Hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thực phẩm

Quá trình sản xuất thực phẩm thường tạo ra một lượng lớn nước thải, có thể gây ô nhiễm môi trường nếu không xử lý đúng cách. Điều quan trọng là áp dụng các công nghệ xử lý nước thải trong nhà máy chế biến thực phẩm. Việc này không chỉ đảm bảo tuân thủ các quy định pháp luật về môi trường mà còn góp phần bảo vệ tài nguyên nước. Bài viết dưới đây, hãy cùng Vankhinen-THP tìm hiểu về hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thực phẩm.

Vì sao cần kịp thời xử lý nước thải chế biến thực phẩm?

Nước thải chế biến thực phẩm là nguồn nước thải phát sinh từ các nhà máy chế biến thực phẩm, bao gồm nhà máy chế biến bánh kẹo, mì tôm, các sản phẩm thủy sản, đồ ăn nhanh, các đơn vị chế biến thịt, gia cầm, cũng như sản xuất dầu mỡ. Nước thải từ ngành sản xuất thực phẩm chứa hàm lượng cao chất hữu cơ gọi là BOD, có khả năng phân hủy sinh học mạnh mẽ. Mức độ này thường cao hơn khoảng 15-20 lần so với tiêu chuẩn quốc gia về chất thải công nghiệp.

Mọi giai đoạn trong quá trình sản xuất thực phẩm như xử lý, chế biến, đóng gói và lưu trữ đều cần sử dụng một lượng lớn nước, dẫn đến lượng nước thải xuất ra môi trường cũng rất đáng kể. Do đó, việc xử lý nước thải nhà máy chế biến thực phẩm là rất quan trọng.

Nước thải chế biến thực phẩm khi thải thực tiếp vào môi trường sẽ gây suy giảm độ oxy hòa tan có trong nước, tác động tiêu cực đến các sinh vật sống trong nước. Các chất thải rắn lơ lửng, tinh bột hoặc các chất có màu sắc khác trong nước thải có thể làm mờ đi ánh sáng, ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của rong tảo theo thời gian. Hàm lượng Nito và Photpho trong nước thải có thể tích tụ lâu dài, tạo điều kiện cho hiện tượng phú dưỡng hóa, làm giảm chất lượng nguồn nước. Các vi sinh vật phân giải chất hữu cơ trong nước thải có thể tạo ra mùi hôi khó chịu, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người nếu tiếp xúc trực tiếp. Do đó, việc xử lý nước thải nhà máy chế biến thực phẩm là rất quan trọng.

Nguồn gốc và tính chất của nước thải chế biến thực phẩm

Nguồn gốc

Nước thải chế biến thực phẩm thường phát sinh từ các nguồn sau:

• Từ hoạt động vệ sinh cá nhân của công nhân, khu vực nhà vệ sinh, phòng bếp….
• Nước thải từ quá trình sản xuất, pha chế, rửa nguyên liệu, vệ sinh máy móc và nhà xưởng cùng các thiết bị chế biến….

Đặc trưng, tính chất

Do đặc thù của ngành chế biến thực phẩm khá đa dạng về thành phần cũng như nguyên liệu nên đặc trưng và tính chất của nước thải cũng khá đa dạng, điển hình như sau:

• Chứa hàm lượng cao các chất dinh dưỡng như Nito, Photpho.
• Chứa lượng lớn protein, chất béo, dầu mỡ cao nếu nguyên liệu chế biến là động vật.
• Thành phần BOD, COD, TSS, vi khuẩn cao.
• Thành phần hữu cơ, ít các chất độc hại.
• Độ mặn, độ màu, tinh bột cao.
• Và một số tính chất khác.

Bảng thông số ô nhiễm nước thải chế biến thực phẩm

***QC: Vankhinen-THP chuyên cung cấp các sản phẩm van – vật tư đường ống phục vụ các hệ thống cấp – thoát nước, hệ thống xử lý nước thải,… Chúng tôi nhập khẩu lưu kho sẵn hàng số lượng lớn các mã sản phẩm chất liệu inox, nhựa để phục vụ các hệ thống xử lý nước thải như: van bướm inox 304 – nhựa, van cổng inox 304, van 1 chiều inox 304, lọc y inox, đồng hồ đo lưu lượng nước thải,… Quý Vị có thể liên hệ Hotline để nhận tư vấn, báo giá ưu đãi, nhanh chóng, và chi tiết nhất.

Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thực phẩm

Nước thải ban đầu được đưa vào hệ thống thu gom để về hố thu. Trước khi vào hố thu, nước thải đi qua song chắn rác để loại bỏ các vật liệu có kích thước lớn (≥10mm), nhằm tránh tắc nghẽn đường ống và bơm trong quá trình xử lý nước thải chế biến thực phẩm.

Hố thu thường có độ sâu phù hợp để lưu giữ nước thải. Bên trong hố thu có bố trí bơm chìm để dẫn nước thải đến bể điều hòa. Bể điều hòa đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh tính chất và lưu lượng nước thải.

Trong hệ thống bể điều hòa, nước thải được khuấy trộn liên tục bằng máy thổi khí trước khi được bơm lên bể tuyển nổi. Bên cạnh đó, bể tuyển nổi đóng vai trò phân chia chất lượng nước, lọc dầu mỡ và các tạp chất dễ nổi trên bề mặt nước. Dầu mỡ sẽ được dẫn sang bể chứa dầu mỡ riêng để xử lý.

Nước thải tiếp tục được chuyển vào bể sinh học UASB, tại đây sẽ diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ theo phản ứng sau: Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí + CO2 + CH4 + H2S + Sinh khối mới +…

Quá trình phân hủy (xử lý nước thải chế biến thực phẩm) bao gồm 4 giai đoạn khác nhau:

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

COD gần như không giảm trong 3 giai đoạn thủy phân, axit hóa và acetic hóa, hàm lượng COD chỉ giảm trong giai đoạn methane hóa.

Nước thải sau khi qua bể UASB được chuyển tới bể thiếu khí Anoxic. Bể Anoxic, kết hợp với Aerotank được lựa chọn để xử lý một loạt các vấn đề như giảm hàm lượng BOD, nitrat hóa, loại bỏ NH4+ và chuyển đổi NO3- thành N2. Việc chọn bể bùn hoạt tính xử lý kết hợp đan xen giữa quá trình thiếu khí và hiếu khí cho phép sử dụng lượng cacbon có sẵn khi giảm hàm lượng BOD, từ đó không cần phải cung cấp thêm cacbon từ bên ngoài khi cần khử NO3-. Điều này này giúp tiết kiệm đến 50% lượng oxy cần thiết để nitrat hóa loại bỏ NH4+ do tận dụng oxy từ quá trình khử NO3-. Nước thải trong bể Aerotank được tuần hoàn liên tục trở lại bể Anoxic với lưu lượng từ 50% – 100%, để thực hiện quá trình loại bỏ NO3- trong nước thải.

Tại bể sinh học hiếu khí Aerotank, không khí được bổ sung thông qua 2 máy thổi khí hoạt động liên tục 24/24. Theo định kỳ mỗi tuần, vi sinh vật được thêm vào bể Aerotank từ bùn tuần hoàn trong bể lắng. Các vi sinh này phân hủy chất hữu cơ thành CO2 và H2O, giúp giảm bớt chất bẩn trong nước thải. Ngoài ra, trong bể Aerotank còn có vật liệu tiếp xúc để tăng sự tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải, cũng như cung cấp môi trường phù hợp cho vi sinh vật kết dính và phát triển.

Sau khi qua giai đoạn xử lý sinh học, nước thải được dẫn vào bể lắng để lắng bùn. Trong quá trình này, nước chuyển từ trung tâm của bể xuống phía dưới, sau đó nổi lên và chảy qua máng thu nước để tiếp tục vào bể trung gian. Lượng bùn lắng xuống đấy bể một phần được tuần hoàn lại bể sinh học thiếu khí và thiếu khí để duy trì nồng độ bùn, phần bùn dư được bơm vào bể chứa bùn.

Tại bể trung gian, nước thải được ổn định lại lưu lượng và nồng độ ô nhiễm, đồng thời điều chỉnh độ pH. Sau đó được dẫn sang bồn lọc áp lực để loại bỏ hàm lượng cặn còn sót lại trong quá trình lắng, đảm bảo độ trong cần thiết. Nước thải chảy qua lớp cát lọc, vật liệu lọc hoặc lớp đỡ,tại quá trình này, những tạp chất có trong nước được giữ lại một phần tại lớp cát lọc nên chất lượng nước thải được cải thiện đáng kể.

Nước thải sau đó được dẫn sang bể khử trùng. Tại bể này,  hóa chất khử trùng được bơm vào nước thải bằng bơm định lượng. Dưới tác dụng của chất oxy hóa mạnh, các vi sinh vật trong nước thải bị tiêu diệt, đảm bảo nước thải đáp ứng tiêu chuẩn về vi sinh.

Nước thải sau khi xử lý đáp ứng quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT sẽ được xả ra nguồn tiếp nhận từ Cột B. Quá trình lọc áp lực tạo ra cặn trong bồn lọc, sau một khoảng thời gian hoạt động, bồn lọc áp lực sẽ rửa lọc để tách cặn ra khỏi bề mặt vật liệu lọc. Nước từ quá trình rửa lọc được đưa vào hố thu.

Bùn dư từ bể lắng sinh học cùng với bùn rắn từ quá trình lược rác và tách dầu mỡ sẽ được chuyển về bể chứa bùn. Quá trình ổn định bùn kỵ khí diễn ra trong thời gian dài để làm cho bùn ổn định, không mùi hôi và dễ lắng. Sau đó, bùn được đưa vào máy ép bùn để giảm thể tích và chuyển từ bùn ướt thành bùn khô trước khi điều chế và chôn lấp.

Tham khảo thêm: Hệ thống xử lý nước thải nhà máy mía đường

Trên đây là một số thông tin về hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến thực phẩm. Hệ thống xử lý nước thải trong nhà máy chế biến thực phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Hệ thống xử lý nước thải không chỉ giúp loại bỏ các chất gây ô nhiễm mà còn tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên và giảm thiểu các tác động tiêu cực đến môi trường. Tuy nhiên, để hệ thống hoạt động hiệu quả, việc duy trì, kiểm soát và tuân thủ các tiêu chuẩn là không thể thiếu. Việc chú trọng đầu tư nghiên cứu, cải tiến công nghệ cũng góp phần nâng cao hiệu suất của hệ thống xử lý nước thải chế biến thực phẩm.