I. Tổng quan xử lý nước thải chả cá surimi tại Công ty Côn Đảo
Ngành chế biến chả cá surimi đóng vai trò mũi nhọn trong chiến lược phát triển kinh tế biển. Hoạt động này tạo ra nguồn xuất khẩu lớn cho tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu. Công ty Cổ phần Thủy sản và Xuất nhập khẩu Côn Đảo là đơn vị tiêu biểu trong lĩnh vực này. Doanh nghiệp vận hành dây chuyền sản xuất surimi và mô phỏng surimi quy mô lớn. Quá trình chế biến phát sinh lượng nước thải công nghiệp rất cao. Nguồn thải chủ yếu đến từ các công đoạn rửa thịt cá, ép tách nước và vệ sinh thiết bị. Nước thải chứa hàm lượng protein hòa tan cùng mỡ cá đậm đặc. Các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học gây ô nhiễm nghiêm trọng nếu xả trực tiếp. Việc xây dựng trạm xử lý nước thải công suất 900 m³/ngày đêm là yêu cầu cấp thiết. Công trình giúp doanh nghiệp tuân thủ nghiêm ngặt Luật Bảo vệ Môi trường. Đây cũng là bước đi quan trọng hướng tới mô hình kinh tế tuần hoàn bền vững. Hệ thống bảo đảm xử lý triệt để các nguồn thải độc hại. Nguồn nước sau làm sạch đáp ứng tiêu chuẩn xả thải khắt khe nhất.
1.1. Quy mô sản xuất của Công ty CP Thủy sản và XNK Côn Đảo
Công ty Cổ phần Thủy sản và Xuất nhập khẩu Côn Đảo vận hành cơ sở chế biến hải sản Coimex với công suất cao. Nhà máy chuyên sản xuất chả cá surimi chất lượng cao phục vụ thị trường nội địa lẫn xuất khẩu. Dây chuyền tiếp nhận hàng chục tấn cá nguyên liệu mỗi ngày. Quy trình đòi hỏi tiêu thụ lượng nước sạch rất lớn. Nước tham gia trực tiếp vào khâu sơ chế, nghiền thịt, rửa khử tanh và định hình sản phẩm. Lưu lượng nước thải đạt mức thiết kế 900 m³/ngày đêm. Nhà máy bố trí mặt bằng công nghiệp hợp lý cho các hạng mục phụ trợ. Dự án xử lý nước thải được phân bổ diện tích kỹ thuật riêng biệt. Giải pháp này giúp tối ưu hóa dòng chảy và bảo đảm an toàn sản xuất.
1.2. Mục tiêu kỹ thuật và tiêu chuẩn xả thải theo quy định
Hệ thống hướng tới mục tiêu xử lý toàn bộ nguồn nước thải phát sinh từ hoạt động sản xuất surimi. Toàn bộ thông số ô nhiễm sau xử lý phải đạt QCVN 11-MT:2015/BTNMT Cột A. Quy chuẩn này áp dụng cho nước thải ngành chế biến thủy sản trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Công trình giải quyết triệt để nguy cơ phú dưỡng hóa nguồn nước ven biển. Trạm xử lý ứng dụng thiết bị hiện đại nhằm nâng cao hiệu suất vận hành. Mức tiêu hao năng lượng và hóa chất duy trì ở ngưỡng thấp nhất. Quy trình thiết kế cũng chú trọng thu hồi nước thải tái sử dụng. Nước sau xử lý phục vụ các hoạt động vệ sinh sàn xưởng và làm mát. Điều này hỗ trợ giảm thiểu chi phí vận hành cho toàn bộ nhà máy.
II. Phân tích ô nhiễm nước thải chả cá surimi Công ty Côn Đảo
Nước thải từ dây chuyền chế biến chả cá surimi có tính chất ô nhiễm rất phức tạp. Tải lượng ô nhiễm biến động lớn theo từng chu kỳ rửa thịt cá. Nước thải chứa lượng lớn protein hòa tan, máu cá và vụn cơ thịt. Các chất hữu cơ này tạo nên chỉ số COD và BOD vô cùng cao. Hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS vượt xa ngưỡng cho phép đối với nguồn tiếp nhận. Mỡ cá không tan tạo màng váng nổi cản trở quá trình khuếch tán oxy vào nước. Quá trình phân hủy kỵ khí tự nhiên nhanh chóng diễn ra gây phát sinh mùi hôi nồng nặc. Khí hydro sunfua và amoniac bay hơi ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe người lao động. Ngoài ra, nước thải surimi còn chứa nồng độ tổng Nitơ và tổng Photpho rất cao. Các chất dinh dưỡng này kích thích hiện tượng tảo nở hoa ngoài tự nhiên. Hiện tượng này làm cạn kiệt lượng oxy hòa tan trong môi trường thủy sinh. Hệ sinh thái biển xung quanh khu vực xả thải có nguy cơ suy thoái nặng nề nếu không áp dụng biện pháp thu gom thích hợp. Việc phân tích chính xác nồng độ các chất ô nhiễm là cơ sở để tính toán công nghệ xử lý.
2.1. Nồng độ chất hữu cơ và chất rắn lơ lửng vượt ngưỡng
Nước thải sản xuất surimi có nồng độ COD thường dao động từ 2.500 đến 4.500 mg/L. Chỉ số BOD5 cũng đạt mức cao từ 1.500 đến 2.800 mg/L. Tỷ lệ BOD/COD lớn hơn 0,6 chứng minh nguồn thải có khả năng phân hủy sinh học rất tốt. Tuy nhiên, lượng cặn lơ lửng TSS trong nước thải lên tới hơn 1.200 mg/L. Các mẩu xương, vảy cá vụn và thớ thịt trôi nổi làm tắc nghẽn đường ống dẫn. Khi tích tụ lâu ngày, lớp bùn đáy dày đặc tạo môi trường yếm khí sinh khí độc. Mỡ cá nhũ hóa phân tán đều trong nước gây khó khăn cho việc lắng trọng lực. Nếu không loại bỏ mỡ từ đầu, thiết bị sinh học phía sau sẽ bị ngộ độc.
2.2. Áp lực dinh dưỡng Nitơ và Photpho đối với môi trường
Hàm lượng Nitơ tổng số trong nước thải surimi vượt quá 180 mg/L. Amoniac phát sinh từ quá trình phân rã chuỗi peptide của protein cá. Photpho tổng số cũng duy trì ở mức cao trên 35 mg/L do tồn tại trong mô tế bào cá. Việc xả thải trực tiếp hai hợp chất này là nguyên nhân chính thúc đẩy sự phát triển của vi tảo độc hại. Môi trường tiếp nhận nước thải xung quanh đảo Côn Đảo là vùng nhạy cảm sinh thái. Vùng biển này cần bảo vệ nghiêm ngặt nguồn lợi thủy sản và rạn san hô. Nồng độ amoni tự do cao gây độc cho cá biển và sinh vật đáy. Xử lý triệt để dinh dưỡng trở thành bài toán bắt buộc. Hệ thống xử lý phải kết hợp đồng thời quá trình nitrat hóa và khử nitrat sâu.
III. Giải pháp xử lý nước thải chả cá surimi tại Công ty Côn Đảo
Quy trình công nghệ đề xuất áp dụng chuỗi liên hoàn gồm cơ học, tuyển nổi DAF và xử lý sinh học kết hợp. Nước thải thu gom qua song chắn rác thô và tinh để loại bỏ tạp chất lớn. Bể lắng cát giữ lại cặn khoáng nặng giúp bảo vệ bơm. Hệ thống tuyển nổi siêu nông DAF tách triệt để dầu mỡ và chất rắn lơ lửng nhờ vi bọt khí. Bể điều hòa cân bằng lưu lượng và nồng độ ô nhiễm suốt 24 giờ. Giai đoạn xử lý thứ cấp sử dụng bể sinh học kỵ khí UASB để bẻ gãy mạch hữu cơ phức tạp. Tiếp theo, dòng thải đi vào cụm bể Anoxic và Aerotank. Bể Anoxic khử Nitrat thành khí nitơ tự do. Bể Aerotank oxy hóa triệt để COD, BOD còn lại bằng bùn hoạt tính. Bể lắng sinh học phân tách bùn hoạt tính và nước trong. Một phần bùn được tuần hoàn về bể Aerotank nhằm duy trì mật độ vi sinh vật. Nước trong chuyển qua bể khử trùng bằng dung dịch Clorua để diệt trừ mầm bệnh. Toàn bộ chu trình vận hành tự động qua tủ điều khiển PLC.
3.1. Tuyển nổi DAF kết hợp cụm xử lý sinh học thiếu khí và hiếu khí
Thiết bị tuyển nổi DAF là công trình tiền xử lý cốt lõi. Thiết bị này giúp loại bỏ hơn 90% lượng mỡ cá cùng 85% chất rắn lơ lửng. Khí hòa tan áp lực cao tạo bọt khí siêu nhỏ bám dính vào hạt cặn. Lớp váng nổi được gạt định kỳ vào máng thu bùn. Sau khi khử mỡ, nước thải chảy qua cụm bể Anoxic kết hợp Aerotank. Bể Anoxic tiếp nhận dòng tuần hoàn chứa nitrat từ bể hiếu khí. Vi khuẩn thiếu khí chuyển hóa nitrat thành khí nitơ phát tán vào không khí. Tại bể Aerotank, hệ thống đĩa thổi khí tinh cấp oxy liên tục. Vi sinh vật hiếu khí hấp thụ chất hữu cơ hòa tan để sinh trưởng khối lượng tế bào. Hiệu suất khử COD tại cụm sinh học này đạt trên 92%.
3.2. Tính toán kỹ thuật các công trình đơn vị công suất 900 m3 ngày đêm
Hệ thống xử lý được tính toán kích thước chi tiết dựa trên lưu lượng 900 m³/ngày đêm. Bể điều hòa có thể tích hữu dụng 450 m³ bảo đảm thời gian lưu nước 12 giờ. Hệ thống sục khí phân tán ngăn chặn triệt để sự lắng cặn và khử yếm khí sớm. Bể UASB thiết kế với vận tốc dòng dâng 0,8 m/h giúp giữ ổn định lớp bùn hạt kỵ khí. Bể Aerotank được phân bổ dung tích 650 m³ với thời gian lưu nước 8 giờ. Lưu lượng khí cấp duy trì nồng độ DO ổn định ở mức 2 đến 4 mg/L. Bể lắng thứ cấp đường kính 9 mét tách bùn bằng phương pháp trọng lực. Bùn dư sinh học được dẫn tới bể nén bùn và máy ép bùn băng tải. Nước tách bùn tuần hoàn về đầu hệ thống để xử lý tiếp.
IV. Hiệu quả hệ thống xử lý nước thải chả cá surimi Côn Đảo
Phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải công suất 900 m³/ngày đêm mang lại hiệu quả vượt trội. Công nghệ tích hợp hóa lý và sinh học nhiều bậc đáp ứng hoàn hảo yêu cầu thực tiễn. Chất lượng nước sau xử lý đạt đầy đủ các chỉ tiêu của QCVN 11-MT:2015/BTNMT Cột A. Giải pháp này giúp doanh nghiệp tránh được các rủi ro pháp lý về môi trường. Đồng thời, công trình loại bỏ hoàn toàn nguy cơ ô nhiễm nguồn nước mặt tại Côn Đảo. Khả năng thu hồi nước sạch mở ra triển vọng tái sử dụng nước cho hoạt động phụ trợ. Doanh nghiệp có thể tiết kiệm đáng kể chi phí cấp nước thủy cục mỗi năm. Mô hình này là minh chứng tiêu biểu cho sản xuất xanh và phát triển kinh tế tuần hoàn. Kinh phí xây dựng và mua sắm thiết bị duy trì ở mức đầu tư hợp lý. Chi phí hóa chất cùng điện năng vận hành thấp tạo ưu thế cạnh tranh bền vững. Thiết kế này có thể nhân rộng cho nhiều nhà máy chế biến thủy sản trên toàn quốc. Sự thành công của dự án bảo đảm sự hài hòa giữa tăng trưởng sản xuất và bảo tồn môi trường.
4.1. Khả năng tái sử dụng nước và thúc đẩy kinh tế tuần hoàn
Nước sau xử lý đạt chuẩn Cột A có thể tận dụng hiệu quả cho mục đích thứ cấp. Nhà máy sử dụng nguồn nước này để rửa sàn sản xuất, vệ sinh bến bãi và làm mát máy móc. Điều này giúp giảm áp lực khai thác nước ngầm và tiêu thụ nước cấp tại hải đảo. Khối lượng bùn thải hữu cơ giàu dinh dưỡng được thu gom và ép khô. Bùn thải này có thể chuyển hóa thành phân bón sinh học phục vụ nông nghiệp hữu cơ. Mô hình khép kín này hạn chế tối đa lượng phát thải ra môi trường tự nhiên. Doanh nghiệp nâng cao vị thế và thương hiệu xanh trên thị trường quốc tế. Việc thực hành kinh tế tuần hoàn giúp giảm chi phí sản xuất dài hạn.
4.2. Hướng dẫn vận hành và quản lý an toàn hệ thống xử lý
Vận hành hệ thống đòi hỏi tuân thủ nghiêm ngặt quy trình kỹ thuật chuẩn. Nhân viên kỹ thuật phải theo dõi định kỳ các chỉ số pH, DO và bùn vi sinh SV30. Khâu định lượng hóa chất keo tụ PAC và Polymer tại cụm DAF cần cân chỉnh chính xác theo nồng độ ô nhiễm. Máy thổi khí và bơm bùn tuần hoàn cần được kiểm tra bảo dưỡng phòng ngừa thường xuyên. Doanh nghiệp cần trang bị đầy đủ đồ bảo hộ lao động cho công nhân vận hành. Các thiết bị đo khí độc tự động được lắp đặt tại khu vực bể kín. Quy trình ứng phó sự cố sốc tải hoặc hư hỏng thiết bị phải luôn sẵn sàng. Vận hành chuẩn xác giúp kéo dài tuổi thọ công trình và duy trì chất lượng nước đầu ra ổn định.
