Trường hợp xử lý nước thải ngành đồ uống

Cơ sở dự án được ghi nhận

Tài liệu giới thiệu của ZhongQiao Enlightenment ghi nhận một dự án xử lý nước thải sản xuất đồ uống tại Triệu Khánh, tỉnh Quảng Đông. Công suất được liệt kê là 400 mét khối mỗi ngày, với quy trình tuyển nổi khí hòa tan (DAF) kết hợp giai đoạn xử lý tích hợp AAO. Trường hợp này minh họa cho phương pháp kết hợp hóa lý và sinh học đối với nước thải sản xuất thực phẩm và đồ uống.

Hồ sơ dự án hiện có không cung cấp thông tin về loại đồ uống, nồng độ dòng vào, liều lượng hóa chất, kích thước thiết bị, quy chuẩn xả thải hay kết quả hiệu suất xử lý đo đạc thực tế. Không nên tự suy đoán các giá trị này. Tuy nhiên, công suất và quy trình được ghi lại vẫn cung cấp cơ sở hữu ích để giải thích lý do tại sao tiền xử lý và xử lý sinh học thường được phối hợp đồng bộ để xử lý nước thải công nghiệp có tính biến động cao.

Tại sao nước thải ngành đồ uống có độ biến động cao

Các nhà máy sản xuất đồ uống phát sinh nước thải từ quá trình thất thoát sản phẩm, súc rửa chai hoặc bao bì chứa, vệ sinh thiết bị, rửa sàn, chuyển đổi sản phẩm, hệ thống phụ trợ và sinh hoạt của nhân viên. Đường và các thành phần hữu cơ dễ phân hủy sinh học khác có thể tạo ra tải lượng hữu cơ cao, trong khi hóa chất tẩy rửa có thể làm thay đổi độ pH. Chất rắn lơ lửng, nhãn mác, dầu mỡ, màu sắc, nhiệt độ và lịch trình sản xuất cũng có thể ảnh hưởng đến đặc tính nước thải.

Số liệu trung bình ngày có thể che giấu các đợt xả thải nồng độ cao trong thời gian ngắn. Do đó, cơ sở thiết kế cần bao gồm các ca sản xuất, chu kỳ thay đổi sản phẩm, chu trình vệ sinh tại chỗ (CIP), lưu lượng đỉnh, dải pH, COD, BOD, chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng, dầu mỡ, nhiệt độ và bất kỳ hóa chất ức chế nào. Việc tách dòng, sàng lọc và điều hòa giúp ngăn ngừa một sự cố sản xuất đơn lẻ làm mất ổn định toàn bộ trạm xử lý.

DAF đóng vai trò là rào cản tiền xử lý

Quá trình tuyển nổi khí hòa tan (DAF) tạo ra các bọt khí mịn bám vào các chất lơ lửng hoặc bông cặn và đưa chúng lên bề mặt để gạt bỏ. Quá trình keo tụ và tạo bông có thể được sử dụng để làm mất ổn định các chất keo và hình thành các bông cặn dễ tách. Đối với nước thải ngành đồ uống, DAF có thể làm giảm chất rắn lơ lửng cũng như một số loại dầu, mỡ hoặc tải lượng hữu cơ liên kết với hạt trước khi đi vào hệ thống xử lý sinh học.

DAF không loại bỏ được toàn bộ các chất hữu cơ hòa tan hoặc amoni. Thiết kế của hệ thống phụ thuộc vào kết quả phân tích mẫu nước thải, độ pH, phản ứng với hóa chất, lưu lượng tuần hoàn, áp suất, quá trình khuấy trộn, tải trọng thủy lực, cơ cấu gạt bùn bề mặt và xả bùn. Người vận hành cần theo dõi sự hình thành bông cặn, lớp bùn bề mặt, chất lượng nước trong, mức tiêu thụ hóa chất và những thay đổi trong sản xuất. Lớp bùn tuyển nổi đậm đặc cần được thu gom lưu trữ, khử nước và thải bỏ đúng quy định pháp luật.

Xử lý sinh học tích hợp AAO

Quy trình xử lý phía sau được ghi nhận là giai đoạn tích hợp AAO, sử dụng các môi trường kỵ khí (anaerobic), thiếu khí (anoxic) và hiếu khí (aerobic). Với hàm lượng cacbon, chất dinh dưỡng, oxy, tuổi bùn, tỷ lệ tuần hoàn và nhiệt độ thích hợp, quy trình này giúp loại bỏ các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học và hỗ trợ kiểm soát nitơ cùng phốt pho. Thể tích bể chính xác và tỷ lệ tuần hoàn phải phản ánh đúng đặc tính nước đầu vào và yêu cầu chất lượng nước đầu ra.

Hệ thống tiền xử lý DAF ổn định sẽ bảo vệ giai đoạn sinh học khỏi tình trạng quá tải chất rắn và dầu mỡ, nhưng tải lượng đường hòa tan cao vẫn có thể tạo ra nhu cầu oxy rất lớn. Công suất sục khí và dung tích bể điều hòa cần tính đến các mức tải đỉnh thực tế. Sự cân bằng dinh dưỡng có thể cần được xem xét lại vì một số loại nước thải đồ uống chứa nhiều cacbon nhưng lại thiếu nitơ hoặc phốt pho để sinh khối phát triển khỏe mạnh.

Vận hành trong điều kiện thay đổi sản xuất

Đội ngũ vận hành sản xuất và vận hành xử lý nước thải cần chia sẻ thông tin với nhau. Kế hoạch chuyển đổi dây chuyền, chu kỳ vệ sinh, sự cố tràn đổ sản phẩm hoặc xả hóa chất đều có thể ảnh hưởng đến độ pH, lưu lượng, hiện tượng tạo bọt, nhu cầu oxy và liều lượng hóa chất. Việc thông báo sớm giúp đội ngũ xử lý kịp thời tận dụng bể điều hòa, điều chỉnh liều lượng châm hóa chất, kiểm soát lưu lượng nạp hoặc cô lập dòng thải không phù hợp.

Các hồ sơ hữu ích cần ghi chép bao gồm sản lượng sản xuất, lượng nước sử dụng, kết quả xét nghiệm dòng vào và dòng ra, lượng hóa chất DAF tiêu thụ, khối lượng bùn, lượng oxy hòa tan (DO), thời gian chạy máy thổi khí, tỷ lệ tuần hoàn, cảnh báo lỗi và nhật ký bảo trì. Việc phân tích xu hướng có thể giúp phân biệt giữa sự cố quy trình xử lý và sự thay đổi từ phía sản xuất. Các thiết bị đo cần được hiệu chuẩn định kỳ và việc kiểm tra trong phòng thí nghiệm vẫn là điều cần thiết để xác minh hiệu suất xử lý so với quy chuẩn xả thải hiện hành.

Bài học kinh nghiệm từ công trình tham chiếu 400 m3/ngày

Công trình tham chiếu tại Triệu Khánh xác nhận rằng ZhongQiao Enlightenment đã cung cấp quy trình xử lý công suất 400 m3/ngày kết hợp DAF và thiết bị xử lý nước thải tích hợp AAO cho nước thải ngành đồ uống. Việc lựa chọn công nghệ phản ánh một nguyên tắc kỹ thuật phổ biến: loại bỏ các tạp chất nổi và chất rắn lơ lửng gây cản trở trước khi đưa vào hệ thống sinh học để xử lý tải lượng hữu cơ dễ phân hủy còn lại.

Một dự án tương tự nên bắt đầu bằng việc xác định đặc tính nước thải và lập sơ đồ quy trình sản xuất, tiếp theo là các thử nghiệm khả năng xử lý hoặc thử nghiệm Jar-test khi cần thiết. Sau đó, nhà sản xuất thiết bị xử lý nước thải cần phối hợp đồng bộ các khâu: điều hòa, kiểm soát pH, châm hóa chất, DAF, xử lý sinh học, xử lý bùn, tự động hóa và lấy mẫu. Kinh nghiệm từ các dự án trước đây rất có giá trị, nhưng hệ thống mới luôn phải được thiết kế dựa trên quy trình sản xuất đồ uống thực tế và mục tiêu xả thải tại địa phương.

Hiệu quả sử dụng tài nguyên có thể được đánh giá sau khi hệ thống xử lý đã vận hành ổn định. Việc lập bản đồ sử dụng nước có thể giúp phát hiện các cơ hội giảm thất thoát sản phẩm, cải thiện việc làm sạch khô, tối ưu hóa quá trình tráng rửa hoặc phân tách các dòng thải tương đối sạch. Những biện pháp giảm thiểu tại nguồn này có thể giảm tải trọng thủy lực và hữu cơ trước khi bổ sung thiết bị xử lý nước thải mới. Mọi đề xuất tái sử dụng nước đã xử lý sau đó cần được đánh giá dựa trên các tiêu chuẩn vệ sinh sản phẩm, quy định của địa phương, kiểm soát nguy cơ đấu nối chéo và quy trình tinh chế cần thiết. Việc giảm thiểu tại nguồn và xử lý đạt hiệu quả cao nhất khi các bộ phận sản xuất và môi trường cùng nhau xem xét. Việc theo dõi lượng nước sử dụng và tải lượng chất ô nhiễm trên từng đơn vị sản phẩm cũng cung cấp cho ban quản lý một thước đo thực tế về sự cải tiến theo thời gian.