Công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê nhân

CÔNG NGH ỆX ỬLÝ N ƯỚ C TH Ả I CH ẾBI ẾN CÀ PHÊ NHÂN Giới thiệu Trong năm qua, ngành cà phê Việt Nam tăng trưởng mức cao, sản lượng xuất cà phê Việt Nam đứng thứ giới sau Braxin Cà phê xuất sang 70 quốc gia giới, 14 thị trường đứng đầu chiếm đến 80% tổng kim ngạch xuất cà phê nước (xử lý nước thải chế biến cà phê) Nhà máy chế biến cà phê công nghệ ướt hoạt động Trong kỹ thuật chế biến cà phê nhân có công nghệ là:  Công nghệ chế biến khô  Công nghệ chế biến ướt Công nghệ chế biến cà phê phương pháp khô Là công nghệ đơn giản, có công đoạn làm khô cà phê tươi đến mức độ định, dùng máy xay loại bỏ lớp vỏ thịt bọc để lấy nhân Phương pháp áp dụng rộng rãi tất vùng trồng cà phê doanh nghiệp lớn nhỏ nước ta Tuy nhiên, công nghệ phụ thuộc hoàn toàn vào thời tiết, thời gian chế biến kéo dài, sản phẩm tạo có chất lượng không cao Công nghệ chế biến cà phê phương pháp ướt Là công nghệ chế biến phức tạp, công nghệ chế biến ướt bao gồm giai đoạn phân loại, xay xát, rửa tươi để loại bỏ vỏ, thịt chất nhờn bên nhân để có cà phê thóc, sau làm khô để có cà phê nhân sống Phương pháp cho sản phẩm chất lượng tốt, giảm đáng kể diện tích sân phơi (so với phương pháp khô mặt chế biến giảm 70 – 80%), không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết Tuy nhiên, công nghệ đòi hỏi thiết bị máy móc, phức tạp phát sinh lượng nước thải lớn Công nghệ chế biến cà phê phương pháp ướt Vấn đề đặt áp dụng công nghệ xử lý nước thải phù hợp với phương pháp ướt, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, để doanh nghiệp áp dụng trì sản xuất cà phê công nghệ ướt cho chất lượng cà phê tốt hơn, tạo thương hiệu cạnh tranh trường quốc tế Công ty môi trường Hòa Bình Xanh có nhiều năm kinh nghiệm xử lý nước thải chế biến cà phê, chuyên tư vấn, thiết kế, thi công chuyển giao công nghệ hệ thống xử lý nước thải chế biến cà phê, công ty xin đưa thành phần, tính chất đặc trưng đề xuất công nghệ phù hợp để xử lý nước thải chế biến cà phê cho quý khách hàng tham khảo lựa chọn Đặc thù nước thải chế biến cà phê (xử lý nước thải chế biến cà phê)  Có lưu lượng tương đối lớn ổn định  Chứa hợp chất hữu (thường độc) có nguồn gốc từ thực vật  Chất thải hữu có nguồn gốc từ thực vật chủ yếu cacbonhydrat, lignin  Có thông số ô nhiễm đặc trưng hàm lượng TSS, BOD5, COD cao (cao gấp 10 – 20 lần quy chuẩn) Nguồn gốc phát sinh nước thải (xử lý nước thải chế biến cà phê) Nước thải chế biến cà phê phát sinh trình sơ chế chế biến công đoạn sau Rửa thô: Đây giai đoạn nước thải sinh có thành phần chủ yếu chất rắn lơ lửng, chất ô nhiễm không cao Xay xát vỏ: giai đoạn nước thải phát sinh có thành phần ô nhiễm cao, có độ đục lượng cặn cao Ngoài ra, giai đoạn thải lượng vỏ lớn tồn nước thải Ngâm enzim lên men: Đây giai đoạn phát sinh nước thải đáng kể quy trình chế biến Nước thải phát sinh từ giai đoạn có thành phần hữu cao, có độ nhớt lớn Rửa sạch: Nước thải giai đoạn có lưu lượng ít, thành phần hữu tương đối cao Nước thải vệ sinh: phát sinh từ công đoạn vệ sinh thiết bị, máy móc chế biến nhà xưởng Nước thải sinh hoạt phát sinh trình hoạt động sản xuất công nhân… Thành phần, tính chất nước thải chế biến cà phê (xử lý nước thải chế biến cà phê) Thành phần, tính chất nước thải chế biến cà phê *Nhận xét: Nước thải ngành chế biến cà phê phù hợp với công nghệ xử lý nước thải phương pháp sinh học, áp dụng thêm phương pháp xử lý hóa lý để xử lý triệt để thành phần ô nhiễm, nước thải sau xử lý đạt yêu cầu xả thải Hệ thống xử lý nước thải ngành chế biến cà phê Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê (công nghệ tiêu biểu) Công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê Thuyết minh quy trình công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê Nước thải đầu vào theo mương thu gom dẫn hố thu, trước vào hố thu nước thải dẫn qua song chắn rác để chắn rác có kích thước lớn (≥2mm) nhằm tách thành phần vỏ cà phê có nước thải, tránh gây tắc nghẽn đường ống tắc nghẽn bơm trình vận hành Hố thu thường có kích thước sâu để thu gom nước thải, hố thu bố trí bơm chìm để bơm nước thải sang bể lắng cặn, bể lắng cặn có nhiệm vụ lắng cặn xơ thành phần chất rắn lơ lửng có nước thải, phát sinh từ trình xay xát Sau nước thải dẫn sang bể điều hòa, bể điều hòa, bể điều hòa có tác dụng điều hòa tính chất lưu lượng nước thải trình sản xuất Trong bể điều hòa nước thải xáo trộn liên tục nhờ bơm khuấy chìm Nước thải tiếp tục dẫn vào bể kỵ khí UASB, trình phân hủy kỵ khí bể UASB theo phản ứng sau: Chất hữu + Vi sinh vật kỵ khí CO2 + CH4 + H2S + Sinh khối + … Quá trình phân hủy trải qua giai đoạn:  Giai đoạn 1: Thuỷ phân, cắt mạch hợp chất cao phân tử Trong giai chất thải hữu chứa nhiều chất hữu cao phân tử protein, chất béo, celluloses, lignin,… chúng bị thuỷ phân, cắt mạch tạo thành phân tử đơn giản hơn, dễ phân huỷ Các phản ứng thuỷ phân chuyển hoá protein thành amino axit, carbohydrates thành đường đơn, chất béo thành axid béo  Giai đoạn 2: Axit hoá Trong giai đoạn này, chất hữu đơn giản lại phân hủy chuyển hoá thành axit acetic, H2 CO2 Các axit béo dễ bay chủ yếu axit acetic, axit propionic axit lactic Ngoài CO2 H2O, methanol, rượu đơn giản khác hình thành trình cắt mạch carbohydrates Vi sinh vật phân giải methane phân huỷ số loại chất định CO2+ H2, formate,acetate, methanol, CO Sự hình thành axit làm pH giảm  Giai đoạn 3: Acetate hoá Vi khuẩn acetic chuyển hóa sản phẩm giai đoạn axit hóa thành acetate, H2, CO2 sinh khối  Giai đoạn 4: Methane hoá Đây giai đoạn cuối trình phân hủy kỵ khí Acetic, H2, CO2, axit fomic methanol chuyển hóa thành methane, CO2 sinh khối Trong giai đoạn thủy phân, axit hóa acetic hóa, COD không giảm, COD giảm giai đoạn methane hóa (xử lý nước thải chế biến cà phê) Nước thải sau qua bể UASB dẫn sang bể thiếu khí Anoxic Bể Anoxic kết hợp Aerotank lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH4+ khử NO3- thành N2 Với việc lựa chọn bể bùn hoạt tính xử lý kết hợp đan xen trình xử lý thiếu khí, hiếu khí tận dụng lượng cacbon khử BOD, cấp thêm lượng cacbon từ vào cần khử NO3-, tiết kiệm 50% lượng oxy nitrat hóa khử NH4+ tận dụng lượng oxy từ trình khử NO3- Nước thải bể Aerotank tuần hoàn liên tục lại bể Anoxic với lưu lượng từ 50% – 100% để thực trình khử NO3- có nước thải Tại bể sinh học hiếu khí Aerotank, không khí cấp vào nhờ máy thổi khí hoạt động luân phiên 24/24h Vi sinh bể Aerotank bổ sung định kỳ tuần từ bùn tuần hoàn bể lắng Các vi sinh vật phân hủy chất hữu thành sản phẩm cuối CO2 H2O giảm nồng độ bẩn nước thải Trong bể Aerotank lắp đặt vật liệu tiếp xúc nhằm tăng khả tiếp xúc vi sinh vật với nước thải, đồng thời môi trường có vi sinh vật dính bám phát triển Sau trình xử lý sinh học, nước thải tràn qua bể lắng để lắng bùn nước thải Trong bể lắng nước di chuyển ống trung tâm xuống đáy bể sau di chuyển ngược từ lên chảy vào máng thu nước để tràn sang bể khử trùng Phần bùn lắng xuống đáy bể phần tuần hoàn lại bể sinh học thiếu khí hiếu khí để trì nồng độ bùn, phần bùn dư bơm vào bể chứa bùn Nước thải tiếp tục dẫn sang bể chứa trung gian để bắt đầu trình xử lý hóa lý Nước thải từ bể chứa trung gian bơm lên bể keo tụ tạo bông, hóa chất NaOH, PAC, Polymer châm vào tạo cặn có kích thước lớn dễ lắng trọng lực Nước thải chảy tự nhiên sang bể lắng hóa lý để lắng cặn, nước chảy vào máng thu chảy sang bể khử trùng Trong bể khử trùng Javen bơm vào nước thải bơm định lượng Dưới tác dụng chất oxy hóa mạnh, vi sinh vật nước thải bị tiêu diệt, đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn mặt vi sinh Cuối nước thải bơm vào bồn lọc áp lực nhằm loại bỏ hàm lượng cặn sót lại mà trình lắng chưa thực được, đảm bảo độ cần thiết trước đưa vào nguồn tiếp nhận Nước thải sau xử lý đảm bảo quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, Cột A xả nguồn tiếp nhận Quá trình lọc áp lực tạo cặn bồn lọc, sau thời gian làm việc bồn lọc áp lực rửa lọc nhằm tách phần cặn khỏi bề mặt vật liệu lọc, nước rửa lọc dẫn vào hố thu Bùn dư bể lắng sinh học bùn rắn từ trình lược rác tách dầu mỡ đượcdẫn bể chứa bùn Quá trình ổn định bùn kỵ khí diễn thời gian dài làm cho bùn ổn định, mùi hôi dễ lắng Sau bùn đưa vào máy ép bùn nhằm giảm thể tích bùn, chuyển hóa bùn ướt thành bùn khô chôn lấp Trên công nghệ thường áp dụng xử lý nước thải chế biến cà phê Tùy vào quy mô, công suất công nghệ chế biến cà phê mà áp dụng công nghệ xử lý nước thải phù hợp Công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê có ưu điểm  Hiệu suất xử lý tiêu BOD, COD, Nitơ cao  Đảm bảo chất lượng nước thải đầu  Chi phí vận hành thấp chủ yếu phương pháp sinh học, dễ vận hành (có thể đào tạo người chưa có chuyên môn xử lý nước thải vận hành hệ thống)  Giảm thiểu tối đa thể tích bùn thải, dễ dàng vận chuyển bảo quản sử dụng bùn để làm phân vi sinh bón cho trồng Có thể tái sử dụng nước thải sau xử lý cho mục đích rửa cà phê công đoạn rửa nguyên liệu, tưới cây, tưới đường, vệ sinh nhà xưởng …