Email: info@moitruonghaidang.vn
Hotline: 
Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Hoa Quả Sấy Khô
Ngành sản xuất hoa quả sấy khô phát sinh nước thải chủ yếu từ quá trình rửa nguyên liệu, sơ chế, cắt gọt, ngâm, chần, vệ sinh thiết bị và vệ sinh nhà xưởng. Tùy loại trái cây và công nghệ sản xuất, nước thải có thể chứa hàm lượng chất hữu cơ, đường, bột, thịt quả, pectin và chất rắn lơ lửng tương đối cao.
Đặc biệt, khi nhà máy chế biến các loại trái cây có hàm lượng đường và chất hữu cơ cao như xoài, mít, chuối, dứa, thanh long, nhãn, chanh dây..., tải lượng COD và BOD trong nước thải có thể biến động mạnh theo nguyên liệu và sản lượng sản xuất.
Vì vậy, công nghệ xử lý nước thải hoa quả sấy khô không nên chỉ dựa vào một công đoạn xử lý riêng lẻ mà cần kết hợp tiền xử lý, điều hòa và xử lý sinh học phù hợp với tải lượng thực tế.
Nước thải hoa quả sấy khô phát sinh từ đâu?
Trong một nhà máy sản xuất hoa quả sấy, nước thải có thể phát sinh tại nhiều công đoạn khác nhau.
Nước thải từ quá trình rửa nguyên liệu
Trái cây trước khi đưa vào chế biến thường được rửa để loại bỏ đất, cát, bụi, tạp chất và các chất bám trên bề mặt.
Nguồn nước này thường chứa:
- Đất, cát và cặn thô.
- TSS.
- Một phần chất hữu cơ từ nguyên liệu.
- Mảnh vụn thực vật.
- Đường và dịch quả hòa tan.
Nếu không có công đoạn tách rác và cặn phù hợp, lượng chất rắn này có thể đi vào hệ thống xử lý sinh học và làm tăng tải trọng cho bể phía sau.
Nước thải từ sơ chế, cắt gọt và ngâm nguyên liệu
Các công đoạn bóc vỏ, cắt, tách hạt hoặc ngâm trái cây có thể làm phát sinh nước chứa nhiều chất hữu cơ hòa tan.
Đường, dịch quả và các thành phần hữu cơ dễ phân hủy có thể làm COD tăng nhanh, đặc biệt khi nước thải được xả tập trung trong thời gian ngắn.
Nước vệ sinh thiết bị và nhà xưởng
Đây là nguồn nước thải cần đặc biệt lưu ý khi thiết kế hệ thống.
Nước vệ sinh cuối ca có thể mang theo:
- Cặn trái cây.
- Đường và chất hữu cơ.
- Dầu mỡ từ thiết bị.
- Chất tẩy rửa.
- Chất khử trùng.
- TSS và bùn cặn.
Do đó, nước thải có thể có sự thay đổi đáng kể về pH và tải lượng ô nhiễm giữa các thời điểm trong ngày.
Đặc tính nước thải sản xuất hoa quả sấy khô
Không có một bộ thông số cố định áp dụng cho tất cả nhà máy hoa quả sấy. Thành phần nước thải phụ thuộc vào loại trái cây, công nghệ chế biến, lượng nước sử dụng, tỷ lệ thu hồi nước và quy trình vệ sinh.
Tuy nhiên, các thông số thường cần quan tâm gồm:
| Thông số | Đặc điểm cần quan tâm |
|---|---|
| pH | Có thể biến động theo nguyên liệu và hóa chất vệ sinh |
| COD | Có thể cao do đường và chất hữu cơ hòa tan |
| BOD5 | Thường đáng quan tâm do thành phần hữu cơ dễ phân hủy |
| TSS | Phát sinh từ đất, cặn và phần thịt quả |
| Dầu mỡ | Phụ thuộc nguyên liệu và thiết bị sản xuất |
| Nitơ | Có thể phát sinh từ nguyên liệu và phụ gia, cần phân tích thực tế |
| Photpho | Phụ thuộc quy trình và hóa chất sử dụng |
| Độ màu | Có thể xuất hiện do dịch quả và nguyên liệu |
| Độ dẫn điện | Có thể tăng nếu sử dụng hóa chất hoặc nước có độ khoáng cao |
Trong đó, COD, BOD5 và TSS thường là nhóm thông số quan trọng khi lựa chọn công nghệ xử lý.
Những khó khăn khi xử lý nước thải hoa quả sấy
COD biến động theo sản lượng
Một nhà máy có thể có thời điểm sản xuất bình thường nhưng cũng có những khoảng thời gian vệ sinh dây chuyền hoặc tăng sản lượng.
Nếu nước thải có COD tăng đột ngột nhưng không được điều hòa, bể sinh học có thể chịu tải trọng lớn trong thời gian ngắn.
Hàm lượng đường và chất hữu cơ dễ phân hủy
Đây vừa là ưu điểm vừa là thách thức.
Chất hữu cơ dễ phân hủy giúp quá trình sinh học có khả năng xử lý tốt, nhưng nếu tải lượng đưa vào bể quá nhanh có thể gây:
- Tăng tải trọng hữu cơ.
- Thiếu oxy ở công đoạn hiếu khí.
- Tăng sinh khối.
- Tích tụ axit hữu cơ trong công đoạn kỵ khí nếu hệ thống mất cân bằng.
- COD đầu ra tăng.
TSS và cặn trái cây
Nếu phần cặn lớn không được tách trước, hệ thống sinh học sẽ phải xử lý cả lượng chất rắn không cần thiết.
Do đó, thiết kế tiền xử lý tốt thường giúp giảm tải đáng kể cho các công đoạn phía sau.
Công nghệ xử lý nước thải hoa quả sấy khô
Tùy theo COD, lưu lượng, tính chất nước thải và yêu cầu đầu ra, có thể lựa chọn nhiều cấu hình khác nhau.
Một sơ đồ công nghệ tham khảo cho nước thải có tải lượng hữu cơ tương đối cao:
Nước thải sản xuất → Song chắn rác → Bể tách cặn → Bể điều hòa → Bể kỵ khí → Bể Anoxic → Bể MBBR/Aerotank → Bể lắng → Khử trùng → Nước sau xử lý
Trong trường hợp nước thải có dầu mỡ đáng kể, có thể bổ sung bể tách dầu mỡ hoặc tuyển nổi trước công đoạn sinh học.
1. Song chắn rác
Công đoạn đầu tiên nhằm loại bỏ:
- Vỏ trái cây.
- Hạt.
- Cuống.
- Mảnh nguyên liệu.
- Rác thô.
- Các vật liệu có kích thước lớn.
Đối với nhà máy sử dụng nhiều nước rửa nguyên liệu, công đoạn này cần được thiết kế phù hợp để hạn chế nghẹt bơm và đường ống.
2. Bể tách cặn
Bể tách cặn giúp loại bỏ một phần chất rắn có khả năng lắng.
Mục tiêu không phải xử lý hoàn toàn COD mà là giảm lượng cặn thô trước khi đưa nước vào bể điều hòa và sinh học.
3. Bể điều hòa
Đây là một trong những công trình quan trọng của hệ thống.
Bể điều hòa giúp:
- Ổn định lưu lượng.
- Giảm biến động COD.
- Giảm biến động pH.
- Hạn chế hiện tượng sốc tải.
- Phân phối tải lượng đều hơn cho công đoạn sinh học.
Đối với nhà máy có thời gian vệ sinh tập trung vào cuối ca, bể điều hòa càng cần được tính toán kỹ.
Khi nào nên sử dụng bể kỵ khí?
Không phải mọi hệ thống xử lý nước thải hoa quả sấy đều bắt buộc phải có bể kỵ khí.
Bể kỵ khí thường phù hợp hơn khi nước thải có tải lượng chất hữu cơ cao, phần hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học tốt và lưu lượng/tải lượng tương đối ổn định.
Vai trò chính của công đoạn kỵ khí là giảm một phần tải lượng hữu cơ trước khi nước đi vào công đoạn hiếu khí.
Điều này có thể giúp:
- Giảm tải COD cho bể hiếu khí.
- Giảm nhu cầu cấp oxy cho công đoạn phía sau.
- Giảm lượng sinh khối phát sinh so với việc xử lý toàn bộ tải lượng hữu cơ bằng hiếu khí.
- Có khả năng thu hồi khí sinh học trong cấu hình phù hợp.
Tuy nhiên, việc lựa chọn UASB, bể kỵ khí tiếp xúc, EGSB hoặc cấu hình kỵ khí khác cần dựa trên COD, nhiệt độ, khả năng lắng/giữ sinh khối, HRT, tải trọng hữu cơ và đặc tính thực tế của nước thải.
Đối với nhà máy quy mô nhỏ hoặc COD không quá cao, có thể cân nhắc phương án bỏ qua kỵ khí và xử lý trực tiếp bằng MBBR/Aerotank nếu kết quả tính toán cho thấy phù hợp.
Bể Anoxic và xử lý Nitơ
Nếu nước thải có yêu cầu xử lý Nitơ, hệ thống có thể bố trí bể Anoxic kết hợp với công đoạn hiếu khí.
Trong bể hiếu khí, vi sinh vật thực hiện quá trình oxy hóa chất hữu cơ và quá trình nitrat hóa. Nitrate sau đó có thể được tuần hoàn về Anoxic để phục vụ quá trình khử nitrate.
Hiệu quả xử lý Nitơ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:
- DO.
- pH.
- Nhiệt độ.
- Tuổi bùn.
- Nguồn carbon.
- Tỷ lệ tuần hoàn nội.
- Tải lượng Nitơ đầu vào.
Không nên chỉ tăng lượng men vi sinh mà bỏ qua các điều kiện vận hành trên.
Bể MBBR hoặc Aerotank xử lý COD, BOD
Sau công đoạn tiền xử lý và kỵ khí nếu có, nước thải tiếp tục được xử lý bằng công nghệ sinh học hiếu khí.
Hai lựa chọn thường gặp là:
Aerotank: sử dụng bùn hoạt tính lơ lửng để xử lý chất hữu cơ.
MBBR: sử dụng giá thể vi sinh để duy trì sinh khối dạng màng bám trong bể.
MBBR có ưu điểm là khả năng duy trì sinh khối trên giá thể, phù hợp với các hệ thống cần tăng tải xử lý hoặc tối ưu thể tích bể trong một số trường hợp.
Việc lựa chọn MBBR hay Aerotank cần dựa trên tải lượng COD, BOD, Nitơ, diện tích xây dựng, yêu cầu vận hành và khả năng kiểm soát bùn.
Vai trò của men vi sinh trong hệ thống xử lý
Đối với nước thải hoa quả sấy, men vi sinh có thể được sử dụng trong một số giai đoạn như:
- Khởi động hệ thống mới.
- Bổ sung sinh khối khi hệ thống thiếu vi sinh.
- Phục hồi sau thời gian ngừng hoạt động.
- Hỗ trợ sau sự cố sốc tải.
- Hỗ trợ ổn định hệ thống khi tải lượng thay đổi lớn.
Nếu COD đầu ra cao, cần xác định nguyên nhân trước khi tăng liều men.
Có thể nguyên nhân nằm ở:
- Tải lượng COD vượt thiết kế.
- Thời gian lưu không đủ.
- Bể điều hòa hoạt động chưa tốt.
- DO thấp.
- pH không phù hợp.
- Sinh khối bị rửa trôi.
- Bùn lắng kém.
- Thiếu dinh dưỡng.
- Chất ức chế từ hóa chất vệ sinh.
- Công đoạn tiền xử lý chưa phù hợp..
Hai phương án công nghệ có thể cân nhắc
Phương án 1: Nước thải COD cao
Song chắn rác → Tách cặn → Điều hòa → Kỵ khí → Anoxic → MBBR/Aerotank → Lắng → Khử trùng
Phương án này phù hợp để nghiên cứu khi tải lượng hữu cơ cao và thành phần hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học tốt.
Phương án 2: Nước thải COD trung bình
Song chắn rác → Tách cặn → Điều hòa → MBBR/Aerotank → Lắng → Khử trùng
Phương án này có ưu điểm là cấu hình đơn giản hơn, ít công trình hơn và phù hợp với những nhà máy có tải lượng hữu cơ không quá lớn.
Việc lựa chọn phương án cần dựa trên lưu lượng, COD, BOD5, TSS, Nitơ, pH, dầu mỡ, nhiệt độ và yêu cầu nước đầu ra.
Các sự cố thường gặp khi xử lý nước thải hoa quả sấy
COD đầu ra vẫn cao
Cần kiểm tra đồng thời tải lượng đầu vào, DO, pH, MLSS, thời gian lưu, bùn tuần hoàn và tình trạng sinh khối.
Không nên kết luận ngay rằng hệ thống “thiếu men”.
Bể sinh học có nhiều bọt
Bọt có thể liên quan đến tải lượng hữu cơ, thành phần chất hoạt động bề mặt từ quá trình vệ sinh, sinh khối dạng sợi hoặc điều kiện vận hành bất thường.
Cần xác định loại bọt và nguyên nhân trước khi xử lý.
Bể kỵ khí có mùi chua
Có thể xem xét tình trạng mất cân bằng giữa quá trình tạo axit và quá trình sinh methane.
Các thông số như pH, VFA, kiềm, COD và lượng khí sinh học cần được theo dõi để đánh giá.
Bùn lắng kém
Cần kiểm tra SVI, MLSS, tải trọng, DO, tình trạng bùn và khả năng cuốn theo chất rắn từ các công đoạn phía trước.
Nếu TSS đầu vào quá cao, cần xem lại công đoạn tách cặn trước bể sinh học.
Cần phân tích gì trước khi thiết kế hệ thống?
Để thiết kế hệ thống xử lý nước thải hoa quả sấy khô, không nên chỉ dựa vào công suất nhà máy.
Các thông tin quan trọng gồm:
- Lưu lượng nước thải trung bình và lớn nhất.
- Thời gian phát sinh nước thải trong ngày.
- COD.
- BOD5.
- TSS.
- pH.
- Tổng Nitơ và Amoni.
- Tổng Photpho nếu có yêu cầu.
- Dầu mỡ.
- Độ dẫn điện hoặc độ mặn nếu quy trình có sử dụng muối/hóa chất.
- Hóa chất sử dụng trong quá trình vệ sinh.
- Yêu cầu chất lượng nước sau xử lý.
Đặc biệt, nên lấy mẫu vào thời điểm sản xuất thực tế, đồng thời xem xét cả thời điểm vệ sinh dây chuyền để tránh thiết kế dựa trên một mẫu nước thải không đại diện.
Kết luận
Công nghệ xử lý nước thải hoa quả sấy khô cần được lựa chọn dựa trên tải lượng ô nhiễm thực tế thay vì áp dụng một sơ đồ cố định cho mọi nhà máy.
Đối với nước thải có COD cao và hàm lượng hữu cơ dễ phân hủy, có thể nghiên cứu phương án kết hợp kỵ khí – Anoxic – MBBR/Aerotank – lắng – khử trùng. Trong khi đó, với nước thải có tải lượng vừa phải, hệ thống điều hòa – MBBR/Aerotank – lắng – khử trùng có thể là cấu hình đơn giản hơn.
Điểm quan trọng nhất là phải kiểm soát tốt tiền xử lý, điều hòa tải lượng và điều kiện sinh học. Men vi sinh có thể hỗ trợ khởi động, phục hồi và ổn định hệ thống nhưng không thể thay thế việc tính toán đúng tải trọng và vận hành hệ thống.
CÔNG TY TNHH TMDV CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG HẢI ĐĂNG cung cấp giải pháp khảo sát, thiết kế, cải tạo và thi công hệ thống xử lý nước thải cho các cơ sở chế biến thực phẩm, hoa quả, nông sản và các ngành sản xuất có tải lượng hữu cơ cao.
Tham khảo men vi sinh kỵ khí tại đây: https://moitruonghaidang.vn/microbe-lift-biogas-vi-sinh-ky-khi-giam-bod-cod-tss
Xem thêm bao lâu thì bổ sung men kỵ khí : https://moitruonghaidang.vn/bao-lau-nen-bo-sung-men-vi-sinh-cho-be-ky-khi
