HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN TRÁI CÂY ĐÓNG HỘP

Giới thiệu 

Tại sao phải thiết kế hệ thống xử lý nước thải chế biến trái cây đóng hộp?

Ngành công nghiệp đồ hộp thực phẩm phát triển mạnh có ý nghĩa to lớn giúp cải thiện đời sống của nhân dân, giảm nhẹ việc nấu nướng hằng ngày. Đồng thời, ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm đóng hộp giúp giải quyết nhu cầu thực phẩm ở các vùng công nghiệp, các thành phố, địa phương thiếu thực phẩm, các đoàn du lịch, … Góp phần tăng nguồn hàng hóa sản xuất, xuất khẩu, tặng lợi nhuận kinh tế đất nước.

Các thực phẩm đóng hộp chế biến từ rau quả không chỉ mang lại lợi ích về kinh tế mà con mang lại các chất dinh dưỡng, khoáng chất cần thiết cho con người, giúp đảm bảo sức khỏe, sức đề kháng bệnh tật của con người.

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải chế biến trái cây đóng hộp là việc làm cần thiết hiện nay.

Việt Nam là một trong những nước nằm trong vùng khí hậu ồn hòa, đất đai màu mỡ tại các khu vực đồng bằng nên có điều kiện thuận lợi cho việc phát triển ngành nông nghiệp, sản lượng rau quả ngày càng nhiều và yêu cầu bảo quản càng cao. Tuy vậy ngành công nghiệp chế biến trái cây đóng hộp ở nước ta có nền công nghệ vẫn còn thấp so với thế giới. Trong quá trình sản xuất thì lượng phế thải nhiều, hao hụt lớn. Điều này cũng đồng nghĩa với việc lượng nước thải xả ra môi trường ngày càng lớn, gây ô nhiễm cao. 

Các nhà máy sản xuất trái cây đóng hộp chưa thật sự chú trọng về hệ thống xử lý nước thải hay xử lý chưa triệt để nên lượng nước thải sản xuất trái cây đóng hộp đang làm ô nhiễm môi trường nguồn tiếp nhận ngày càng nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh vật cũng như chất lượng môi trường sống của người dân xung quanh. Vì vậy mà việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải chế biến trái cây đóng hộp là việc làm cần thiết hiện nay góp phần bảo vệ môi trường và cuộc sống của con người.

Quy trình chế biến trái cây đóng hộp 

Quy trình chế biến trái cây đóng hộp

Nguồn gốc và tính chất nước thải 

Dựa vào quy trình chế biến trái cây đóng hộp, nước thải chế biến trái cây đóng hộp phát sinh từ quá trình sau đây:

• Quá trình ngâm rửa và cắt, gọt trái cây
• Quá trình pha chế dung dịch ngâm
• Quá trình chần trái cây
• Quá trình pha chế chất bảo quản
• Ngoài ra, một lượng nước thải từ quá trình rửa máy móc thiết bị và nước thải sinh hoạt của công nhân.

Do đó mà trong nước thải chế biến trái cây đóng hộp có nhiều cặn bẩn ở dạng lơ lửng như đất, cát, chất ô nhiễm hữu cơ cao do trái cây vụn nát bị bỏ đi khi cắt gọt, rửa và nhiễm các chất vô cơ dùng trong quá trình chần, ngâm, bảo quản, tạo màu và mùi như: NaOH, CaCl₂, acid citric C₆H₈O₇, natri benzoate, kali sorbate.

Công nhân đang gọt vỏ trái cây trước khi chế biến

Những tác động của nước thải chế biến trái cây đóng hộp đến môi trường nước

Do nước thải chế biến trái cây đóng hộp có hàm lượng chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ cao nên khi xả thải ra nguồn nước sẽ gây ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sinh thái nước:

• Chất rắn lơ lửng (đất cát từ quá trình gọt rửa, quá trình làm nhỏ trái cây) có thể gây nên hiện tượng bùn lắng và nảy sinh điều kiện kỵ khí, làm cản trở ảnh sáng mặt trời chiều vào nước, gây hủy hoại thủy sinh vật, giảm lượng oxy hòa tan trong nước.
• Hàm lượng chất hữu cơ cao trong điều kiện thiếu oxy trong nước sẽ xảy ra hiện tượng phân hủy yếm khí sinh ra sản phẩm độc hại như H₂S, mercaptan gây mùi hôi thối làm cho nước có màu đen. Hậu quả là hệ sinh thái trong nước bị hủy diệt, là nguồn gốc lây lan dịch bệnh theo đường nước, làm ô nhiễm tầng nước ngầm.
• Gây độ đục cho nước do nước thải có nhiều cặn và chất rắn lơ lửng.
• Thời gian phân hủy các chất hữu cơ kéo dài, phát sinh nhiều chất độc hại, hôi thối dẫn đến việc nguồn nước mất đi khả năng tự làm sạch của nó. Đồng thời, nguồn nước chịu tải lượng hữu cơ cao sẽ có thể “bị chết” do thiếu oxy hòa tan trong nước.

Vì vậy, nước thải chế biến trái cây đóng hộp cần phải được thiết kế hệ thống xử lý nước thải trước khi xả thải ra ngoài môi trường để không làm ô nhiễm nguồn tiếp nhận, gây ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh vật cũng như chất lượng môi trường sống của con người.

Đề xuất hệ thống xử lý nước thải chế biến trái cây đóng hộp

Hệ thống xử lý nước thải chế biến trái cây đóng hộp

Thuyết minh hệ thống xử lý nước thải chế biến trái cây đóng hộp

Nước thải chế biến trái cây đóng hộp theo mương dẫn dẫn về hệ thống xử lý nước thải chung, trước khi về hố thu gom tập trung, nước thải chế biến trái cây đóng hộp được dẫn qua song chắn rác để loại bỏ các tạp chất thô (lá cây, quả hư, …) rồi được dẫn về bể lắng cát để lắng bỏ đất cát có trong nước thải, tránh làm tắc nghẽn hệ thống bơm, ảnh hưởng đến các công trình xử lý đơn vị phía sau.

Nước thải chế biến trái cây đóng hộp từ hố thu gom được bơm về bể điều hòa để ổn định lại lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải. Tại bể điều hòa có đặt thiết bị súc khí giúp xáo trộn đều nguồn nước liên tục, không cho cặn lắng, tránh xảy ra hiện tượng phân hủy yếm khí dưới đáy bể.

Nước thải sau khi ra khỏi bể điều hòa được dẫn về bể keo tụ – tạo bông, hóa chất được cho vào bể giúp các hạt keo trong nước thải kết dính lại với nhau hình thành bông cặn có kích thước to và nặng hơn. Nước thải sau khi hình thành bông cặn sẽ được dẫn về bể lắng I để lắng cặn xuống đáy bể nhờ quá trình trọng lực. Bùn cặn sau lắng sẽ được đưa vể bể chứa bùn để xử lý.

Phần nước trong sau khi lắng cặn theo máng thu nước được bơm về bể xử lý sinh học hiếu khí để loại bỏ chất hữu cơ có trong nước thải trong điều kiện được cung cấp đầy đủ oxi. Các vi sinh vật hiếu khí trong bể sử dụng chất hữu cơ trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng để phát triển sinh khối mới, đồng thời hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải sẽ bị phân hủy thành các chất vô cơ đơn giản theo phản ứng sau:

Chất hữu cơ + VSV hiếu khí + O₂ --> H₂O + CO₂ + sinh khối mới

Nước thải chế biến trái cây đóng hộp sau khi xử lý sinh học sẽ được dẫn qua bể lắng II để lắng cặn sinh học. Một phần bùn cặn sẽ được đưa về bể chứa bùn để xử lý, một phần bùn cặn sẽ được đưa tuần hoàn vể bể Aerotank để đảm bảo mật độ sinh khối của vi sinh vật trong bể.

Phần nước trong sau lắng được đưa đi khử trùng để tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh còn xót lại trong nước thải. Nước thải chế biến trái cây đóng hộp sau xử lý có đầu ra đạt chuẩn xả thải cho phép theo QCVN 40:2011/BTNMT.