CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

Giới thiệu

Trải qua nhiều năm xây dựng và phát triển ngành công nghiệp thực phẩm ở Việt Nam đã đáp ứng được các sản phẩm thiết yêu cho đời sống, phục vụ nhu cầu trong nước, giảm thiểu nhập khẩu và tham gia vào thị trường xuất khẩu. Nhiều sản phẩm đã có tên tuổi cạnh tranh được trên thị trường trong nước và quốc tế. Ngành công nghiệp thực phẩm được dự báo xếp vị trí thứ 3 trong 10 nhóm ngành dẫn đầu về nhu cầu nhân lực tại Việt Nam giai đoạn 2015 – 2020. (xử lý nước thải chế biến thực phẩm)

Công nhân đang chế biến thực phẩm cá đóng hộp

Ngành chế biến thực phẩm là ngành rất đa dạng và phong phú về công nghệ sản xuất lẫn về chủng loại sản phẩm đồ ăn thức uống như: rượu bia, nước giải khát, sữa, chế biến đồ hộp, chế biến hải sản …

Công ty môi trường Hòa Bình Xanh có nhiều năm kinh nghiệm xử lý nước thải đối với ngành chế biến thực phẩm, chúng tôi chuyên tư vấn, thiết kế, thi công và chuyển giao công nghệ hệ thống xử lý nước thải ngành chế biến thực phẩm, công ty chúng tôi xin đưa ra thành phần, tính chất đặc trưng và đề xuất công nghệ phù hợp để xử lý nước thải ngành thực phẩm cho quý khách hàng tham khảo và lựa chọn.

Đặc thù của nước thải ngành chế biến thực phẩm

• Có lưu lượng tương đối lớn và ổn định
• Chứa các hợp chất hữu cơ (thường ít độc) có nguồn gốc từ động vật và thực vật
• Chất thải hữu cơ có nguồn gốc từ thực vật chủ yếu là cacbonhydrat
• Chất thải có nguồn gốc động vật có thành phần đa phần là protein và chất béo
• Có các thông số ô nhiễm đặc trưng như hàm lượng TSS, BOD₅, COD khá cao (cao gấp 10 – 20 lần quy chuẩn), vi khuẩn gây hại
• Chứa hàm lượng Nitơ, Photpho khá cao
• Một số nước thải có hàm lượng muối cũng rất cao.

Nguồn gốc phát sinh nước thải

Nước thải ngành chế biến thực phẩm phát sinh trong quá trình sơ chế và chế biến thực phẩm như khâu rửa nguyên liệu, vệ sinh máy móc thiết bị chế biến, vệ sinh nhà xưởng, lượng nước thải phát sinh tương đối ổn định, có thể tính lưu lượng dựa theo công suất nguyên liệu đầu vào.

Thành phần, tính chất nước thải chế biến thực phẩm

Thành phần tính chất nước thải chế biến thực phẩm

*Nhận xét: Nước thải ngành chế biến thực phẩm phù hợp với công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, ở một số ngành chế biến thực phẩm có các thông số ô nhiễm cao như: giết mổ gia xúc, chế biến hải sản, chế biến nước mắm … có thể kết hợp với phương pháp xử lý hóa lý như: keo tụ tạo bông, tuyển nổi DAF, tiền xử lý bằng phương pháp cơ học như: song chắn rác tinh, bể lắng cát … (xử lý nước thải chế biến thực phẩm)

Hệ thống xử lý nước thải ngành chế biến thực phẩm

Thuyết minh quy trình công nghệ xử lý nước thải chế biến thực phẩm

Nước thải đầu vào theo hệ thống thu gom được dẫn về hố thu, trước khi vào hố thu nước thải được dẫn qua song chắn rác để chắn rác có kích thước lớn (≥10mm) nhằm tránh gây tắc nghẽn đường ống và tắc nghẽn bơm trong quá trình vận hành xử lý nước thải chế biến thực phẩm.

Hố thu thường có kích thước sâu để thu gom nước thải, trong hố thu bố trí bơm chìm để bơm nước thải sang bể điều hòa, bể điều hòa có tác dụng điều hòa tính chất và lưu lượng nước thải trong quá trình sản xuất.

Trong bể điều hòa nước thải được xáo trộn liên tục nhờ máy thổi khí, sau đó nước thải được bơm lên bể tuyển nổi, bể tuyển nổi có tác dụng tách hàm lượng dầu mỡ và các chất dễ nổi trên mặt nước ra khỏi nước thải, dầu mỡ sẽ được dẫn sang bể chứa dầu mỡ.

Nước thải tiếp tục được dẫn vào bể kỵ khí UASB, quá trình phân hủy kỵ khí trong bể UASB  theo phản ứng sau:

Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí  à CO₂ + CH₄ + H₂S + Sinh khối mới + …

Quá trình phân hủy (xử lý nước thải chế biến thực phẩm) trải qua 4 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: Thuỷ phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử. Trong giai này các chất thải hữu cơ chứa nhiều chất hữu cơ cao phân tử như protein, chất béo, celluloses, lignin,…  chúng bị thuỷ phân, sẽ được cắt mạch tạo thành những phân tử đơn giản hơn, dễ phân huỷ hơn. Các phản ứng thuỷ phân sẽ chuyển hoá  protein thành amino axit, carbohydrates thành đường đơn, và chất béo thành các axid béo.
• Giai đoạn 2: Axit hoá. Trong giai đoạn này, các chất hữu cơ đơn giản lại phân hủy chuyển hoá thành axit acetic, H₂ và CO₂. Các axit béo dễ bay hơi chủ yếu là axit acetic, axit propionic và axit lactic . Ngoài ra CO₂ và H₂O, methanol, các rượu đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrates. Vi sinh vật phân giải methane chỉ có thể phân huỷ một số loại cơ chất nhất định như CO₂⁺ H₂, formate,acetate, methanol, CO. Sự hình thành các axit có thể làm pH giảm.
• Giai đoạn 3: Acetate hoá. Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn axit hóa thành acetate, H₂, CO₂ và sinh khối mới.
• Giai đoạn 4: Methane hoá. Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình phân hủy kỵ khí. Acetic, H₂, CO₂, axit fomic và methanol chuyển hóa thành methane, CO₂ và sinh khối mới

Trong 3 giai đoạn thủy phân, axit hóa và acetic hóa, COD hầu như không giảm, COD chỉ giảm trong giai đoạn methane hóa. (xử lý nước thải chế biến thực phẩm)

Nước thải sau khi qua bể UASB được dẫn sang bể thiếu khí Anoxic. Bể Anoxic kết hợp Aerotank được lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH⁴⁺ và khử NO^3- thành N₂. Với việc lựa chọn bể bùn hoạt tính xử lý kết hợp đan xen giữa quá trình xử lý thiếu khí, hiếu khí sẽ tận dụng được lượng cacbon khi khử BOD, do đó không phải cấp thêm lượng cacbon từ ngoài vào khi cần khử NO^3-, tiết kiệm được 50% lượng oxy khi nitrat hóa khử NH⁴⁺ do tận dụng được lượng oxy từ quá trình khử NO^3-. Nước thải trong bể Aerotank được tuần hoàn liên tục lại bể Anoxic với lưu lượng từ 50% – 100% để thực hiện quá trình khử NO^3- có trong nước thải.

Tại bể sinh học hiếu khí Aerotank, không khí được cấp vào nhờ 2 máy thổi khí hoạt động luân phiên 24/24h. Vi sinh trong bể Aerotank sẽ được bổ sung định kỳ mỗi tuần từ bùn tuần hoàn tại bể lắng. Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các chất hữu cơ thành sản phẩm cuối cùng là CO₂ và H₂O là giảm nồng độ bẩn trong nước thải. Trong bể Aerotank còn lắp đặt vật liệu tiếp xúc nhằm tăng khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật với nước thải, đồng thời là môi trường có vi sinh vật dính bám và phát triển.

Sau quá trình xử lý sinh học, nước thải tràn qua bể lắng để lắng bùn trong nước thải. Trong bể lắng nước di chuyển trong ống trung tâm xuống đáy bể sau đó di chuyển ngược từ dưới lên trên chảy vào máng thu nước để tràn sang bể khử trùng. Phần bùn lắng xuống đáy bể một phần được tuần hoàn lại bể sinh học thiếu khí và thiếu khí để duy trì nồng độ bùn, phần bùn dư sẽ được bơm vào bể chứa bùn.

Trong bể khử trùng Javen sẽ được bơm vào nước thải bằng bơm định lượng. Dưới tác dụng của chất oxy hóa mạnh, các vi sinh vật trong nước thải sẽ bị tiêu diệt, đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn về mặt vi sinh.

Cuối cùng nước thải được bơm vào bồn lọc áp lực nhằm loại bỏ hàm lượng cặn còn sót lại mà quá trình lắng chưa thực hiện được, đảm bảo độ trong cần thiết trước khi đưa vào nguồn tiếp nhận

Nước thải sau xử lý đảm bảo quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, Cột A sẽ xả ra nguồn tiếp nhận. Quá trình lọc áp lực sẽ tạo ra cặn trong bồn lọc, sau một thời gian làm việc bồn lọc áp lực được rửa lọc nhằm tách phần cặn ra khỏi bề mặt vật liệu lọc, nước rửa lọc sẽ được dẫn vào hố thu.

Bùn dư của bể lắng sinh học và các bùn rắn từ các quá trình lược rác và tách dầu mỡ sẽ đượcdẫn về bể chứa bùn. Quá trình ổn định bùn kỵ khí diễn ra trong thời gian dài sẽ làm cho bùn ổn định, mất mùi hôi và dễ lắng. Sau đó bùn được đưa vào máy ép bùn nhằm giảm thể tích bùn, chuyển hóa bùn ướt thành bùn khô và được đi chôn lấp.

Trên đây là công nghệ thường được áp dụng đối với ngành chế biến thực phẩm. Tùy vào từng ngành nghề sản xuất cụ thể, thành phần tính chất nước thải mà áp dụng công nghệ xử lý nước thải phù hợp.

 Công nghệ xử lý nước thải chế biến thực phẩm trên có các ưu điểm

• Hiệu suất xử lý các chỉ tiêu BOD, COD, Nitơ cao
• Đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra
• Chi phí vận hành thấp chủ yếu bằng phương pháp sinh học, dễ vận hành (có thể đào tạo những người chưa có chuyên môn về xử lý nước thải vận hành hệ thống)
• Giảm thiểu tối đa thể tích bùn thải, dễ dàng vận chuyển và bảo quản có thể sử dụng bùn để làm phân vi sinh bón cho cây trồng
• Có thể tái sử dụng nước thải sau xử lý cho mục đích tưới cây, tưới đường …