Mặc dù nước thải thực phẩm không chứa nhiều chất độc hại, nhưng vẫn gây tác động mạnh đến môi trường. Việc xử lý nước thải, quản lý nước thải nhà máy và giảm thiểu ô nhiễm nước thải chế biến thực phẩm rất quan trọng để bảo vệ môi trường và sức khỏe. Nếu không được kiểm soát, nước thải từ nhà máy chế biến thực phẩm có thể gây ra ô nhiễm nguồn nước, suy giảm đa dạng sinh học và ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn. Các nhà máy cần áp dụng các công nghệ và thiết bị xử lý nước thải chế biến thực phẩm loại bỏ các chất ô nhiễm trước khi thải ra môi trường.

Nguồn gốc phát sinh nước thải chế biến thực phẩm

Nước thải từ các nhà máy chế biến thực phẩm thường chứa nhiều chất hữu cơ, chất dinh dưỡng và các tạp chất khác, gây ô nhiễm nghiêm trọng nếu không được xử lý kịp thời. Nước thải này phát sinh chủ yếu từ các nguồn sau:

• Nước thải sinh hoạt của nhà máy, cơ sở
• Nước thải từ quá trình sản xuất như: sơ chế, rửa nguyên liệu, vệ sinh máy móc và thiết bị, vệ sinh nhà xưởng.

Thành phần và tính chất của nước thải chế biến thực phẩm

Do tính chất đa dạng của ngành sản xuất thực phẩm, nước thải từ lĩnh vực này cũng có nhiều tính chất khác nhau. Tổng hợp lại có thể liệt kê ra các tính chất chung của nước thải chế biến thực phẩm như sau:

• Hàm lượng BOD và COD cao: nước thải chế biến thực phẩm có hàm lượng BOD gấp 15-20 lần quy chuẩn nước thải của Việt Nam, còn hàm lượng COD thì gấp 10-20 lần.
• Hàm lượng TSS cũng khá cao
• Nước thải chứa hàm lượng Nitơ, Photpho khá cao
• Chứa các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc từ động, thực vật. Chất thải hữu cơ từ thực vật chủ yếu là cacbonhydrat. Chất thải động vật chứa chủ yếu là protein và chất béo.
• Một số nước thải có hàm lượng muối cao.
• Có lưu lượng lớn và liên tục

Bảng thành phần của nước thải chế biến thực phẩm

Tiêu chuẩn nước thải chế biến thực phẩm 

Tại Việt Nam, các nhà máy và cơ sở chế biến thực phẩm áp dụng tiêu chuẩn xả thải theo quy định xả thải ra môi trường QCVN 40:2011/BTNMT.

Đảm bảo nước thải sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột B là mốc chuẩn yêu cầu xả thải của các nhà máy và cơ sở chế biến thực phẩm.

Quy trình xử lý nước thải chế biến thực phẩm

Sơ đồ quy trình xử lý nước thải chế biến thực phẩm

Song chắn rác

Nước thải chế biến thực phẩm được thu gom và dẫn về hố thu. Trước khi vào hố thu, nước thải sẽ qua song chắn rác để loại bỏ các vật rắn lớn (≥10mm), tránh gây tắc nghẽn đường ống và bơm trong quá trình xử lý nước thải.

Hố thu gom

Tại đây, nước thải được tập trung lại để chuẩn bị cho các công đoạn trong quá trình xử lý nước thải. Hố thu gom được trang bị một bơm nước thải nhúng chìm, giúp bơm nước thải lên bể tách dầu mỡ để xử lý công đoạn tiếp theo.

Bể tách dầu mỡ

Nước thải sau khi được tập chung tại hố thu gom, sẽ được xử lý qua bể tách dầu mỡ để loại bỏ chất béo nổi trên bề mặt phát sinh trong quá trình sản xuất.

Bể điều hòa

Tại bể điều hòa, nước thải được xáo trộn liên tục nhờ máy thổi giúp ổn định lưu lượng và nồng độ. Khí cung cấp giúp giảm BOD.

Bể phân phối

Tại đây nước thải chế biến thực phẩm sẽ được xử lý qua các quá trình lý hóa

Quá trình keo tụ – tạo bông

PAC (chất keo tụ) được thêm vào trong bể để tiến hành quá trình phản ứng keo tụ. Chất polymer được sử dụng như chất trợ keo tụ tại bể này. Bể có trang bị máy khuấy trộn với tốc độ chậm giúp các bông cặn nhỏ di chuyển, va chạm và kết dính, tạo thành các bông cặn lớn và lắng xuống.

Quá trình lắng hóa lý 

Các bông cặn đã keo tụ sẽ được lắng xuống đáy bể bằng cơ chế lắng trọng lực, phần bùn lắng sẽ được bơm qua bể chứa bùn xử lý định kỳ, phần nước sạch trên bề mặt được dẫn qua bể UASB thông qua thiết bị thu hồi nước bề mặt.

Bể kỵ khí UASB

Tại đây diễn ra quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ và xử lý COD

Công thức của quá trình phân hủy kỵ khí

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

Quá trình phân hủy kỵ khí gồm 04 giai đoạn: 

• Giai đoạn 1: Thuỷ phân các hợp chất cao phân tử. Các chất thải hữu cơ như protein, chất béo, cellulose, lignin bị thuỷ phân, tạo thành các phân tử đơn giản hơn, dễ phân huỷ hơn. Các phản ứng thuỷ phân chuyển hoá protein thành amino axit, carbohydrate thành đường đơn, và chất béo thành acid béo.
• Giai đoạn 2: Trong giai đoạn axit hoá, các chất hữu cơ đơn giản bị phân hủy thành axit axetic, H2 và CO2. Các axit béo dễ bay hơi là axit acetic, propionic và lactic. Quá trình cắt mạch carbohydrate cũng tạo ra CO2, H2O, methanol và các rượu đơn giản khác. Vi sinh vật phân giải methane chỉ có thể phân hủy một số chất cơ như CO2, H2, formate, acetate, methanol và CO. Sự hình thành các axit có thể làm pH giảm.
• Giai đoạn 3: Acetate hóa diễn ra khi vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm axit hóa thành acetate, hydro, carbon dioxide và sinh khối mới.
• Giai đoạn 4: Quá trình sản xuất methane là giai đoạn cuối cùng của phân hủy kỵ khí. Những chất như axit axetic, H2, CO2, axit fomic và methanol được chuyển hóa thành methane, CO2 và sinh khối mới.

Trong quá trình này, COD không giảm nhiều trong 3 giai đoạn đầu là thủy phân, axit hóa và acetic hóa. COD chỉ giảm trong giai đoạn cuối là methane hóa.

Cụm Bể Anoxic và Aerotank

Lựa chọn bể Anoxic kết hợp Aerotank để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH4+ và khử NO3- thành N2. Việc xử lý kết hợp giữa quá trình thiếu khí và hiếu khí giúp tận dụng lượng carbon khi khử BOD, không cần bổ sung thêm carbon khi cần khử NO3-. Điều này giúp tiết kiệm 50% lượng oxy khi nitrat hóa khử NH4+, nhờ tận dụng oxy từ quá trình khử NO3-. Nước thải trong bể Aerotank được tuần hoàn liên tục về bể Anoxic với lưu lượng 50% – 100% để thực hiện quá trình khử NO3-.

Bể Anoxic

Nước thải sau khi qua bể UASB được dẫn sang bể thiếu khí Anoxic. Hệ thống bể sinh học Anoxic sử dụng vi sinh vật hiếu khí và kị khí để xử lý hiệu quả chất hữu cơ, đồng thời khử nitơ và phospho, giúp cải thiện chất lượng nước thải trước khi thải ra môi trường.

Bể Aerotank

Trong bể Aerotank, không khí được cấp liên tục bằng 2 máy thổi khí luân phiên. Vi sinh vật được bổ sung từ bùn tuần hoàn hàng tuần để phân hủy chất hữu cơ thành CO2 và H2O, giảm độ bẩn. Bể còn lắp vật liệu tiếp xúc để tăng khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải, tạo môi trường cho vi sinh vật dính bám và phát triển.

Bể lắng 2 (bể lắng sinh học)

Giai đoạn bể lắng sinh học cho phép tách hiệu quả lượng bùn vi sinh đã được tạo ra trong các bể xử lý sinh học trước đó. Lượng bùn lắng đáy được bơm về bể sinh học (Aerotank, Anoxic và UASB) để tái sử dụng trong chu trình xử lý, giúp tăng hiệu suất và tiết kiệm chi phí vận hành. Đồng thời, dòng nước sau khi lắng sạch cặn cũng được chuyển sang giai đoạn tiếp theo.

Bể lọc áp lực

Sau lắng sinh học, nước thải được lọc qua bể lọc áp lực để loại bỏ các chất lơ lửng còn sót lại.

Bể khử trùng

Trong bể khử trùng, Javen được bơm vào nước thải bằng bơm định lượng. Chất oxy hóa mạnh sẽ tiêu diệt vi sinh vật trong nước thải, đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn về mặt vi sinh.

*Bùn dư trong quy trình: Bùn từ bể lắng sinh học, quá trình lược rác và tách dầu mỡ sẽ được chuyển đến bể chứa bùn. Quá trình ổn định kỵ khí làm bùn ổn định, mất mùi và dễ lắng. Sau đó, bùn được ép để giảm thể tích và chuyển thành bùn khô để chôn lấp.

Nước thải sau xử lý sẽ đảm bảo tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, Cột B trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Quá trình lọc áp lực sẽ tạo ra cặn trong bồn lọc. Định kỳ rửa lọc để tách cặn khỏi bề mặt vật liệu lọc, nước rửa lọc sẽ được dẫn vào hố thu.

Thiết bị xử lý nước thải chế biến thực phẩm

Các sản phẩm do KaT-Solution cung cấp đến từ những thương hiệu uy tín và chất lượng hàng đầu như Suez/Veolia (Pháp), Tsurumi (Nhật Bản), BlueWhite (Mỹ), Aquafine (Canada), Graver Technologies (Mỹ), SSI (Mỹ), Dupont (Mỹ), Aquatech (Thụy Sỹ), Koch (Mỹ), F. A Schmidt (Đức) và Taconic (Hàn Quốc). Sự đa dạng và uy tín của các thương hiệu này đảm bảo KaT có thể cung cấp các thiết bị xử lý nước thải hiệu quả và tin cậy nhất cho khách hàng.

Quý khách đang có nhu cầu sử dụng vật tư và thiết bị xử lý nước thải cho ngành chế biến thực phẩm, hãy liên hệ ngay với KaT để được hỗ trợ tư vấn và báo giá sớm nhất.