Cải Tạo Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Thủy Sản: Công Nghệ và Chi Phí

Bài viết phân tích các yếu tố quan trọng trong cải tạo hệ thống xử lý nước thải cho ngành chế biến thủy sản nhằm đáp ứng tiêu chuẩn môi trường. Tìm hiểu về đặc trưng nước thải và các giải pháp công nghệ hiệu quả.

1. Bối cảnh cải tạo hệ thống xử lý nước thải thủy sản: mục tiêu công nghệ + chi phí + tuân thủ

Trong bối cảnh nhu cầu thị trường tăng và tiêu chuẩn môi trường ngày càng chặt chẽ, nhiều nhà máy chế biến thủy sản phải cải tạo hệ thống xử lý nước thải để vừa đáp ứng công suất ổn định, vừa đạt chuẩn xả. Đặc thù ngành cho thấy phần lớn tải lượng ô nhiễm đến từ chuỗi rửa, sơ chế, chế biến và vệ sinh nhà xưởng; theo dữ liệu tổng hợp, nước thải sản xuất có thể chiếm 85–90% tổng lượng phát sinh của nhà máy, chủ yếu từ rửa nguyên liệu, chế biến, hoàn tất sản phẩm và vệ sinh thiết bị (S2). Điều này lý giải vì sao công nghệ sinh học nâng cao, với năng lực khử BOD/COD và N, P sâu, luôn là xương sống của mọi tuyến công nghệ hiệu quả.

Ở góc độ pháp lý, nước thải sau xử lý của cơ sở chế biến thủy sản phải đáp ứng QCVN 11-MT:2015/BTNMT, văn bản được ban hành theo Thông tư 77/2015/TT-BTNMT. Các ngưỡng chính gồm BOD5, COD, TSS, Nitơ tổng, pH và Tổng Coliform với giá trị cụ thể cho Cột A/B (S2). Trong thực tế thẩm định – nghiệm thu, cơ sở cần chuẩn bị hồ sơ kỹ thuật, vận hành thử và quan trắc theo quy định hiện hành; Thông tư 24/2018/TT-BTNMT là căn cứ về kiểm tra, thẩm định, nghiệm thu chất lượng công trình bảo vệ môi trường. Với các dự án cải tạo, việc định nghĩa đúng “đầu ra mục tiêu” theo QCVN 11-MT:2015/BTNMT ngay từ bước kỹ thuật cơ sở sẽ dẫn toàn bộ quyết định công nghệ, diện tích bể, cấu hình thiết bị và cơ chế vận hành – giám sát.

Trục tối ưu kinh tế – kỹ thuật trong cải tạo hệ thống thường xoay quanh bốn câu hỏi: (i) đặc trưng tải lượng đầu vào theo mùa/ca sản xuất; (ii) chọn Cột A hay B của QCVN 11-MT:2015/BTNMT cho từng tuyến xả; (iii) mô-đun công nghệ sinh học nào giữ ổn định hiệu suất khi tải dao động; (iv) chiến lược cắt giảm OPEX mà không đánh đổi rủi ro không đạt chuẩn. Bài viết này đi thẳng vào các nút kỹ thuật trọng yếu, kèm số liệu tham chiếu để nhà quản lý nhà máy có thể ra quyết định cải tạo sát thực tế vận hành.

2. Đặc trưng nước thải chế biến thủy sản và hàm ý thiết kế

Nước thải thủy sản giàu hữu cơ có nguồn gốc từ protein, chất béo và vụn thịt, xương, nội tạng… Trong cơ cấu, hợp chất hữu cơ chiếm phần lớn, khoảng 70–80% (S2). Tải lượng BOD5/COD cao là phổ biến; ví dụ COD tổng quát có thể nằm trong khoảng 1.000–1.200 mg/L, BOD5 khoảng 600–950 mg/L (S1). Khi đi sâu theo nhóm sản phẩm, số liệu thay đổi đáng kể: đối với tôm đông lạnh, COD 800–2000 mg/L và BOD5 500–1500 mg/L; đối với cá da trơn, COD 800–2500 mg/L và BOD5 500–1500 mg/L; thủy sản đông lạnh hỗn hợp có COD 694–2070 mg/L và BOD5 391–1539 mg/L (S2). Đây là những dải giá trị quyết định cấu hình bể sinh học và tiền xử lý.

Cùng với hữu cơ, dầu mỡ là chỉ tiêu “khó nhằn” vì tạo nhũ, gây trôi bọt ở bể sinh học và làm dính bám đường ống – bơm. Ở nhóm cá da trơn, dầu mỡ có thể ở mức 250–830 mg/L; nhóm hỗn hợp dao động 2,4–100 mg/L (S2). Chất rắn lơ lửng (TSS) biến động lớn theo công đoạn và chất lượng vệ sinh tại nguồn: tôm 100–300 mg/L, cá da trơn 500–1200 mg/L, hỗn hợp 50–194 mg/L (S2); cũng có tài liệu ghi nhận TSS tổng quát 200–1000 mg/L trong phân xưởng (S1). Nitơ và Phospho thường cao do protein và phụ gia: N tổng 50–200 mg/L ở tôm, 100–300 mg/L ở cá da trơn, 30–100 mg/L ở hỗn hợp; P tổng lần lượt 10–120 mg/L, 50–100 mg/L và 3–50 mg/L (S2). Về pH, phổ biến 5,5–9 tùy chủng loại và thao tác (S2).

Một thông số khác gắn liền với bài toán công suất là hệ số tiêu thụ nước theo sản phẩm. Theo S2, nước thải phát sinh đặc trưng là 5–7 m3/tấn sản phẩm cá da trơn; 4–6 m3/tấn tôm đông lạnh; 20–25 m3/tấn surimi; 4–6 m3/tấn thủy sản đông lạnh hỗn hợp. Việc dự phóng lưu lượng theo kế hoạch sản xuất theo ngày/tuần, cộng thêm hệ số đột biến theo ca rửa máy, là bắt buộc để định khung dung tích bể điều hòa, kích cỡ DAF, tiết diện lắng và công suất thổi khí.

Cần lưu ý sự phân bố 30–40% chất hữu cơ ở dạng hòa tan và 60–70% ở dạng không hòa tan (S3, tóm lược theo mô tả quy trình). Điều này giải thích vì sao một tuyến tiền xử lý tốt (tách rác – bể tách mỡ – tuyển nổi DAF) giúp giảm tải lớn cho sinh học hiếu khí; còn lại khối hữu cơ hòa tan và dinh dưỡng sẽ là đối tượng xử lý của anoxic/aerotank. Khi đặc tính dầu mỡ và TSS cao, chỉ riêng thay đổi khối lượng cấp hóa chất và chế độ hòa trộn tại DAF có thể quyết định >50% hiệu quả TSS trước khi vào sinh học (xét về mặt cơ chế), qua đó giảm tiêu hao oxy, hóa chất khử mùi và bùn sinh ra.

3. Mục tiêu thiết kế theo QCVN 11-MT:2015/BTNMT

3.1. Các ngưỡng kỹ thuật cốt lõi

QCVN 11-MT:2015/BTNMT đưa ra giới hạn giá trị tối đa cho nước thải chế biến thủy sản theo hai cột A/B. Theo S2, các ngưỡng chính gồm BOD5 ở mức 30 mg/L (Cột A) và 50 mg/L (Cột B); COD 75 mg/L (Cột A) và 150 mg/L (Cột B); TSS 50 mg/L (Cột A) và 100 mg/L (Cột B); Nitơ tổng 30 mg/L (Cột A) và 60 mg/L (Cột B); pH 5,5–9 cho cả hai cột; Tổng Coliform 3.000 MPN/100 mL (Cột A) và 5.000 MPN/100 mL (Cột B). Đây là các đích thiết kế trực tiếp quyết định cấu trúc anoxic/hiếu khí, mức DO, tuần hoàn bùn, cũng như có cần bổ sung keo tụ – tạo bông hay không.

Nhìn vào dải đầu vào trong mục 2, có thể thấy độ “sâu” của xử lý là khá lớn. Ví dụ với COD đầu vào 800–2500 mg/L (cá da trơn – S2), đạt COD 75–150 mg/L yêu cầu phối hợp sinh học hiệu quả và đôi khi có bước đánh bóng hóa lý. Với N tổng 100–300 mg/L (cá da trơn – S2), mục tiêu 30–60 mg/L đòi hỏi tuyến thiếu khí – hiếu khí hoạt động ổn định, đủ nguồn carbon nội sinh cho khử NO3-, và chiến lược điều hành bùn phù hợp. Mục tiêu vi sinh (Tổng Coliform 3.000–5.000) quyết định việc duy trì bể khử trùng và thời gian tiếp xúc phù hợp, đồng thời kiểm soát cặn kéo theo gây “bảo vệ” vi khuẩn.

3.2. Lựa chọn Cột A/B và hệ quả công nghệ

Cột A thường được yêu cầu cho các tuyến xả nhạy cảm, trong khi Cột B có thể được chấp thuận với điều kiện nguồn tiếp nhận và phương án xả thải phù hợp. Tuy nhiên, lựa chọn cột tiêu chuẩn không chỉ là bài toán pháp lý mà còn là bài toán vòng đời chi phí: Cột A kéo theo yêu cầu khử N, P sâu hơn, DO và tỉ lệ tuần hoàn bùn “chặt” hơn, đôi khi cần bổ sung khâu lọc áp lực/keo tụ – tạo bông sau lắng sinh học để ổn định TSS.

Với dự án cải tạo, khuyến nghị xây mục tiêu thiết kế trên cơ sở QCVN 11-MT:2015/BTNMT ngay từ đầu; xác lập thêm kế hoạch lấy mẫu – quan trắc trong giai đoạn chạy thử và chuẩn bị công tác nghiệm thu chất lượng công trình xử lý theo Thông tư 24/2018/TT-BTNMT. Điều này giúp đội kỹ thuật “khóa” được chế độ vận hành ngay từ khi hiệu chỉnh ban đầu, tránh tình huống phải nâng cấp bổ sung sau nghiệm thu do hụt hiệu suất ở một vài thông số nhạy cảm như Nitơ tổng hay Tổng Coliform.

4. Tuyến công nghệ sinh học nâng cao khuyến nghị

4.1. Phương án A/A/O với tiền xử lý DAF (thích hợp nhà máy có dầu mỡ và TSS cao)

Tuyến công nghệ điển hình: song chắn rác – bể tách mỡ – điều hòa – tuyển nổi áp lực DAF – anoxic – aerotank – lắng sinh học – khử trùng – lọc áp lực (khi cần) – xả đạt QCVN 11-MT:2015/BTNMT. Vai trò DAF là tách mạnh váng mỡ, cặn nổi và cặn mịn khó lắng bằng bọt khí siêu mịn; điều này giảm sốc tải cho sinh học, hạn chế bọt và tắc nghẽn bơm, cũng như hạ tiêu hao oxy phía sau (S2, S3). Bể anoxic đảm trách khử nitrat và đồng thời tận dụng carbon nội sinh, trong khi aerotank xử lý hữu cơ hòa tan và nitrification, sau đó lắng tách bùn và khử trùng loại vi sinh gây bệnh.

Với đặc tính nước thải giàu N và P (ví dụ N tổng 50–200 mg/L ở tôm, 100–300 mg/L ở cá da trơn; P tổng 10–120 mg/L và 50–100 mg/L tương ứng – S2), cấu hình đan xen anoxic/hiếu khí giúp tối ưu cân bằng carbon – nitơ: tận dụng nguồn carbon từ BOD để khử NO3-, giảm hoặc triệt nhu cầu bổ sung carbon ngoài. Theo mô tả công nghệ thực tế, việc xen kẽ thiếu khí – hiếu khí có thể giúp giảm đáng kể nhu cầu oxy cho nitrification, lên đến khoảng 50% nhờ tận dụng oxy từ quá trình khử NO3- (S1). Khi P đầu vào cao, có thể cân nhắc bổ sung một nhánh keo tụ – tạo bông phía sau sinh học để “đánh bóng” P tổng và TSS nếu mục tiêu là Cột A.

4.2. Phương án UASB + A/A/O (thích hợp tải hữu cơ cao, tối ưu năng lượng)

Với các dải COD cao như 800–2500 mg/L (cá da trơn – S2) hoặc phổ 1.000–1.200 mg/L (thực tế chung – S1), thêm bể kỵ khí UASB trước anoxic/hiếu khí giúp cắt sâu BOD/COD và tiết kiệm năng lượng khí nén. Ở UASB, vi sinh kỵ khí chuyển hóa hữu cơ thành CH4, CO2 và sinh khối qua bốn giai đoạn thủy phân – axit hóa – acetat hóa – methane hóa (S3). Tuyến kỵ khí đòi hỏi kiểm soát mùi và bọt chặt hơn, cũng như quản lý bùn hạt; đổi lại, tải trọng hữu cơ phần hiếu khí giảm rõ, tạo biên độ an toàn khi tải dao động theo ca sản xuất.

UASB đặc biệt hữu ích khi nhà máy có quy trình như surimi với hệ số nước thải 20–25 m3/tấn (S2) và/hoặc hàm lượng dầu mỡ cao ở đầu vào (ví dụ 250–830 mg/L ở cá da trơn – S2). DAF vẫn nên đặt trước UASB để tách mỡ và cặn nặng; điều này ngăn hiện tượng nổi bùn hạt và giảm “đầu độc” vi sinh kỵ khí bởi váng mỡ dày. Phía sau UASB, khối anoxic/hiếu khí tập trung vào khử N sâu, đánh bóng BOD/COD còn lại và ổn định TSS trước lắng – khử trùng.

4.3. Các biến thể sinh học nâng cao: IFAS/MBBR, cải tiến tuần hoàn bùn

Nếu diện tích hạn chế hoặc cần nâng hiệu suất mà không muốn tăng thể tích bể, có thể cân nhắc tích hợp giá thể dính bám (IFAS/MBBR) trong aerotank để tăng mật độ vi sinh hiệu dụng, giữ vững quá trình nitrification khi nhiệt độ dao động. Tuy chưa cần thay đổi mục tiêu DO, cấu hình này cải thiện khả năng chống sốc tải, đặc biệt khi dao động BOD5 500–1500 mg/L (S2) theo ca rửa máy – rửa nguyên liệu. Khi P cao, một bước keo tụ – tạo bông chọn lọc sau lắng sinh học có thể tạo “đệm an toàn” cho cột A.

Ở các hệ bùn hoạt tính truyền thống, điều chỉnh tuần hoàn bùn từ lắng về anoxic/hiếu khí đúng tỉ lệ là chìa khóa duy trì MLSS ổn định và kiểm soát bùn già. Khi MLSS quá thấp, hiệu suất xử lý hữu cơ sụt giảm; khi quá cao, lắng kém và kéo theo TSS vượt chuẩn. Tận dụng dữ liệu vận hành thực tế để “đóng vòng” theo MLSS mục tiêu và DO đặt là cách an toàn, thay vì tăng/giảm đột ngột chu kỳ thổi khí hay tốc độ bơm tuần hoàn.

5. Thông số vận hành then chốt và kiểm soát rủi ro

5.1. Tiền xử lý: tách rác – tách mỡ – tuyển nổi DAF – điều hòa

Song chắn rác và bể tách mỡ là “lớp đệm” bảo vệ hệ thống bơm – đường ống và giảm tải cơ học cho DAF. DAF vận hành theo nguyên lý không khí hòa tan: nước hồi lưu bão hòa khí vào bể, tạo bọt khí siêu mịn bám vào hạt cặn/dầu mỡ và kéo nổi lên mặt để cào váng (S2, S3). Để DAF ổn định, trộn nhanh với PAC/Polymer giúp “kết dính” hạt mịn; thời gian lưu và tốc độ cào váng được điều tiết để vừa không bỏ sót vừa tránh cuốn cặn trở lại. Một bể điều hòa sục khí/khuấy liên tục giúp hạn chế phân hủy kỵ khí gây mùi và bình ổn tải cho khối sinh học (S2).

Khâu tiền xử lý tốt có thể thay đổi toàn bộ “cục diện” phía sau: TSS đầu vào aerotank thấp làm giảm sinh bùn, hạn chế bọt protein, và giúp duy trì DO mục tiêu dễ dàng. Ngược lại, DAF thiếu hóa chất hoặc trộn kém sẽ khiến váng mỡ đi thẳng vào sinh học, gây nổi bùn, tắc đĩa phân phối khí, tăng OPEX do phải vệ sinh thường xuyên. Trong cải tạo, nâng cấp DAF (bơm hòa tan, dàn cào váng, hệ phản ứng hóa lý) thường là một trong các can thiệp có lợi tức nhanh nhất.

5.2. Khối anoxic/hiếu khí: DO, MLSS và nitơ

Ở aerotank, nồng độ DO duy trì trong khoảng 2–4 mg/L là mức điển hình để vi sinh hiếu khí hoạt động tốt và nitrification ổn định (S3). Nếu DO thấp hơn, amoni dễ tích lũy; nếu quá cao, tốn năng lượng và có thể ức chế một phần khử nitrat ở anoxic do “rò oxy”. MLSS là thước đo quan trọng cho sức khỏe bùn hoạt tính; vận hành trong khoảng 1.000–3.000 mg/L (S1) giúp đảm bảo tải hữu cơ áp dụng và khả năng lắng cân bằng. Khi MLSS trồi sụt lớn, cần đánh giá lại tuần hoàn bùn và thải bùn dư theo chu kỳ.

Về khử nitơ, bể anoxic sử dụng carbon nội sinh từ BOD để khử NO3- thành N2. Cấu hình anoxic – hiếu khí đan xen cho phép “tận dụng lẫn nhau”: oxy hóa amoni ở hiếu khí, rồi khử nitrate ở thiếu khí bằng phần hữu cơ còn lại, giúp tiết kiệm oxy cấp, có thể tới khoảng 50% so với bố trí hiếu khí thuần cho riêng giai đoạn nitrification (S1). Khi N tổng đầu vào cao như 100–300 mg/L (cá da trơn – S2), cần đặc biệt tránh sốc tải: tăng dần tải hữu cơ/đạm trong giai đoạn chạy thử, song hành với kiểm soát DO và bùn tuần hoàn, sẽ cho quá trình thích nghi vững.

5.3. Lắng sinh học – khử trùng – lọc “đánh bóng”

Bể lắng sinh học tách bùn hoạt tính khỏi nước sau aerotank; bùn lắng một phần tuần hoàn về sinh học để duy trì MLSS, phần dư chuyển về bể chứa bùn (S1, S3). Chất lượng lắng phụ thuộc chặt vào tuổi bùn và cấu trúc vi sinh; bùn già thường lắng kém, nổi bọt váng. Việc theo dõi bề mặt lắng và lượng bùn tuần hoàn hàng ngày giúp phát hiện sớm lệch pha.

Khử trùng bằng chlorine/NaOCl là bước loại vi sinh còn sót, nhằm đáp ứng chỉ tiêu Tổng Coliform 3.000–5.000 theo QCVN 11-MT:2015/BTNMT (S2). Khi mục tiêu là Cột A, nhiều nhà máy thêm lọc áp lực sau khử trùng để bắt cặn mịn còn lại, ổn định TSS trước xả. Nếu P tổng đầu vào cao hoặc dao động theo ca phụ gia, khối keo tụ – tạo bông chọn lọc trước lọc áp lực sẽ hỗ trợ “đánh bóng” thêm photpho và độ đục.

6. Chi phí đầu tư – vận hành: chiến lược tối ưu không đánh đổi rủi ro

Chi phí đầu tư (CAPEX) trong cải tạo phụ thuộc chủ yếu vào hai nhóm: công trình (bể điều hòa, DAF, anoxic/aerotank, lắng, lọc) và thiết bị (máy thổi khí, bơm tuần hoàn – bùn – hồi lưu DAF, châm hóa chất, quan trắc online). Ở dự án cải tạo, tái sử dụng bể hiện hữu và hoán cải công năng (ví dụ tách một bể lớn thành ngăn anoxic/hiếu khí bằng vách ngăn) thường giúp rút ngắn thời gian dừng máy và giảm CAPEX.

OPEX tập trung ở điện cho thổi khí, hóa chất cho DAF/khử trùng/keo tụ và xử lý bùn. Ba “đòn bẩy” khả thi gồm: (i) kiểm soát DO theo dải mục tiêu 2–4 mg/L (S3) để tránh thổi khí dư; (ii) duy trì MLSS 1.000–3.000 mg/L (S1) nhằm tối ưu cân bằng lắng – tải hữu cơ; (iii) làm tốt tiền xử lý (tách mỡ + DAF) để giảm hóa chất ở bước sau và nâng ổn định sinh học. Về chiến lược vận hành, chạy bơm cấp/hóa chất theo tín hiệu mực – lưu lượng thay vì cố định theo giờ thường giảm rung lắc dòng và tránh “cấp quá tay”.

7. Quản lý bùn và mùi: yêu cầu không thể xem nhẹ

Bùn phát sinh từ sinh học và DAF cần được gom về bể chứa bùn, sau đó tách nước bằng thiết bị phù hợp trước khi chuyển giao đơn vị chức năng. Khử nước hiệu quả trực tiếp giảm chi phí vận chuyển – xử lý bùn. Kế hoạch thải bùn đều đặn cũng giúp duy trì tuổi bùn, hạn chế lắng kém gây “vượt chuẩn dây chuyền” do kéo theo bùn mịn qua lắng.

Nguồn mùi chủ yếu đến từ khu tiền xử lý (tách mỡ, DAF), bể kỵ khí (nếu có UASB) và khu chứa bùn. Các biện pháp thực tế gồm che kín, thu khí cục bộ và rửa khí, đồng thời tránh ứ đọng lâu ở bể điều hòa nhờ sục khí/khuấy đều (S2). Vệ sinh mặt bằng – song chắn rác hàng ca không chỉ giảm mùi mà còn giúp loại trừ vật thể lớn gây kẹt bơm, hư thiết bị.

8. Những lỗi thường gặp khi cải tạo và cách khắc phục

Một lỗi phổ biến là đánh giá thấp tải dầu mỡ và TSS, dẫn tới cấu hình DAF nhỏ hoặc thiếu cụm phản ứng hóa lý đi kèm. Khi vận hành, dấu hiệu là váng mỡ tràn qua DAF, bọt dày trong aerotank và đĩa phân phối khí nhanh bám bẩn. Khắc phục gồm: hiệu chỉnh liều PAC/Polymer, tối ưu tuần hoàn hòa tan khí và, nếu cần, nâng cấp dàn cào váng và thể tích bể phản ứng trước DAF.

Lỗi thứ hai là vận hành DO và MLSS “trôi tự do”. DO xuống thấp kéo theo amoni tích lũy, DO quá cao gây lãng phí và ức chế khử nitrat; MLSS dao động gây lắng kém và TSS ra cao. Giải pháp thực tế là khóa dải DO 2–4 mg/L (S3), giữ MLSS 1.000–3.000 mg/L (S1), thiết lập lịch thải bùn và tần suất tuần hoàn rõ ràng, quan sát bề mặt lắng hằng ngày để chẩn đoán sớm bùn nở – bùn già.

Lỗi thứ ba là thiếu “đệm an toàn” cho N và P khi nhắm Cột A. Với nước thải có N tổng 100–300 mg/L (cá da trơn – S2) và P tổng có thể tới 50–100 mg/L, chỉ sinh học đôi khi chưa đủ trong mọi tình huống dao động sản xuất. Bổ sung keo tụ – tạo bông sau lắng sinh học hoặc lọc áp lực sẽ gia cố đáng kể khả năng “đánh bóng” TSS/P để ổn định đầu ra, nhất là trong mùa cao điểm.

Cuối cùng, nhiều dự án bỏ qua khâu “hành vi tại nguồn”: tối ưu thao tác rã đông – rửa, lắp bẫy mỡ cục bộ, làm sạch sàn và máng thoát theo ca. Những can thiệp rẻ tiền này làm giảm rõ rệt TSS và dầu mỡ trước khi vào hệ thống, từ đó tiết kiệm hóa chất DAF và điện thổi khí, đồng thời gia tăng độ tin cậy khi xưởng chạy hết công suất.

9. So sánh dữ liệu đặc trưng đầu vào và giới hạn xả thải theo QCVN 11-MT:2015/BTNMT

Thông số	Đầu vào - Tôm đông lạnh (S2)	Đầu vào - Cá da trơn (S2)	Đầu vào - Hỗn hợp (S2)	QCVN 11-MT:2015/BTNMT Cột A (S2)	QCVN 11-MT:2015/BTNMT Cột B (S2)
pH	6,5 – 9	6,5 – 7	5,5 – 9	5,5 – 9	5,5 – 9
TSS (mg/L)	100 – 300	500 – 1200	50 – 194	50	100
COD (mg/L)	800 – 2000	800 – 2500	694 – 2070	75	150
BOD5 (mg/L)	500 – 1500	500 – 1500	391 – 1539	30	50
N tổng (mg/L)	50 – 200	100 – 300	30 – 100	30	60
P tổng (mg/L)	10 – 120	50 – 100	3 – 50	—	—
Dầu & mỡ (mg/L)	—	250 – 830	2,4 – 100	—	—
Tổng Coliform	—	—	—	3.000	5.000

Bảng trên cho thấy khoảng cách xử lý cần đạt là đáng kể, đặc biệt với COD/BOD và N tổng. Lựa chọn cấu hình A/A/O có DAF tiền xử lý là tuyến cơ sở phù hợp; khi tải hữu cơ và lưu lượng cao, bổ sung UASB giúp “cắt tải” hữu cơ về mức aerotank xử lý hiệu quả hơn. Tùy mục tiêu cột A hay B, thêm keo tụ – tạo bông và/hoặc lọc áp lực sẽ gia tăng độ ổn định đầu ra trước các dao động sản xuất.

10. Lộ trình triển khai cải tạo: từ khảo sát đến nghiệm thu

Giai đoạn 1 – Khảo sát: lấy mẫu theo ca sản xuất đại diện và mô tả công nghệ hiện hữu. Các thông số cần phân tích gồm COD, BOD5, TSS, N tổng, P tổng, dầu mỡ, pH và vi sinh theo yêu cầu QCVN 11-MT:2015/BTNMT (S2). Kèm theo đó là cân bằng nước theo chủng loại sản phẩm, tham chiếu các hệ số 4–6 m3/tấn (tôm), 5–7 m3/tấn (cá da trơn), 20–25 m3/tấn (surimi), 4–6 m3/tấn (hỗn hợp) (S2).

Giai đoạn 2 – Thiết kế cải tạo: lựa chọn tuyến DAF + A/A/O làm nền; cân nhắc thêm UASB nếu tải hữu cơ và diện tích cho phép. Xây dựng chiến lược điều khiển DO 2–4 mg/L (S3) và duy trì MLSS 1.000–3.000 mg/L (S1) ngay trong bản mô tả vận hành chuẩn (SOP). Chuẩn bị kế hoạch chạy thử – hiệu chỉnh, quan trắc song hành với mục tiêu QCVN 11-MT:2015/BTNMT, và lộ trình nghiệm thu theo Thông tư 24/2018/TT-BTNMT.

Giai đoạn 3 – Vận hành tối ưu: khóa các điểm cài đặt DO, MLSS, tuần hoàn bùn; giám sát DAF theo chất lượng váng và TSS sau DAF; kiểm soát khử trùng để đạt Tổng Coliform mục tiêu (S2). Duy trì housekeeping tại nguồn, quy trình vệ sinh định kỳ bể – thiết bị, và lịch thải bùn nhằm giảm tải mùi và ổn định TSS. Khi cần đạt cột A bền vững, xem xét bổ sung bước keo tụ – tạo bông/ lọc áp lực như lớp “an toàn” trước tuyến xả.

FAQ

Hỏi 1: Nhà máy nên chọn Cột A hay B của QCVN 11-MT:2015/BTNMT?
Việc chọn cột phụ thuộc mục tiêu dự án và điều kiện tuyến xả được phê duyệt. Cột A yêu cầu khử sâu hơn BOD/COD và N, thường cần thêm các bước “đánh bóng” TSS/P để tạo đệm an toàn, còn Cột B có thể phù hợp nếu nguồn tiếp nhận và phương án xả đáp ứng yêu cầu quản lý.

Hỏi 2: Khi nào cần bổ sung UASB trước sinh học hiếu khí?
Nếu dải COD đầu vào cao như 800–2500 mg/L (cá da trơn – S2) và/hoặc hệ số nước thải lớn như 20–25 m3/tấn (surimi – S2), UASB giúp giảm đáng kể tải hữu cơ trước aerotank, tiết kiệm năng lượng khí nén. Tuy nhiên, cần kiểm soát mùi, tách mỡ tốt trước UASB và quản lý bùn hạt cẩn trọng.

Hỏi 3: Giá trị DO và MLSS nên duy trì ở mức nào?
DO trong aerotank nên duy trì khoảng 2–4 mg/L để cân bằng hiệu suất – năng lượng (S3). MLSS ở mức 1.000–3.000 mg/L giúp đảm bảo khả năng xử lý hữu cơ và lắng ổn định (S1); vận hành ngoài dải này dễ gây lắng kém hoặc tụt hiệu suất.

Hỏi 4: DAF có bắt buộc cho mọi hệ thống xử lý thủy sản không?
Với đặc thù dầu mỡ và TSS cao, DAF gần như là “chuẩn” tiền xử lý vì giúp tách váng mỡ và cặn mịn khó lắng (S2, S3). Hệ thống thiếu DAF thường gặp bọt dày, tắc khí, trồi bùn ở sinh học và chi phí vận hành tăng do làm sạch – bảo dưỡng quá thường xuyên.

Hỏi 5: Làm sao kiểm soát N tổng để đạt 30–60 mg/L theo QCVN 11-MT:2015/BTNMT?
Cần cấu hình thiếu khí – hiếu khí hợp lý, tận dụng carbon nội sinh để khử NO3- và vận hành DO đúng dải để nitrification/denitrification cân bằng (S1, S2). Tránh sốc tải N bằng điều độ vận hành, tuần hoàn bùn ổn định và bổ sung “đệm” hóa lý nếu đầu vào dao động mạnh.

Hỏi 6: Sau cải tạo, cần chuẩn bị gì cho nghiệm thu công trình xử lý?
Cần kế hoạch chạy thử – hiệu chỉnh, chương trình lấy mẫu – phân tích các chỉ tiêu theo QCVN 11-MT:2015/BTNMT (S2), cùng hồ sơ kỹ thuật – nhật ký vận hành. Việc kiểm tra, thẩm định, nghiệm thu thực hiện theo quy định tại Thông tư 24/2018/TT-BTNMT, bảo đảm hệ thống đạt yêu cầu trước khi vận hành chính thức.