HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY THỰC PHẨM ĐỒ UỐNG

2.1 Cấu tạo tổng thể của hệ thống xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm

Một hệ thống xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm hoàn chỉnh bao gồm:

1. Hệ thống thu gom, tách rác, bể điều hòa
2. Xử lý kỵ khí bằng bể UASB
3. Xử lý hiếu khí bằng bùn hoạt tính hoặc MBBR
4. Bể lắng sinh học – tuần hoàn bùn
5. Khử trùng UV/Cl₂/O₃
6. Xử lý bùn – ép bùn – lưu chứa

Các bể được chế tạo bê tông cốt thép hoặc composite FRP, chống ăn mòn. Hệ thống điều khiển PLC – SCADA tự động, hiển thị thông số pH, DO, ORP, COD theo thời gian thực.

2.2 Giai đoạn tiền xử lý cơ học và điều hòa lưu lượng

Nước thải đi qua song chắn rác thô 20 mm, lưới tinh 2 mm để loại bỏ rác lớn.
Tiếp theo, bể tách dầu mỡ vận hành lưu lượng 10–30 m³/h, hiệu suất tách 80–90%.
Bể điều hòa có dung tích bằng 25% lưu lượng ngày, thời gian lưu 4–6 giờ, sục khí đều bằng máy thổi khí công suất 5–7,5 kW, duy trì pH 6,8–7,2.

Công đoạn này ổn định tải trọng cho các công trình phía sau, giảm dao động COD đầu vào đến 30%.

2.3 Xử lý kỵ khí bằng bể UASB trong hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống

Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) là “trái tim” của hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống, xử lý phần lớn tải lượng hữu cơ.
Nguyên lý: nước thải đi từ đáy lên, tiếp xúc với lớp bùn hạt kỵ khí chứa vi sinh Methanogens phân hủy chất hữu cơ thành khí CH₄ và CO₂.

Thông số thiết kế:

• Tải trọng COD: 6–10 kg/m³.ngày
• Thời gian lưu: 8–10 giờ
• Nhiệt độ: 32–37°C
• Hiệu suất xử lý COD: 70–80%

Lượng biogas sinh ra 0,25–0,35 m³/kg COD, có thể đốt sưởi hoặc phát điện, tiết kiệm 15% chi phí năng lượng.

2.4 Xử lý hiếu khí bằng công nghệ bùn hoạt tính

Sau kỵ khí, nước thải chứa ít COD được xử lý hiếu khí trong bể Aerotank hoặc bể MBBR.
Công nghệ bùn hoạt tính sử dụng vi sinh hiếu khí oxy hóa các hợp chất hữu cơ và nitơ.

Thông số vận hành:

• MLSS: 2.500–4.000 mg/L
• DO: 2–4 mg/L
• HRT: 6–8 giờ
• Hiệu suất loại bỏ BOD: 90–95%

Máy thổi khí công suất 7,5–15 kW kết hợp đĩa phân phối khí mịn 9 inch, tạo bọt mịn <2 mm.
Bùn hoạt tính tuần hoàn 50–100%, đảm bảo nồng độ vi sinh ổn định, giảm mùi và bùn thải.

2.5 Lắng sinh học và khử trùng đầu ra

Sau hiếu khí, nước thải chảy qua bể lắng ly tâm có thời gian lưu 2–3 giờ.
Tốc độ lắng bùn: 1–1,5 m/h, hiệu suất tách SS ≥ 90%.
Phần bùn hoàn lưu về bể Aerotank, phần dư đưa sang máy ép bùn băng tải (hiệu suất ép khô 18–25%).

Nước trong được khử trùng bằng Clo hoặc đèn UV; nồng độ Clo dư sau khử trùng 0,3–0,5 mg/L.
Khi yêu cầu xả loại A, có thể bổ sung lọc tinh bằng màng MBR hoặc than hoạt tính để loại COD còn lại.

2.6 Xử lý bùn và thu hồi năng lượng

Bùn sinh học sau ép được ủ khô tự nhiên hoặc phối trộn với rác hữu cơ để làm phân compost.
Đối với hệ thống công suất >500 m³/ngày, lượng bùn thải khô khoảng 0,3–0,5 kg/m³.

Khí biogas từ bể UASB chứa 60–70% CH₄ được thu hồi qua bồn tách ẩm – bồn lưu trữ, cung cấp cho lò hơi hoặc máy phát điện 50–100 kW.
Nhờ đó, nhà máy giảm 10–15% điện năng và chi phí vận hành hằng năm.

3.1 Thông số kỹ thuật điển hình của hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống

Mỗi hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống đều được thiết kế dựa trên công suất, tải lượng hữu cơ và yêu cầu xả thải cụ thể.
Dưới đây là bộ thông số kỹ thuật tham chiếu phổ biến:

Toàn bộ thiết bị chính như máy thổi khí, bơm tuần hoàn, máy ép bùn đều có biến tần VFD, giúp tiết kiệm 15–20% điện năng.

3.2 Hiệu suất vận hành của hệ thống xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm

Hiệu suất vận hành được đánh giá qua 3 chỉ số chính:

• Availability (Khả dụng): ≥ 95%, nhờ cấu hình song song và bảo trì dự phòng.
• Performance (Hiệu suất): ≥ 93%, do tối ưu cấp khí và lưu lượng tuần hoàn bùn.
• Quality (Chất lượng nước đầu ra): ≥ 98%, nhờ kiểm soát liên tục COD, pH, DO bằng cảm biến online.

Một hệ thống 1.000 m³/ngày có thể xử lý 5 tấn COD/ngày, sinh ra 1.500–2.000 m³ biogas.
Khi kết hợp với thu hồi năng lượng, thời gian hoàn vốn đầu tư giảm xuống 2,5–3 năm, thấp hơn 40% so với hệ thống thông thường.

3.3 Tiêu chuẩn xả thải và quy chuẩn kỹ thuật môi trường

Hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống phải đáp ứng các tiêu chuẩn:

• QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp.
• QCVN 11-MT:2015/BTNMT – Quy định nước thải ngành chế biến thủy sản.
• TCVN 7957:2008 – Thiết kế mạng lưới thoát nước.
• ISO 14001:2015 – Hệ thống quản lý môi trường.
• ISO 50001:2018 – Quản lý năng lượng cho trạm xử lý nước thải.
• HACCP và GMP – Khi nước sau xử lý được tái sử dụng cho khu sản xuất thực phẩm.

Đặc biệt, các chỉ tiêu quan trọng cần đảm bảo:

• COD ≤ 75 mg/L, BOD ≤ 30 mg/L, SS ≤ 50 mg/L, Tổng Nitơ ≤ 20 mg/L, Coliforms ≤ 3.000 MPN/100mL.

3.4 Tiêu chuẩn vi sinh, hóa lý và độ an toàn đầu ra

Nước sau xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm phải đạt các chỉ số vi sinh nghiêm ngặt:

Nước sau xử lý có thể tái sử dụng nếu bổ sung khử trùng UV hoặc lọc RO, đạt TCVN 6772:2020 – tiêu chuẩn nước tái dùng trong công nghiệp.

3.5 Tiêu chuẩn thiết bị và an toàn lao động

Tất cả các thiết bị trong hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống phải đạt:

• CE / ISO 9001:2015 về chất lượng chế tạo.
• EHEDG / 3A Sanitary Standards với thiết bị inox tiếp xúc trực tiếp nước thải.
• Bồn UASB, bể Aerotank, bể MBBR được chống thấm bằng sơn epoxy 3 lớp, tuổi thọ 15–20 năm.
• Hệ thống điện, tủ điều khiển đạt chuẩn IEC 61439-1, cấp bảo vệ IP65, chống ẩm.

Mọi khu vực có phát sinh biogas phải trang bị cảm biến CH₄, hệ thống cảnh báo rò rỉ, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công nhân vận hành.

3.6 Tiêu chuẩn năng lượng và tái sử dụng tài nguyên

Các hệ thống hiện đại ứng dụng công nghệ tiết kiệm năng lượng:

• Thu hồi nhiệt từ máy thổi khí: giảm 10–12% tiêu thụ điện.
• Tái sử dụng nước rửa bùn sau xử lý: tiết kiệm 15–20% nước cấp.
• Sử dụng inverter cho bơm và quạt khí: giảm công suất trung bình từ 1,2 kWh/m³ xuống 0,7 kWh/m³.

Khí CH₄ từ bể UASB được đốt thu hồi nhiệt, giảm phát thải CO₂ khoảng 150–200 tấn/năm với hệ thống công suất 1.000 m³/ngày.

4.1 Lợi ích kỹ thuật và vận hành của hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống

Việc áp dụng hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống hiện đại giúp tối ưu vận hành và giảm chi phí bảo trì.
Nhờ thiết kế dạng module, hệ thống có thể vận hành 24/7, không gián đoạn, khả dụng ≥95%.
Tự động hóa bằng PLC – SCADA giúp giám sát từ xa, cảnh báo sự cố, duy trì pH, COD, DO ổn định theo thời gian thực.

Thời gian khởi động vi sinh rút ngắn từ 30 xuống còn 10 ngày nhờ sử dụng bùn hoạt tính hạt mịn, tăng hiệu suất phân hủy hữu cơ lên 20%.

4.2 Lợi ích tài chính và tối ưu chi phí

Đối với nhà máy công suất 1.000 m³/ngày, chi phí đầu tư hệ thống khoảng 10–12 tỷ đồng, nhưng tiết kiệm trung bình 1,2–1,5 tỷ đồng/năm nhờ:

• Giảm chi phí điện năng 20%
• Thu hồi biogas thay than đốt lò hơi
• Giảm phí môi trường 30%
• Tái sử dụng 20–30% nước sau xử lý

Thời gian hoàn vốn trung bình 2,5–3 năm.
Nếu áp dụng quản lý năng lượng theo ISO 50001, mức tiết kiệm tăng thêm 10%.

4.3 Lợi ích môi trường và phát triển bền vững

Nhờ công nghệ bể UASB và bùn hoạt tính, hệ thống giảm đáng kể phát thải khí nhà kính.
Khí CH₄ được thu hồi, bùn sinh học được tận dụng sản xuất phân hữu cơ.
Nước đầu ra đạt loại A, có thể tái dùng cho rửa sàn, tưới cây, làm mát thiết bị.

So với công nghệ cũ, mức COD sau xử lý ≤ 50 mg/L, BOD ≤ 20 mg/L, giúp nhà máy đáp ứng các tiêu chí ESG (Environmental – Social – Governance) trong xuất khẩu thực phẩm.

4.4 Ứng dụng trong ngành chế biến thực phẩm – đồ uống

Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm được áp dụng cho nhiều lĩnh vực:

• Nhà máy sữa, nước giải khát, bia, rượu, nước trái cây.
• Nhà máy chế biến thủy sản, thịt, xúc xích, nước mắm, đồ hộp.
• Cơ sở sản xuất đồ uống không cồn, cà phê, nước đóng chai.

Mỗi loại hình được tối ưu quy trình xử lý riêng:

• Nước thải giàu tinh bột: ưu tiên UASB + MBBR.
• Nước thải giàu đạm, mỡ: dùng DAF + Aerotank.
• Nước thải pH thấp: có thêm bể trung hòa.

4.5 Lợi ích xã hội và thương hiệu doanh nghiệp

Doanh nghiệp lắp đặt hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống đạt chuẩn không chỉ tuân thủ pháp luật mà còn nâng cao uy tín.
Sản phẩm được khách hàng và đối tác đánh giá cao về trách nhiệm môi trường.

Việc đạt các chứng nhận ISO 14001, HACCP, ESG giúp doanh nghiệp mở rộng xuất khẩu, tiếp cận thị trường EU và Nhật Bản – nơi yêu cầu kiểm soát xả thải nghiêm ngặt.
Đồng thời, nhà máy được hưởng ưu đãi thuế môi trường và hỗ trợ vốn xanh từ các tổ chức quốc tế.

4.6 Ứng dụng thực tế của hệ thống xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm

Hiện nay, hệ thống xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm được triển khai rộng rãi tại các nhà máy chế biến sữa, bia, nước ngọt, thủy sản, và thực phẩm đóng hộp.
Mỗi loại hình đều có đặc tính nước thải riêng biệt, do đó cấu hình công nghệ cần linh hoạt:

• Nhà máy sữa, đồ uống có đường: nước thải chứa nhiều lactose, COD cao 3.000–5.000 mg/L, thích hợp công nghệ UASB – MBBR – MBR.
• Nhà máy bia, rượu: nước thải giàu ethanol, men và bã malt, cần UASB + bùn hoạt tính để xử lý BOD hiệu quả.
• Thủy sản, thịt, nước mắm: có hàm lượng dầu mỡ cao, nên bổ sung bể DAF (Dissolved Air Flotation) trước kỵ khí để tách mỡ, tránh tắc bùn.
• Đồ uống không cồn: nước thải giàu đường, acid citric, cần trung hòa pH và lọc hiếu khí.

Các nhà máy có thể thiết kế dạng module, dễ mở rộng công suất lên 200–3.000 m³/ngày mà không phải dừng hoạt động.

4.7 Ứng dụng bể UASB trong ngành chế biến thực phẩm – đồ uống

Bể UASB được xem là công nghệ trọng tâm trong hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống nhờ khả năng xử lý tải trọng hữu cơ cao mà không tiêu tốn nhiều năng lượng.
Công nghệ này được ứng dụng cho:

• Nhà máy bia – rượu: COD đầu vào 4.000–6.000 mg/L, hiệu suất loại bỏ 75–85%.
• Nhà máy sữa, nước trái cây: xử lý 70–80% COD, giảm mùi và tạo biogas.
• Nhà máy chế biến thủy sản: giảm 60–70% BOD, tăng khả năng khử mùi tanh.

Bể UASB hiện đại có 3 vùng: lắng – phản ứng – tách khí, hoạt động liên tục không cần máy khuấy.
Bùn hạt có mật độ 30–50 g/L, tốc độ lắng 10–15 m/h, ổn định lâu dài, giảm chi phí nạo vét.

4.8 Ứng dụng công nghệ bùn hoạt tính trong hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống

Công nghệ bùn hoạt tính là giai đoạn hiếu khí quyết định đến chất lượng nước đầu ra.
Vi sinh vật hiếu khí oxy hóa các chất hữu cơ còn sót lại sau UASB, đồng thời nitrat hóa và khử nitrat để giảm T-N và T-P.

Có hai biến thể chính:

1. Aerotank truyền thống: dễ vận hành, phù hợp nhà máy công suất nhỏ <500 m³/ngày.
2. MBBR – Moving Bed Biofilm Reactor: sử dụng giá thể nhựa (K1–K5), diện tích bề mặt 500–1.000 m²/m³, giúp tăng mật độ vi sinh gấp 3 lần.

Thông số điển hình:

• MLSS 3.000–4.000 mg/L
• HRT 6–8 giờ
• DO 2–3 mg/L
• Hiệu suất xử lý BOD 95–98%

Kết hợp bùn hoạt tính và lọc sinh học MBBR giúp nước thải đạt chuẩn loại A ngay cả khi tải trọng đầu vào biến động.

4.9 Giá trị chiến lược và tác động lâu dài cho doanh nghiệp

Đầu tư hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống không chỉ là yêu cầu pháp lý mà còn là yếu tố chiến lược trong chuỗi giá trị sản xuất.
Doanh nghiệp đạt các lợi ích lâu dài sau:

• Tăng năng lực cạnh tranh: hệ thống đạt chuẩn quốc tế (ISO, HACCP, ESG) giúp mở rộng thị trường xuất khẩu.
• Tối ưu chi phí sản xuất: giảm 20–25% chi phí năng lượng, 15% chi phí nước cấp.
• Gia tăng hình ảnh thương hiệu: nhà máy “xanh” giúp nâng cao uy tín, được đánh giá cao trong chuỗi cung ứng toàn cầu.
• Đảm bảo phát triển bền vững: bùn và biogas tái sử dụng, giảm phát thải carbon tương đương 200–300 tấn CO₂/năm.

Theo thống kê của Hiệp hội Môi trường Việt Nam, doanh nghiệp có hệ thống xử lý đạt chuẩn tăng 12–18% doanh thu nhờ được phép mở rộng sản xuất và xuất khẩu sang châu Âu.

5.1 Giải pháp tổng thể cho hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống

ETEK cung cấp hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống theo mô hình EPC (Engineering – Procurement – Construction), từ khảo sát – thiết kế – lắp đặt – chạy thử đến bàn giao vận hành.
Giải pháp trọn gói giúp nhà máy tiết kiệm 20–25% chi phí đầu tư so với thuê nhiều nhà thầu riêng lẻ.

ETEK thiết kế theo từng loại nước thải: bia, sữa, nước giải khát, thủy sản, đảm bảo hiệu quả xử lý cao nhất, vận hành ổn định và dễ bảo trì.

5.2 Công nghệ tiên tiến – vận hành bền vững

ETEK áp dụng các công nghệ tiên tiến trong xử lý nước thải:

• Bể UASB thế hệ mới có tách ba pha, tự động thu khí biogas.
• Bùn hoạt tính MBBR – MBR giúp đạt hiệu suất xử lý COD >95%.
• SCADA – PLC Siemens / Schneider điều khiển tự động, lưu trữ dữ liệu 365 ngày.
• Hệ thống đo COD, pH, DO online, cảnh báo sớm khi tải trọng thay đổi.

Vật liệu chính: inox 304/316L, FRP, HDPE chống ăn mòn, tuổi thọ >20 năm.
ETEK đảm bảo Availability ≥ 95%, chất lượng nước đầu ra đạt loại A – QCVN 40:2011/BTNMT.

5.3 Dịch vụ kỹ thuật và hỗ trợ vận hành toàn diện

ETEK cung cấp dịch vụ bảo trì, hỗ trợ kỹ thuật 24/7.
Khi phát sinh sự cố, kỹ sư có mặt trong 6–12 giờ, hệ thống phụ tùng luôn sẵn sàng thay thế trong 24–48 giờ.

Ngoài ra, hệ thống còn được kết nối IoT, cho phép ETEK giám sát từ xa:

• Kiểm tra chất lượng nước đầu ra
• Cập nhật phần mềm điều khiển
• Cảnh báo sự cố, tự động khởi động lại hệ thống

Nhờ đó, nhà máy giảm 40% thời gian dừng máy và 30% chi phí bảo trì.

5.4 Tùy chỉnh linh hoạt cho từng quy mô và loại hình sản xuất

ETEK hiểu rằng mỗi nhà máy có đặc thù sản xuất khác nhau, do đó cung cấp các cấu hình phù hợp:

• Hệ thống mini: 100–300 m³/ngày, thích hợp cơ sở sản xuất vừa và nhỏ.
• Hệ thống trung bình: 500–1.000 m³/ngày, dành cho nhà máy nước giải khát, sữa, bia.
• Hệ thống công nghiệp: 2.000–5.000 m³/ngày, cho khu công nghiệp hoặc chuỗi nhà máy thực phẩm lớn.

Các tùy chọn bao gồm: bể UASB, MBBR, MBR, lọc RO tái sử dụng nước, và cấp độ tự động hóa bán tự động – full SCADA.

5.5 Khác biệt công nghệ của ETEK so với đối thủ

Khác với những đơn vị chỉ bán thiết bị đơn lẻ, ETEK cung cấp hệ sinh thái xử lý nước thải đồng bộ:

• Thiết kế quy trình khép kín, từ đầu vào đến đầu ra đạt chuẩn loại A.
• Áp dụng mô hình “Zero Liquid Discharge” cho các nhà máy lớn, tái sử dụng 100% nước.
• Hệ thống tự động rửa màng MBR – giảm 50% thời gian bảo trì.
• Giải pháp thu hồi khí CH₄ – phát điện cung cấp 10–20% năng lượng cho nhà máy.

Nhờ vậy, ETEK tạo sự khác biệt thực tế: công nghệ tiên tiến, giá hợp lý, bảo trì nhanh, vận hành ổn định lâu dài.

5.6 Đảm bảo hiệu quả kinh tế và phát triển bền vững

Chọn hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống của ETEK, doanh nghiệp không chỉ được thiết bị hiện đại mà còn được hỗ trợ toàn diện về vận hành – đào tạo – quản lý môi trường.

Lợi ích cụ thể:

• Giảm 15% chi phí năng lượng nhờ thu hồi nhiệt từ khí biogas.
• Giảm 20% lượng nước cấp mới nhờ tái sử dụng.
• Giảm 25% chi phí vận hành nhờ tự động hóa toàn bộ hệ thống.
• Tăng hiệu suất xử lý COD, BOD lên 98%, đảm bảo xả thải ổn định quanh năm.

ETEK đồng hành cùng doanh nghiệp hướng đến nhà máy thực phẩm xanh – tiết kiệm – bền vững, góp phần thực hiện mục tiêu phát thải ròng bằng 0 (Net Zero) vào năm 2050.

5.7 Kết luận

Trong bối cảnh sản xuất thực phẩm – đồ uống ngày càng chịu áp lực từ quy định môi trường, việc đầu tư hệ thống xử lý nước thải nhà máy thực phẩm đồ uống hiện đại là bước đi tất yếu.
Công nghệ tiên tiến, quy trình khép kín và khả năng tái sử dụng nước giúp doanh nghiệp không chỉ tuân thủ pháp luật mà còn tối ưu chi phí, nâng cao giá trị thương hiệu.

Chọn ETEK nghĩa là chọn một đối tác công nghệ đáng tin cậy, cung cấp giải pháp trọn gói – hiệu quả – ổn định – thân thiện môi trường, giúp doanh nghiệp phát triển bền vững và vươn tầm quốc tế.

SẢN PHẨM LIÊN QUAN:

Hệ thống xử lý nước thải cho lĩnh vực khác

Các dịch vụ công nghệ khác của ETEK