HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN CÀ PHÊ

Các loại cà phê ngon ở Việt Nam mà bạn không thể bỏ qua nếu là một trong những tín đồ “nghiện” cà phê lâu năm. Cà phê là một trong những thức uống có nguồn gốc lâu đời tại Việt Nam, việc thưởng thức một ly cà phê vào mỗi buổi sáng dường như đã trở thành thói quen không thể nào từ bỏ của đại đa số người dân Việt Nam.

Chính vì lý do đó, mà cà phê ngày càng được chú ý đến khâu sản xuất đạt chất lượng. Từ đó xuất hiện lượng nước thải khi chế biến cà phê. Nên việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải chế biến cà phê hiện nay đang rất là cần thiết cho các Doanh nghiệp hiện nay.

Các nguồn phát sinh nước thải trong quá trình chế biến cà phê

Trong quá trình hoạt động sản xuất sẽ phát sinh ra một lượng nước thải tác động đến môi trường nước, bao gồm các nguồn chủ yếu sau:

Nước thải chế biến: trong quá trình chế biến cà phê  có một số công đoạn phát sinh nước thải như sau:

1. Rửa thô: đây là công đoạn nước thải có thành phần chủ yếu là chất rắn lơ lửng, các chất ô nhiễm không cao. Nước thải trong giai đoạn này không đáng kế.

2. Xay vỏ: trong giai đoạn này nước thải sinh ra ít nhưng có thành phần đảm đặc, có độ đục và lượng cặn cao. Ngoài ra, giai đoạn này còn thải ra lượng vỏ lớn làm cho nước thải có lượng rác lớn.

3. Ngâm enzim: đây là giai đoạn phát sinh nước thải đáng chú ý nhất của quy trình chế biến. Nước thải phát sinh từ giai đoạn này có thành phần hữu cơ cao, ngoài ra có độ nhớt lớn.

4. Rửa sạch: Nước thải công đoạn này có thành phần hữu cơ cao.

5. Nước thải từ quá trình rửa máy móc thiết bị

6. Nước thải sinh hoạt: nước thải khu vực văn phòng, từ khu nhà vệ sinh,.. có chứa các thành phần cặn TSS, chất hữu cơ: BOD, COD, và vi sinh vật gây bệnh.

Thành phần tính chất nước thải chế biến cà phê

Thành phần chính của nước thải từ nhà máy chế biến cà phê là đường, nhớt, các chất hữu cơ, và hương liệu tự nhiên.

Thành phần nước thải chế biến cà phê

Các phương pháp xử lý nước thải chế biến cà phê

       Tùy theo tính chất của nguồn nước thải (lưu lượng, nồng độ, quy mô). Ta có thể áp dụng công nghệ xử lý khác nhau. Hiện tại có các phương pháp xử lý nước thải cơ bản như sau: phương pháp cơ học, phương pháp hóa học, phương pháp sinh học.

Phương pháp xử lý cơ học

Xử lý cơ học nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất không tan ra khỏi nước. Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải

Các công trình thông dụng như:

Song chắn rác, bể lắng cát, bể tách dầu mỡ, bể điều hòa, bể lọc

Phương pháp hóa học

Phương pháp hóa học - hóa lý thường được sử dụng khi nước thải có độ màu, SS cao . Nước thải chứa các tạp chất ở dạng chất rắn không tan. Phương pháp này giúp loại bỏ các chất lơ lửng,.. . Tuy nhiên phương pháp này ít sử dụng, hạn chế sử dụng vì chi phí vận hành cao (tốn hóa chất)

Các công trình thông dụng như: trung hòa, keo tụ- tạo bông, tuyển nổi, oxy hóa khử,…

Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học với ưu điểm là rẻ, có khả năng tận dụng các sản phẩm phụ . Làm phân bón (bùn hoạt tính) hoặc thu hồi năng lượng (khí metan). Có một số công trình xử lý như: xử lý bằng phương pháp sinh học kỵ khí,  hiếu khí và thiếu khí.

Công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê 

Nước thải chế biến cà phê có hàm lượng chất ô nhiễm vượt mức tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần. Đây là ngành công nghiệp có tải trọng ô nhiễm rất cao. Nước thải chế biến cà phê rất khó xử lý. Để đảm bảo tiêu chuẩn nước đầu ra, các nhà máy chế biến cà phê cần xây dựng hệ thống xử lý nước thải . Đảm bảo các chỉ tiêu đều nằm trong tiêu chuẩn cho phép (QCVN 40:2011/BTNMT ) . Sau đây, Môi trường Phước Trình xin đưa ra Công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê (tươi và khô). Đang được áp dụng cho nhiều nhà máy và đảm bảo nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn cho phép.

Thuyết minh công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê 

Nước thải từ các khâu sản xuất theo các hệ thống thoát nước tới bể thu gom. Do trong nước thải có chứa nhiều vỏ cà phê, cành, cây lá… Nên cần lắp đặt thêm song chắn rác để loại bỏ các loại rác có kích thước lớn để không làm tắc nghẽn đường ống. Bơm và các công trình xử lí sau. Lượng rác này sẽ được thu gom để làm phân compost hoặc chôn lấp chung với chất thải rắn trong nhà máy.

Sau đó nước thải từ hố thu được bơm sang bể điều hòa. Tại đây nước thải được điều hòa lưu lượng và nồng độ giúp ổn định các công trình phía sau. Hóa chất dùng để trung hòa là NaOH và H2SO4. Ngoài ra trong bể điều hòa còn được lắp đặt hệ thống phân phối khí . Giúp oxi hóa một phần các chất hữu cơ có trong nước thải và tránh quá trình lên men yếm khí gây mùi hôi.

Nước thải tiếp tục được bơm qua bể keo tụ tạo bông. Dung dịch keo tụ là Al2(SO4)3 (phèn nhôm) và chất keo tụ Polymer. Được châm vào với liều lượng nhất định bằng bơm định lượng. Sau đó nước thải tiếp tục chảy qua ngăn tạo bông thông qua hệ thống máng răng cưa, tốc độ khuấy trộn 15 vòng/phút. Đảm bảo các bông cặn không bị vỡ mà kết thành khối lớn. Nước theo hệ thống máng răng cưa tiếp tục được chảy qua bể lắng hóa lí. Tại đây các bông cặn, chất rắn lơ lửng lắng xuống đáy và được máy gạt bùn thu gom xuống hố thu và bơm sang bể chứa  bùn.

Bể Anoxic kết hợp Aerotank được lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH4+ và khử NO3- thành N2. Với việc lựa chọn bể bùn hoạt tính xử lý kết hợp đan xen giữa quá trình xử lý thiếu khí, hiếu khí sẽ tận dụng được lượng cacbon khi khử BOD.

Do đó không phải cấp thêm lượng cacbon từ ngoài vào khi cần khử NO3- .  Tiết kiệm được 50% lượng oxy khi nitrat hóa khử NH4+ do tận dụng được lượng oxy từ quá trình khử NO3-. Nước thải trong bể Aerotank được tuần hoàn liên tục lại bể Anoxic với lưu lượng từ 50% – 100% để thực hiện quá trình khử NO3- có trong nước thải.

Do nước thải vẫn còn chứa hàm lượng các chất hữu cơ nên được dẫn qua bể sinh học hiếu khí Aerotank. Trong bể sinh học hiếu khí Aerotank vi sinh vật tăng trưởng trong môi trường lơ lửng. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ xảy ra khi vi sinh vật tiếp xúc với nước thải trong điều kiện có đủ oxi..

• Phương trình phân hủy các chất hữu cơ của vi sinh hiếu khí:

VSV + C5H7NO2 (chất hữu cơ) + 5O2 Þ 5CO2 + 2H2O + NH3 + VSV mới

Hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính tiếp tục được dẫn qua bể lắng 2. Hỗn hợp này  đi vào ống lắng trung tâm. Theo dòng nước đi xuống, theo tấm hướng dòng đi ngược trở lên. Dưới tác dụng của trọng lực, các bông bùn sẽ rơi xuống. Phần nước trong máng răng cưa đi ra ngoài và đến bể khử trùng.

Một phần bùn hoạt tính được tuần hoàn lại bể lắng hóa lý để đảm bảo mật độ vi sinh vật, phần còn lại được bơm về bể chứa  bùn.

Cuối cùng nước thải được bơm qua bể khử trùng trước khi ra nguồn tiếp nhận. Nhằm mục đích tiêu diệt các vi khuẩn. Đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt tiêu chuẩn xả thải. Nước thải sau xử lý đảm bảo quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, Cột A sẽ xả ra nguồn tiếp nhận.

Các yêu cầu khi thiết kế, xây dựng hệ thống xử lý nước thải chế biến cà phê của công ty chúng tôi.

• Thi công xây dựng yêu cầu đảm bảo kỹ thuật và tiến độ thi công.

• Thi công không làm ảnh hưởng nhiều tới hoạt động bình thường của công ty.

• Thi công mặt nền hệ thống thu gom nước thải đảm bảo cường độ chịu lực.

• Hiệu suất xử lý các chỉ tiêu BOD, COD, Nitơ cao

• Đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra

• Chi phí vận hành thấp chủ yếu bằng phương pháp sinh học, dễ vận hành (có thể đào tạo những người chưa có chuyên môn về xử lý nước thải vận hành hệ thống)

• Giảm thiểu tối đa thể tích bùn thải, dễ dàng vận chuyển và bảo quản có thể sử dụng bùn để làm phân vi sinh bón cho cây trồng

• Chi phí đầu tư xây dựng hợp lý.

• Chi phí bảo trì, bảo dưỡng thấp.

•