Xử lý nước thải chế biến thạch dừa

Theo số liệu của Sở Công thương Bến Tre, hiện nay toàn tỉnh có hơn 1.970 cơ sở chế biến dừa, với nhiều loại hình, quy mô hoạt động rất khác nhau, trong đó có 10 doanh nghiệp, 320 cơ sở sản xuất thạch dừa dưới hình thức thạch dừa thô và thạch dừa tinh hay còn gọi là thạch dừa thành phẩm. Thạch dừa thô là nguyên liệu để làm nên thạch dừa thành phẩm.

Nếu như nước thải của quá trình chế biến các sản phẩm từ cơm dừa đặc trưng là dầu mở thực vật thì đặc trưng của nước thải chế biến thạch dừa cần đặc biệt quan tâm trước hết là độ pH. Vậy pH là gì? Ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải như thế nào?

pH là một chỉ số xác định tính chất hoá học của nước. Thang pH có giá trị từ 0 đến 14: Khi nước có pH = 7 là trung tính;  pH > 7 nước mang tính kiềm; pH < 7, nước mang tính axit. Trong tính toán pH là một hàm số Logarit. Ví dụ nước có pH = 4 thì tính axit cao gấp 10 lần pH = 5, gấp 100 lần so với nước có pH = 6.

Tiêu chuẩn của nước thải công nghiệp sau xử lý đạt loại A có giá trị pH=6, trong khi nước thải thạch dừa có giá trị pH dao động từ 4 đến 5,5 tùy theo đặc điểm của quá trình sản xuất. Như vậy, nếu không xử lý pH thì không đạt tiêu chuẩn nước xả ra nguồn và gây trở ngại cho quá trình xử lý vi sinh phía sau.

Chất lượng nước thải tại các cơ sở sản xuất thạch dừa phụ thuộc vào tính chất của quá trình sản xuất. Kết quả phân tích nước thải của cơ sở sản xuất thạch dừa so sánh với Quy chuẩn Việt Nam về nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT), như sau:

 


Nước thải sản xuất thạch dừa có pH axit, hàm lượng chất lơ lửng và thành phần hữu cơ khá cao, các chỉ tiêu COD, BOD có độ dao động lớn, tỷ số BOD/COD > 0,5, đồng thời không chứa các thành phần độc hại nên có thể xử lý bằng phương pháp sinh học.
 
Tuy nhiên cần chú ý một số cơ sở thạch dừa sử dụng nhiều hóa chất với mục đích bảo quản, tồn trữ thạch dừa thô có thời điểm xả thải hàm lượng COD rất cao ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học.

Đa số các cơ sở sản xuất thạch dừa có hệ thống xử lý nước thải theo sơ đồ quy trình công nghệ như sau:

 

Đây là công nghệ chủ yếu dựa trên nguyên lý hoạt động của các sinh vật lơ lửng trong môi trường nước-công nghệ sinh học trong xử lý nước thải. Do chỉ sử dụng sinh vật: vi khuẩn, nấm men, tảo, phiêu sinh thực vật… nên tính an toàn cho môi trường rất cao, không gây ô nhiễm thứ cấp đáp ứng các yêu cầu phát triển ngày càng cao của xã hội.

Thuyết minh công nghệ
Song hoặc giỏ chắn rác: được đặt theo hướng vuông góc với dòng chảy

Mục đích giữ lại các loại rác có kích thước lớn, tạp chất thô gây ảnh hưởng đến quá trình xử lý như gây nghẹt bơm, đường ống…  Rác có thể lấy đi bằng phương pháp cào rác thủ công hoặc cơ giới. Rác sau khi thu gom có thể xử lý bằng các phương pháp sau: Chuyên chở đến bãi rác, chôn ngay trong khu vực xử lý hoặc đốt cùng với bùn đã phơi khô.
    
Bể điều hoà
Trong quá trình sản xuất là không ổn định về nồng độ và lưu lượng tại các thời điểm khác nhau.. Để ổn định lưu lượng và chất lượng, nước thải tại bể điều hoà được khuấy trộn bằng máy thổi khí nhằm tránh làm cho các chất rắn bị lắng, trộn đều các phần nước thải nhằm điều hoà nồng độ đối với các chất ô nhiễm trong nước thải và ngăn cản quá trình phân huỷ kỵ khí tạo mùi hôi.

Bể kỵ khí

Nước thải được đưa vào bể phân phối từ dưới lên với vận tốc 0,6-0,9 m/h, qua lớp bùn kỵ khí , tại đây sẽ diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi các vi sinh vật, hiệu quả xử lý của bể được quyết định bởi tầng vi sinh này. Bùn sẽ được giữ ở dưới đáy bể, nước trong sẽ được dâng lên trên theo ống dẫn đi sang công trình xử lý hiếu khí tiếp theo.

Bể sinh học hiếu khí
Đây là công trình có dòng chảy cùng chiều với khí là từ dưới lên. Các vi khuẩn hiện diện trong nước thải tồn tại ở dạng lơ lửng do tác động của bọt khí. Từ đó chúng sẽ tiếp nhận ôxy và và chuyển hoá chất lơ lửng và hoà tan thành thức ăn. Quá trình này diễn ra nhanh nhất ở giai đoạn đầu và giảm dần về phía cuối bể. Nhờ O2 sục vào tạo môi trường thuận lợi cho các vi sinh hiếu khí phát triển, chúng sẽ tiêu thụ các chất hữu cơ để sinh khối làm giảm tải lượng ô nhiễm trong nước thải xuống mức thấp nhất. Sau khi qua thiết bị này COD, BOD giảm 70-80%, nước thải tiếp tục tự chảy qua bể lắng đứng. Quá trình phân giải các chất bẩn hữu cơ trong nguyên sinh chất của tế bào sống là một phản ứng oxy hoá khử được biểu diễn tổng quát như sau:

 


Bể lắng, lọc
Nước thải chứa cặn bùn và vi sinh vật được dẫn vào ống trung tâm đặt giữa bể lắng nhằm phân phối đều trên toàn bộ mặt diện tích ngang ở đáy bể. Ống trung tâm ở thiết bị lắng được thiết kế sao cho nước khi ra khỏi ống trung tâm có vận tốc nước đi lên trong bể chậm nhất (trong trạng thái tĩnh), khi đó các bông cặn hình thành có tỉ trọng đủ lớn thắng được vận tốc của dòng nước thải đi lên sẽ lắng xuống đáy bể lắng. Nước sau lắng được tiếp tục qua hệ thống lọc thường hoặc lọc áp tùy theo lượng nước thải nhiều hay ít.

Bể khử trùng
Tại đây, nước thải được khử trùng triệt để bằng Clorine nhằm tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh như E.Coli, coliform… trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

Bể phân hủy bùn
Là công trình dùng để xử lý cặn tươi và bùn hoạt tính dư. Trong điều kiện yếm khí, dưới tác dụng của các vi sinh vật sinh mêtan sẽ phân hủy bùn thành hỗn hợp khí mêtan, CO2… Khí được thoát ra ngoài. Phần nước trong được tách ra riêng dẫn về lại bể thu gom để xử lý lại. Phần bùn ở trong bể lâu ngày sẽ được hút bằng xe hút bùn đem xử lý hợp vệ sinh theo quy định của địa phương.
Nước thải sau khi xử lý đạt  quy chuẩn nước thải công nghiệp QCVN 40:2011 /BTNMT.

Các chế phẩm vi sinh và hóa chất xử lý:
- Hóa chất: NaOH, P.A.C, Polymer, Clorin.
- Chế phẩm vi sinh kỵ khí và hiếu khí.

Các cơ sở sản xuất thạch dừa nên có máy đo pH cầm tay vì rất cần thiết trong quá trình sản xuất và xử lý nước thải.

Trong quá trình sản xuất thạch dừa thô thì độ pH ảnh hưởng rất nhiều đến năng suất vì pH là yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển và hiệu quả tạo thành sản phẩm thạch dừa. Nhiều quá trình nghiên cứu đã kết luận nếu pH<3,0 và pH>7,0 thì con men thạch dừa (A. Xylinum) không phát triển được. Chúng phát triển nhanh nhất trong khoảng pH=3,5-4,5, pH lên men phù hợp nhất là 4,0.

Để bảo quản thạch dừa thô phục vụ cho quá trình sản xuất thạch dừa thành phẩm hoặc xuất khẩu thạch dừa thô cần phải ngâm thạch trong môi trường pH<3,0 (ngâm trong dung dịch acid acetic)

Trong quá trình sản xuất thạch dừa thành phẩm thì cần phải trung hòa pH để tạo ra sản phẩm ngọt ngào, thơm ngon, do đó phải xác định được lượng xô đa (Na2CO3) vừa đủ bằng cách đo pH sau khi trung hòa.

Trong quá trình xử lý nước thải thạch dừa thì dụng cụ đo pH cũng rất cần thiết để điều chỉnh pH về mức 6,0 đến 7,0 trước khi thực hiện các công đoạn khác như đã trình bày ở trên.

Xử lý nước thải thạch dừa cần phải có quá trình vận hành liên tục vì rất dễ thất bại do các nguyên nhân chủ yếu như sau:
- Các cơ sở nhỏ sản xuất bấp bênh không liên tục kéo theo sự đình trệ hệ thống xử lý nước thải, các vi sinh vật trong hồ kỵ khí, hồ hiếu khí vi sinh không còn thức ăn để sống. Do đó cần phải thổi khí và bơm hoàn lưu bùn để duy trì hệ vi sinh xử lý nước thải.
- Hệ thống xử lý nước thải thạch dừa thường bị sốc do quá trình xả nước ngâm thạch có độ pH thấp làm nước thải trong hệ thống mang tính axit, đầu độc vi sinh xử lý nước thải. Do đó cần phải xả riêng và trung hòa cục bộ trước khi đưa vào hệ thống xử lý.

Các cơ sở sản xuất thạch dừa nên trang bị máy đo pH cầm tay hoặc lắp đặt hệ thống tự động điều chỉnh độ pH trong xử lý nước thải.

Nguyễn Văn Vinh
Trường Cao Đẳng Bến Tre