Phương pháp xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản

Nuôi trồng thủy sản là ngành kinh tế quan trọng, đóng góp lớn vào an ninh lương thực và xuất khẩu. Tuy nhiên, hoạt động này cũng tạo ra một lượng lớn nước thải chứa nhiều chất ô nhiễm như chất hữu cơ, nitơ, phốt pho, và các hạt rắn lơ lửng. Những chất ô nhiễm này, nếu không được xử lý đúng cách, có thể gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh và sức khỏe con người. Cùng ETM tìm hiểu các phương pháp xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản trong nội dung dưới đây!

Nguồn phát sinh nước thải nuôi trồng thủy sản

Nước thải từ hoạt động nuôi trồng thủy sản phát sinh chủ yếu từ các nguồn sau:

• Thức ăn không được tiêu thụ hết (chiếm 15–30% lượng thức ăn) tích tụ dưới đáy ao, lồng bè, phân hủy tạo thành các hợp chất hữu cơ (protein, lipid) và dinh dưỡng (nitơ, phốt pho).
• Chất thải từ sinh vật nuôi (phân, nước tiểu) chứa hàm lượng cao ammonia, nitrat, và các hợp chất hữu cơ.
• Chất diệt khuẩn, kháng sinh: Sử dụng để phòng ngừa và điều trị bệnh, tồn dư trong nước thải.
• Vôi, khoáng chất: Dùng để cải tạo đáy ao, điều chỉnh pH, dễ hòa tan vào nước.
• Hormone, vitamin: Thường được bổ sung vào thức ăn, thải ra môi trường qua bài tiết.
• Nước rửa trôi từ cải tạo ao (tháo cạn, nạo vét bùn đáy) chứa bùn thải giàu hữu cơ, vi sinh vật và hóa chất tích tụ.
• Nước thải từ hệ thống lọc cơ học (lưới lọc, bể lắng) trong các mô hình nuôi tuần hoàn (RAS).
• Trong quy trình nuôi thâm canh, nước thường xuyên được thay thế để duy trì chất lượng, mang theo chất ô nhiễm ra môi trường.
• Sự phát triển quá mức của tảo do dư thừa dinh dưỡng, sau khi chết phân hủy làm tăng lượng chất hữu cơ trong nước.
• Nước mưa chảy tràn mang theo đất, cặn bẩn, hóa chất từ khu vực xung quanh vào ao nuôi, làm tăng độ đục và ô nhiễm hữu cơ.

Các nguồn thải này chứa hàm lượng lớn BOD, COD, TSS, nitơ, phốt pho, và vi sinh vật gây bệnh. Nếu xả thẳng ra môi trường, chúng gây phú dưỡng hóa nguồn nước, suy giảm oxy, tích tụ độc tố, và lan truyền dịch bệnh cho hệ sinh thái tự nhiên.

Xem thêm: Top 4 phương pháp xử lý COD, BOD, TSS trong nước thải hiệu quả

Phương pháp xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản

Hai phương pháp xử lý sinh học phổ biến là hiếu khí và kỵ khí được ứng dụng rộng rãi nhờ khả năng phân hủy chất hữu cơ tự nhiên, an toàn.

Xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản bằng phương pháp hiếu khí

Phương pháp xử lý hiếu khí dựa trên hoạt động của vi sinh vật (VSV) trong điều kiện có oxy. Một trong những công nghệ tiêu biểu là bể Aerotank, bùn hoạt tính được duy trì ở trạng thái lơ lửng nhờ hệ thống sục khí liên tục. Máy sục khí đảm bảo nồng độ oxy hòa tan luôn ở mức bão hòa, tạo môi trường lý tưởng để VSV hiếu khí sinh trưởng mạnh mẽ. Tại đây, các hợp chất hữu cơ phức tạp như protein, lipid trong nước thải được VSV oxy hóa thành CO₂, H₂O và sinh khối mới. Ưu điểm của bể Aerotank là hiệu suất xử lý BOD, COD cao (đạt 80–90%), thời gian xử lý nhanh và khả năng kiểm soát mật độ vi sinh linh hoạt. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi chi phí vận hành lớn do tiêu thụ nhiều điện năng cho hệ thống sục khí, đồng thời cần kiểm soát chặt chẽ lượng bùn dư để tránh gây tắc nghẽn.

Bên cạnh bể Aerotank, phương pháp hiếu khí còn được áp dụng thông qua các bể sinh học với vật liệu lọc cố định. Trong hệ thống này, lớp vật liệu lọc (ví dụ giá thể…) đóng vai trò là nơi bám dính cho VSV hiếu khí phát triển thành màng sinh học. Khi nước thải chảy qua bề mặt vật liệu lọc, oxy hòa tan khuếch tán vào màng sinh học, giúp VSV phân hủy chất hữu cơ thành các chất đơn giản như nước và khí CO₂. Công nghệ này phù hợp với các hệ thống có tải trọng ô nhiễm thấp đến trung bình, ưu điểm nổi bật là tiết kiệm năng lượng do không cần sục khí liên tục và ít phát sinh bùn thải. Tuy nhiên, nhược điểm chính là dễ xảy ra hiện tượng tắc nghẽn vật liệu lọc nếu nước thải chứa nhiều chất rắn lơ lửng.

Xem thêm: Khái quát về bể Aerotank trong xử lý nước thải

Xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản bằng phương pháp kỵ khí

Phương pháp xử lý kỵ khí ngược lại, hoạt động trong điều kiện không có oxy, dựa vào quá trình lên men của VSV yếm khí để phân hủy chất hữu cơ.

Quá trình này diễn ra qua ba giai đoạn chính:

• Thủy phân – các hợp chất hữu cơ phức tạp (cellulose, protein) được enzyme VSV cắt thành phân tử nhỏ như đường, acid béo;
• Acetat hóa – các phân tử này tiếp tục chuyển hóa thành acid acetic, CO₂ và H₂;
• Methane hóa – acid acetic và H₂ được VSV methanogen chuyển thành khí CH₄ và CO₂.

Phương pháp kỵ khí thường được áp dụng trong các hầm biogas hoặc bể UASB, phù hợp với nước thải có nồng độ hữu cơ cao. Ưu điểm lớn nhất là tạo ra khí methane – nguồn năng lượng tái tạo có thể sử dụng cho sinh hoạt hoặc vận hành trang trại. Đồng thời, quá trình này giảm đáng kể thể tích bùn thải so với phương pháp hiếu khí. Tuy nhiên, nhược điểm nằm ở thời gian xử lý dài, đòi hỏi nhiệt độ ổn định (30–35°C) và khó kiểm soát mùi hôi từ khí H₂S sinh ra trong quá trình phân hủy.

Trong thực tế, để tối ưu hiệu quả xử lý, nhiều hệ thống kết hợp cả hai phương pháp hiếu khí và kỵ khí. Ví dụ, nước thải đầu tiên được xử lý kỵ khí để giảm tải lượng hữu cơ và thu hồi khí biogas, sau đó chuyển sang giai đoạn hiếu khí để loại bỏ triệt để các chất ô nhiễm còn lại. Cách tiếp cận này không chỉ tận dụng ưu điểm của từng phương pháp mà còn cân bằng chi phí vận hành, phù hợp với cả quy mô trang trại vừa và lớn. Tóm lại, việc lựa chọn công nghệ xử lý cần dựa trên đặc tính nước thải, khả năng đầu tư và mục tiêu phát triển bền vững của từng đơn vị nuôi trồng thủy sản.

Lời kết

Để đạt được mục tiêu phát triển bền vững, lựa chọn phương pháp xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản cần dựa trên phân tích toàn diện về đặc điểm nguồn thải, quy mô sản xuất và tiềm lực tài chính. Đồng thời, đầu tư vào nghiên cứu công nghệ mới, nâng cao nhận thức người nuôi và hoàn thiện chính sách quản lý sẽ là chìa khóa giúp ngành thủy sản vươn xa, vừa đáp ứng nhu cầu thị trường vừa gìn giữ màu xanh cho hệ sinh thái. Bởi lẽ, bảo vệ nguồn nước hôm nay chính là bảo đảm tương lai cho những thế hệ mai sau.

Nếu Quý khách đang tìm kiếm tổng thầu EPC xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản, hãy liên hệ ngay với ETM qua hotline 0923 392 868 để được tư vấn miễn phí và nhận báo giá trong thời gian sớm nhất!