ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG sản XUẤT BIOGAS từ bùn THẢI NHÀ máy CHẾ BIẾN THỦYHẢI sản vừa và NHỎ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------o0o---------KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
BỘ MÔN QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG
Chuyên ngành: Quản lý và Công nghệ Môi trường

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG SẢN XUẤT BIOGAS TỪ BÙN THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN
THỦY/HẢI SẢN VỪA VÀ NHỎ

SVTH: Phạm Tuấn Thanh
MSSV: 1413508
Giáo viên hướng dẫn: TS. LÂM VĂN GIANG

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2017


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện Đồ án môn học, em đã được sự giúp đỡ và hướng dẫn
nhiệt tình của thầy và các anh chị khóa trước. Sau quá trình tìm hiểu và thực hi ện đề
tài em đã được tiếp cận với nhiều đơn vị, cơ quan trong và ngoài nước, được chia sẽ
những tài liệu vô cùng quý báu, biết được những nghiên cứu đã và đang thực hiện
liên quan đến đề tài mà em đang theo đuổi để có những cái nhìn tổng quan nhất để
có thể định hướng cho bản thân một con đường đi mới phù phợp với mình. Em xin
chân thành các đơn vị/cơ quan trong và ngoài nước đã dành chút thời gian của mình
để cung cấp cho em những tài liệu bổ ích, chân thành cảm ơn thầy TS. Lâm Văn
Giang đã có những góp ý và chỉ dẫn nhiệt tình để em có thể hoàn thành bài báo cáo
này.
Mặc dù đã cố gắng thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất nhưng do kiến
thức và kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những
thiếu sót nhất định mà bản thân chưa nhìn thấy. Em rất mong nhận được sự góp ý và

chỉ dẫn tận tình của quý thầy cô để em có thể hoàn thiện tốt hơn bài báo cáo của
mình.
Cuối cùng em xin chúc toàn thể quý thầy cô trường Đại học Bách Khoa
Tp.HCM dồi dào sức khỏe và đạt nhiều thành công trong công việc.
Tp.Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 12 năm 2017

Sinh viên thực hiện

PHẠM TUẤN THANH

1


TÓM TẮT NỘI DUNG
Thủy sản là một trong những mặt hàng xuất khẩu chủ lực và đem về nguồn
ngoại tệ lớn cho Việt Nam trong nhiều năm qua. Hằng năm tổng lượng thủy sản
nuôi trồng và đánh bắt đạt khoảng 6,7 triệu tấn, mức tăng trưởng đạt 2.5%/năm
mang về cho Việt Nam gần 7 tỷ USD/năm (Viện nuôi trồng thủy sản 2, 2016). Tuy
nhiên cùng với tăng trưởng về sản lượng và doanh thu thì cũng đồng nghĩa với tăng
công suất chế biến dẫn đến tăng nguồn thải phát sinh trong quá trình sản xuất.
Ngoài ra, chất thải cũng là nguồn tài nguyên như nguyên liệu đầu vào, nên vi ệc tái s ử
dụng chất thải cũng có nghĩa tối ưu hóa sử dụng tài nguyên. Đề tài này sẽ đưa ra cái
nhìn tổng quan về các nghiên cứu trong và ngoài nước về việc tái sử dụng bùn thải
thủy sản – chất thải cuối nguồn của quá trình xử lí nước thải thủy sản, bao gồm các
khả năng tái sử dụng bùn trong quá trình sản xuất khí sinh học bằng công nghệ
đồng phân hủy chất hữu cơ. Đồng thời cũng sẽ cung cấp một cái nhìn tr ực quan về
hiện trạng về bùn thải thủy sản ở Đồng bằng Sông Cửu Long. Từ đó, đưa ra một số
kết luận và khuyến nghị cho khả năng tái sử dụng bùn thải thủy sản ở Việt Nam.

2

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN............................................................................................................................................i
TÓM TẮT NỘI DUNG...............................................................................................................................ii
MỤC LỤC................................................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT.................................................................................................................v
DANH MỤC BẢNG.................................................................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH.........................................................................................................................vii
MỞ ĐẦU.......................................................................................................................................1

I.
1.

Đặt vấn đề..............................................................................................................................1

2.

Mục tiêu của đề tài...............................................................................................................1

3.

Phương pháp thực hiện.......................................................................................................1

4.

Giới hạn của đề tài...............................................................................................................2
TỔNG QUAN VỀ CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN...................................................................2

II.
1.

Khái niệm và thành phần của Biogas...............................................................................2

2.

Khái niệm về bùn thải thủy sản.......................................................................................2

3.

Khái niệm đồng phân hủy (co-digestion).......................................................................2

4.

Sơ lược về công nghệ kỵ khí..............................................................................................3

III.

a.

Các vi sinh vật trong bể phân hủy kỵ khí sinh Biogas.......................................................3

b.

Các giai đoạn của quá trình phân hủy sinh Biogas...........................................................3

c.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men...................................................................3

TỔNG QUAN VỀ CÁC ĐỀ TÀI LIÊN QUAN ĐẾN TÁI SỬ DỤNG BÙN THẢI THỦY SẢN
4

1. Đặc tính bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy bia và chế biến
thủy sản (Nguyễn Thị Phương et al., 2016)...........................................................................4
2.

Anaerobic digestion of a fish processing industry sludge (Carvalho et al., 2010). 4

3. Biogas production from fish wastes in co-digestion with sewage sludge (R.
Tomczak-Wandzel el al., 2013)...................................................................................................5
IV.

TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI................................................6

1. Hiện trạng sử dụng phế phẩm từ quá trình chế biến thủy hải sản ở Vương
quốc Anh..........................................................................................................................................6
2.

Tình hình bùn thải thủy sản ở Hawaii, Hoa Kỳ..............................................................7

3.

Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL), Việt Nam...............................................................7
3


5.

Nhu cầu tiềm năng cho Biogas ở Việt Nam.....................................................................8

TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ PHÁP LÍ...........................................................................................10

V.
VI.

KẾT LUẬN - KHUYẾN NGHỊ...............................................................................................11

1.

Kết luận.................................................................................................................................11

2.

Khuyến nghị.........................................................................................................................11

TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................................................13

4


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Đồng bằng Sông Cửu Long
Automatic Methane Potential Test System
Fish Processing Waste
Volatile solids
Bảng Anh (đơn vị tiền tệ của Anh)

ĐBSCL
AMTPS II

FPW
VS
GBP

5


DANH MỤC BẢNG

6


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Mô hình ủ compost dạng thổi khí..........................................................................................
2
Hình 2: Quá trình sản xuất khí sinh học hàng ngày của thí nghiệm (Carvalho et al.)......
7
Hình 3: Automatic Methane Potential Test System (AMTPS II)
...............................................................................................................................................................................
.9
Hình 4: Tiềm năng sản suất khí metan của các hỗn hợp (R. Tomczak-Wandzel el al.) ....
9

7


I.

MỞ ĐẦU

1.

Đặt vấn đề
Thủy sản là một trong những mặt hàng xuất khẩu chủ lực mang tính đột
phá của Việt Nam trong những năm qua, chỉ riêng trong năm 2016 xuất khẩu
thủy sản đã mang về khoảng 7 tỷ USD cho ngân sách quốc gia (Nguyễn Hạnh,
2016). Mặc dù hầu hết các nhà máy chế biến thủy sản đều đã đầu tư xây
dựng hệ thống xử lý nước thải nhưng lại không chú trọng vào việc xử lý bùn
phát sinh từ các quá trình xử lý nước thải. Hiện nay, bùn thải này chủ y ếu
được đem đi chôn lấp, trong khi chi phí chôn lấp rất cao và gây lãng ph í một
nguồn tài nguyên lớn từ các thành phần hữu cơ có trong bùn. Ngoài ra, chất
thải cũng là một nguồn tài nguyên có thể được sử dụng để sản xuất, nhằm
tối ưu hóa hiệu suất sử dụng nguồn tài nguyên thủy sản. Do vậy đề tài này
được thực hiện nhằm góp phần tìm ra giải pháp tái sử dụng bùn, thu hồi dinh
dưỡng và hạn chế chôn lấp.

2.

Mục tiêu của đề tài
Tìm hiểu các phương pháp tái sử dụng bùn và thu hồi dinh dưỡng hiện đang

được áp dụng, đánh giá tiềm năng phát triển mô hình tái sử dụng bùn thải mới.
3.
Phương pháp thực hiện
- Phương pháp tổng quan tài liệu
- Phương pháp phân tích, đánh giá
- Phương pháp luận
4.
Giới hạn của đề tài

Xác định vấn đề nghiên cứu
(Bùn thủy sản)
Tổng quan các nghiên cứu
tái sử dụng bùn
nƣớc

Tổng quan hiện
trạng sử dụng bùn

Tổng quan tài
liệu

Tổng quan
tài liệu

Đề xuất biện pháp tái
sử dụng bùn
1


Đề tài tập trung vào tổng quan các hiện trạng, các đề tài nghiên cứu trong
và nước về việc tái sử dụng bùn phát sinh từ trạm xử lý nước thải của nhà
máy chế biến thủy sản quy mô vừa và nhỏ.
II.
1.

TỔNG QUAN VỀ CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN
Khái niệm và thành phần của Biogas
Biogas thường được dùng để chỉ khí sinh học được sản xuất từ sự
phân hủy kỵ khí hay lên men của chất hữu cơ bao gồm ch ất th ải gia súc, rác

thành phố, các chất thải phân rã sinh học khác trong đi ều kiện thi ếu không
khí, xúc tác nhờ nhiệt độ từ 20-40 oC Biogas cơ bản chứa methane và khí
carbonic.
Biogas chứa methane là chất khí có giá trị dùng để sản sinh năng l ượng
trên ô tô hay nhà máy điện. Nó cũng có thể được sử dụng tr ực ti ếp đ ể đun
nấu, sấy, sưởi, thắp sáng hay làm lạnh bằng máy lạnh hấp thụ.
Biogas là viết tắt của từ Biological Gas, thành phần gồm có (Đào Xuân
Hân, 2013):

2.

 Methan (CH4): 50 - 70%
 Carbon Dioxide (CO2): 30 - 45%
 Nitrogen (N2): 0-3%
 Hydrogen Sulfide (H2S): 0 - 5%
 Oxygen (O2): 0 - 3%
 Khí khác: 0 - 2%
Khái niệm về bùn thải thủy sản
Bùn thải thủy sản là sản phẩm sau cùng của quá trình x ử lý n ước thải
từ nhà máy chế biến thủy/hải sản. Loại bùn này có hàm lượng các ch ất h ữu
cơ cao, thích hợp để làm nguyên liệu cho các quá trình x ử lý sinh h ọc. Tuy
nhiên có một điểm khác biệt giữa bùn thải thủy sản và bùn thải hải s ản là
hàm lượng muối trong bùn thải hải sản cao hơn nhi ều so v ới th ủy s ản. Hàm
lượng muối trong bùn thải hải sản được tích lũy từ trong bản thân các loài
hải sản do sống trong môi trường nước mặn, quá trình bảo qu ản và v ận
chuyển.

3.

Khái niệm đồng phân hủy (co-digestion)

Quá trình đồng phân hủy được hiểu trong đề tài là sử dụng một nguồn chất hữu cơ
phế phẩm sẳn có để cùng với bùn thải thủy/hải sản nhằm tăng khả năng phân hủy
sinh học, tối đa hóa tiềm năng sản xuất khí biogas của hỗn hợp bùn thải.
2


4.
a.
-

b.
-

Sơ lược về công nghệ kỵ khí
Các vi sinh vật trong bể phân hủy kỵ khí sinh Biogas
Có 2 nhóm vi khuẩn tham gia trong bể biogas:
 Nhóm vi khuẩn biến dưỡng cellulose.
 Nhóm vi khuẩn khí metan.
Các giai đoạn của quá trình phân hủy sinh Biogas
Giai đoạn thủy phân: Thủy phân các chất hữa cơ phức tạp và các chất béo
thành các hợp chất hữu cơ đơn giản hơn.
CxHyOz → các acid hữu cơ, CO2, H2

- Giai đoạn lên men acid: Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất
hòa tan thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, alcohols, methanol, CO 2,
H2, NH3, H2S, và sinh khối mới.Sự hình thành acid sẽ làm giảm pH.
- Giai đoạn acid hóa: Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn acid hóa
thành acetat, H2, CO2 và sinh khối mới. pH của môi trường chuyển sang kiềm.
- Giai đoạn metan hóa: Dưới tác dụng của các vi khuẩn sinh metan, acid hữu c ơ và các

hợp chất đơn giản khác biến thành khí CH4, CO2, H2S… Trong đó CH4 là sản
c.
-

phẩm khí chủ yếu.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
Điều kiện kỵ khí: hoàn toàn không cung cấp oxy cho dung dịch lên men.
Độ pH: sản lượng khí sinh học sinh ra từ quá trình phân hủy kỵ khí đạt tối đa
khi giá trị pH của vật liệu của hệ thống nằm trong khoảng 6: 7 (6.5-7.5). Giá
trị pH ảnh hưởng đến thời gian phân hủy của chất thải rắn vật liệu, pH của
môi trường phải được khống chế sao cho không nhỏ hơn 6.2 bởi vì khi đó vi

-

khuẩn sinh metan bị ức chế hoạt động.
Tỷ lệ C/N: 20:30: 1 là tỷ lệ tốt nhất. Ở mức độ tỷ lệ thấp hơn, nitơ sẽ thừa và
sinh ra khí NH3, gây ra mùi khai. Ở mức tỷ lệ cao hơn sự phân hủy xảy ra

-

chậm.
Sự có mặt của không khí và độc tố: tuyệt đối không có oxy. Các ion NH4+, Ca2+,
K+, Zn2+, SO42+ ở nồng độ cao có ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của

-

vi khuẩn sinh metan.
Nhiệt độ: vi sinh vật metan hóa sẽ không hoạt động được khi nhiệt độ quá
cao hay quá thấp. Khi nhiệt độ giảm xuống 10oC sản lượng khí sinh học tạo
thành hầu như không đáng kể. Hai khoảng nhiệt độ tối ưu cho quá trình phân

-

hủy kỵ khí là:
Giai đoạn nhiệt độ trung bình: nhiệt độ dao động trong khoảng 20- 40oC, tối

-

ưu 30- 35oC.
Giai đoạn hiếu khí: nhiệt độ tối ưu trong khoảng 50- 60oC.
3


III.

TỔNG QUAN VỀ CÁC ĐỀ TÀI LIÊN QUAN ĐẾN TÁI SỬ DỤNG BÙN THẢI

THỦY SẢN
1.
Đặc tính bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy bia và chế
biến thủy sản (Nguyễn Thị Phương et al., 2016)
Đánh giá đặc tính hóa học và dinh dưỡng của bùn thải từ hệ thống xử lý
nước thải nhà máy bia và chế biến thủy sản để tái sử dụng làm phân hữu cơ.
Giá trị pH của bùn thải bia đạt ở mức gần trung tính (6,15-7,6), độ dẫn
điện EC dao động từ 2,1 đến 4,56 mS/cm phù hợp cho ủ phân hữu cơ. Hàm
lượng chất hữu cơ khá cao (21,53-42,81%C). Hàm lượng đạm tổng số và lân
tổng số cao nhưng K tổng số thấp với các giá trị lần lượt là 1,81-4,65% N;
3,31- 7,29% P2O5; 0,16-0,74% K2O. Độc tố Cd, Pb và mật số Salmonella trong
bùn thải đều dưới ngưỡng cho phép theo qui định của Bộ Nông nghiệp và
Phát triển nông thôn, nhưng mật số E.coli và Coliform vượt ngưỡng cho phép.

Hàm lượng của các nguyên tố vi lượng (Mnts, Znts, Cuts) đều được đánh giá
phù hợp cho ủ phân hữu cơ. Do đó, bùn thải bia và bùn thủy sản được thu tại
một số nhà máy sản xuất bia và chế biến thủy sản trong nghiên cứu này phù
hợp cho việc nghiên cứu tái sử dụng làm phân hữu cơ.
2.

Anaerobic digestion of a fish processing industry sludge (Carvalho et al.,
2010)
Nghiên cứu về quá trình phân hủy kỵ khí của bùn thải thủy sản cùng
với “chất dẫn” (vi sinh có trong bùn) được lấy từ quá trình xử lý nước thải
của thành phố.
Bùn sử dụng được lấy từ nhà máy chế biến cá hộp ở vùng duyên hải
Bồ Đào Nha, thành phố Peniche. “Chất dẫn” cũng được lấy từ nhà máy xử lí
nước trong thành phố.
Các thử nghiệm được thực hiện ba lần trong một bể thử nhiệm có dung
tích 1 lít, nhiệt độ được kiểm soát ở 35 ± 1 oC.

4


Hình 2: Quá trình sản xuất khí sinh học hàng ngày của thí nghiệm
Trong suốt giai đoạn khí sinh học được sản xuất hàng ngày (Hình 2) cho
thấy gần như không tồn tại giai đoạn thích ứng (lag – phase), vì vào ngày thứ
2 mô hình đã bắt đầu cho sản phẩm khí biogas. Hai tuần đầu tiên là giai đoạn
nhiều khí được sinh ra nhất, sau đó là quá trình giảm chậm. Sau 10 ngày đầu
tiên 81% trên tổng số khí sinh học được sản xuất và đến ngày thứ 20 thì 92%
sản phẩm khí được tạo ra.
3.

Biogas production from fish wastes in co-digestion with sewage sludge

(R. Tomczak-Wandzel el al., 2013)
Nghiên cứu nhằm tìm ra các chất – hợp chất đồng phân hủy để tối ưu hóa vi ệc sản
xuất khí metan sinh học. Đồng thời đề tài cũng sẽ đưa ra tỷ lệ phối trộn thích hợp
nhất đối với các chất dẫn (vi khuẩn) khác nhau để tạo ra khả năng phân hủy sinh
học tối ưu hoặc tăng cường lượng khí metan tìm năng. Nghiên cứu cũng đánh giá khả
năng đồng phân hủy của chất thải cá, cỏ và bùn thải (bậc I và bậc II). Các thí nghiệm
được thực hiện ở nhiệt độ trung bình với sự giám sát của Hệ thống kiểm tra tiềm
năng metan tự động (AMTPS II).

5


Hình 3: Automatic Methane Potential Test System (AMTPS II) ở Hammarby
Sjöstadsverk (Almkvist, 2012)

Hình 4: Tiềm năng sản xuất khí metan của các hỗn hợp
Kết quả từ nghiên cứu này đã chỉ ra rằng thành phần chất nền thích hợp
nhất là hỗn hợp với ruột cá và bùn thải (0,50 Nm3 CH4/kgVS). Sản lượng khí
mê-tan cao nhất trong ngày 10, khi thành phần của ruột và bùn tạo ra 378,9
Nml khí mê-tan.
IV.
1.

TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI
Hiện trạng sử dụng phế phẩm từ quá trình chế biến thủy hải sản ở
Vương quốc Anh
Hằng năm, tổng lượng thủy hải sản nuôi trồng và đánh bắt của Vương
quốc anh ước đạt 851.984 tấn. Tuy nhiên hiệu xuất sử dụng chỉ đạt 43% trên
tổng khối lượng là được chế biến thành thức ăn và các sản phẩm khác, trong

khi đến 57% khối lượng nguồn tài nguyên bị xem như là chất thải và chủ yếu
lượng chất thải này sau khi được xử lí thành bùn đều được gửi đến bãi chôn
lấp (Michaela Archer et al., 2001).
Trong quá trình chế biến, rất nhiều biện pháp tối đa hóa năng suất
của các sản phẩm từ cá nhưng đối với chất thải và các phụ phẩm có giá trị
thấp đều bị loại bỏ. Hiện ở Anh thì phương pháp tuyển bột cá đang là cách
phổ biến nhất để thu hồi tài nguyên từ chất thải cá, tuy nhiên nó không thể
áp dụng hết cho tất cả các loại chất thải phát sinh từ quá trình chế bi ến hoặc
là tất cả các vùng ở Anh. Và doanh thu từ việc bán các phế phẩm từ cá ở Anh
rất thấp. Lợi nhuận từ việc bán dầu cá và bột cá chỉ đạt tối đa khoảng 70
GBP/tấn đối với chất thải cá biển cao cấp và thường chỉ khoảng 30 -50
6


GBP/tấn đối với chất thải từ các nhà máy chế biến cá biển ở Anh. Chất thải ở
vùng biển Humberside và Grampian chỉ có thể thu về 10 – 30 GBP/tấn. Tuy
nhiên điều này vẫn tốt hơn việc phải trả đến 60 GBP/tấn chất thải để chôn
lấp (Michaela Archer et al., 2001). Chính chi phí cao trong vi ệc chôn l ấp đã và
đang thúc đẩy các nhà doanh nghiệp tại Anh hoạt động trong ngành chế biến
thủy hải sản cân nhắc trong việc giảm thiểu lượng chất thải phát sinh trong
quá trình sản xuất, tái thu hồi nguồn tài nguyên trong chất thải và tái sử dụng
chất thải trong các hoạt động sản xuất các sản phẩm khác.
2.

Tình hình bùn thải thủy sản ở Hawaii, Hoa Kỳ
Hawaii là một quần đảo của Hoa Kỳ nằm ở khu vực biển Thái Bình
Dương bao gồm năm đảo chính là: Molokai, Kauai, Maui, Big Island and Oahu.
Nguồn thu nhập chủ yếu cảu người dân trên đảo đến từ du lịch và khai thác chế biến hải sản. Năm 2011, sản lượng khai thác hải sản thương mại đạt
16.285 tấn chiếm 99.5% tổng sản lượng khai thác. Trong đó có đến khoảng
40% tổng khối lượng hải sản khai thác sẽ trở thành chất thải ( fish processing

waste – FPW) tương đương 6.481 tấn (Warren Dominy, 2014).
Phân bố tải lượng FDW ở các đảo năm 2011 như sau: Kauai County
(Nihau) chiếm 142.6 tấn, Maui County (Molokai & Lanai) chiếm 149.2 tấn, Big
Island chiếm 574 tấn và Oahu chiếm 5.615, 5 tấn (Warren Dominy, 2014).
Phân loại FDW theo loài cá ở Hawaii gồm 3 loại chính là: pelagic fish,
non-pelagic và non-fish. Pelagic fish bao gồm: cá ngừ, cá kiếm, cá c ờ, cá m ập,…
chiếm trung bình 94.3% FPW. Non-pelagic fish bao gồm: cá bi ển sâu, cá măng,
akule/opelu và cá gần bờ chiếm 5.2%. Non-fish bao gồm: tôm hùm, cua, tôm,
sò, các loài động vật biển khác, … chiếm 0.5% FPW (Warren Dominy, 2014).
Mặc dù ở Hawaii nói chung và Oahu nói riêng đang áp dụng rất nhiều mô
hình để tận dụng tối đa nguồn tài nguyên hải sản khai thác được như: sản
xuất bột cá, dầu cá và protein từ FPW; sản xuất phân sinh học (bón rễ và bón
lá), khí sinh học đồng phân hủy kỵ khí từ bùn thải; …. Mặc dù rất nhiều nỗ
lực nhưng hiên tại, mỗi năm Oahu vẫn phải tiêu tốn khoảng 820.000 USD để
xử lí FPW (Warren Dominy, 2014).

7


3.

Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL), Việt Nam
Tổng số các cơ sở chế biến xuất khẩu trong toàn vùng ĐBSCL là 206
cơ sở, trong đó 188 cơ sở đông lạnh và 18 cơ sở là các loại hình hàng khô và
đồ hộp… với tổng công suất chế biến khoảng 780.000-950.000 tấn/năm. Các
tỉnh: Cà Mau, Cần Thơ, Tiền Giang, Kiên Giang, An Giang là những địa phương
có số nhà máy chiếm trên 53% tổng số nhà máy chế biến thủy sản toàn vùng
ĐBSCL. Thị trường tiêu thụ bao gồm 29 quốc gia thuộc Bắc Mỹ, EU, châu Á,
châu Đại Dương và Trung Đông với các mặt hàng chế biến cá tra và tôm…với
tổng kim ngạch xuất khẩu đạt khoảng 4 tỷ USD/năm (Phạm Đình Đôn,2014).

Nước thải trong ngành chế biến thủy sản là nguồn nước thải từ nước
rửa nguyên liệu, sơ chế nguyên liệu, chế biến sản phẩm, các nguồn nước vệ
sinh nhà xưởng sản xuất, nước rửa máy móc thiết bị, dụng cụ sản xuất trong
các phân xưởng nhà máy chế biến thủy sản với thành phần như sau:
BOD5 khoảng 800 - 2.000mg/l, có lúc đạt đến 4.500mg/l. COD khoảng 1.000 2.500mg/l, có lúc đạt đến 5.000mg/l, chất rắn lơ lửng (SS) khoảng 300 600mg/l, nitơ tổng số (Nt) khoảng 100 - 150mg/l, photpho tổng số (Pt)
khoảng 20-50mg/l, đặc biệt vi sinh Coliforms thường lớn hơn 1.105
MPN/100ml, với lưu lượng khoảng 20 - 35 m3/tấn sản phẩm, đây là nguồn
gây ô nhiễm môi trường rất nghiêm trọng cần phải được xử lý đáp ứng quy
chuẩn môi trường quy định (Phạm Đình Đôn,2014).
Hiện nay đối với công nghệ chế biến thủy hải sản ở khu vực thì để
sản xuất được một tấn thành phẩm phải tiêu tốn rất nhiều tài nguyên đã và
đang gây lãng phí rất lớn. Đơn cử như để sản xuất được một tấn tôm thành
phải sẽ tạo ra 0,75 tấn phế phẩm hay để sản xuất một tấn thịt cá tra phi lê
thì sẽ tạo ra 1,8 tấn phế thải (Phạm Đình Đôn,2014). Các phế thải từ quá
trình chế biến gồm có: đầu cá, xương cá, nội tạng,… một phần số phế phẩm
này ( chủ yếu là đầu và xương xá) sẽ được bán cho các nhà máy chế biến thức
ăn gia súc/gia cầm/ thủy sản. Tuy nhiên lượng phế phẩm còn lại sẽ được
chuyển chung về trạm xử lí nước thải cảu nhà máy, sau quá trình xử lí thì bùn
được tạo ra rồi đem đi chôn lắp gây lãng phí rất lớn cho nguồn tài nguyên.

5.

Nhu cầu tiềm năng cho Biogas ở Việt Nam
8


Biogas hiện nay được sử dụng chủ yếu cho đun nấu và chi ếu sáng ở
quy mô hộ gia đình ở các khu vực nông thôn. Ti ềm năng sử d ụng biogas trong
tương lại có thể là dùng để phát điện, bã thải sinh học cho các loại phân bón
hữu cơ và nhiên liệu sinh học.

Trong khi đó, nhu cầu sử dụng biogas cho đun nấu và chi ếu sáng sẽ
tăng cao tại các khu vực nông thôn.
Ngoài ra biogas còn có tiềm năng sử dụng cho quy mô l ớn. Các ti ềm
năng này được nhận dạng như:




Trang trại chăn nuôi,
Các nhà máy chế biến nông - thực phẩm,
Các công ty xử lý chất thải (xử lý chất thải rắn và sau đó x ử lý n ước



thải),
Các tỉnh thành có ngành nông nghiệp chiếm ưu thế vì nguyên li ệu cho
sản xuất biogas ở đây rất phong phú.
Nhu cầu tiềm năng từ Việt Nam sẽ là một hệ thống biogas tích h ợp,

bao gồm thu gom rác thải, các thiết bị sản xuất khí và máy phát đi ện ho ặc
thiết bị sản xuất phân bón.
Hầu hết các khách hàng tiềm năng sẽ là các trang tr ại chăn nuôi l ớn,
các nhà máy chế biến nông sản như sắn, đường và các công ty quản lý rác thải
đô thị vì:



Áp lực về bảo vệ môi trường đối với các đơn vị này rất cao,
Khối lượng chất thải là đáng kể, vì vậy có thể cung c ấp đủ cho các



hệ thống với quy mô thương mại,
Họ có thể huy động vốn để đầu tư vào các công trình này.

9


Đến nay, 27.000 công trình biogas đã được xây d ựng tại 24 t ỉnh ở Vi ệt
Nam. Dự kiến dự án sẽ đạt mục tiêu khoảng 167.000 công trình t ại 50 t ỉnh,
thay thế khoảng 200.000 tấn củi hoặc phế thải nông nghi ệp mỗi năm bằng
nguồn năng lượng sạch (Hà Yên, 2007). Nếu dự án thành công, sẽ đưa ra một
phương thức tiếp cận mới: ngành khí sinh học - nguồn năng lượng b ền v ững
cho các hộ gia đình. Nhờ đó, hàng triệu hộ dân đ ược dùng ngu ồn năng l ượng
sạch, có khả năng tái tạo để đun nấu và thắp sáng. Bất kỳ hộ gia đình nào có 2
con bò, trâu hoặc 4 con lợn đều có thể xây d ựng công trình khí sinh h ọc. Đi ều
quan trọng, với kết cấu khép kín và sử dụng triệt để nguồn chất thải trong
chăn nuôi, sinh hoạt, công trình biogas đã góp phần gi ải quy ết m ột trong
những vấn đề bức xúc hiện nay ở nông thôn là tình tr ạng ô nhi ễm môi
trường.
Một hầm biogas tiết kiệm được khoảng 2.3 tấn củi đun, tương đương
với 0.03ha rừng mỗi năm. Việc sử dụng bã thải sinh học góp ph ần làm tăng
sản lượng cây trồng và rau xanh. Một hầm khí sinh học mỗi năm sản sinh ra
30 tấn bã thải. Các công trình biogas hiện nay đã góp phần giảm thiểu
107.000 tấn CO2, tiết kiệm 13.000 tấn than, gần 3.300 tấn dầu lửa và 208.022
bình gas loại 13kg, đáp ứng nhu cầu năng lượng cho 160.000 ng ười ch ủ y ếu ở
vùng nông thôn nghèo khó (Bùi Văn Ga, 2007).
Các nghiên cứu đã thực hiện ở Việt Nam: Đã cải tạo động c ơ kéo máy
phát điện chạy xăng sang chạy bằng biogas dùng để chiếu sáng cho sinh hoạt
gia đình; đã thiết kế xây dựng như hệ thống hầm biogas gồm ống d ẫn chất

thải hữu cơ vào bể nạp, hố gas, hố xả, ống dẫn khí ra. Đầu ra khí sinh học có
thể đun nấu bình thường, nhưng để làm nhiên li ệu chạy máy phát đi ện c ần
phải qua quy trình công nghệ lọc chất độc hại và điều áp, tạo k ết c ấu áp l ực
đầu vào của gas thấp. Máy phát điện chạy bằng khí sinh h ọc có c ấu t ạo nh ư
máy phát điện chạy bằng xăng nhưng có thay đổi ở hệ thống đánh l ửa và có
lắp đặt thêm một bộ phối trộn với khí sinh học vào bộ chế hoà khí. Đ ộng c ơ
máy phát điện chạy khí sinh học là loại động cơ 4 thì có công su ất 1,5kW v ới
vòng quay khoảng 3000 vòng/phút và đường kính xi lanh 60mm, hành trình
pitton 46mm (Bùi Văn Ga, 2007). Động cơ chạy khí sinh học đã vận hành ổn
định với công suất 650W và nghiên cứu chuyển đổi động cơ máy phát điện
chạy bằng xăng sang chạy bằng khí biogas đã qua xử lý nhằm khai thác ngu ồn
nhiên liệu sẵn có, giá rẻ và không bao giờ cạn kiệt ở nông thôn.
10


V.
-

TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ PHÁP LÍ
Tiêu chuẩn ngành 10TCN 526 : 2002 cho phân hữu cơ vi sinh chế biến từ

chất rắn sinh hoạt - Yêu cầu kỹ thuật - Phương pháp kiểm tra
TCVN 10523:2014 : Chất dẻo - xác định sự phân hủy sinh học kỳ khí tối đa
của chất dẻo trong hệ thống phân hủy bùn được kiểm soát - Phương pháp đo sản
lượng khí sinh học do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC61 Chất dẻo biên
soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ
công bố.
Tiêu chuẩn ngành 10TCN 492:2002 về công trình khí sinh học nhỏ - phần
1: Yêu cầu kỹ thuật chung do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành
Tiêu chuẩn ngành 10TCN 493:2002 về công trình khí sinh học nhỏ - phần

2: Yêu cầu về xây dựng do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành Tiêu
chuẩn ngành 10TCN 498:2002 về công trình khí sinh học nhỏ - danh mục các thông
số và đặc tính kỹ thuật cơ bản do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành
Tiêu chuẩn ngành 10TCN 494:2002 về công trình khí sinh học nhỏ - phần
3: Yêu cầu về phân phối và sử dụng khí do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
ban hành
Tiêu chuẩn ngành 10TCN 495:2002 về công trình khí sinh học nhỏ - phần
4: Tiêu chuẩn kiểm tra và nghiệm thu do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
ban hành
Tiêu chuẩn ngành 10TCN 496:2002 về công trình khí sinh học nhỏ - phần
5: Yêu cầu vận hành và bảo dưỡng do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban
hành
Tiêu chuẩn ngành 10TCN 497:2002 về công trình khí sinh học nhỏ - phần
6: Yêu cầu về an toàn do Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành
Tiêu chuẩn ngành 10TCN 498:2002 về công trình khí sinh học nhỏ - phần
7: Danh mục các thông số và đặc tính kỹ thuật cơ bản do Bộ Nông nghiệp và Phát
triển nông thôn ban hành
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6825:2001 (ISO 11734 : 1995) về Chất lượng
nước - Đánh giá sự phân hủy sinh học kỵ khí “hoàn toàn” các hợp chất hữu cơ trong
bùn phân hủy - Phương pháp đo sự sinh khí sinh học
Nghị định 80/2014/NĐ-CP về thoát nước và xử lý nước thải do Chính phủ
ban hành
Thông tư 04 /2015/TT-BXD Hướng dẫn thi hành một số điều của Nghị định
số 80/2014/NĐ-CP ngày 06/8/2014 của Chính phủ về thoát nước và x ử lý n ước thải
do Bộ xây dựng ban hành

11


-

Thông tư 121/2008/TT-BTC Hướng dẫn cơ chế ưu đãi và hỗ trợ tài chính

đối với hoạt động đầu tư cho quản lý chất thải rắn do Bộ tài chính ban hành
Quyết định 1393/QĐ-TTg năm 2012 phê duyệt Chiến lược quốc gia về tăng
trưởng xanh do Thủ tướng Chính phủ ban hành
VI.
KẾT LUẬN - KHUYẾN NGHỊ
1.
Kết luận
Phát triển nuôi trồng và chế biến thủy sản đã trở thành ngành kinh tế
quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội ở Việt Nam. Những năm gần đây,
nước ta đã và đang thu hút vốn đầu tư trong và ngoài nước cho phát triển
nuôi trồng và chế biến thủy sản, thúc đẩy chuyển dịch cơ cấu kinh tế ở từng
địa phương, nâng cao trình độ công nghệ sản xuất, phát huy năng lực và hi ệu
quả của sản xuất công nghiệp, nâng cao đời sống cho người lao động, mở
rộng thị trường cho tiêu dùng và xuất khẩu trong quá trình hội nhập quốc tế,
… Song song với sự phát triển của ngành công nghiệp thủy sản thì lượng chất
thải phát sinh cũng tăng theo từng năm, điều này thúc đẩy các nhà quản lí môi
trường tiến hành tìm hiểu và nghiên cứu các cách thức để có thể sử dụng
được một cách tối đa nguồn tài nguyên thủy sản như tái sử dụng bùn thủy
sản để sản xuất khí sinh học CH4 làm chất đốt và sản xuất năng lượng, tái thu
hồi chất rắn (fish waste) trong nước trong nước thải nhiều lần để sản xuất
bột cá (fish meal) và dầu cá,…Tuy nhiên tìm năng để có thể tận dụng nguồn
tài nguyên thủy sản từ bùn của trạm xử lí nước thải vẫn còn rất lớn để đầu
tư nghiên cứu và phát triển công nghệ.
2.
-

Khuyến nghị

Tăng cường họp tác với các nước có ngành chế biến và tái chế chất thải thủy

sản để học tập và chuyển giao công nghệ.
Để phát triển bền vững, cần tăng cường vai trò quản lý nhà nước về BVMT
của chính quyền các cấp, các ngành chức năng trong việc thực thi Luật BVMT đối với
các cơ sở nuôi trồng và chế biến thủy sản. Đặc biệt là nâng cao năng lực thẩm định
báo cáo đánh giá tác động môi trường của các dự án đầu tư, tuân thủ nghiêm ngặt
quy trình lập và thẩm định đánh giá tác động môi trường theo quy định.
Giới thiệu và thúc đẩy Quyết định 1393/QĐ-TTg đến với doanh nghiệp để có
thể mạnh dạng đầu tư vào các công nghệ mới có thể tối ưu việc sử dụng nguồn tài
nguyên thủy sản, tiến hành nghiên cứu các tìm năng sử dụng của phụ, phế phẩm và
chất thải.
12


-

Lập các chuyên đề về nghiên cứu tìm năng ứng dụng của bùn thủy sản như

trích ly các kim loại nặng có giá trị cao như Cu, Cr, Ni,…;
Tìm năng sản xuất khí sinh học từ quá trình đồng phân hủy các chất hữu cơ
trong dây chuyền sản chế biến thủy sản ở Việt Nam như hỗn hợp: bùn thải – nội
tạng cá, bùn thải – thịt cá vụn,…

13


TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nguyễn Hạnh (2016), Năm 2016 xuất khẩu thủy sản cán đích 7 tỷ USD, Online, Truy

cập ngày: 22/11/2017, />Đào Xuân Hân, (2013), Nghiên cứu công nghệ sản xuất biogas từ các chất phế thải
của các đơn vị chăn nuôi gia súc, gia cầm, Luận văn (Thạc sĩ kỹ thuật), Khoa Công
nghệ nhiệt- Điện lạnh, Đại học Đà Nẵng.
Lê Thị Kim Oanh và Trần Thị Mỹ Diệu, 2015, Nghiên cứu sản xuất compost nhằm tái
sử dụng bùn thải từ nhà máy xử lý nước thải chế biến cá da trơn, Tạp chí phát triển
khoa học và công nghệ, Tập 18, Số 2 – 2015, Trang 99 – 114
Woods End Laboratory Inc., 2009, Self-heating test of compost. Germany.
Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, 2002, Tiêu chuẩn ngành 10TCN 526 : 2002
cho phân hữu cơ vi sinh chế biến từ chất rắn sinh hoạt
Nguyễn Thị Phương, Nguyễn Mỹ Hoa, Đỗ Thị Xuân, Võ Thị Thu Trân và Lâm Ngoc
Tuyết, 2016, Đặc tính bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy bia và chế
biến thủy sản, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 45a : Trang 74-81.
Aqua-Terra Consultants, 1996, Solids recovery from seafood processing stick water
using electrocoagulation, report, Alaska Department of Environment Conservation
2/1996
Carvalho, L., Di Berardino, S. and Duarte, E., (2010), Anaerobic digestion of a fish
processing industry sludge, 15th European Biosolids and Organic Resources
Conference, 15-17/11/2010, Anh.
Field, J., Alvarez, R.S. and Lettinga, G. (1988). Ensayos Anaerobios, Actas 4º Seminário
de Depuracion Anaerobia de Aguas Residuales, Secretariado de Publicaciones de la
Universidad de Valladolid, 52–81

14


R. Tomczak-Wandzel and E. Levlin, Biogas production from fish wastes in co-digestion
with sewage sludge, IWA 2013 Holistic Sludge Management Conference, May 6-8,
2013 Västerås, Sweden, Svenska
Almkvist, M.H. (2012) Biogaspotential från fiskrens och bifångst Master thesis
Kemiteknik KTH

Rodriguez, L.C. (2011) Methane potential of sewage sludge to increase biogas
production. Master thesis Land and Water Resources Engineering, KTH, Stockholm
Sweden TRITA LWR Masters Thesis LWR-EX-11-22
Michaela Archer, R. Watson và J.F. Denton (2001), Fish waste production in the United
Kingdom, Seafish Report No. 537, 11/2001, Edinburgh, UK.
Warren Dominy, Vernon Sato, Zhi Yong Ju and Mark Mitsuyasu, (2014),

Fish

processing waste: A valuable co-product of the fishing industry, Online, Ngày truy c ập:
27/11/2017, />Phạm Đình Côn, (2014), Ô nhiễm môi trường trong nuôi trồng và chế biến thủy sản
ở đồng bằng sông Cửu Long, Tạp chí môi trường, số 06/2014, trang 10-12
Hà Yên (2007), Đề cử giải năng lượng toàn cầu cho chương trình Biogas, Báo
Khoahoc.tv, (Online), Truy cập ngày: 06/12/2017, />Bùi Văn Ga, (2007), Sử dụng Biogas để chạy động cơ Diesel cỡ nhỏ, (Online), Ngày
truy cập: 06/12/2017, />a=2165&z=208

15