảnh hưởng.

Trong khi đó, nếu tải chất rắn tăng hoặc chế độ tuần hoàn bùn không phù hợp, bể lắng thứ cấp có thể bị tăng tải chất rắn, dẫn đến hiện tượng bùn khó lắng hoặc cuốn bùn theo dòng nước ra.

Vì vậy, cần nhìn nhận các dấu hiệu vận hành theo mối quan hệ giữa tải lượng – sinh khối – oxy – khả năng lắng, thay vì chỉ xử lý từng biểu hiện riêng biệt.

Muốn hạn chế sốc tải, cần kiểm soát vấn đề trước khi nước thải đến công đoạn sinh học.

Không phải tất cả dòng nước thải trong nhà máy đều có cùng mức độ ô nhiễm. Một số công đoạn có thể tạo ra dòng thải chứa nhiều chất hữu cơ, dầu mỡ, protein hoặc chất rắn hơn.

Do đó, cần xác định:

Từ đó có thể xem xét giải pháp phân dòng, thu gom riêng hoặc đưa qua công đoạn tiền xử lý phù hợp trước khi hòa chung vào hệ thống.

Bể điều hòa không chỉ có nhiệm vụ chứa nước thải mà còn đóng vai trò như một “bộ giảm sốc” cho hệ thống xử lý.

Điều hòa giúp giảm biến động về lưu lượng và nồng độ, từ đó tạo điều kiện để công đoạn sinh học nhận tải ổn định hơn. EPA cũng xác định điều hòa là giải pháp giúp làm giảm dao động lưu lượng và nồng độ, bảo vệ quá trình sinh học trước các đợt tải sốc.

Đối với nhà máy thủy sản, cần kiểm tra khả năng khuấy trộn, thời gian lưu, hệ thống cấp khí nếu có, cũng như khả năng điều tiết lưu lượng từ bể điều hòa sang bể sinh học.

Một điểm quan trọng trong quản lý hệ thống là không nên chỉ nhìn vào nồng độ COD, BOD hoặc NH₄⁺-N.

Cần quan tâm đến tải lượng ô nhiễm:

Ví dụ, nếu COD tăng nhưng lưu lượng giảm thì tổng tải lượng chưa chắc tăng tương ứng. Ngược lại, khi vừa tăng nồng độ vừa tăng lưu lượng, tải COD đưa vào hệ thống có thể tăng rất nhanh.

Vì vậy, trong mùa cao điểm nên xây dựng bảng theo dõi tối thiểu gồm:

Đặc biệt, nên theo dõi xu hướng biến động theo ca sản xuất và theo ngày, thay vì chỉ lấy một kết quả đại diện.

Khi tải lượng thay đổi, chế độ vận hành cũng cần thay đổi theo.

Các thông số như DO, MLSS, F/M, SRT, RAS/WAS và lưu lượng cấp vào bể sinh học cần được xem xét đồng thời.

Không nên áp dụng một chế độ vận hành cố định cho cả mùa sản xuất thấp điểm và cao điểm.

Khi tải hữu cơ tăng, cần đánh giá khả năng cung cấp oxy, lượng sinh khối hiện có và khả năng lắng của bùn. Việc điều chỉnh xả bùn quá mức trong thời điểm tải tăng có thể làm giảm lượng sinh khối cần thiết để hấp thụ tải hữu cơ.

EPA cũng chỉ ra rằng điều hòa dòng và tải có thể giúp ổn định tải chất rắn lên bể lắng, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi hơn cho việc kiểm soát MLSS, F/M và SRT.

Khi hệ thống có dấu hiệu suy giảm hoạt tính, bổ sung chế phẩm vi sinh có thể được xem xét. Tuy nhiên, bổ sung vi sinh không nên là phản ứng đầu tiên cho mọi trường hợp sốc tải.

Trước tiên cần xác định nguyên nhân:

• Tải COD/BOD tăng đột biến?

• DO không đủ?

• MLSS thấp?

• pH biến động?

• Độ mặn tăng?

• Có dầu mỡ hoặc chất ức chế?

• Bể điều hòa hoạt động chưa hiệu quả?

• Chế độ RAS/WAS chưa phù hợp?

Nếu nguyên nhân nằm ở việc tải đầu vào quá cao, chỉ bổ sung thêm vi sinh nhưng không kiểm soát tải thì nguy cơ tái diễn vẫn còn.

Đối với nước thải thủy sản có độ mặn cao, việc lựa chọn quần thể vi sinh thích nghi với đặc tính nước thải cũng cần được cân nhắc thay vì sử dụng chế phẩm một cách đại trà.

Để chủ động phòng ngừa sốc tải trong mùa cao điểm, doanh nghiệp nên xây dựng một cơ chế vận hành theo 4 bước:

Ổn định lưu lượng và nồng độ trước khi cấp vào công đoạn sinh học.

Xác định và kiểm soát các dòng có tải COD/BOD, TSS, dầu mỡ, Nitơ hoặc độ mặn cao.

Kiểm soát DO, MLSS, SV30, F/M, SRT và các chỉ tiêu đầu ra để đánh giá trạng thái của hệ thống.

Khi sản lượng thay đổi, chủ động điều chỉnh lưu lượng cấp, chế độ cấp khí, tuần hoàn và xả bùn theo tải thực tế.

Sốc tải vi sinh trong mùa cao điểm chế biến thủy sản không nên được nhìn nhận đơn thuần là một sự cố xảy ra trong bể sinh học. Đây thường là kết quả của sự mất cân đối giữa tải lượng đầu vào và năng lực xử lý của hệ thống.

Bùn khó lắng, bọt, nước đục hay COD/BOD/N đầu ra tăng có thể là những dấu hiệu khác nhau của cùng một vấn đề: hệ thống đang phải chịu tải không phù hợp hoặc tải lượng đang biến động vượt khả năng thích nghi của sinh khối.

Giải pháp hiệu quả không chỉ nằm ở việc “cứu” hệ thống sau khi sự cố xảy ra, mà cần chuyển sang cách tiếp cận chủ động quản lý tải lượng:

Đặc biệt trong mùa cao điểm, việc theo dõi xu hướng tải lượng và các chỉ số sinh học hằng ngày sẽ giúp phát hiện sớm nguy cơ mất ổn định, từ đó giảm áp lực lên bể sinh học và nâng cao khả năng duy trì chất lượng nước đầu ra ổn định.

——————————————————————————————————-