Phương pháp xử lý nước thải chế biến cà phê.

Nước thải công nghiệp chế biến cà phê là loại nước thải được tạo ra từ các công đoạn chế biến, sản xuất, rửa cà phê. Đặc biệt, nước thải được sinh ra từ các công đoạn rửa và xay cà phê có nồng độ các chất ô nhiễm rất cao như COD, BOD, SS và độ PH thấp. Các loại chất ô nhiễm này vượt quá nhiều lần cho phép được quy định trong tài liệu tiêu chuẩn QCVN 40/2011.

Tìm hiểu nước thải chế biến cà phê

Nguồn gốc của nước thải công nghiệp chế biến cà phê bao gồm nước thải sinh hoạt từ các nhà tắm, nhà vệ sinh, nhà bếp tại các nhà máy sản xuất, chế biến cà phê. Những nước thải này được thu gom từ các bể phốt vào các bể chứa nước thải chung với các loại nước thải khác được sinh ra từ hoạt động sản xuất vệ sinh nguyên liệu chế biến cà phê hay nước từ việc vệ sinh máy móc và thiết bị công nghiệp.

Ngoài quá trình xay hạt cà phê, nước thải công nghiệp chế biến cà phê cũng sinh ra từ các công đoạn chà nhớt vỏ hạt cà phê, ngâm hạt cà phê bằng enzym. Nước thải ở các công đoạn này chứa nhiều chất ô nhiễm, có nồng độ các chất ô nhiễm không thấp như BOD, COD, TSS. Công nghệ chế biến cà phê trong các nhà máy tại Việt Nam không có công đoạn tách vỏ hạt cà phê trước khi đưa vào hệ thống chế biến cà phê, điều này làm cho nước thải sinh ra có nhiều chất cặn bả hơn so với các nhà máy có cùng chức năng tại nước ngoài. Do đó, nồng độ ô nhiễm của nước thải ở Việt Nam cao hơn nhiều so với các nhà máy tương tự ở nước ngoài.

Thành phần của nước thải công nghiệp chế biến cà phê chứa các thành phần như độ PH thấp chỉ trong khoảng từ 6-7, nồng độ các chất ô nhiễm như COD, BOD, TSS, tổng Nito, tổng Photpho, tổng Coliforms,… cao rất nhiều lần so với mức độ cho phép được quy định rõ trong tài liệu quy chuẩn về nước thải công nghiệp: QCVN 40/2011/BTNMT.

(Nguồn ảnh: ark)

Tác hại của nước thải công nghiệp chế biến cafe

Đối với môi trường việc xả nước thải công nghiệp chế biến cà phê không qua xử lý vào môi trường sẽ gây ra những tác hại nghiêm trọng. Những chất ô nhiễm có trong nước thải chế biến cà phê sẽ làm cho độ PH của nước trong môi trường bị thay đổi, gây ra sự mất cân bằng và sự khác biệt về tính chất của nước. Điều này sẽ gây ảnh hưởng đến sự sống của các loài động vật, thực vật sống trong môi trường nước đó.

Ngoài ra, nước thải còn chứa các chất độc hại như các hợp chất hữu cơ và vô cơ, các kim loại nặng, các chất kháng sinh, thuốc trừ sâu, … Tất cả những chất này có thể gây ra những tác hại nghiêm trọng đối với sức khỏe con người, động vật và thực vật trong môi trường.

Bên cạnh đó, nước thải chế biến cà phê còn có khả năng gây ra sự trơ trọi của môi trường, làm cho môi trường trở nên khó chịu, không còn đủ điều kiện sống cho các sinh vật và ảnh hưởng đến sinh kế của cộng đồng nơi đó.

Tình trạng ô nhiễm môi trường do nước thải công nghiệp chế biến cà phê gây ra

Nước thải công nghiệp chế biến cà phê không chỉ gây ra ô nhiễm nghiêm trọng cho nguồn nước mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và động vật trong môi trường sống. Các chất ô nhiễm trong nước thải như COD, BOD, SS, Coliforms, Nito, Photpho có khả năng làm suy giảm đáng kể chất lượng môi trường, khiến cho nguồn nước bị ô nhiễm và giảm khả năng tái tạo, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và động vật.

Giải pháp cho việc xử lý

(Nguồn ảnh: Trái đất xanh)

Việc xử lý nước thải công nghiệp chế biến cà phê trở nên vô cùng quan trọng và cần thiết để giữ gìn và bảo vệ môi trường sống. Có nhiều phương pháp khác nhau để xử lý nước thải, tuy nhiên phương pháp phổ biến và hiệu quả nhất hiện nay là sử dụng các hệ thống xử lý nước thải bằng vi sinh vật.

Các hệ thống xử lý nước thải bằng vi sinh vật có thể giúp loại bỏ các chất độc hại và các chất ô nhiễm khác khỏi nước thải công nghiệp chế biến cà phê, và chuyển nó thành nước thải sạch có thể tái sử dụng hoặc xả thải vào môi trường mà không gây ảnh hưởng nghiêm trọng.

Các công trình xử lý nước thải công nghiệp chế biến cà phê

Để giải quyết tình trạng ô nhiễm nước thải trong ngành chế biến cà phê, các nhà máy sản xuất, chế biến cà phê cần áp dụng các công nghệ xử lý nước thải phù hợp để giảm thiểu tác động xấu lên môi trường. Các công trình xử lý nước thải công nghiệp chế biến cà phê thường được áp dụng bao gồm các công đoạn như:

1. Xử lý vật lý

Loại bỏ các chất rắn, chất lơ lửng bằng cách sử dụng các bộ lọc, máy lắng, máy ép và bể định lượng. Công đoạn này giúp loại bỏ phần lớn các chất rắn, lơ lửng và cặn bả trong nước thải, giảm thiểu tác động xấu đến môi trường.

2. Xử lý hóa học

Sử dụng các chất hóa học để xử lý nước thải như flocculants, phèn, chất oxy hóa, v.v. Công đoạn này giúp tẩy rửa và loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải, giúp nước thải đạt được mức độ an toàn trước khi được xả ra môi trường.

3. Xử lý sinh học

Sử dụng các quá trình sinh học để xử lý nước thải như sử dụng vi sinh vật và các vi khuẩn để phân hủy các chất hữu cơ. Công đoạn này giúp tạo ra các vi khuẩn có lợi trong việc phân hủy các chất hữu cơ và xử lý nước thải. Quá trình này được thực hiện trong các bể xử lý sinh học, trong đó các vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ và chuyển đổi chúng thành các chất vô hại hơn, như CO2 và nước.

Các bể xử lý sinh học được thiết kế để cung cấp môi trường thuận lợi cho sự phát triển của các vi khuẩn này, với các điều kiện như độ ẩm, nhiệt độ, nồng độ oxy hóa khử thích hợp. Các bể này có thể được chia thành các bể liên tiếp, với mỗi bể có chức năng khác nhau để tối ưu hóa quá trình xử lý nước thải. Sau khi nước thải được xử lý trong các bể sinh học, nó sẽ chuyển đến các bể xử lý hóa học để tiếp tục quá trình xử lý và loại bỏ các chất độc hại còn lại.

Quy trình hệ thống xử lý 

Quy trình của hệ thống xử lý dưới đây thường được công ty chúng tôi tư vấn và thi công, cung cấp các vật tư, vật liệu môi trường cho các nhà máy chế biến cà phê luôn đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý phải đạt được tiêu chuẩn cột A của tài liệu QCVN4/2011/BTNMT.

Nước thải sau các quá trình vệ sinh vỏ hạt cà phê hay chất thải cặn bả từ hạt cà phê xay,… được thu gôm vào bể thu gôm bắt đầu qua hệ thống xử lý, tại đây có các song chắn rác để loại bỏ các chất thải rắn có kích thước lớn. Bể này cần được bảo trì định kỳ để vệ sinh các song chắn rác tránh trường hợp bị tắc nghẽn tại đây gây ảnh hưởng đến sự hoạt động ổn định của hệ thống

Nước thải được truyền dẫn qua bể lắng cặn, tại đây diễn ra quá trình lắng các hóa chất có kích thước lớn ra khỏi nước thải trước khi được đưa vào bể điều hòa để tiếp tục công đoạn xử lý tiếp theo.

Bể điều hòa

Có tác dụng điều hòa lưu lượng dòng chảy của dòng nước thải trong toàn bộ hệ thống để giử cho hệ thống luôn đạt hiệu quả cao nhất.

Giai đoạn tiếp theo của hệ thống xử lý nước thải công nghiệp chế biến cà phê là bể UASB, đây là bể sinh học kỵ khí có tác dụng xử lý các loại nước thải có nồng độ chất hữu cơ cao và khó phân hủy. Nước thải tiếp tục được truyền dẫn sang giai đoạn tiếp theo.

Bể Anoxit (bể sinh học thiếu khí)

Được dùng để loại bỏ các hóa chất nito, photpho có trong nước thải, nguyên lý hoạt động của bể này là dựa vào các loại vi sinh vật để phân hủy các hợp chất nito, photpho gây ô nhiễm.

Bể Aerotank

Được sử dụng kết hợp ngay phía sau bể Anoxit có tác dụng xử lý mùi hôi, loại bỏ vi khuẩn, mầm bệnh có trong nước thải công nghiệp chế biến cafe. Ngoài ra hệ thống xử lý này không cần bổ sung thêm chất hữu cơ vào, lúc đó ta có thể kiểm soát được lượng DO có trong nước thải. Tuy nhiên lắp đặt vị trí bể như hệ thống này có chút nhược điểm là lượng nito đầu vào sẽ thấp, lúc đó cần phải có máy bơm truyền nước thải hồi lưu lại bể Anoxit từ bể Aerotank thì hệ thống mới đạt được hiệu quả xử lý tối ưu.

(Nguồn ảnh: ARK)

Bể lắng sinh học

Là giai đoạn tiếp theo của hệ thống xử lý, bể lắng sinh học cũng có tác dụng lọc các chất thải lơ lửng có trong nước thải bằng cách lợi dụng trọng lực để lắng các chất thải xuống đáy bể để tăng hiệu quả xử lý cho hệ thống. Bể này được sử dụng nhiều trong các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp. Sau khi nước thải được lưu lại trong bể một thời gian nhất định sẽ được truyền dẫn sang giai đoạn tiếp theo. Bùn được lắng lại tại bể này và bể UASB sẽ được truyền về bể chứa bùn để mang ra ngoài xử lý (ép bùn rồi mang chôn lắp).

Bể trung gian

Là giai đoạn tiếp theo của hệ thống xử lý để chuẩn bị cho quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý tại bể keo tụ và tạo bông.

Hóa chất được cung cấp trực tiếp vào hệ thống xử lý tại bể keo tụ và tạo bông, các loại hóa chất như PAC, Polyme, NaOH cung cấp vào bể có tác dụng loại bỏ, lược bỏ các hạt chất thải dạng rắn có kích thước nhỏ hoàn toàn ta khỏi nước thải. Nước thải sau khi xử lý tại đây sẽ được truyền dẫn qua giai đoạn tiếp theo.

Giai đoạn này nước thải được xử lý trong bể lắng hóa lý cũng có tác dụng tương tự như các bể lắng sinh học,… hệ thống xử lý nước thải công nghiệp chế biến cà phê sẽ thiết kế sao cho nước thải được lưu lại trong bể một thời gian để lắng đọng các chất thải ô nhiểm, loại bỏ ra khỏi nước thải, sau đó nước thải được truyền dẫn qua bể khử trùng cho giai đoạn tiếp theo.

Bể khử trùng

Được các công ty môi trường cung cấp hóa chất javen có tác dụng khử trùng, khử khuẩn, loại bỏ mầm bệnh có trong nước thải.

Bể lọc áp lực

Là bể xử lý nước thải công nghiệp tiếp theo của hệ thống xử lý, bể này có tác dụng loại bỏ lượng cặn còn sót lại sau quá trình lắng của các bể lắng sinh học, bể lắng hóa lý,… nhằm đảm bảo nước thải sau xử lý phải đạt được tiêu chuẩn nước thải theo quy chuẩn 40/2011/BTNMT.

Máy ép bùn xử lý nước thải chế biến cà phê

Với đặc tính nước thải đặc biệt, nồng độ COD cùng độ màu rất cao, đã gây khó khăn cho việc tách nước bùn thải. Tuy nhiên khi sử dụng máy ép bùn ly tâm của ARK công việc ép bùn thải cho nhà máy chế biến cà phê trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Dưới đây là 1 vài hình ảnh thực tế mà máy ly tâm ARK Việt Nam chạy thử tại nhà máy chế biến cà phê: