Xử lý nước thải chế biến cà phê

4 Tháng Ba, 201615 Tháng Chín, 2016 admin xu ly nuoc thai che bien ca phe

Công ty Tư Vấn Môi Trường Sài Gòn chuyên tư vấn thiết kế hệ thống xử lý nước thải, nhất là tư vấn hệ thống xử lý nước thải chế biến cà phê. Công ty có đội ngũ kỹ thuật chuyên sâu về môi trường, thiết kế các hệ thống hiện đại, giảm chi phí đầu tư, hoàn thành theo đúng thời gian đề ra.

Trong những năm gần đây, cây cà phê đang trở thành một cây trồng thế mạnh và thu hút được nhiều người trồng bởi giá trị kinh tế to lớn. Xuất khẩu cà phê của Việt Nam hiện đang nằm trong những nước đứng đầu thế giới. Nông dân ở các tỉnh trồng nhiều cà phê như Dalak, Lâm Đồng, Quảng Trị, Sơn La, Điện Biên … cũng giàu lên nhờ cây cà phê. Cũng chính vì vậy mà ngành công nghiệp chế biến cà phê của nước ta không ngừng phát triển theo sự gia tăng của diện tích trồng cây cà phê.

Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp chế biến cà phê thì các vấn đề về môi trường của ngành công nghiệp này gây ra cũng ngày càng trầm trọng. Đặt biệt là vấn đề xử lý nước thải chế biến cà phê.

Quy trình xử lý nước thải chế biến cà phê

Thuyết minh sơ đồ xử lý nước thải chế biến cà phê:

Nước thải chế biến cà phê phát sinh từ hoạt động sản xuất của nhà máy theo hệ thống thu gom vào các hố gom trước khi bơm vào hệ thống xử lý nước thải chế biến cà phê.
Nước thải (NT) từ các xưởng sản xuất theo mạng lưới thoát nước riêng được dẫn đến bể gom có đặt song chắn rác. Song chắn rác tinh dạng trống quay với kích thước khe hở 1 – 2mm có nhiệm vụ loại bỏ các chất hữu cơ có kích thước như bao bì, vỏ cà phê… nhằm tránh gây hư hại bơm hoặc tắc nghẽn các công trình phía sau. Nước thải từ bể gom được bơm lên bể điều hòa sau khi qua thiết bị tách rác tinh.
Các lợi ích cơ bản của việc điều hòa lưu lượng là: (1) quá trình xử lý sinh học được nâng cao do giảm đến mức thấp nhất hiện tượng “shock” tải trọng, các chất ảnh hưởng đến quá trình xử lý có thể được pha loãng, pH có thể được trung hòa và ổn định; (2) chất lượng nước thải sau xử lý được cải thiện do tải trọng chất thải lên các công trình ổn định. Với trình độ kỹ thuật tự động hóa như hiện nay, thể tích bể điều hòa và chi phí điện năng tại nhà máy xử lý giảm đáng kể. Dung tích chứa nước càng lớn thì độ an toàn về nhiều mặt càng cao.
Từ bể điều hòa, nước thải được bơm đều và liên tục vào bể sinh học kỵ khí có vật liệu đệm cố định. Giá thể là vật liệu nhựa tổng hợp có cấu trúc thoáng, độ rỗng cao (95%) vi sinh dể bám dính. Tỉ lệ riêng diện tích bề mặt/thể tích của vật liệu thông thường dao động trong khoảng 100-220m²/m³. Trong bể sinh học tiếp xúc áp dụng quá trình sinh trưởng sinh học bám dính (Attached Growth). Bể sinh học kỵ khí vật liệu tiếp xúc, giá thể cho vi sinh vật sống bám, vật liệu thưòng là nhựa có hình dạng khác nhau,.. Bể có chiều cao từ 4-12m, nước thải được phân bố đều trên mặt lớp vật liệu bằng hệ thống quay hoặc vòi phun. Quần thể vi sinh sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có khả năng hấp phụ và phân hủy chất hữu cơ trong khi xử lý nước thải chế biến cà phê. Quần thể vi sinh này có thể bao gồm vi khuẩn kị khí và tùy tiện, nấm, tảo và các động vật nguyên sinh. Tại bể sinh học kỵ khí vật liệu đệm, nước thải được phân phối đều từ dưới đáy qua lớp đệm bùn và sau đó là lớp bùn dính bám trên giá thể, khi qua lớp bùn này, chất hữu cơ sẽ bị phân hủy bởi các vi sinh vật kỵ khí thành nước và khí biogas bay lên. Bể này thích hợp để xử lý nước thải có nồng độ COD cao và biến động (Metcalf & Eddy, 1995 & 2003). Bùn hoạt tính (vi sinh vật – vi khuẩn) kị khí được xáo trộn đều với nước thải chế biến cà phê và chuyển hóa ở tốc độ cao nhất các chất hữu cơ thành khí methan (CH₄), nước (H₂O), ammonia (NH₃).

CHC + VSV kị khí -> CH₄ + CO₂ + H₂O + NH₃ + VSV kị khí mới

Áp dụng quá trình kị khí phía trước là điều kiện đầu tiên để đạt hiệu quả xử lý phốtphot trong xử lý nước thải. Nước thải cà phê sau khi qua bể sinh học kỵ khí được dẫn sang bể sinh học hiếu khí bùn hoạt tính.
Quá trình xử lý sinh học hiếu khí có thể chia thành hai loại chính (1) quá trình xử lý sinh học tăng trưởng lơ lửng (suspended growth biological treatment processes), và (2) quá trình xử lý sinh học tăng trưởng dinh bám (attached growth biological treatment processes). Mỗi loại quá trình có nhiều công trình ứng dụng khác nhau, như quá trình (1) có các loại công trình (a) bùn hoạt tính hiếu khí truyền thống, (b) bể bùn hoạt tính dạng mẻ liên tục SBR (sequencing batch reactor), (c) bể bùn hoạt tính từng bậc SASR (staged activated-sludge reactor) .
Tại bể sinh học hiếu khí bùn hoạt tính, các tạp chất hữu cơ hòa tan và không hòa tan còn lại sau quá trình xử lý sinh học kỵ khí tiếp tục được xử lý và chuyển hóa thành bông bùn sinh học. Hai máy thổi khí (Air Blower) hoạt động luân phiên và hệ thống phân phối dạng đĩa có hiệu quả cao với kích thước bọt khí nhỏ hơn 10m sẽ cung cấp oxi cho bể sinh học. Lượng khí cung cấp vào bể với mục đích cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí chuyển hóa chất hữu cơ thành nước và carbonic, chuyển hóa nitơ hữu cơ và amonia thành nitrat NO₃-. Mặt khác, hệ thống phân phối khí còn có chức năng xáo trộn đều nước thải và bùn hoạt tính, tạo điều kiện để vi sinh vật tiếp xúc tốt với các chất cần xử lý. Tải trọng chất hữu cơ của bể thổi khí thường dao dộng từ 0,32 -0,64 kg BOD/m³.ngày đêm và thời gian lưu nước dao động từ 4-12h.

Oxy hóa và tổng hợp:

CHONS (chất hữu cơ) + O₂ + Chất dinh dưỡng + vi khuẩn hiếu khí ->
CO₂ + H₂O + NH₃ + C₅H₇O₂N (tế bào vi khuẩn mới) + sản phẩm khác

Hô hấp nội bào:

C₅H₇O₂N (tế bào) + 5O₂ + vi khuẩn -> 5CO₂ + 2H₂O + NH₃ + E

Quá trình xử lý sinh học sẽ làm gia tăng liên tục lượng bùn vi sinh trong bể đồng thời lượng bùn ban đầu sau thời gian sinh trưởng phát triễn sẽ giảm khả năng xử lý chất ô nhiễm trong nước thải và chết đi. Do đó, bể lắng 1 (hay còn gọi là bể lắng bùn sinh học) được thiết kế để thu gom lượng bùn này và giữ lại lượng bùn có khả năng xử lý tốt.
Bể lắng bùn được thiết kế đặc biệt tạo môi trường tĩnh cho bông bùn lắng xuống đáy bể và được gom vào tâm nhờ hệ thống gom bùn lắp đặt dưới đáy bể. Phần nước trong sau lắng được thu lại bằng hệ máng thu nước được bố trí trên bề mặt bể và tiếp tục được dẫn sang cụm bể keo tụ – tạo bông.
Nguyên tắc của quá trình keo tụ là khi hoá chất keo tụ nào đó cho vào nước thô chứa cặn lắng lắng chậm/không lắng được. Các hạt cặn mịn kết tụ với nhau hình thành các bông cặn lớn, bông cặn có thể tách khỏi nước bằng lắng trọng lực. Mục đích của quá trình keo tụ là làm giảm độ đục, khử màu, cặn lơ lửng và vi sinh. Nước từ cụm bể Keo tụ – Tạo bông chảy sang bể lắng hoá lý, bể này có nhiệm vụ tách cặn từ quá trình keo tụ – tạo bông.
Với bể keo tụ, thời gian tiếp xúc tối thiểu là 1 phút ở tốc độ khuấy nhanh giúp quá trình xử lý nước thải chế biến cà phê nhanh hơn, giảm thiểu chi phí.
Với bể tạo bông, thời gian tiếp xúc tối thiểu là 10 phút ở tốc độ khuấy chậm để xử lý nước thải chế biến cà phê đạ hiệu năng tối đa.

Công đoạn xử lý nước thải cà phê:

Keo tụ bằng PAC, phèn sắt hoặc phèn nhôm.
Tạo bông bằng polymer dạng cationic.
Lắng tách cặn bằng bể lắng ly tâm có vách nghiêng hướng dòng.

Sau quá trình keo tụ – tạo bông, nước thải chế biến cà phê sẽ tự chảy qua bể lắng 2 (bể lắng bùn hóa lý). Bể được thiết kế tương tự như bể lắng 1, đáy bể được thiết kế dốc và thiết bị gom bùn giúp bùn trượt về phía đáy. Bông bùn sẽ lắng xuống đáy bể và được thu gom đưa về bể nén bùn. Phần nước trong bên trên sẽ được khử trùng, tiêu diệt các vi khuẩn gây hại như ecoli, vi khuẩn tả… bằng chlorine tại bể khử trùng trước khi dẫn ra nguồn tiếp nhận trong khu vực.. Nước thải xả vào nguồn tiếp nhận đảm bảo đạt tiêu chuẩn QCVN 24: 2009/BTNMT.
Quá trình xử lý sinh học sẽ làm gia tăng liên tục lượng bùn vi sinh trong bể đồng thời lượng bùn ban đầu sau thời gian sinh trưởng phát triển sẽ giảm khả năng xử lý chất ô nhiễm trong nước thải và chết đi. Lượng bùn này còn gọi là bùn dư và được đưa về Hồ chứa bùn dư cùng với bùn phát sinh từ quá trình keo tụ. Định kỳ lượng bùn này được thu gom làm phân bón hoặc giao cho đơn vị thu gom.

Ngoài ra Công ty chúng tôi còn tư vấn thiết kế hệ thống xử lý nước thải chế biến cà phê, khí thải, tư vấn các dịch vụ môi trường như đánh giá tác động môi trường, Đề án bảo vệ môi trường, Lập báo cáo giám sát môi trường định kỳ, cam kết bảo vệ môi trường, cung cấp hóa chất xử lý nước, xử lý chất thải nguy hại, xin giấy phép khai thác nước ngầm, giấy phép xả thải, phòng cháy chữa cháy, kiểm định an toàn máy móc thiết bị.

Liên hệ: Ms Thảo – Hotline: 0917 340 641 – Tel: (08) 38.956.011