Giải pháp xử lý nước thải chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa

Ngành công nghiệp chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa đang ngày càng phát triển, tạo ra lượng lớn nước thải. Việc xử lý nước thải này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo sự an toàn cho cộng đồng. Dưới đây là một số phương pháp Xử lý nước thải chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa uy tín và tốt nhất hiện nay.

Tổng quan về nước thải chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa

Nước thải từ quá trình chế biến sữa chứa nhiều chất hữu cơ và vô cơ, chủ yếu bao gồm các thành phần như chất béo, protein, lactose, và các hóa chất tẩy rửa. Nước thải này thường có hàm lượng BOD (Biochemical Oxygen Demand) và COD (Chemical Oxygen Demand) cao, làm tăng nguy cơ ô nhiễm môi trường nếu không được xử lý đúng cách.

Nước thải chế biến sữa có thể gây ra hiện tượng phú dưỡng, làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước, ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái thủy sinh. Ngoài ra, các chất tẩy rửa và hóa chất trong nước thải có thể gây hại cho sức khỏe con người và động vật nếu xả thải trực tiếp ra môi trường mà không qua xử lý.

Thành phần và tính chất của nước thải chế biến sữa

Nước thải từ nhà máy chế biến sữa thường bao gồm sự pha loãng của sữa và các sản phẩm từ sữa do rơi vãi trong quá trình chế biến, hoặc do rò rỉ thiết bị, kết hợp với các hóa chất tẩy rửa, dầu mỡ dùng để vệ sinh thiết bị và dụng cụ lưu trữ. Dựa vào quy trình sản xuất, nước thải của nhà máy chế biến sữa có thể chia thành hai loại chính:

Nước thải sản xuất:

• Nước rửa bồn chứa và can tại các trạm tiếp nhận: Dùng để làm sạch các bồn chứa và can sữa.
• Nước súc rửa thiết bị công nghiệp: Sử dụng để làm sạch sản phẩm dư trên bề mặt và bên trong các đường ống, bơm, bồn chứa, và máy đóng gói.
• Nước rửa thiết bị và sàn: Cuối mỗi chu kỳ hoạt động, thiết bị và sàn nhà máy được rửa sạch.
• Sữa rò rỉ từ thiết bị: Sữa bị rò rỉ từ thiết bị hoặc do làm rơi vãi nguyên liệu và sản phẩm trong quá trình sản xuất.
• Chất lỏng khác: Các chất lỏng khác như sữa tươi, sữa chua kém chất lượng hoặc bị hư hỏng do bảo quản và vận chuyển.
• Nước thải từ nồi hơi và máy làm lạnh: Nước thải phát sinh từ các thiết bị này.
• Dầu mỡ rò rỉ từ thiết bị và động cơ: Phát sinh từ các thiết bị và động cơ trong quá trình hoạt động.

Nước thải sinh hoạt:

• Nếu loại trừ nước thải sinh hoạt, các thành phần gây ô nhiễm chính trong quá trình sản xuất sữa là sữa và các sản phẩm từ sữa, chiếm khoảng 90% tải lượng hữu cơ (BOD). Các chỉ số quan trọng cần quan tâm trong nước thải sản xuất bao gồm BOD, COD, SS và chất béo. Sữa tươi nguyên chất có giá trị BOD cao (khoảng 100.000 mg/l), nên các dung dịch sữa pha loãng cũng có ảnh hưởng ô nhiễm đáng kể. Các thành phần chính tạo nên BOD của nước thải chế biến sữa là lactose, bơ sữa, protein và acid lactic.
• Chất thải sinh ra từ các quá trình khác nhau trong nhà máy chế biến sữa thường phản ánh sự ảnh hưởng lấn át của sữa. Tuy nhiên, mỗi quá trình có thể làm thay đổi thành phần chi tiết của nước thải. Do đó, thành phần và lưu lượng nước thải của mỗi nhà máy phụ thuộc vào các quy trình thực hiện, điều kiện và công nghệ sản xuất. Để xác định chính xác thành phần nước thải của mỗi nhà máy, cần tiến hành khảo sát thực tế.
• Nước thải chế biến sữa ban đầu có tính trung tính hoặc hơi kiềm, nhưng có xu hướng trở nên acid nhanh chóng do sự thiếu oxy, tạo điều kiện cho lactose lên men thành acid lactic, làm giảm pH và có thể gây ra sự kết tủa casein.
• Nước thải chế biến sữa thường chứa nhiều chất hữu cơ hòa tan, ít chất lơ lửng. Chúng là nguồn thức ăn cho vi khuẩn và các vi sinh vật, gây ra sự thiếu oxy nghiêm trọng do vi khuẩn và vi sinh vật tiêu thụ nhanh chóng. Ngoài ra, sữa còn chứa cả Nitơ và Photpho, là thức ăn tốt cho thực vật, có thể dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước.

Do nguồn nguyên liệu sữa tại chỗ hạn chế, các nhà máy chế biến sữa ở Việt Nam chủ yếu sử dụng sữa thành phẩm nhập khẩu, không sản xuất các sản phẩm có nước thải ô nhiễm cao như phô-mát, bơ, dịch sữa. Do đó, hàm lượng COD, BOD5 trong nước thải chế biến sữa ở Việt Nam tương đối thấp, lưu lượng và thành phần nước thải ít thay đổi.

Quy trình xử lý nước thải chế biến sữa

Quy trình xử lý nước thải chế biến sữa là một hệ thống gồm nhiều bước nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm trước khi xả thải ra môi trường. Quy trình này bao gồm các bước tiền xử lý, xử lý chính và xử lý sau cùng. Dưới đây là quy trình chi tiết:

Thu gom và tiền xử lý

• Thu gom nước thải: Nước thải từ các khu vực sản xuất, vệ sinh thiết bị và sinh hoạt được thu gom qua hệ thống cống và bồn chứa.
• Loại bỏ tạp chất thô: Song chắn rác: Loại bỏ các tạp chất lớn như rác, cặn bẩn để tránh tắc nghẽn trong các thiết bị xử lý tiếp theo.

Xử lý cơ học

Bể tách mỡ và lắng cặn:

• Bể tách mỡ: Loại bỏ dầu mỡ khỏi nước thải bằng cách sử dụng thiết bị tách mỡ.
• Bể lắng: Loại bỏ các hạt cặn lơ lửng và chất rắn trong nước thải.

Bể tuyển nổi DAF

• Bể tuyển nổi DAF (Dissolved Air Flotation): Sử dụng khí hòa tan để tạo bọt và nổi các hạt cặn lên trên bề mặt, sau đó loại bỏ chúng.

Xử lý sinh học

• Xử lý kị khí: Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket): Sử dụng vi sinh vật kị khí để phân hủy chất hữu cơ, giảm BOD và COD trong nước thải, đồng thời tạo ra khí methane có thể tái sử dụng làm năng lượng.
• Xử lý hiếu khí: Bể Aerotank: Sử dụng vi sinh vật hiếu khí để oxy hóa và phân hủy chất hữu cơ trong nước thải. Quá trình này diễn ra trong môi trường có oxy, tạo ra nước sạch và bùn hoạt tính.

Xử lý hóa học và khử trùng

• Điều chỉnh pH: Nước thải được điều chỉnh pH để đạt mức trung tính hoặc hơi kiềm trước khi xử lý tiếp theo.
• Khử trùng: Khử trùng: Sử dụng các chất khử trùng như chlorine hoặc ozone để tiêu diệt vi khuẩn và vi sinh vật có hại còn lại trong nước thải.

Xử lý bùn

• Xử lý bùn: Bùn thải từ các bể xử lý được xử lý bằng phương pháp ủ hoặc ép bùn để giảm thể tích và làm khô, sau đó có thể tái sử dụng làm phân bón hoặc xử lý tiếp theo.

Xả thải

• Nước thải sau khi qua các bước xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải sẽ được xả ra môi trường hoặc tái sử dụng cho các mục đích khác như tưới cây hoặc làm sạch.

Quy định và tiêu chuẩn về xử lý nước thải trong ngành chế biến sữa

QCVN 40:2011/BTNMT là Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp. Dưới đây là một số điểm quan trọng trong quy chuẩn này:

Phạm vi điều chỉnh:

• Quy chuẩn này quy định giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả ra nguồn tiếp nhận nước thải.
• Áp dụng đối với tổ chức, cá nhân liên quan đến hoạt động xả nước thải công nghiệp ra nguồn tiếp nhận nước thải.

Đối tượng áp dụng:

• Quy chuẩn này áp dụng đối với tổ chức, cá nhân liên quan đến hoạt động xả nước thải công nghiệp ra nguồn tiếp nhận nước thải.
• Nước thải công nghiệp của một số ngành đặc thù được áp dụng theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia riêng.
• Nước thải công nghiệp xả vào hệ thống thu gom của nhà máy xử lý nước thải tập trung tuân thủ theo quy định của đơn vị quản lý và vận hành nhà máy xử lý nước thải tập trung.

Giải thích thuật ngữ:

• Nước thải công nghiệp là nước thải phát sinh từ quá trình công nghệ của cơ sở sản xuất, dịch vụ công nghiệp.
• Nguồn tiếp nhận nước thải bao gồm hệ thống thoát nước đô thị, khu dân cư; sông, suối, khe, rạch; kênh, mương; hồ, ao, đầm; vùng nước biển ven bờ có mục đích sử dụng xác định.

Quy định kỹ thuật:

• Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả vào nguồn tiếp nhận nước thải được tính theo công thức:

Cmax​=C×Kq​×Kf​

• Áp dụng giá trị tối đa cho phép

Cmax​=C

đối với các thông số: nhiệt độ, màu, pH, coliform, tổng hoạt độ phóng xạ α, tổng hoạt độ phóng xạ β.

• Nước thải công nghiệp xả vào hệ thống thoát nước đô thị, khu dân cư chưa có nhà máy xử lý nước thải tập trung thì áp dụng giá trị

Cmax​=C

Xem thêm: Giải pháp xử lý nước thải nhà máy sữa hiện đại và hiệu quả

Kết Luận

Việc xử lý nước thải chế biến sữa không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo sức khỏe cộng đồng và tuân thủ quy định pháp luật.

Các công nghệ mới như xử lý sinh học kết hợp với phương pháp cơ học đang được nghiên cứu và áp dụng để nâng cao hiệu quả xử lý và giảm chi phí.

Hy vọng bài viết này sẽ cung cấp những thông tin hữu ích về quy trình và công nghệ xử lý nước thải chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa, giúp bạn hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của việc xử lý nước thải trong ngành công nghiệp này.