XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT NƯỚC ÉP TRÁI CÂY

Việt nam là nước có thế mạnh và rất nổi tiếng về trái cây nhiệt đới như : xoài, dừa, khóm, chanh không hạt, chanh dây, bưởi, đu đủ, dưa hấu, mãng cầu, sơ ri,…. Vì thế các nhà máy sản xuất nước ép trái cây bắt đầu đi vào hoạt động. Xu hướng nổi lên trong vài năm gần đây là các loại nước ép trái cây và các loại nước ép trái cây chứa sữa để bổ sung dưỡng chất cho cơ thể.

Theo khảo sát của các công ty nghiên cứu thị trường từ 402 mẫu có tổng thu nhập gia đình trung bình trên 7 triệu đồng/tháng về nhu cầu và thói quen sử dụng các loại nước ép trái cây đóng gói, kết quả có 62% người tiêu dùng lựa chọn nước ép trái cây trong khi nước giải khát có gas chỉ 60%. Đáng lưu ý là có hơn một nữa số người được khảo sát có thói quen uống nước ép trái cây mỗi ngày.

Việc phát sinh lượng nước thải sẽ đi liền với việc các nhà máy sản xuất nước ép trái cây cùng một lượng chất dinh dưỡng đạm, lân, kali,… axit vô cơ và hữu cơ như: citric, tactric, oxalic, malic,…

Nguồn gốc và tính chất của nước thải

Nước thải phát sinh từ nhà máy sản xuất nước ép trái cây chủ yếu từ việc ngâm rửa trái cây cùng với nước thải sinh hoạt và nước thải sau khi rửa máy móc thiết bị sẽ trộn lẫn vào nhau đi vào hố thu nước thải.

Trong đó :

Nước thải từ việc chế biến nước ép trái cây sẽ chứa nhiều hợp chất hữu cơ, hoá chất, dầu mỡ, các kim loại nặng.

Nước thải từ việc rửa thiết bị máy móc chứa nhiều chất dầm mỡ, các chất lơ lửng, chất hoạt động bề mặt, các chất hữu cơ.

Sơ đồ công nghệ

Thuyết minh quy trình

Việc sử dụng công nghệ xử lý kỵ khí EGSB đem lại những ưu điểm lớn trong quá trình xử lý nước thải

Hệ thống thu gom nước thải

Nước thải từ quá trình sản xuất, rửa thiết bị được dẫn về hệ thống thu gom nước thải và dẫn về hố thu nước thải. Nước thải sản xuất được dẫn chung về hố thu nước thải và bơm lên hệ thống xử lý nước thải.

Nước thải sinh hoạt được thu gom về bể tự hoại, tại bể tự hoại có các quá trình xử lý sinh học kỵ khí và quá trình lắng cặn. Nồng độ các chất ô nhiễm đầu ra vẫn rất cao, không xử lý được các chất dinh dưỡng Nito và Photphos. Cần có quá trình xử lý sinh học bậc cao mới đủ điều kiện xả thải ra môi trường. Nước thải từ các bể tự hoại, các khu vực rửa, nhà ăn được hệ thống thu gom nước thải dẫn về hố thu nước thải.

Hố thu nước thải TK01

Nước thải từ nhà ăn, bể tự hoại được dẫn theo đường ống về Hố thu nước thải. Tại hố thu có gắn 1 bơm chìm nước thải để bơm qua song chắn rác trước khi dẫn vào bể điều hòa nước thải. Bơm chìm tại hố thu nước thải được kiểm soát bằng phao kiểm soát mực nước. Bơm được thiết kế với tiêu chuẩn IP 68 chuyên dụng cho nước thải với độ ăn mòn cao.

Song chắn rác – SCR

Nước thải từ hố thu có chứa nhiều thành phần cặn hữu cơ và vô cơ. Các cặn nước thải nếu được dẫn vào bể điều hòa nước thải thì sẽ phân hủy làm tăng COD trong nước thải chính vì vậy cần được tách bằng song chắn rác tinh trước khi xử lý.

Bể điều hòa nước thải TK02

Bể điều hòa có tác dụng điều hòa lưu lượng và nồng độ dòng nước tránh làm sốc tải đối với các hệ thống xử lý sinh học tiếp theo. Với thể tích bể điều hòa lớn các cặn lơ lửng bị lắng xuống dáy hồ làm giảm nồng độ cặn SS trong dòng thải tránh làm ảnh hưởng tới các quá trình xử lý thiếp theo Hồ chứa nước được lắp 2 bơm chìm bơm nước thải qua bể điều chỉnh pH trước khi dẫn vào bể sinh học kỵ khí UASB.

Bể trung hòa TK03

Bể trung hòa có tác dụng điều chỉ pH thích hợp cho quá trình xử lý sinh học kỵ khí. Bể trung hòa được khuấy trộn với NaOH bơm từ thùng chứa hóa chất. pH tại đây được điều chỉnh về giá trị thích hợp cho quá trình xử lý kỵ khí.

Bể sinh học kỵ khí UASB TK04

Bể sinh học kỵ khí có lớp bùn hạt kỵ khí dưới đáy bể. Nước thải được phân phối đều qua hệ thống phân phối nước dưới đáy bể. Nước thải sau khi dẫn qua lớp bùn vi sinh kỵ khí thì các chất hữu cơ trong dòng nước thải được khử qua quá trình meetan hóa. Các hợp chất hữu cơ cao phân tử được phân tách thành các hợp chất nhỏ hơn, sau đó các vi sinh vật acid hóa sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ thành các acid. Cuối cùng thì chủng vi sinh vật metan hóa sẽ chuyển hóa các acid hữu cơ thành khí metan, H2O, CO2… làm giảm COD của dòng nước thải.

Nước thải sau khi được khử phần lớn COD và được dẫn qua bể trung gian 1 TK05 để bơm lên bể sinh học kỵ khí tiếp xúc để tiếp tục quá trình xử lý kỵ khí.

Bể sinh học kỵ khí tiếp xúc EGSB 1 TK06

Nước thải được khuấy trộn đều với lớp bùn kỵ khí lơ lửng trong bể thì lượng COD giảm rất mạnh, đồng thời hàm lượng photphos trong dòng thải của giảm xuống. Các chất dinh dưỡng một phần được vi sinh vật sử dụng để tăng sinh khối, phần còn lại chuyển thành khí Metan. Khí metan được xả bỏ thông qua đường ống thoát khí thải.

Bể sinh học kỵ khí được nuôi cấy loại vi sinh vật kỵ khí thích hợp và nồng độ chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (BOD, COD) trong dòng thải lớn nên các loại vi sinh vật kỵ khí trong bể sinh học kỵ khí tiếp xúc EGSB 1 sẽ phân hủy khoảng 50% lượng BOD, COD trong dòng thải.

Bể lắng sinh học kỵ khí 1 TK07

Sau khi được khử phần lớn các chất hữu cơ trong dòng thải trong bể sinh học kỵ khí thì bùn vi sinh kỵ khí được giữ lại trong bể lắng kỵ khí và được bơm tuần hoàn lại bể sinh học kỵ khí EGSB 1 để duy trì nồng độ bùn vi sinh kỵ khí cần thiết cho quá trình xử lý.

Nước sau xử lý kỵ khí được thu trên bề mặt bể lắng kỵ khí bằng máng răng cưa thu nước và được dẫn qua bể sinh học kỵ khí EGSSB 2.

Bể sinh học kỵ khí tiếp xúc EGSB 2 TK08

Bể sinh học kỵ khí được nuôi cấy loại vi sinh vật kỵ khí thích hợp và nồng độ chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (BOD, COD) trong dòng thải lớn nên các loại vi sinh vật kỵ khí trong bể sinh học kỵ khí tiếp xúc EGSB 2 sẽ phân hủy khoảng 80 % (so với COD sau UASB) lượng BOD, COD trong dòng thải.

Bể lắng sinh học kỵ khí 2 TK09A/B

Sau khi được khử phần lớn các chất hữu cơ trong dòng thải trong bể sinh học kỵ khí thì bùn vi sinh kỵ khí được giữ lại trong bể lắng kỵ khí A/B và được bơm tuần hoàn lại bể sinh học kỵ khí EGSB 2 để duy trì nồng độ bùn vi sinh kỵ khí cần thiết cho quá trình xử lý.

Nước sau xử lý kỵ khí được thu trên bề mặt bể lắng kỵ khí bằng máng răng cưa thu nước và được dẫn qua bể sinh học hiếu khí Aerotank.

Bể sinh học hiếu khí Aerotank TK10

Tại bể sinh học hiếu khí, vi sinh vật hiếu khí được nuôi cấy và được cung cấp oxy bằng máy sục khí (kết hợp đĩa phân phối dạng tinh, cung cấp đủ lượng oxy hòa tan cho các vi sinh vật phát triển) khử toàn bộ lượng COD, BOD còn lại và chuyển hóa toàn bộ amoni thành Nitrat (sẽ được khử tại bể sinh học thiếu khí).

Hai hiện tượng cơ bản xảy ra trong quá trình oxy hóa sinh học trong bể Aerotank là:

VSV tạo sử dụng oxy tạo năng lượng cho quá trình tổng hợp tế bào
Duy trì hoạt động sống của tế bào, di động, tiếp hợp. Sinh trưởng, sinh sản, tích lũy chất dinh dưỡng, bài tiết sản phẩm.
Ngoài ra, còn có quá trình tự phân hủy các thành phần trong cơ thể của VSV kèm theo sự giải phóng năng lượng. Các quá trình oxy hóa phân hủy kèm theo sự giải phóng năng lượng cần thiết cho hoạt động sống còn được gọi là quá trình trao đổi năng lượng. Ở các tế bào VSV, số lượng các chất dinh dưỡng dự trữ thường rất nhỏ, vì thế chúng phải sử dụng chủ yếu các chất hấp thu từ môi trường xung quanh.

Các quá trình xử lý trong pha hiếu khí

Cơ chế của quá trình khử BOD

CxHyOz + O2 –> xCO2 + H2O

Tổng hợp sinh khối tế bào

nCxHyOz + nNH3 + n O2 –> (C5H7NO2)n + n(x-5)CO2 + H2O

Tự oxy hóa vật liệu tế bào (phân hủy nội bào)

(C5H7NO2)n + 5nO2 –> 5nCO2 + 2nH2O + nNH3

Quá trình nitrit hóa

2NH3 + 3O2 –> 2NO2- + 2H+ + 2H2O (vi khuẩn Nitrosomonas)

2NO22- + O2 –> 2NO3- (vi khuẩn Nitrobacter)

Bể lắng sinh học TK11A

Sau khi nước thải được khử toàn bộ các thành phần ô nhiễm thì nước thải được dẫn qua bể lắng sinh học, tại đây bùn vi sinh được lắng lại, nước sau xử lý sẽ được dẫn về hệ thống thoát nước thải.

Bùn trong bể lắng sinh học hiếu khí bơm về bể sinh học thiếu khí để duy trì lượng bùn sinh học trong bể.