Xử lý nước thải chế biến thực phẩm theo quy chuẩn Việt Nam

Mỗi năm ngành công nghiệp chế biến thực phẩm xả ra một lượng lớn các loại nước thải tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm môi trường. Đó là lý do khiến các cơ quan nhà nước phải ban hành quy chuẩn xử lý nước thải chế biến thực phẩm để bảo vệ môi trường sống và ngăn ngừa những rủi ro không đáng có. Trong bài viết dưới đây, VCR sẽ làm rõ chi tiết để bạn đọc có thể hiểu sâu hơn về vấn đề này.

Thực trạng của ngành chế biến thực phẩm

Để đáp ứng nhu cầu thiết yếu cho đời sống của người dân trong nước, ngành công nghiệp thực phẩm Việt ngày càng được đầu tư xây dựng và phát triển vượt bậc. Từ đó giảm thiểu nhập khẩu, tập trung vào nguồn cung trong nước và là bước tiến tham gia vào thị trường xuất khẩu.
Hiện nay ngày càng có nhiều cơ sở, doanh nghiệp sản xuất, chế biến thực phẩm được ra đời. Và tất nhiên, trong quá trình sản xuất sẽ không thể tránh được những tác động tiêu cực đến môi trường nếu không thực hiện xử lý nước thải chế biến thực phẩm theo quy định ban hành của nhà nước.

Nước thải thực phẩm chưa qua xử lý xả trực tiếp ra ngoài nguồn cấp nước có thể gây ra tình trạng suy giảm độ oxy hòa tan có trong nước, từ đó tác động xấu đến sự sinh tồn của các loài vi sinh vật, thủy sinh trong nước. Không chỉ vậy còn có thể ngăn cản quá trình lọc tự nhiên.

Các thành phần tinh bột, độ màu, chất lơ lửng,... có trong nước thải sẽ ngăn ánh sáng chiếu xuống tầng sâu bên dưới, ngăn cản quá trình quang hợp của các loài tảo, rong rêu,... Các thành phần Nitơ, photpho gây ra tình trạng phù nhưỡng hóa và dần dần làm suy giảm chất lượng của nguồn nước.

Các loại vi sinh vật kị với khí hoạt động phân giải chất hữu cơ sẽ gây ra mùi hôi khó chịu trong nguồn nước có chứa nước thải chế biến thực phẩm chưa xử lý. Nếu con người trực tiếp sử dụng loại nước này sẽ ảnh hưởng nặng nề đến sức khỏe và phát sinh ra những bệnh đến đường ruột.

Xem thêm: Tiêu chuẩn nước sản xuất thực phẩm

Tìm hiểu tổng quan về nước thải chế biến thực phẩm

Tìm hiểu về nguồn gốc, thành phần, phân loại cũng như giải mã nước thải chế biến thực phẩm là gì.

Nước thải chế biến thực phẩm là gì?

Nước thải chế biến thực phẩm là các loại nước được thải ra từ các nhà máy sản xuất trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm như thủy hải sản, bánh kẹo,.... Trong thành phần của loại nước thải này chủ yếu chứa các loại chất hữu cơ ít độc, có nguồn gốc thực vật hoặc động vật. Nếu chất thải có nguồn gốc từ thực vật sẽ chứa đa phần là Carbohydrat, ít chất béo và protein nên dễ dàng phân hủy bởi vi sinh. Trong khi đó các loại chất thải có nguồn gốc động vật sẽ khó bị phân hủy hơn vì có nhiều protein và chất béo.

Đứng ở phương diện khoa học thì nước thải chế biến thực phẩm có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường vì thành phần chứa hàm lượng chất ô nhiễm hữu cơ BOD cực kỳ cao gây ra khả năng phân hủy sinh học. Hàm lượng này cao gấp 20 lần so với tiêu chuẩn quốc gia quy định về nước thải công nghiệp.

Nguồn gốc của nước thải chế biến thực phẩm

Nước thải chế biến thực phẩm được bắt nguồn từ quá trình sơ chế cũng như chế biến thực phẩm. Các khâu rửa nguyên liệu hay vệ sinh máy móc, nhà xưởng đều thải ra lượng lớn nước thải tương đối ổn định. Có thể dễ dàng tính lưu lượng tùy theo công suất nguyên liệu đầu vào.

Xem thêm: Thiết kế nhà máy chế biến thực phẩm như thế nào?

Thành phần

Trong thành phần của nước thải chế biến thực phẩm bao gồm hàm lượng BOD, COD, nito, photpho khá cao và dầu mỡ,... Chủ yếu trong đó là các chất hữu cơ ít độc bắt nguồn từ thực vật hoặc động vật. Trong ngành chế biến thực phẩm các nguyên liệu đầu vào đa phần là các loại thực vật thì thành phần chủ yếu là bon - hydrat. Ngược lại, nguyên liệu có gốc động vật thì thành phần chủ yếu là chất béo và protein, chất rắn lơ lửng, BOD, COD và các loại vi khuẩn có hại.

Phân loại nước thải chế biến thực phẩm

Dựa vào các loại thực phẩm chúng ta có thể phân loại nước thải chế biến thực phẩm cụ thể như sau:

• Nước thải từ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa
• Nước thải từ chế biến bia, rượu, nước giải khát
• Nước thải từ chế biến dầu thực vật
• Nước thải từ chế biến bánh kẹo
• Nước thải từ chế biến thực phẩm ăn nhanh
• Nước thải từ chế biến thịt thuỷ hải sản
• Nước thải từ chế biến đường và các sản phẩm từ đường
• Nước thải từ chế biến cá viên chiên
• Nước thải từ chế biến xúc xích, lạp xưởng
• Nước thải từ chế biến nước mắm
• Nước thải từ chế biến rau củ quả
• Nước thải từ chế biến đồ hộp
• ….

Tìm hiểu tính chất nước thải chế biến thực phẩm

Vì đặc thù ngành sản xuất thực phẩm có nguyên liệu đầu vào rất đa dạng theo từng loại nhà máy khác nhau. Ví dụ nhà máy sản xuất xuất mì ăn liền, cháo dinh dưỡng, các loại thức ăn nhanh, các loại sữa và các sản phẩm từ sữa, sản xuất dầu thực vật, rượu, chế biến thịt và thủy hải sản, đồ hộp,… Đó là lý do khiến đặc điểm, tính chất của nước thải chế biến thực phẩm cũng hết sức đa dạng:

• Chứa lượng Nito, Photpho cao so với tiêu chuẩn chất lượng;
• Nồng độ BOD, COD, TSS và vi khuẩn vượt ngưỡng an toàn;
• Chứa tinh bột, độ mặn và màu (ở 1 số loại);
• Lưu lượng tương đối lớn, ổn định nên có thể xác định cụ thể theo nguyên liệu đầu vào;
• Chứa các loại hợp chất hữu cơ ít độc có nguồn gốc từ động vật, thực vật;
• Chủ yếu là cacbonhydrat nếu có nguồn gốc từ thực vật;
• Thành phần chủ yếu là protein và chất béo nếu có nguồn gốc từ động vật;

Xem thêm: Dây chuyền sản xuất thực phẩm hoạt động như thế nào?

Bảng thông số ô nhiễm đánh giá chất lượng nước thải chế biến thực phẩm

Dưới đây là bảng thông số ô nhiễm quy định các ngưỡng chỉ số an toàn cho phép giúp đánh giá chất lượng nước thải chế biến thực phẩm có đạt tiêu chuẩn chất lượng hay không.

Tại sao việc xử lý nước thải chế biến thực phẩm là bắt buộc?

Không xử lý nước thải chế biến thực phẩm mà xả trực tiếp ra ngoài môi trường sẽ dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường. Đó là vì chất thải có khả năng phân hủy sinh học từ đó dẫn đến cạn kiệt nguồn oxy. Tình trạng này duy trì trong thời gian dài gây ra mất cân bằng hệ sinh thái. Cạn kiệt oxy trong nước cũng sẽ làm phát sinh những mùi hôi khó chịu, ảnh hưởng đến môi trường sống của con người.

Tương tự như phần lớn các loại nước thải khác, thành phần của nước thải thực phẩm có hàng loạt chất không xác định được. Đặc biệt phải kể đến các loại chất hữu cơ tự nhiên, bao hàm các nguyên tố C, H và O. Thực tế oxy hóa các nguyên tử cacbon về mặt hóa học và sinh học tạo ra CO2 và năng lượng. Việc hiểu rõ tính chất nước thải sẽ giúp chúng ta lên kế hoạch xây dựng, lắp đặt hệ thống xử lý hiệu quả và đưa ra chiến lược tái sử dụng nước thải phù hợp.

Xử lý nước thải chế biến thực phẩm theo quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT

Nhà nước đã ban hành quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT với mục đích quy định giá trị tối đa các thông số ô nhiễm trong nước thải chế biến thực phẩm khi xả ra nguồn tiếp nhận.

Đối tượng áp dụng quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT là các tổ chức, cá nhân có liên quan chặt chẽ đến hoạt động xả nước thải công nghiệp cũng như các ngành đặc thù được áp dụng.

Có tới 33 thông số được áp dụng ngưỡng an toàn trong quy chuẩn này bao gồm nhiệt độ, màu, pH, BOD5, COD, chất rắn lơ lửng, Asen, thủy ngân, chì, Cadimi, Crom, đồng, kẽm, niken, mangan, sắt, tổng xianua, tổng phenol, tổng dầu mỡ, sunfua, florua, tổng nitơ, amoni, tổng phốt pho, clo dư, clorua, tổng hóa chất bảo vệ thực vật clo hữu cơ và phốt pho hữu cơ, tổng PCB, Coliform, tổng hoạt độ phóng xạ α và tổng hoạt độ phóng xạ β.

Các phương pháp xử lý nước thải chế biến thực phẩm hiệu quả

Hiện nay người ta thường ứng dụng 3 phương pháp cơ học, hóa học - hóa lý và sinh học để xử lý nước thải chế biến thực phẩm và đem lại hiệu quả cao.

Phương pháp xử lý cơ học

Áp dụng các phương pháp xử lý nước thải chế biến thực phẩm cơ học nhằm loại bỏ các tạp chất không hòa tan chứa từ đó tránh tồn tại đến các thiết bị cơ khí trong quy trình chế biến như bơm, đường ống, van,… Phương pháp này sẽ giúp nhà máy đảm bảo chất lượng xử lý các công đoạn về sau.

Cơ chế hoạt động tách khoảng 60% tạp chất không tan khỏi nước thải tuy nhiên hàm lượng BOD không giảm đáng kể. Vậy nên cần làm thoáng nước thải một cách sơ bộ trước khi lắng với mục đích tăng cường quá trình xử lý cơ học để hiệu suất xử lý công trình cơ học tăng đến 75% cũng như giảm lượng BOD 10 đến 15%.

Phương pháp xử lý hóa học - hóa lý

Phương pháp xử lý nước thải chế biến thực phẩm hóa học - hóa lý được tiến hành bằng cách đưa các loại hóa chất phản ứng vào nước thải nhằm gây tác động các tạp chất bẩn dẫn đến biến đổi hóa học. Từ đó tạo thành các chất khác keo tụ ở dạng cặn hoặc hòa tan không còn tính độc hại cũng như khả năng gây ô nhiễm môi trường.

Áp dụng chủ yếu cho các loại nước thải tuyển nổi, keo tụ với mục đích chính là loại các hạt lơ lửng phân tán ở cả dạng rắn và lỏng, các chất vô cơ và hữu cơ hòa tan nhanh chóng, hiệu quả ra khỏi nước thải.

Phương pháp xử lý sinh học

Phương pháp xử lý nước thải ngành chế biến thực phẩm sinh học ứng dụng khả năng sống cùng hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các loại chất bẩn hữu cơ tồn tại bên trong nước thải. Các loại sinh vật này sử dụng chất khoáng và hữu cơ làm dinh dưỡng để tạo ra năng lượng. Vậy nên có thể ứng dụng trong quá trình dinh dưỡng, sinh vật nhận các chất làm vật liệu xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản cũng ra tạo ra sinh khối. Sau đó là quá trình khoáng hóa chất hữu cơ thành chất vô cơ như sunfit, nitrat, muối amon,... cùng các chất khí đơn giản như CO2, N2,… và nước. Đây gọi là quá trình oxy hóa.

Dựa vào hoạt động vi sinh vật có thể chia phương pháp xử lý nước thải chế biến thực phẩm sinh học thành 3 nhóm chính sau đây:

• Phương pháp xử lý hiếu khí: Ứng dụng các loại vi sinh vật hiếu khí tác động đến sự phân hủy hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ nhanh chóng hơn và có thể phân hủy sinh học nước thải nếu cung cấp oxy liên tục.
• Phương pháp xử lý kỵ khí: Dùng các loại vi sinh vật kị khí cùng vi sinh vật tùy nghi phân hủy những hợp chất hữu cơ, vô cơ trong nước thải. Hoạt động trong điều kiện không có oxy hòa tan cùng nhiệt độ và pH.
• Phương pháp xử lý thiếu khí: Diễn ra quá trình xử lý sinh học với sự thiếu vắng oxy phân tử. Nguồn nhận electron chính là các chất vô cơ NO3-, NO2-,...

Quy trình xử lý nước thải ngành chế biến thực phẩm đúng kỹ thuật

Để tiến hành quy trình xử lý nước thải cần áp dụng theo sơ đồ và lý giải các bước cụ thể như sau:

Sơ đồ

Lý giải quy trình xử lý nước thải

Dựa vào sơ đồ cụ thể phía trên, có thể lý giải quy trình xử lý thành như sau:

1. Bể thu gom, tách mỡ

Trong nước thải chế biến thực phẩm bao gồm rất nhiều thành phần nên cần đưa vào bể thu gom và tách dầu mỡ trước tiên. Tại bể này, các loại rác thải kích cỡ lớn sẽ được giữ lại, tránh tình trạng tắc nghẽn đường ống. Các lớp váng dầu mỡ nổi lên trên sẽ được tiến hành điều chuyển sang bể chứa mỡ còn nước thải được chuyển sang ngăn tiếp theo.

2. Hố gom

Sau khi tách hết lớp mỡ có trong thành phần, nước thải sẽ được thuyên chuyển sang hố gom. Tuy nhiên, trước khi cho vào hố gom, loại nước này sẽ đi qua song chắn rác nhằm để lại những loại rác có kích thước lớn tránh gây tắc nghẽn khi vận hành quy trình xử lý nước.

3. Bể điều hòa

Bể điều hòa có tác dụng điều hòa tính chất nước thải cũng như ổn định lưu lượng dòng chảy. Loại bể này thường được xây dựng với dung tích lớn bởi lẽ lượng dung tích tỷ lệ thuận với độ an toàn và hiệu quả.

4. Bể kỵ khí

Bể kỵ khí giúp tiến hành phương pháp kỵ khí áp dụng với các loại nước thải trong ngành sản xuất thực phẩm bánh kẹo bằng cách gây ra phản ứng giữa chất hữu cơ cùng vi sinh vật tạo ra chất CH4. Quá trình phân hủy sẽ trải qua thủy phân giúp phân tách các hợp chất phân tử lớn thành phân tử nhỏ hơn, dễ dàng phân hủy hơn. Tiếp tục axit hóa các phân tử nhỏ này thành axit axetic, CO2 và H2. Acetate hóa và Methane hóa là hoàn thành.

5. Bể Anoxic

Nước thải ở bể kỵ khí được tiếp tục dẫn sang bể Anoxic. Lúc này sau 1 quá trình khí NH3 cho ra N2 và được bơm về bể lắng và tiếp tục dẫn sang bể sinh học hiếu khí Aerotank.

6. Bể sinh học hiếu khí Aerotank

Không khí liên tục được cấp vào bể sinh học hiếu khí Aerotank nhằm giúp bổ sung định kỳ cho các loại vi sinh để phân hủy hóa các chất hữu cơ thành CO2, H2O và giảm nồng độ nước bẩn có trong nước thải.

7. Bể lắng II

Nước thải tiếp tục được đưa qua bể lắng để để xử lý. Khi đi vào bể này, lượng bùn trong nước thải sẽ lắng xuống. Một phần bùn lắng được tiến hành bơm về bể chứa bùn và phần còn lại được đưa về bể Anoxic.

8. Bể khử trùng

Tại bể khử trùng sẽ sử dụng các chất oxy hóa mạnh để tiêu diệt hoàn toàn các loại vi khuẩn có hại để đảm bảo an toàn khi đưa vào nguồn cấp. Bước cuối cùng nước thải sẽ được bơm vào bồn lọc áp lực nhằm loại bỏ những loại cặn bẩn còn sót lại cho nước đạt độ trong theo tiêu chuẩn và tiến hành đưa ra ngoài.

Lợi ích của việc ứng dụng công nghệ xử lý nước thải

Dưới đây là các ưu điểm nổi bật của việc áp dụng công nghệ xử lý nước thải:

• Loại bỏ hiệu quả các thành phần gây ra tình trạng ô nhiễm của nước
• Có tính ứng dụng cao và đem lại hiệu quả nhanh chóng
• Chi phí mua mới và bảo trì thấp
• Nước thải ứng dụng công nghệ xử lý đạt tiêu chuẩn chất lượng và đáp ứng quy chuẩn cho phép của nhà nước
• Chất lượng tốt cho tuổi thọ cao, thời gian sử dụng lâu dài
• Công suất khác nhau nên khả năng đáp ứng nhiều nhu cầu sử dụng khác nhau
• Không gây ô nhiễm môi trường khi ứng dụng công nghệ xử lý nước thải trong suốt quá trình hoạt động
• Các thiết bị trong hệ thống rất gọn gàng, không cồng kềnh nên cực kỳ dễ vận chuyển, lắp đặt

Tài liệu tham khảo

Các thông tin tổng hợp phía trên được VCR tham khảo chi tiết từ tài liệu chính quy của Bộ phận Công nghệ - Công ty Môi Trường Hợp Nhất.

Trên đây là các thông tin liên quan đến xử lý nước thải chế biến thực phẩm được chia sẻ chi tiết bởi VCR. Rất mong qua đó bạn đọc có thể hiểu được tầm quan trọng của việc xử lý nước thải ngành chế biến thực phẩm cũng như việc ứng dụng các công nghệ xử lý.