Xử lý nước thải chế biến thực phẩm

Nước thải chế biến thực phẩm có đặc điểm rất đa dạng về thành phần và nồng độ ô nhiễm, tùy từng loại thực phẩm mà nhà máy sản xuất King Power sẽ có công nghệ thiết kế phù hợp.

Các nguồn phát sinh nước thải chế biến thực phẩm

• Quá trình sơ chế thực phẩm ban đầu như chọn lọc, làm sạch nguyên liệu
• Quá trình chế biến sản phẩm
• Vệ sinh máy móc thiết bị chế biến, vệ sinh nhà xưởng sản xuất …
• Nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt, vệ sinh, tắm rửa của công nhân nhân viên
• Nước thải phát sinh từ khu vực nấu nướng, ăn uống của nhà máy …

Nước thải chế biến thực phẩm phát sinh chủ yêu từ khâu sơ chế

Tính chất của nước thải chế biến thực phẩm

Do đặc thù của ngành sản xuất thực phẩm là rất đa dạng về nguyên liệu đầu vào của các nhà máy khác nhau như: Sản xuất mì ăn liền, sản xuất cháo dinh dưỡng, thức ăn nhanh, sữa và các sản phẩm từ sữa, sản xuất rượu, dầu thực vật, chế biến thịt và thủy sản, chế biến đồ hộp,…Nên tính chất của nước thải cũng rất đa dạng:

• Chứa hàm lượng Nito, Phospho cao
• Nồng độ các thành phân TSS, BOD, COD, vi khuẩn khá cao
• Một số loại nước thải thực phẩm có chứa độ mặn, màu, tinh bột
• 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

Bảng thông số ô nhiễm của nước thải chế biến thực phẩm

Công nghệ xử lý nước thải chế biến thực phẩm thường dùng

Đối với tính chất phức tạp và đa dạng của nước thải thực phẩm thì không có quy trình xử lý cụ thể mà còn phải tuỳ thuộc vào đặc tính nước thải mà King Power sẽ đề xuất công nghệ xử lý phù hợp.

• Đối với nước thải sản xuất thực phẩm rau, củ, quả có nồng độ N thấp, BOD, dầu mỡ và cặn lơ lững cao thường được áp dụng với công nghệ Tuyển nổi – Hiếu khí, có thể kết hợp lọc tiếp xúc.
• Đối với nước thải sản xuất các ngành như thức ăn nhanh, thủy hải sản, chế biến cá viên – bò viên, xúc xích – lạp xưởng…chứa CHC cao, Ni tơ, dầu mỡ hoặc độ cặn cao thường được áo dụng công nghệ Tuyển nổi – Kỵ khí – Thiếu khí – Hiếu khí.
• Đối với nước thải có CHC cao, N hoặc dầu mỡ và độ cặn thấp, diện tích xây dựng hạn chế như ngành chế biến nước mắm thường được áp dụng công nghệ Tách mỡ – Kỵ khí – Thiếu khí – Hiếu khí MBBR, kết hợp lọc áp lực.
• Ở một số ngành chế biến thực phẩm có các thông số ô nhiễm cao như: giết mổ gia xúc, chế biến nước mắm … có thể kết hợp với phương pháp xử lý hóa lý như: keo tụ tạo bông, tuyển nổi DAF và tiền xử lý bằng phương pháp cơ học như: song chắn rác tinh, bể lắng cát …

Hệ thống xử lý nước thải chế biến thực phẩm

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến thực phẩm

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến thực phẩm King Power thiết kế cho Khách hàng

(Tùy nhu cầu tính chất nước thải thực tế mà có thể thay đổi cho phù hợp)

Xử lý sơ bộ

Bể gom

• Trước khi vào bể gom, nước thải được loại bỏ rác có kích thước lớn bằng song chắn rác thô để bảo vệ bơm và hệ thống đường ống.
• Bể gom là nơi tiếp nhận nguồn nước thải sinh hoạt và sản xuất của các xưởng trong nhà máy.
• Tại đây, nước thải được bơm qua bể điều hòa bằng bơm chìm.
• Bơm nước thải hoạt động luân phiên theo 2 chế độ: AUTO (TỰ ĐỘNG và MAN (CHẠY TAY).
• Phao được kết nối với bơm bể gom để báo tín hiệu mỗi khi bể đầy hoặc cạn
• Trước khi vào bể gom, nước thải được loại bỏ rác thông qua thiết tách rác hiện hữu nhằm bảo vệ bơm và đường ống phía sau

Bể điều hòa

• Bể điều hòa có chức năng điều hòa lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm cho hệ thống tránh tình trạng sốc tải vi sinh.
• Nước sau đó sẽ được bơm vào thiết bị giàn xoắn cao tốc bằng 2 bơm chìm để bắt đầu chu trình xử lý hóa lý – tuyển nổi.
• Hai bơm nước thải hoạt động luân phiên theo 2 chế độ: AUTO (TỰ ĐỘNG và MAN (CHẠY TAY).
• Phao được kết nối với bơm bể điều hòa để báo tín hiệu mỗi khi bể đầy hoặc cạn6.2 Xử lý hóa lý – tuyển nổi

Cụm xử lý hóa lý

Giàn xoắn cao tốc

• Nước thải được cân bằng pH thông qua hệ thống châm NaOH để đảm bảo hiệu quả keo tụ cao.
• Sau đó, hóa chất keo tụ PAC được châm vào và trộn đều nhờ vào lực đẩy của bơm và sự chuyển động của nước trong lòng giàn ống.
• Chất keo tụ giúp làm mất ổn định các hạt cặn có tính “keo” và kích thích chúng kết lại với các cặn lơ lửng khác để tạo thành các bông cặn.
• Hóa chất trợ keo tụ A. Polymer sẽ được châm vào. A. Polymer này có tác dụng liên kết các bông cặn lại với nhau tạo thành các bông cặn có kích thước lớn hơn nhằm nâng cao hiệu quả loại bỏ chất ô nhiễm.
• Nước thải từ giàn xoắn cao tốc sẽ được dẫn qua bể tuyển nổi.

 Bể tuyển nổi

Không khí được hòa tan dưới áp lực vào trong nước thải và bơm trực tiếp vào bể tuyển nổi. Sau khi vào bể, áp suất không khí được tạo ra và kết hợp với nước, sẽ bão hòa với các bong bóng khí có kích thước nhỏ hơn 100 micro. Các bong bóng không khí li ti tạo ra một lực hấp dẫn cụ thể bám dính vào các phần tử rắn lơ lững trong nước và nâng các hạt lơ lửng nổi lên bề mặt chất lỏng, tạo thành một lớp bùn nổi được loại bỏ bởi dàn cào ván mặt. Lượng ván này được đưa sang bồn chứa bùn hóa lý  

Cụm xử lý sinh học

Bể hiếu khí theo mẻ SBR

Bể SBR hoạt động theo một chu kỳ tuần hoàn với 5 pha bao gồm: Làm đầy, sục khí, lắng, rút nước và nghỉ.

• Pha làm đầy: Nước thải được bơm vào bể xử lý trong khoảng từ 1-3 giờ. Trong bể phản ứng hoạt động theo mẻ nối tiếp nhau, tùy thuộc theo mục tiêu xử lý, hàm lượng BOD đầu vào mà quá trình làm đầy có thể thay đổi linh hoạt: Làm đầy – tĩnh, làm đầy- hòa trộn, làm đầy- sục khí.
• Pha sục khí: Tiến hành sục khí cho bể xử lý để tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính hay làm thoáng bề mặt để cấp oxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp. Thời gian làm thoáng phụ thuộc vào chất lượng nước thải, thường khoảng 2 giờ.
• Pha lắng: Lắng trong nước. Quá trình diễn ra trong môi trường tĩnh, hiệu quả thủy lực của bể đạt 100%. Thời gian lắng trong và cô đặc bùn thường kết thúc sớm hơn 2 giờ.
• Pha rút nước: Khoảng 0.5 giờ.
• Pha chờ: Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ đợi phụ thuộc vào thời gian vận hành.
• Trong bể hiếu khí SBR xảy ra các quá trình như sau:
• Quá trình nitrat hóa:

Quá trình Nitrat hoá từ Nitơ Amoni được chia làm hai bước và có liên quan tới hai loại vi sinh vật, đó là vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria. Ở giai đoạn đầu tiên amoni được chuyển thành nitrit và ở bước thứ hai nitrit được chuyển thành nitrat

• Bước 1. NH₄^– + 1,5 O₂ –> NO₂^– + 2H⁺ + H₂O
• Bước 2. NO₂^– + 0,5 O₂ –> NO₃^–

Các vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria sử dụng năng lượng lấy từ các phản ứng trên để tự duy trì hoạt động sống và tổng hợp sinh khối. Có thể tổng hợp quá trình bằng phương trình sau:

NH₄^– + 2 O₂ → NO₃^– + 2H⁺ + H₂O (*)

  Quá trình tổng hợp sinh khối mới:

• Quá trình Oxy hóa và phân hủy chất hữu cơ:

Chất hữu cơ (BOD) + O₂ → CO₂ + H₂O + năng lượng

• Quá trình tổng hợp tế bào mới:

Chất hữu cơ (BOD) + O₂ + NH₃ → Tế bào vi sinh vật + CO₂ + H₂O + năng lượng

• Quá trình phân hủy nội sinh:

C₅H₇O₂N + O₂ → CO₂ + H₂O + NH₃ + năng lượng

Toàn bộ quá trình ôxy hoá và phản ứng tổng hợp được thể hiện qua phản ứng sau:

NH₄+ + 1,83O₂ + 1,98 HCO₃– –> 0,021C₅H₇O₂N + 0,98NO₃– + 1,041H₂O + 1,88H₂CO₃

Lượng ôxy cần thiết để ôxy hoá amoni thành nitrat cần 4,3 mg O₂/ 1mg NH₄+. Giá trị này gần bằng với giá trị 4,57 thường được sử dụng trong các công thức tính toán thiết kế.

Quá trình lắng sinh học

• Dưới tác dụng của trọng lực các bông bùn vi sinh lắng xuống đáy, nước trong di chuyển lên trên. Phần nước trong sẽ được thu gom bằng bơm nước bề mặt bể
• Bùn lắng xuống dưới đáy bể được bơm vào bồn chứa bùn để nén ép.
• Nước thải sau bể lắng được bơm bề mặt bơm qua cụm bồn xử lý hóa lý bậc 2

Cụm hóa lý bậc 2 

Bồn phản ứng hóa lý

• Điều chỉnh pH cho nước thải vào bể ổn định
• Làm lắng những hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10^-4 mm hoặc những hạt keo bằng cách đưa vào chất lỏng các tác nhân keo tụ tạo bông có tác dụng phá vỡ các hạt keo hoặc hấp phụ các hạt nhỏ lên bề mặt của nó hoặc dính các hạt nhỏ lại với nhau.
• Tạo điều kiện tiếp xúc giữa hóa chất keo tụ, tạo bông và các hạt cặn trong nước thải. và giữ vững cho các hạt cặn không bị vỡ ra
• Lắng các bopong cặn hóa lý và nước sạch sẽ được thu hồi trên bề mặt nhằm xử lý triệt để chất chất ô nhiễm COD, Nit, photpho, TSS và các chất ô nhiễm còn lại trong nước thải
• Nước sạch sẽ đi lên phía trên bồn phản ứng đi qua bể khử trùng.

Xử lý hoàn thiện

 Bể khử trùng

• Bể khử trùng có nhiệm vụ chứa nước và khử trùng tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh. Hóa chất được sử dụng để khử trùng nước thải là các hợp chất của Javen
• NaOCl là chất khử trùng được sử dụng phổ biến do hiệu quả diệt khuẩn cao và giá thành tương đối rẻ sẽ được sử dụng cho công trình này.
• Quá trình khử trùng nước xảy ra qua 2 giai đoạn: đầu tiên chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật sau đó phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt.
• Nước đầu ra đạt Cột B, QCVN 40-MT : 2011/BTNMT_Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp trước khi đưa vào hệ thống dẫn nước thải tập trung của khu công nghiệp

Xử lý bùn

• Bùn phát sinh trong quá trình xử lý hóa lý và sinh học sẽ đưa về bồn chứa bùn.
• Tại đây, bùn lắng hóa lý và bùn sinh học sẽ được bổ sung chất trợ ép bùn C. Polymer và đưa vào máy ép bùn.
• Bùn sau ép được các đơn vị xử lý chất thải thu gom xử lý theo quy định

Hệ thống xử lý nước thải chế biến thực phẩm do King Power xây dựng luôn cam kết:

• Khảo sát, thiết kế, thi công, cung cấp lắp đặt thiết bị công nghệ và chuyển giao công nghệ cam kết hệ thống xử lý nước thải có thể hoạt động ổn định với công suất thiết kế và đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT
• Công nghệ tiên tiến, vận hành đơn giản, chi ví đầu tư và vận hành hợp lý.
• Hiệu quả xử lý và tính ổn định cao
• Giá thành cho đầu tư, xây dựng, vận hành cũng như bảo trì tương đối thấp
• Phù hợp với các loại nước thải có hàm lượng COD từ thấp đến cao
• Các thiết bị tương đối đơn giản và ít chiếm diện tích
• Có thể nâng công suất xử lý của nhà máy khi cần thiết
• Không gây ra ô nhiễm môi trường trong khi hoạt động
• Chính sách chăm sóc hậu mãi với nhiều dịch vụ ưu đãi

King Power là đơn vị đã có nhiều kinh nghiệm thi công hệ thống xử lý nước thải thực phẩm đạt tiêu chuẩn yêu cầu và mang lại hiệu quả kinh tế cho Khách hàng.