Nhóm ngành nuôi trồng, đánh bắt và chế biến thủy sản (CBTS) đem lại nguồn lợi lớn cho sự phát triển kinh tế của đất nước. Hiện tại, thủy sản nước ta nằm trong nhóm các quốc gia có giá trị xuất khẩu hàng đầu thế giới. Tổng Cục Thủy sản (2018) ước tính giá trị xuất khẩu thủy sản 5 tháng đầu năm 2018 đạt 3,1 tỷ USD, tăng 11,1% so với cùng kỳ năm 2017. Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là vùng có thế mạnh về chế biến và xuất khẩu thủy sản, tạo nhiều cơ hội việc làm cho người dân đồng thời thúc đẩy phát triển kinh tế của cả vùng.

Bên cạnh những lợi ích kinh tế thì sự phát triển của ngành CBTS cũng gây ra các vấn nạn ô nhiễm môi trường. Trong các nguồn thải từ dây chuyền CBTS, nước thải là nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng nhất. Chế biến 1 tấn thủy sản tạo ra 4 - 6 m3 nước thải có nồng độ ô nhiễm cao: pH từ 5,5 đến 9,0, SS từ 50 đến 194 mg/L, COD từ 694 đến 2070 mg/L, BOD5 từ 391 đến 1539 mg/L, tổng N từ 30 đến 100 mg/L, tổng P từ 3 đến 50 mg/L, dầu mỡ từ 2,4 - 100 mg/L (Đồng và ctv., 2011). Thậm chí chất hữu cơ trong nước CBTS có nồng độ BOD5 từ 1200 đến 6000 mg/L, COD từ 3000 đến 10000 mg/L, TSS từ 2000 đến 3000 mg/L (Chowdhury et al., 2010). Loại nước thải này có thể phân hủy sinh học tốt thể hiện qua tỉ lệ BOD5/COD từ 0,6 đến 0,9 (Triết và ctv., 2008).

Trong thực tế, hầu hết các hệ thống xử lý nước thải ở các doanh nghiệp CBTS sử dụng bể bùn hoạt tính. Tuy nhiên, việc sử dụng bể bùn hoạt tính tốn nhiều diện tích, tiêu tốn năng lượng cho các hệ thống xử lý và vấn đề bùn khối khó lắng khi vận hành (Việt và Ngân, 2015). Công nghệ lên men yếm khí có lợi thế là xử lý nước thải có hàm lượng hữu cơ cao, sản sinh bùn ít hơn và có thể thu được khí sinh học (biogas) (Việt và Ngân, 2014).

Xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học yếm khí mang lại lợi ích kinh tế và môi trường. Trong quá trình phân hủy yếm khí, nhiệt độ là một yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng và quá trình trao đổi chất của vi khuẩn. Yu và Fang (2002) cho rằng quá trình phân hủy sinh học trong điều kiện yếm khí nằm trong dãy nhiệt độ rộng từ 0 đến 97°C. Hai biên độ nhiệt sau đây được chú ý để kiểm soát một mẻ ủ yếm khí: ưa ấm 20 - 45°C và ưa nhiệt 50 - 65°C (Monnet, 2003). Sự biến đổi của nhiệt độ trong ngày và giữa các mùa cũng ảnh hưởng đến tốc độ sinh khí. Nhiệt độ vận hành của công trình xử lý yếm khí có thể biến thiên theo thành phần nguyên liệu nạp, loại công trình ủ. Ngưỡng ưa nhiệt giúp giảm thời gian tồn lưu, tăng tải lượng nạp và tăng lượng khí sinh ra, tuy nhiên, khi đó cần năng lượng để cung cấp nhiệt cho công trình ủ (Việt và Ngân, 2014).

Nghiên cứu được thực hiện nhằm khảo sát quá trình chuyển hóa chất hữu cơ thông qua hệ vi sinh vật (VSV) yếm khí ở các ngưỡng nhiệt độ khác nhau, góp phần nâng cao hiệu quả xử lý yếm khí nước thải CBTS; đồng thời đánh giá khả năng sinh khí biogas từ quá trình xử lý, tận dụng biogas cho các mục tiêu khai thác năng lượng, trong đó có gia nhiệt cho nước thải.

Qua quá trình nghiên cứu xử lý yếm khí theo mẻ nước thải CBTS với các ngưỡng nhiệt độ khác nhau, thu được một số kết quả như sau:

Về khả năng xử lý nước thải, sau 15 ngày ủ ghi nhận nghiệm thức NT 35°C có khả năng loại bỏ BOD5, COD và TP cao nhất, trong khi nghiệm thức 40°C có khả năng loại bỏ TSS, TKN và Coliform cao nhất. So sánh với yêu cầu của QCVN 11:2015/ BTNMT (cột B), cả ba nghiệm thức thí nghiệm đều ghi nhận các thông số TSS, TP và Coliform đạt yêu cầu xả thải sau 15 ngày ủ. Đến ngày thứ 30 có thêm thông số TKN đạt yêu cầu xả thải.

Thể tích khí sinh ra hàng ngày của các nghiệm thức có biến động nhưng không khác biệt, tuy nhiên thể tích khí thành phần CH4 của nghiệm thức NT 35°C cao hơn hai nghiệm thức còn lại. Khí sinh ra sau 30 ngày ủ có hàm lượng CH4 đạt 44,5 - 61,6%, có thể sử dụng cho nhu cầu sử dụng chất đốt.