Giải Pháp Xử Lý Nước Thải Ngành Chế Biến Sữa

1. Giới thiệu về nước thải ngành sữa

Nước thải phát sinh từ các nhà máy chế biến sữa chứa hàm lượng chất ô nhiễm hữu cơ rất cao do giàu protein, đường lactose, chất béo và vi sinh vật. Đây là loại nước thải đặc trưng của ngành thực phẩm, thường có nồng độ BOD và COD lớn gấp nhiều lần so với nước thải sinh hoạt thông thường. Ngoài ra, các hoạt động như rửa thiết bị, vệ sinh bồn chứa và đường ống (CIP) cũng tạo ra lượng lớn nước thải chứa hóa chất tẩy rửa và cặn sữa chưa sử dụng hết.
Nếu không được xử lý đúng cách, nước thải ngành sữa có thể gây ra hiện tượng thiếu oxy cục bộ tại nguồn tiếp nhận như sông, hồ, kênh mương, dẫn đến suy giảm hệ sinh thái thủy sinh, ô nhiễm mùi và ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước mặt, nước ngầm. Do đó, việc đầu tư hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn không chỉ là yêu cầu pháp lý mà còn là cam kết bảo vệ môi trường sống bền vững của doanh nghiệp.

2. Thành phần và đặc tính của nước thải chế biến sữa

2.1 Các thông số ô nhiễm chính

• COD (Nhu cầu oxy hóa học): dao động từ 1.000–5.000 mg/L tùy thời điểm, thể hiện mức độ ô nhiễm hữu cơ cao.
• BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa): thường chiếm 50–70% COD, cho thấy khả năng phân hủy sinh học tốt nhưng tải lượng lớn.
• SS (Chất rắn lơ lửng): đến từ cặn sữa, chất béo và các cặn vệ sinh thiết bị.
• N–NH₄⁺ (Amoni): phát sinh từ quá trình phân hủy protein, ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học.
• Phospho tổng: đến từ sữa và chất tẩy rửa, có nguy cơ gây phú dưỡng nguồn nước.
• Dầu mỡ: từ sản phẩm sữa và thiết bị, cần được loại bỏ sớm để tránh ức chế vi sinh.

2.2 Nguồn phát sinh nước thải

• Rửa CIP (Clean-In-Place): quy trình tự động rửa đường ống, bồn chứa – chiếm tỷ lệ nước thải lớn và chứa cả hóa chất làm sạch.
• Vệ sinh sàn, thiết bị và khu sản xuất: mang theo cặn sữa, dầu mỡ, chất hoạt động bề mặt.
• Quá trình sản xuất: bao gồm trộn, thanh trùng, đồng hóa, đóng gói – phát sinh cặn sữa dư, nước làm mát, xả rửa thiết bị.
• Làm lạnh – gia nhiệt: phát sinh nước ngưng tụ, nước rửa gián tiếp có lẫn sữa rò rỉ.

3. Công nghệ xử lý nước thải ngành sữa hiệu quả

• Bể thu gom: Loại bỏ rác thô như bao bì nhựa, giấy, cặn sữa lớn để tránh tắc đường ống và hư hỏng thiết bị
• Bể tách dầu béo: Nước thải đi vào bể, chất béo và váng sữa nổi lên mặt, được vớt và thu gom riêng trước khi đi vào bước xử lý tiếp theo
• Bể điều hòa: Ổn định lưu lượng và nồng độ ô nhiễm. Sục khí để ngăn lên men yếm khí gây mùi và đã xử lý một phần dầu mỡ.
• Cụm phản ứng: Nước thải lần lượt đi qua bể phản ứng 1 và 2 để thực hiện quá trình keo tụ và tạo bông cặn. Hóa chất PAC và polymer được châm vào cùng thiết bị khuấy giúp tăng hiệu quả xử lý trước khi nước thải chảy sang bể DAF.
• Bể tuyển nổi (DAF): Làm nổi bông cặn nhẹ và dầu mỡ còn sót lại bằng khí hòa tan, sau đó thu gom qua hệ thống thanh gạt.
• Bể trung gian: Được lắp đặt đầu dò pH, đầu dò mức và motor khuấy để đảm bảo trộn đều nước thải với hóa chất điều chỉnh pH (NaOH, H₂SO₄). Nước thải sau trung hòa được bơm lên bể kỵ khí UASB để tiếp tục xử lý.
• Bể UASB (kỵ khí): Khử BOD, COD hiệu quả (80–95%), đồng thời sinh khí metan (biogas) có thể tận dụng để phát điện hoặc sưởi ấm.
• Bể Anoxic: Thực hiện quá trình khử nitrat và nitrit, giải phóng khí nitơ nhờ sự tuần hoàn nước và bùn từ các công đoạn sau. Máy khuấy chìm được lắp đặt để đảm bảo sự trộn đều, tăng hiệu quả xử lý trước khi nước chảy sang bể sinh học hiếu khí.
• Bể Aerotank (hiếu khí): Vi sinh vật hiếu khí sẽ oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ còn lại, hình thành bùn hoạt tính dễ lắng trong giai đoạn sau
• Bể lắng: Tách bùn hoạt tính khỏi nước. Một phần bùn được tuần hoàn ngược lại Aerotank, phần dư được xử lý tiếp. Diệt vi sinh còn sót, đảm bảo nước đầu ra an toàn và đạt chuẩn theo QCVN 40:2011/BTNMT
• Bể khử trùng: Chất khử trùng khuếch tán qua màng tế bào, sau đó phá hủy men nội bào, khiến vi sinh vật bị tiêu diệt. Nước sau khử trùng được dẫn sang bể trung gian để tiếp tục lọc.
• Bể trung gian + Bồn lọc cát: Nước từ bể trung gian được bơm qua hệ thống bồn lọc cát để loại bỏ cặn bẩn nhờ lớp vật liệu lọc. Cặn giữ lại sẽ được rửa ngược và dẫn về bể chứa bùn, nước sau lọc đạt chuẩn QCVN trước khi xả vào hệ thống thoát nước chung.
• Bể chứa bùn: Bùn từ bể DAF và bể lắng sinh học được đưa về bể chứa bùn để phân hủy, giúp tăng nồng độ chất rắn, giảm chất hữu cơ và thể tích bùn. Sau đó, bùn được bơm qua máy ép và định kỳ bàn giao cho đơn vị thu gom xử lý.

4. Ưu điểm khi ứng dụng giải pháp của đại nam

• Công nghệ linh hoạt theo quy mô: Tùy theo công suất và tính chất nước thải của từng nhà máy sữa, Đại Nam đưa ra giải pháp công nghệ phù hợp: từ hệ thống nhỏ <50 m³/ngày đến quy mô lớn >500 m³/ngày. Nhờ đó, khách hàng luôn được tối ưu về chi phí đầu tư và hiệu quả vận hành.
• Tối ưu chi phí điện – hóa chất: Các công nghệ như UASB, MBBR, Aerotank cải tiến giúp giảm thời gian lưu nước, tiết kiệm năng lượng thổi khí, đồng thời sử dụng hóa chất hợp lý, tránh lãng phí trong keo tụ – tạo bông.
• Thiết kế nhỏ gọn, dễ vận hành: Hệ thống được thiết kế dạng module, tiết kiệm diện tích xây dựng, phù hợp với mặt bằng nhà máy thực tế. Toàn bộ quy trình xử lý có thể tự động hóa, giảm phụ thuộc vào nhân công kỹ thuật.