PAC xử lý nước thải thủy sản: tách dầu mỡ, đạt QCVN 11 từ bể DAF

Vì sao nước thải thủy sản lại chứa nhiều dầu mỡ?

Bạn vận hành trạm xử lý nước th tại nhà máy chế biến thủy sản. Sáng nào cũng thấy lớp váng mỡ dày nổi trên bể gạn. Chiều lại nghe báo bùn nổi ở bể sinh học. Cuối tháng cầm kết quả quan trắc, chỉ số dầu mỡ cứ lơ lửng trên ngưỡng cho phép.

Điểm chung của các trạm vượt chuẩn bền vững thường nằm ở một khâu: xử lý triệt để dầu mỡ ngay tại cụm hóa lý bằng PAC kết hợp tuyển nổi, trước khi nước chảy vào khối sinh học.

Bài này đi thẳng vào ba việc bạn cần: tại sao nước thải thủy sản khó tách dầu, cơ chế PAC phá màng nhũ ra sao, và cách châm + chọn dòng PAC để đầu ra tiến về QCVN 11-MT:2015 Cột A hoặc Cột B một cách ổn định.

PAC phá màng nhũ bằng cơ chế Al13 thế nào

PAC là chữ viết tắt của Poly Aluminium Chloride, nghĩa là một muối nhôm đã trùng hợp một phần. Công thức tổng quát thường viết là [Al2(OH)nCl6-n.xH2O]m. Hai con số định danh quan trọng của PAC là hàm lượng nhôm hoạt tính quy về Al2O3, thường từ 28% đến 31%, và độ kiềm hóa, theo tiếng Anh là basicity, nghĩa là mức độ nhóm OH đã thay thế Cl trong cấu trúc, thường trong khoảng 40–80%.

Điểm ăn tiền của PAC so với phèn nhôm đơn nằm ở một cấu trúc mang tên Al13, công thức [AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+. Bạn hình dung đó là một cụm nhôm đa nhân mang tới 7 điện tích dương. Mật độ điện tích dày đặc trên một cụm nhỏ.

Cơ chế làm việc của PAC trên nước giàu dầu mỡ diễn ra theo ba bước nối tiếp. Bước một là trung hòa điện tích, theo tiếng Anh là charge neutralization. Bề mặt giọt dầu bị nhũ hóa và hạt protein trong nước thải thủy sản thường mang điện âm. Chúng đẩy nhau nên lơ lửng mãi, không chập lại được. Cụm Al13 dương mạnh trung hòa lớp điện âm này rất nhanh ngay ở nồng độ thấp. Nó đưa thế Zeta, tức hiệu điện thế tại mặt trượt của hạt keo, về gần 0. Lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt nhờ vậy bị triệt tiêu.

Bước hai là vá mảng đa điện, theo tiếng Anh là polycation-patch. Mỗi cụm nhôm bám cục bộ lên bề mặt giọt dầu. Nó tạo thành mảng điện trái dấu. Các mảng này hút nhau, khiến giọt dầu chập lại thành cụm lớn dần.

Bước ba là bắc cầu và cuốn quét, theo tiếng Anh là bridge connection và sweep flocculation. Khi nồng độ tăng nhẹ, các chuỗi polymer nhôm tạo thành lưới kết tủa Al(OH)3. Lưới này bắt giữ giọt dầu tự do và cặn lơ lửng còn sót. Chúng vón thành bông cặn lớn, xốp, dễ nổi.Trong nghề hay gọi đây là friable floc. Bạn hiểu đúng cụm này là bông to nhưng tơi, hợp với tuyển nổi hơn là lắng trọng lực. Chữ tơi ở đây nghĩa là bông nhẹ và xốp, không phải bông yếu dễ vỡ vụn trong đường ống nếu bạn khuấy đúng lực. Muốn giữ bông nguyên, bạn khuấy vừa phải và tránh bơm xé mạnh trên đường vào DAF.

Bông cặn xốp của PAC sinh ra như để dành cho bể DAF. DAF là chữ viết tắt của Dissolved Air Flotation, nghĩa là tuyển nổi bằng khí hòa tan. Công nghệ này dùng nước bão hòa khí rồi xả áp để sinh bọt khí mịn cỡ 20–50 micromet. Bọt mịn bám vào bông xốp, kéo cả cụm dầu và cặn nổi nhanh lên mặt thành lớp váng đặc. Máy cào gạt đi gọn.

Theo khoảng tham khảo ngành được tổng hợp cho bài này, cụm PAC kết hợp DAF, có trợ thêm Polymer Anion là chất trợ keo mang điện âm, liều khoảng 1–3 mg/L khi tải cao như nước surimi hay đồ hộp, có thể gỡ 85–95% dầu mỡ, 80–92% TSS, cùng 40–60% COD ở phần không tan. Mọi con số mình nêu là khoảng định hướng để bạn hình dung. Bạn vẫn chốt bằng cách chạy thử trên mẫu nước của chính mình. Cách chạy mình hướng dẫn ở mục liều bên dưới. Danh mục nguồn đối chiếu đầy đủ nằm ở ô nguồn tham khảo lúc đăng.

PAC xử lý nước thải thủy sản gánh phần nào để đạt QCVN 11-MT:2015

QCVN 11-MT:2015/BTNMT là quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp chế biến thủy sản, do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành, thay thế bản QCVN 11:2008 trước đó. Quy chuẩn chia hai mức: Cột A áp khi nguồn tiếp nhận là nước dùng cho cấp sinh hoạt, siết chặt hơn, và Cột B cho các nguồn tiếp nhận còn lại. Đặt mục tiêu xả lên bàn ngay từ đầu giúp bạn biết cụm PAC và DAF phải gánh tới đâu. Phần nào để lại cho khối sinh học và khử trùng phía sau.

Bảng dưới đây gom các chỉ tiêu liên quan trực tiếp tới cụm hóa lý. Giá trị nước thô là khoảng ngành mang tính định hướng. Giá trị Cột A và Cột B theo quy chuẩn hiện hành. Cột cuối là phần việc PAC kết hợp DAF có thể gánh theo khoảng tham khảo đã nêu. Bạn luôn kiểm chứng bằng mẫu thực tế của trạm mình.

Cách đọc bảng đúng là chia việc. PAC xử lý nước thải thủy sản gánh mạnh nhất ở hàng dầu mỡ, TSS và phốt pho. Nó gánh một phần COD và BOD ở dạng không tan. Còn COD hòa tan, BOD hòa tan, nitơ hòa tan và Coliforms là việc của bể sinh học và khử trùng phía sau.PAC không thay được vi sinh, cũng không thay được khử trùng. Vai trò đúng của nó là dọn đường: tách dầu và cặn từ đầu để vi sinh không bị bọc dầu, không nổi bùn, chạy ổn định. Nhờ vậy đầu ra mới giữ được Cột A hoặc Cột B bền theo thời gian. Trạm nào bỏ qua cụm hóa lý mà dồn hết cho vi sinh thường trả giá bằng sự cố bùn nổi đúng mùa cao điểm, lúc tải dầu lên đỉnh.

Cẩm nang toàn diện về Poly Aluminium Chloride (PAC) Bài tổng quan của chuỗi PAC: bản chất hóa học, phân loại dòng PAC và nguyên tắc chọn hóa chất cho từng loại nước thải

PAC so với phèn nhôm, phèn sắt: khác biệt ở tiền vận hành

Người quyết hóa chất trong nhà máy thường không hỏi phản ứng nào đẹp hơn. Họ hỏi ba khoản: tiền hóa chất mỗi tháng, tiền bùn thải, tiền sự cố. Mình so PAC với hai lựa chọn quen thuộc trên đúng ba khoản này để bạn dễ trình phương án.

Với phèn nhôm sunfat, trong nghề hay gọi là Alum hay phèn đơn, PAC lợi ở bốn điểm. Thứ nhất, liều dùng thường thấp hơn 2–3 lần nhờ cụm trùng tụ có sẵn. Al13 vào việc ngay, thay vì phải tự hình thành trong nước như ion nhôm đơn. Thứ hai, PAC ít tiêu hao độ kiềm, nghĩa là ít làm tụt pH của nước. Nhờ vậy lượng xút hay vôi châm bù để nâng kiềm giảm theo, khoảng tham khảo tiết kiệm 35–60% lượng chất nâng kiềm.Thứ ba, bông keo của PAC hình thành nhanh, to và chắc hơn. Bông ít vỡ vụn khi chảy qua vách ngăn hay đường ống vào DAF. Váng thu được đặc và khô hơn. Thứ tư, thể tích bùn sinh ra giảm khoảng 30–50% so với phèn đơn ở cùng hiệu quả. Tiền ép bùn và thuê đơn vị thu gom giảm thấy rõ. Mọi khoảng mình nêu đều là định hướng từ kinh nghiệm ngành. Bạn chốt bằng chạy thử song song hai hóa chất trên cùng mẫu nước của trạm mình.

Với phèn sắt, cụ thể là Ferric Chloride, PAC lợi ở ba điểm khác. Thứ nhất, PAC không nhuộm vàng nước thành phẩm. Ion sắt dễ để lại màu vàng khó tẩy ở công đoạn sau, nhất là khi trạm có tái sử dụng nước. Thứ hai, PAC ít gây ăn mòn bơm định lượng, đường ống và cánh khuấy hơn vì tính axit yếu hơn phèn sắt.Thứ ba, vận hành an toàn hơn cho công nhân trạm, mùi và khói axit nhẹ hơn hẳn. Nói công bằng, phèn sắt vẫn có chỗ đứng khi trạm cần gỡ phốt pho chuyên sâu ở chi phí hóa chất thấp và chấp nhận được màu cùng mức ăn mòn. Lúc đó bạn cân nhắc theo bài toán riêng. Còn với nước giàu dầu mỡ cần bông nổi nhanh cho DAF, PAC thường là lựa chọn ưu tiên vì bông xốp hợp bọt khí mịn hơn bông sắt nặng.

Châm PAC sao cho trúng: liều và jar-test 6 bước

Đây là mục bạn nên đọc kỹ nhất. Sai lầm tốn tiền nhất của các trạm là châm một liều cố định quanh năm. Nước thải thủy sản đổi theo mẻ nguyên liệu. Hôm chạy tôm khác hôm chạy cá tra. Ca sản xuất đầu khác ca vệ sinh cuối ngày. Một liều đúng cho mùa thấp điểm có thể thiếu vào mùa cao điểm. Liều dư còn gây hiện tượng tái ổn định keo, theo tiếng Anh là restabilization, nghĩa là hạt keo bị bao quá nhiều điện dương nên đẩy nhau trở lại. Nước sau lắng đục mờ và tốn hóa chất vô ích.

Khoảng liều định hướng cho nước thải thủy sản sau tách mỡ thô thường nằm trong khoảng 80–250 mg/L PAC, tương đương 80–250 g cho mỗi mét khối nước. Kèm theo là Polymer Anion trợ keo khoảng 1–3 mg/L khi tải cao. pH tối ưu cho cụm hóa lý khoảng 6,5–7,8. Mình nhắc lại: đây là điểm khởi đầu để bạn chạy thử, không phải đáp số để châm thẳng vào trạm. Khoảng này đã thống nhất cho toàn bài, dùng cho mọi ví dụ liều. Đáp số đúng chỉ có từ jar-test, tức phép thử keo tụ trên cốc mẫu trong phòng thí nghiệm, chạy trên chính nước thải của ca sản xuất bạn đang cần chỉnh.

Quy trình jar-test gọn cho trạm thủy sản gồm 6 bước. Bước 1, lấy 6 cốc mẫu 1.000 mL nước sau bể tách mỡ, đo và ghi pH ban đầu của từng cốc. Bước 2, châm dãy liều PAC tăng dần, ví dụ 50, 100, 150, 200, 250 và 300 mg/L, mỗi cốc một liều. Bước 3, khuấy nhanh 120–150 vòng mỗi phút trong 60–90 giây để phân tán đều cụm nhôm vào toàn bộ mẫu. Bước 4, khuấy chậm 30–40 vòng mỗi phút trong 10–15 phút, châm Polymer Anion vào đầu giai đoạn này để dưỡng bông cặn lớn dần.Bước 5, để lắng tĩnh hoặc mô phỏng tuyển nổi bằng cách sục khí nhẹ, quan sát kích thước bông, tốc độ nổi hoặc lắng, độ trong của nước phía dưới, đo lại pH, TSS và dầu mỡ nếu có thiết bị. Bước 6, chốt liều cho nước trong nhất, lớp váng tách rõ nhất mà lượng hóa chất dư ít nhất. Bạn ưu tiên cốc có váng khô đặc thay vì cốc nước trong nhưng váng nhão khó gạt. Khi đổi mẻ nguyên liệu lớn hay chuyển mùa vụ, bạn chạy lại đủ 6 bước. Mất một buổi sáng nhưng đỡ được cả tháng châm sai.

Chọn đúng PAC của shop và checklist tới Cột A hoặc Cột B

Sau khi có liều từ jar-test, việc còn lại là chọn dòng PAC hợp với điểm nghẽn của trạm mình. Bốn dòng dưới đây là hàng shop đang cung ứng cho xử lý nước thải. Mình xếp theo tình huống vận hành để bạn đối chiếu nhanh. Chi tiết kỹ thuật từng dòng nằm trong thẻ sản phẩm kèm theo.

Nếu điểm nghẽn của bạn là bể DAF tách dầu, dòng hợp nhất là PAC Vàng Nghệ, hàng nguồn gốc Trung Quốc với hàm lượng Al2O3 từ 28%. Thế mạnh là tạo bông cặn to xốp đúng kiểu bông nổi hợp tuyển nổi, nổi nhanh cùng bọt khí mịn, hợp với bể DAF công suất lớn chạy liên tục mùa cao điểm.

Nếu nước của bạn thuộc loại tải hữu cơ cao như surimi hay đồ hộp, COD và TSS đậm đặc, bạn cần dòng hòa tan nhanh và bông chắc. Đó là PAC Vàng Chanh, hàng nguồn gốc Trung Quốc với hàm lượng Al2O3 từ 29%, hợp cho cụm keo tụ trước DAF khi nước đầu vào đặc và nhớt.

Nếu ưu tiên của bạn là chủ động nguồn cung nội địa, không lo gián đoạn chuỗi cung ứng vào mùa cao điểm, PAC Việt Trì dạng bột là phương án đáng cân nhắc, hàng Việt Nam với hàm lượng Al2O3 từ 30%, chất lượng ổn định cho bồn chứa lớn chạy dài ngày.

Nếu trạm bạn có thêm yêu cầu kiểm soát độ màu, chẳng hạn cụm cấp nước chế biến thực phẩm hay tuyến nước tái sử dụng, PAC VIKRAM 100S là dòng tinh khiết cao nguồn gốc Ấn Độ với hàm lượng Al2O3 từ 30%, ít tồn dư sắt, hợp cho những vị trí nhạy cảm về màu và chất lượng nước.

Cuối cùng là checklist duy nhất của toàn bài để đầu ra giữ được Cột A hoặc Cột B bền vững. Một, tách mỡ thô bằng bể gạn trước để giảm tải cho hóa chất. Hai, châm PAC kết hợp DAF đúng liều jar-test của mẻ hiện tại, pH cụm hóa lý giữ trong khoảng 6,5–7,8. Ba, đưa nước đã hết dầu sang khối sinh học để xử lý phần hòa tan.Bốn, khử trùng trước khi xả. Ngoài checklist, bạn nhớ bốn rủi ro hay gặp nhất: châm dư PAC gây tái ổn định keo, pH lệch khỏi khoảng tối ưu, bông vỡ do khuấy quá mạnh trên đường vào DAF, và quên chạy lại jar-test khi đổi mẻ nguyên liệu. Bạn dán checklist này ở phòng vận hành, mỗi ca tick một lượt, trạm sẽ ít bất ngờ vào mùa cao điểm hẳn.