HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY THỰC PHẨM ĐỒ UỐNG
Hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống là giải pháp tối ưu nhằm kiểm soát ô nhiễm, bảo vệ môi trường và đáp ứng yêu cầu nghiêm ngặt về xả thải trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm và đồ uống. Bằng cách tích hợp công nghệ hiện đại như bể UASB, bùn hoạt tính, xử lý COD BOD, hệ thống này đảm bảo hiệu quả xử lý ổn định và tiết kiệm chi phí.
Hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống đóng vai trò then chốt trong việc bảo vệ môi trường và đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn xả thải. Nước thải từ ngành này thường có tải lượng ô nhiễm cao với COD 2.000–5.000 mg/L, BOD 1.200–3.000 mg/L, chứa dầu mỡ, protein, carbohydrate, chất rắn lơ lửng.
Đặc điểm nước thải có tính phân hủy sinh học cao nhưng dễ gây mùi và phát sinh khí độc nếu không được xử lý kịp thời. Do đó, các giải pháp xử lý cần linh hoạt, hiệu suất cao, tích hợp công nghệ như bể UASB, bùn hoạt tính, lọc sinh học, oxy hóa nâng cao nhằm đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, cột A hoặc B, tùy mục tiêu tái sử dụng hay xả ra nguồn tiếp nhận.
2.1 Cấu trúc điển hình của hệ thống xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm
Một hệ thống hoàn chỉnh bao gồm các khối chức năng sau:
Song chắn rác – Lọc thô sơ cấp
Tách rác thô, bao bì, xơ, vỏ nguyên liệu nhằm bảo vệ thiết bị phía sau. Sử dụng song chắn thủ công hoặc tự động với khe hở 10–20 mm.
Bể điều hòa lưu lượng
Ổn định lưu lượng và tải lượng ô nhiễm. Trang bị máy khuấy chìm, sục khí để tránh lắng cặn và phân hủy kỵ khí tự phát.
Bể tách mỡ – keo tụ
Áp dụng hóa chất PAC/PAM kết hợp cơ cấu tách nổi bằng khí (DAF) nhằm loại bỏ dầu mỡ và chất keo.
Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)
Công nghệ sinh học kỵ khí xử lý COD cao, tải trọng 6–12 kg COD/m³/ngày, hiệu suất lên tới 85%. Sinh khí methane được thu gom qua ống dẫn đỉnh bể.
Bể hiếu khí bùn hoạt tính (Aerotank)
Tiếp tục xử lý BOD, COD còn lại, tải trọng 0.3–0.6 kg BOD/kg MLSS/ngày. Duy trì MLSS 2.500–4.000 mg/L, DO 2–4 mg/L.
Bể lắng – khử trùng – xả thải
Lắng bùn sinh học, khử trùng bằng chlorine hoặc UV trước khi xả. Bùn tuần hoàn về bể hiếu khí, bùn dư đưa sang hệ thống xử lý bùn.
2.2 Nguyên lý vận hành hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống
Dòng nước thải được dẫn qua song chắn rác, qua bể điều hòa để ổn định tải lượng. Sau đó, nước đi qua bể tách mỡ, loại bỏ phần lớn dầu mỡ và chất hữu cơ lơ lửng.
Tiếp theo, dòng nước vào bể UASB, nơi vi sinh kỵ khí phân hủy hợp chất hữu cơ tạo khí methane. Sau UASB, nước thải chứa lượng COD/BOD thấp hơn sẽ được đưa vào bể hiếu khí bùn hoạt tính, nơi vi sinh vật hiếu khí tiếp tục oxy hóa chất hữu cơ.
Nước sau xử lý sinh học đi qua bể lắng để tách bùn, được khử trùng bằng Cl₂ hoặc đèn UV và xả ra môi trường. Bùn sinh ra được hút định kỳ và xử lý theo quy chuẩn.
3.1 Các chỉ số vận hành điển hình
| Hạng mục | Giá trị tham khảo |
| Lưu lượng xử lý | 50 – 2.000 m³/ngày |
| COD đầu vào | 2.000 – 5.000 mg/L |
| BOD₅ đầu vào | 1.200 – 3.000 mg/L |
| SS (chất rắn lơ lửng) | 500 – 1.200 mg/L |
| Hiệu suất xử lý COD | 85 – 95% (UASB + Aerotank) |
| Hiệu suất xử lý BOD | 90 – 98% |
| MLSS bể hiếu khí | 2.500 – 4.000 mg/L |
| Tốc độ sục khí Aerotank | 15 – 25 Nm³/h cho mỗi m³ bể |
| Nhiệt độ vận hành UASB | 30 – 38°C |
| Tải trọng thể tích bể UASB | 6 – 12 kg COD/m³/ngày |
| Thời gian lưu UASB | 8 – 16 giờ |
| Thời gian lưu Aerotank | 12 – 24 giờ |
| Tiêu chuẩn xả thải | QCVN 40:2011/BTNMT, cột A/B |
3.2 Tiêu chuẩn thiết kế và an toàn vận hành
- TCVN 7957:2008 – Thiết kế hệ thống xử lý nước thải.
- TCVN 7222:2002 – Quy chuẩn công trình xử lý nước thải đô thị.
- TCVN 8736:2012 – Quy trình đo chỉ tiêu môi trường.
- ISO 14001 – Hệ thống quản lý môi trường.
QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp.
4.1 Lợi ích về kỹ thuật, môi trường và chi phí vận hành
Hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống giúp doanh nghiệp đạt được các mục tiêu sản xuất sạch, tiết kiệm năng lượng và tuân thủ pháp lý. Dưới đây là những lợi ích nổi bật:
Giảm tải ô nhiễm hữu cơ – xử lý COD BOD hiệu quả
Với hiệu suất xử lý COD đạt đến 95% và BOD đến 98%, hệ thống đảm bảo nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN. Nhờ sử dụng kết hợp bể UASB và bùn hoạt tính, việc xử lý triệt để các hợp chất hữu cơ cao tải như protein, đường, chất béo là khả thi.
Tiết kiệm điện năng – vận hành tối ưu
So với hệ thống hiếu khí truyền thống, việc tích hợp bể kỵ khí giúp tiết kiệm tới 30–50% chi phí năng lượng. Ngoài ra, các bể hiếu khí hiện đại có thể tích hợp thiết bị sục khí siêu mịn, máy thổi khí biến tần, giảm tổn thất điện năng mà vẫn duy trì DO ổn định.
Giảm chi phí xử lý bùn – tối ưu hóa tải lượng
Hệ thống xử lý bùn hoạt tính đi kèm công nghệ tách bùn tuần hoàn và bùn dư hiệu quả, giúp giảm thể tích bùn đến 40% so với công nghệ cũ. Bùn sau xử lý có thể sử dụng làm phân compost hoặc chôn lấp hợp vệ sinh.
Giảm mùi và khí thải độc hại
Nhiều nhà máy thực phẩm phát sinh mùi khó chịu do lên men, phân hủy. Các hệ thống hiện đại tích hợp giàn phun khử mùi NaOCl hoặc O₃, nắp đậy kín khí cho bể kỵ khí, giảm H₂S, NH₃ và VOCs thoát ra môi trường.
Tăng chỉ số ESG, thu hút đầu tư xanh
Doanh nghiệp đầu tư hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống có thể đạt điểm cộng trong hồ sơ môi trường, dễ dàng tiếp cận vốn từ các quỹ như IFC, GCF, JICA hoặc ESG-based funding.
4.2 Ứng dụng thực tiễn tại các nhà máy chế biến thực phẩm – đồ uống
Nhà máy sản xuất nước giải khát – bia – rượu
Loại nước thải này thường có COD từ 3.000–7.000 mg/L, chứa đường, cồn, nấm men dư. Việc ứng dụng bể UASB kết hợp Aerotank giúp xử lý tải hữu cơ cao mà không phát sinh khí độc. Có thể tận dụng khí methane thu hồi cho đốt lò hơi.
Nhà máy chế biến thủy sản – gia cầm – thịt
Nước thải chứa hàm lượng protein, lipid và vi sinh cao. Hệ thống xử lý cần lắp thiết bị tuyển nổi DAF và bể lọc sinh học hiếu khí. Nhiệt độ và pH cần được duy trì ổn định để đảm bảo hiệu suất xử lý COD BOD.
Nhà máy chế biến sữa – sản phẩm từ sữa
Sữa có BOD cao và dễ tạo bọt khi xử lý. Việc sử dụng bùn hoạt tính theo dạng bể mẻ SBR hoặc MBR giúp tăng hiệu quả xử lý, đồng thời tiết kiệm diện tích và giảm tần suất xả bùn.
Nhà máy thực phẩm đông lạnh – đóng hộp – bánh kẹo
Tải ô nhiễm biến động theo mùa vụ, cần bể điều hòa dung tích lớn và hệ thống giám sát tự động. Các cảm biến DO, ORP, pH được tích hợp SCADA để điều khiển sục khí, bơm định lượng hóa chất theo thời gian thực.
Với hơn 20 năm kinh nghiệm trong ngành xử lý nước thải công nghiệp và tự động hóa, ETEK là đối tác đáng tin cậy cho các doanh nghiệp thực phẩm – đồ uống trong nước và quốc tế.
5.1 Giải pháp tổng thể – tối ưu toàn trình
ETEK cung cấp trọn gói EPC: khảo sát, thiết kế, thi công, chạy thử và bảo trì. Các công trình được thiết kế linh hoạt, tiết kiệm 15–20% chi phí nhờ mô-đun hóa cấu trúc và tận dụng năng lượng sinh ra từ hệ thống (biogas, nhiệt).
5.2 Công nghệ tiên tiến – tiêu chuẩn quốc tế
ETEK ứng dụng công nghệ như bể UASB, bùn hoạt tính SBR, MBBR, MBR, lọc sinh học hiếu khí, tích hợp SCADA, giám sát từ xa. Thiết bị đều đạt chuẩn ISO, CE, TUV, phù hợp triển khai tại các nhà máy ở Đông Nam Á, Trung Đông và châu Phi.
5.3 Tối ưu vận hành – bảo trì 24/7
ETEK xây dựng quy trình vận hành – bảo trì chuyên biệt cho từng ngành hàng, cung cấp đội O&M phản ứng trong 12–24h. Hệ thống cảnh báo lỗi qua điện thoại/email, giảm thiểu sự cố, đảm bảo nước xả đạt chuẩn liên tục.
5.4 Sẵn kho vật tư – hỗ trợ thay thế nhanh
Chúng tôi có kho dự phòng thiết bị như: máy thổi khí, máy ép bùn, máy khuấy chìm, thiết bị đo DO, bơm định lượng, đảm bảo thay thế trong vòng 48h, giảm thời gian dừng vận hành hệ thống xuống dưới 1%.
Các thương hiệu cung cấp hệ thống xử lý nước thải theo phân khúc
Phân khúc cao cấp – Veolia Water Technologies (Pháp)
Cung cấp giải pháp xử lý nước thải công nghiệp toàn diện, công nghệ UASB, MBR, ACTIFLO, vận hành theo chuẩn châu Âu, dùng tại nhiều nhà máy thực phẩm lớn ở châu Âu và Trung Đông.
Phân khúc trung cấp – Kurita Water (Nhật Bản)
Chuyên cung cấp hệ thống xử lý cho ngành thực phẩm châu Á. Công nghệ Aeration, lọc sinh học, sử dụng hóa chất thân thiện môi trường. Dễ tích hợp với dây chuyền hiện hữu.
Phân khúc phổ thông – WATCO (Malaysia)
Cung cấp thiết bị đơn lẻ như bể composite, máy thổi khí, thiết bị tuyển nổi, thích hợp cho nhà máy vừa và nhỏ ở Đông Nam Á, chi phí đầu tư thấp.
5.5 Khả năng triển khai quốc tế – quy trình chuẩn hóa toàn cầu
ETEK không chỉ triển khai thành công hàng trăm hệ thống xử lý nước thải tại Việt Nam mà còn cung cấp giải pháp cho nhiều nhà máy tại Đông Nam Á, Nam Á và châu Phi. Nhờ năng lực quản lý dự án theo chuẩn ISO 9001, hệ thống giám sát SCADA đa ngôn ngữ, đội ngũ kỹ sư được đào tạo quốc tế, ETEK có thể triển khai hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống theo quy mô từ 50–5.000 m³/ngày, đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng tại từng quốc gia.
ETEK sử dụng thiết kế module (UASB, Aerotank, DAF, khử trùng) linh hoạt theo điều kiện địa phương, có thể tích hợp hệ thống khử mùi, thu hồi năng lượng và quản lý bùn tự động, đáp ứng yêu cầu khắt khe từ các tập đoàn thực phẩm đa quốc gia.
Tóm tắt hiệu quả triển khai hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống bởi ETEK
| Tiêu chí đánh giá | Hiệu quả đạt được với giải pháp ETEK |
| Tỷ lệ xử lý COD, BOD | ≥ 90–95% |
| Đáp ứng QCVN 40/2011, cột A | 100% các công trình |
| Tỷ lệ thu hồi khí methane từ UASB | 80–90% khí sinh ra được tái sử dụng |
| Tỷ lệ tiết kiệm điện năng so với hệ hiếu khí toàn phần | 30–50% |
| Thời gian thu hồi vốn đầu tư | 2–4 năm (tùy quy mô & chi phí năng lượng) |
| Tỷ lệ vận hành tự động | 80–95% tích hợp SCADA |
| Thời gian bảo trì định kỳ | 6 tháng/lần |
| Độ ổn định vận hành liên tục | 98% hệ thống vận hành không gián đoạn |
| Hệ thống hỗ trợ cảnh báo sớm sự cố | Có – Email, SMS, báo động trực tuyến |
Bài viết liên quan: