Hóa chất xử lý nước thải thực phẩm và đồ uống thường gồm hóa chất điều chỉnh pH, PAC, Polymer, chất khử bọt, chất khử trùng và các sản phẩm hỗ trợ sinh học trong những hệ thống phù hợp.
Nước thải từ nhà máy sữa, bia, nước giải khát, chế biến thịt, thủy sản, tinh bột hoặc thực phẩm đóng gói thường chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy. Ngoài ra, nước còn có thể chứa dầu mỡ, protein, đường, tinh bột, cặn thực phẩm và hóa chất vệ sinh.
Do đặc điểm nước thay đổi theo sản phẩm và thời điểm vệ sinh dây chuyền, không nên áp dụng một công thức hóa chất cố định cho mọi nhà máy.
1. Nước thải thực phẩm và đồ uống có đặc điểm gì?
Nước thải có thể phát sinh từ quá trình sơ chế nguyên liệu, rửa thiết bị, vệ sinh nhà xưởng, sản xuất, đóng gói và xử lý sản phẩm bị hỏng.
Các thành phần thường cần kiểm soát gồm:
- COD và BOD do đường, protein, tinh bột, sữa hoặc nguyên liệu hữu cơ.
- TSS do cặn thực phẩm và nguyên liệu rắn.
- Dầu mỡ từ thịt, cá, sữa và quá trình chế biến.
- Nitơ và phospho.
- pH cao hoặc thấp do hóa chất vệ sinh.
- Chất tẩy rửa và chất hoạt động bề mặt.
- Màu, mùi và bọt.
Nồng độ ô nhiễm có thể tăng mạnh khi sản phẩm bị đổ, bồn được vệ sinh hoặc nước rửa đầu tiên được xả tập trung.
Vì vậy, bể điều hòa và việc kiểm soát nguồn xả có vai trò rất quan trọng trước khi lựa chọn hóa chất.
2. Hóa chất điều chỉnh pH
pH ảnh hưởng đến keo tụ, tuyển nổi, xử lý sinh học và hiệu quả của nhiều phản ứng hóa học.
Nước thải thực phẩm có thể bị kiềm hóa sau quá trình vệ sinh bằng xút. Ngược lại, nước từ các công đoạn lên men hoặc sử dụng axit có thể có pH thấp.
Các hóa chất thường được cân nhắc gồm:
- Axit Sulfuric H₂SO₄: Dùng để hạ pH trong những hệ thống phù hợp.
- Axit Clohidric HCl: Có thể dùng để trung hòa nước có tính kiềm.
- NaOH: Bazơ mạnh dùng để nâng pH.
- Soda Na₂CO₃: Có thể nâng pH và bổ sung độ kiềm.
- Vôi: Được sử dụng trong một số hệ thống trung hòa phù hợp.
Lượng hóa chất không chỉ phụ thuộc vào giá trị pH ban đầu. Độ axit, độ kiềm và khả năng đệm của nước cũng ảnh hưởng đáng kể đến mức tiêu hao.
Xem thêm: Vì sao pH ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải?.
Sản phẩm liên quan: Axit Sulfuric H₂SO₄ 98% và Xút vảy NaOH 98.5%.
3. PAC và Polymer trong keo tụ, tạo bông
PAC được sử dụng để làm mất ổn định các hạt cặn nhỏ, dầu mỡ phân tán và một phần chất hữu cơ có khả năng keo tụ.
Sau đó, Polymer có thể hỗ trợ các hạt liên kết thành bông lớn hơn để thuận lợi cho lắng hoặc tuyển nổi.
PAC và Polymer có thể hỗ trợ xử lý:
- Cặn thực phẩm nhỏ.
- Chất rắn lơ lửng.
- Dầu mỡ phân tán.
- Protein hoặc chất hữu cơ dạng hạt.
- Độ đục.
- Một phần màu trong những điều kiện phù hợp.
Tuy nhiên, hai hóa chất này không xử lý hoàn toàn lượng đường, cồn hoặc chất hữu cơ hòa tan. Phần hữu cơ hòa tan thường cần được xử lý tiếp bằng công đoạn sinh học hoặc công nghệ khác.
Xem thêm: PAC là gì? Ứng dụng của PAC trong xử lý nước.
Xem thêm: Polymer là gì? Vai trò trong tạo bông và trợ lắng.
4. Xử lý dầu mỡ và cặn bằng hệ thống tuyển nổi
Nước thải chế biến thịt, thủy sản, sữa và thức ăn có thể chứa nhiều dầu, mỡ và cặn nhẹ.
Các chất này thường khó lắng xuống đáy. Vì vậy, nhiều hệ thống sử dụng tuyển nổi khí hòa tan, còn gọi là DAF, để đưa cặn và dầu mỡ lên bề mặt.
Một quy trình có thể gồm:
Điều chỉnh pH → Châm PAC → Châm Polymer → Tạo bông → Tuyển nổi → Thu gom bùn nổi.
PAC và Polymer giúp hình thành bông có khả năng bám vào bọt khí. Sau đó, bông được đưa lên bề mặt và tách bằng thiết bị gạt bùn.
Hiệu quả phụ thuộc vào pH, loại hóa chất, kích thước bông, lượng khí, áp suất và tải lượng dầu mỡ thực tế.
Ngoài hóa chất, nhà máy nên thu gom cặn và dầu mỡ ngay tại nguồn. Không nên dùng PAC để bù cho việc để nguyên liệu, dầu hoặc sản phẩm thất thoát đi vào hệ thống.
5. Hóa chất và dinh dưỡng hỗ trợ bể vi sinh
Phần lớn chất hữu cơ hòa tan trong nước thải thực phẩm và đồ uống được xử lý bằng công đoạn sinh học.
Tùy tải lượng, hệ thống có thể sử dụng bể kỵ khí, thiếu khí, hiếu khí hoặc kết hợp nhiều công đoạn.
Vi sinh cần carbon, nitơ, phospho và các điều kiện môi trường phù hợp. Tuy nhiên, không nên mặc định mọi hệ thống đều cần bổ sung urê, DAP hoặc sản phẩm dinh dưỡng.
Một số dòng nước giàu đường hoặc tinh bột có thể có nhiều carbon nhưng thiếu cân đối nitơ và phospho. Ngược lại, nước thải từ chế biến thịt, thủy sản hoặc sữa có thể đã chứa lượng dinh dưỡng đáng kể.
Trước khi bổ sung cần kiểm tra:
- COD hoặc BOD đầu vào.
- Nitơ và phospho.
- pH và độ kiềm.
- DO tại bể hiếu khí.
- Tải lượng và lượng sinh khối.
- Hiệu quả xử lý hiện tại.
Bổ sung quá mức có thể làm tăng chỉ tiêu nitơ, phospho đầu ra và tăng chi phí vận hành.
6. Có cần bổ sung mật rỉ đường hoặc nguồn carbon không?
Nước thải thực phẩm và đồ uống thường đã chứa nhiều chất hữu cơ. Vì vậy, bể hiếu khí đang quá tải thường không cần bổ sung thêm mật rỉ đường.
Nguồn carbon ngoài chỉ nên được cân nhắc khi:
- Hệ thống có công đoạn khử nitrat.
- Vùng thiếu khí thực sự thiếu carbon dễ phân hủy.
- Có dữ liệu cho thấy nitrat đầu ra cao do thiếu carbon.
- Điểm châm và liều lượng đã được đánh giá.
Nếu nguyên nhân là thiếu oxy, độc chất, pH bất thường hoặc mất bùn, bổ sung mật rỉ đường không giải quyết đúng vấn đề. Thậm chí, việc châm thêm carbon vào bể hiếu khí đang quá tải có thể làm tăng nhu cầu oxy.
Xem thêm: Khi nào cần bổ sung nguồn carbon cho hệ thống xử lý nước thải?.
7. Hóa chất khử bọt và kiểm soát mùi
Bọt có thể phát sinh do chất tẩy rửa, chất hoạt động bề mặt, protein, dầu mỡ hoặc tình trạng bể vi sinh không ổn định.
Hóa chất khử bọt có thể được sử dụng để giảm bọt tạm thời tại bể điều hòa, bể sinh học hoặc khu vực tuyển nổi.
Tuy nhiên, trước khi châm cần kiểm tra:
- Nguồn chất tẩy rửa đi vào hệ thống.
- Tải hữu cơ có tăng đột ngột không.
- Dầu mỡ có được tách tốt không.
- DO và chế độ sục khí.
- Đặc điểm bùn hoạt tính.
- Khả năng tương thích của chất khử bọt với bể sinh học.
Chất khử bọt chỉ xử lý biểu hiện trên bề mặt. Nếu nguyên nhân gốc vẫn còn, bọt sẽ tiếp tục xuất hiện và lượng hóa chất tiêu hao tăng.
Đối với mùi, cần xác định mùi phát sinh từ nước đầu vào, bể kỵ khí, bùn lưu lâu, sulfide hay nguyên liệu hữu cơ phân hủy. Không nên dùng chất oxy hóa hoặc chất tạo mùi để che lấp nguyên nhân.
8. Chlorine và chất oxy hóa dùng khi nào?
Chlorine, Javen, Hydrogen Peroxide hoặc Ozone có thể được sử dụng trong một số công đoạn phù hợp.
Các mục tiêu có thể gồm:
- Khử trùng nước sau xử lý.
- Kiểm soát vi sinh tại một số công đoạn.
- Hỗ trợ xử lý mùi hoặc màu.
- Oxy hóa một số hợp chất khó xử lý.
Chlorine thường được cân nhắc tại công đoạn cuối sau khi nước đã giảm cặn và chất hữu cơ. Nếu châm vào nước còn nhiều COD, hóa chất có thể bị tiêu thụ nhanh và làm tăng chi phí.
Không nên để lượng chất oxy hóa dư đi vào bể vi sinh vì có thể làm suy giảm hoạt động của sinh khối.
Sản phẩm liên quan: Chlorine Cá Heo Ca(ClO)₂ 70%.
Chất khử trùng sử dụng cho nước thải cần được quản lý tách biệt với hóa chất dùng trực tiếp trong sản xuất thực phẩm. Không sử dụng hóa chất xử lý nước thải cho dây chuyền thực phẩm hoặc bề mặt tiếp xúc sản phẩm khi chưa được đánh giá và phê duyệt cho mục đích đó.
9. Cách lựa chọn hóa chất xử lý nước thải thực phẩm và đồ uống
Trước khi lựa chọn hóa chất, doanh nghiệp nên xác định vấn đề thực tế của hệ thống.
- pH đang cao, thấp hay biến động?
- Nước có nhiều dầu mỡ hay cặn thực phẩm không?
- COD chủ yếu ở dạng hòa tan hay gắn với cặn?
- Hệ thống dùng lắng hay tuyển nổi?
- Bể sinh học đang thiếu oxy hay quá tải?
- Nitơ và phospho có mất cân đối không?
- Bọt xuất hiện do chất tẩy rửa hay do vi sinh?
- Có yêu cầu khử trùng nước đầu ra không?
Với PAC và Polymer, nên thực hiện Jar-test hoặc thử nghiệm trên mẫu thực tế. Cần đánh giá đồng thời kích thước bông, tốc độ tách, độ trong, lượng bùn và hiệu quả giảm dầu mỡ hoặc TSS.
Xem thêm: Jar-test là gì? Vì sao nên thử trước khi sử dụng hóa chất xử lý nước?.
10. Những sai lầm thường gặp
- Dùng một công thức hóa chất cho mọi loại nước thải thực phẩm.
- Không tách cặn và dầu mỡ tại nguồn.
- Chỉ tăng PAC khi nước sau tuyển nổi chưa trong.
- Không kiểm tra pH trước khi keo tụ.
- Dùng Polymer theo cảm tính.
- Bổ sung urê hoặc DAP khi chưa xác định thiếu dinh dưỡng.
- Đổ mật rỉ đường vào bể hiếu khí đang quá tải.
- Châm chất khử bọt nhưng không kiểm tra chất tẩy rửa.
- Dùng Chlorine trước bể vi sinh mà không kiểm soát hóa chất dư.
- Mua hóa chất số lượng lớn trước khi thử nghiệm.
Hóa chất chỉ là một phần của hệ thống. Hiệu quả còn phụ thuộc vào phân dòng, bể điều hòa, thiết bị khuấy, tuyển nổi, sục khí, bể lắng và cách kiểm soát tải đầu vào.
11. Câu hỏi thường gặp
Hóa chất xử lý nước thải thực phẩm và đồ uống gồm những gì?
Các nhóm thường gặp gồm hóa chất điều chỉnh pH, PAC, Polymer, chất khử bọt, chất khử trùng và dinh dưỡng hỗ trợ vi sinh trong những hệ thống thực sự cần bổ sung.
PAC có xử lý được COD trong nước thải thực phẩm không?
PAC có thể giảm phần COD gắn với cặn, dầu mỡ hoặc chất có khả năng keo tụ. Phần chất hữu cơ hòa tan thường cần xử lý sinh học hoặc công nghệ khác.
Nước thải nhiều dầu mỡ nên dùng hóa chất gì?
Có thể kết hợp PAC, Polymer và tuyển nổi trong những hệ thống phù hợp. Trước tiên vẫn cần thu gom dầu mỡ và cặn lớn tại nguồn.
Có cần bổ sung dinh dưỡng cho bể vi sinh không?
Chỉ bổ sung khi kết quả phân tích và dữ liệu vận hành cho thấy thiếu hoặc mất cân đối dinh dưỡng. Không nên mặc định mọi nước thải thực phẩm đều cần urê hoặc DAP.
Có nên dùng mật rỉ đường cho nước thải thực phẩm không?
Nước thải thực phẩm thường đã giàu carbon. Mật rỉ chỉ nên cân nhắc cho công đoạn khử nitrat khi có dữ liệu chứng minh thiếu carbon dễ phân hủy.
Chlorine nên châm trước hay sau bể vi sinh?
Chlorine thường được cân nhắc tại công đoạn khử trùng cuối. Chất oxy hóa dư đi vào bể sinh học có thể ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh.
Kết luận
Hóa chất xử lý nước thải thực phẩm và đồ uống có thể gồm axit hoặc kiềm điều chỉnh pH, PAC, Polymer, chất khử bọt, dinh dưỡng vi sinh và chất khử trùng.
Tuy nhiên, không phải nhà máy nào cũng cần sử dụng toàn bộ các nhóm trên. Việc lựa chọn phải dựa trên pH, COD, BOD, TSS, dầu mỡ, nitơ, phospho, công nghệ xử lý và vấn đề đang gặp phải.
Doanh nghiệp nên ưu tiên giảm thất thoát nguyên liệu, tách cặn và dầu mỡ tại nguồn, điều hòa tải và thử nghiệm hóa chất trước khi mua số lượng lớn.
Quý khách cần mua PAC, Polymer, hóa chất khử bọt, Axit Sulfuric H₂SO₄ 98%, Xút NaOH, Soda Na₂CO₃, Chlorine hoặc các hóa chất xử lý nước khác, vui lòng liên hệ Châu An Chemical để được tư vấn theo nguồn nước và nhu cầu thực tế.
