Xử lý nước thải thực phẩm là yêu cầu quan trọng đối với các nhà máy, cơ sở chế biến thực phẩm, thủy sản, đồ uống, sữa và giết mổ. Đặc trưng của loại nước thải này là hàm lượng chất hữu cơ cao, dễ phân hủy nhưng biến động theo nguyên liệu và quy trình sản xuất. Vì vậy, hệ thống cần được thiết kế phù hợp với từng nguồn phát sinh.
1. Đặc điểm nước thải ngành thực phẩm
Nước thải thực phẩm phát sinh từ nhiều công đoạn như sơ chế nguyên liệu, rửa thiết bị, vệ sinh nhà xưởng, chế biến và đóng gói sản phẩm. Thành phần nước thải thay đổi tùy từng ngành nhưng thường chứa nhiều chất hữu cơ.
Các thành phần thường gặp gồm:
- Chất rắn lơ lửng, cặn thực phẩm và xơ sợi.
- Dầu mỡ động thực vật.
- Chất hữu cơ gây COD, BOD cao.
- Nitơ, photpho.
- Chất tẩy rửa và hóa chất vệ sinh.
- Vi sinh vật và một số thành phần đặc thù tùy quy trình sản xuất.
Đặc điểm đáng chú ý là nước thải thực phẩm thường có khả năng phân hủy sinh học tương đối tốt, nhưng nếu không được kiểm soát sẽ nhanh chóng phát sinh mùi và làm suy giảm chất lượng nguồn tiếp nhận.
2. Vì sao cần xử lý nước thải thực phẩm?
Hàm lượng chất hữu cơ cao khiến nước thải thực phẩm dễ bị phân hủy và tiêu thụ lượng oxy hòa tan trong môi trường.
Nếu xả nước thải chưa xử lý, các chất hữu cơ có thể làm tăng BOD, COD, gây thiếu oxy và ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy vực. Dầu mỡ cũng có thể tạo lớp màng trên bề mặt, gây cản trở quá trình trao đổi oxy.
Ngoài ra, nước thải từ một số cơ sở còn chứa nitơ, photpho và chất tẩy rửa. Do đó, xử lý nước thải thực phẩm cần hướng đến việc kiểm soát đồng thời nhiều nhóm chất ô nhiễm thay vì chỉ tập trung vào COD hoặc BOD.
3. Hệ thống xử lý nước thải thực phẩm gồm những gì?
Một hệ thống cơ bản thường được thiết kế theo chuỗi công đoạn:
Nước thải → Song chắn rác → Bể tách dầu mỡ → Bể điều hòa → Xử lý sinh học → Lắng → Lọc → Khử trùng → Nước sau xử lý
Tùy đặc tính từng nhà máy, hệ thống có thể bổ sung công đoạn keo tụ, tạo bông hoặc xử lý nâng cao.
Song chắn rác
Đây là công đoạn đầu tiên nhằm loại bỏ các loại rác, cặn thực phẩm, bao bì hoặc vật thể có kích thước lớn. Việc tách rác giúp bảo vệ bơm và hạn chế tắc nghẽn đường ống.
Bể tách dầu mỡ
Đối với nhà máy chế biến thịt, thủy sản, sữa hoặc thực phẩm có sử dụng dầu mỡ, bể tách dầu mỡ giữ vai trò quan trọng.
Dầu mỡ được tách trước khi nước đi vào hệ thống sinh học, hạn chế tình trạng bám dính lên giá thể, đường ống hoặc gây ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật.
Bể điều hòa
Lưu lượng và nồng độ nước thải thực phẩm thường thay đổi theo thời gian sản xuất. Bể điều hòa giúp ổn định dòng nước trước khi đưa sang công đoạn xử lý chính.
Đây cũng là nơi giúp hạn chế hiện tượng hệ thống sinh học bị “sốc tải” khi nước thải có nồng độ ô nhiễm tăng đột ngột.
4. Công nghệ sinh học trong xử lý nước thải thực phẩm
Do chứa nhiều chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học, công nghệ sinh học thường là công đoạn trung tâm của hệ thống xử lý nước thải thực phẩm.
Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ trong nước thải làm nguồn thức ăn và chuyển hóa chúng thành các sản phẩm đơn giản hơn.
Một số công nghệ có thể được lựa chọn như:
- MBBR: sử dụng giá thể cho vi sinh vật bám dính, phù hợp với các hệ thống cần tăng mật độ sinh khối trong bể.
- Bùn hoạt tính: công nghệ phổ biến, có khả năng xử lý chất hữu cơ hiệu quả nếu được kiểm soát tốt lượng bùn và oxy.
- SBR: xử lý theo từng mẻ, tích hợp các giai đoạn phản ứng và lắng trong cùng một bể, phù hợp với một số hệ thống có lưu lượng biến động.
Việc lựa chọn công nghệ nào cần dựa trên lưu lượng, nồng độ ô nhiễm, diện tích xây dựng và yêu cầu nước sau xử lý.
5. Vai trò của xử lý hóa lý
Không phải nước thải thực phẩm nào cũng cần xử lý hóa lý ở mức độ giống nhau.Trong trường hợp nước có nhiều chất rắn lơ lửng, màu, dầu mỡ hoặc một số thành phần khó xử lý bằng sinh học, có thể bổ sung keo tụ – tạo bông.
Hóa chất giúp liên kết các hạt nhỏ thành bông cặn lớn hơn để tách khỏi nước bằng lắng hoặc tuyển nổi. Với một số loại nước thải có tải lượng hữu cơ rất cao, tiền xử lý hóa lý có thể giúp giảm tải cho công đoạn sinh học phía sau.
6. Quy trình xử lý nước thải thực phẩm tham khảo
Một mô hình tương đối phổ biến có thể gồm:
Thu gom → Tách rác → Tách dầu mỡ → Điều hòa → Điều chỉnh pH → Keo tụ, tạo bông (nếu cần) → Xử lý sinh học → Lắng → Lọc → Khử trùng
Tùy từng ngành, hệ thống có thể thay đổi. Chẳng hạn, nước thải chế biến thủy sản sẽ có đặc tính khác với nước thải sản xuất sữa hoặc nước giải khát.
Vì vậy, trước khi thiết kế cần lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu như pH, COD, BOD, TSS, dầu mỡ, nitơ, photpho và các thông số đặc thù.
7. Lưu ý khi thiết kế hệ thống xử lý nước thải thực phẩm
Muốn hệ thống hoạt động ổn định, cần chú ý ba vấn đề chính.
- Thứ nhất, khảo sát chính xác nguồn nước thải và sự biến động theo ca sản xuất.
- Thứ hai, lựa chọn công nghệ dựa trên kết quả phân tích thay vì sử dụng một mô hình cố định cho mọi nhà máy.
- Thứ ba, tính toán đầy đủ chi phí vận hành gồm điện năng, hóa chất, bùn thải, bảo trì và thay thế thiết bị.
Đặc biệt, cần kiểm soát tốt dầu mỡ và tải lượng hữu cơ trước khi đưa nước vào bể sinh học để hạn chế ảnh hưởng đến hệ thống vi sinh.
Xử lý nước thải thực phẩm thường cần kết hợp nhiều công đoạn từ tách rác, tách dầu mỡ, điều hòa đến xử lý sinh học và khử trùng. Việc lựa chọn công nghệ cần dựa trên đặc tính nước thải và yêu cầu đầu ra của từng cơ sở.
Đối với nhu cầu sử dụng bồn composite, bể composite trong hệ thống, Ánh Dương Composite có thể tư vấn phương án phù hợp theo dung tích và điều kiện vận hành thực tế.
8. Bồn composite trong hệ thống xử lý nước thải thực phẩm
Trong hệ thống xử lý, vật liệu của bồn chứa cũng cần được quan tâm, đặc biệt tại các vị trí chứa hóa chất hoặc môi trường có khả năng ăn mòn.
Bồn composite có ưu điểm về khả năng chống ăn mòn, không bị gỉ theo cơ chế ăn mòn của thép và có trọng lượng tương đối nhẹ. Tùy thiết kế, bồn có thể được sử dụng để chứa hóa chất, nước hoặc làm một số hạng mục bể công nghệ phù hợp.
Đối với hệ thống xử lý nước thải thực phẩm, việc lựa chọn bồn cần dựa vào dung tích, loại hóa chất tiếp xúc, nồng độ, nhiệt độ và điều kiện lắp đặt thực tế.
Không nên lựa chọn bồn chỉ dựa trên kích thước mà bỏ qua tính tương thích của vật liệu với môi trường sử dụng.
9. Ánh Dương Composite – cung cấp bồn composite cho hệ thống xử lý
Ánh Dương Composite cung cấp các sản phẩm bồn composite, bể composite phục vụ nhu cầu chứa nước, hóa chất và ứng dụng trong các hệ thống xử lý.
Đối với công trình thực phẩm, việc lựa chọn bồn cần được tính toán theo dung tích và môi trường sử dụng cụ thể. Khách hàng có thể cung cấp thông tin về loại hóa chất, dung tích, nhiệt độ và vị trí lắp đặt để được tư vấn cấu tạo phù hợp.
Xem thêm: Vì sao FRP được dùng nhiều trong xử lý khí và nước thải?
Bồn composite được lựa chọn đúng vật liệu và kết cấu sẽ góp phần hạn chế nguy cơ ăn mòn, rò rỉ và giảm chi phí bảo trì trong quá trình vận hành.
