Phương pháp xử lý nước thải bánh kẹo: Quy trình và công nghệ

Nước thải từ ngành sản xuất bánh kẹo chứa nhiều chất hữu cơ, dầu mỡ và chất rắn lơ lửng, gây ô nhiễm nghiêm trọng nếu không được xử lý đúng cách. Bài viết này của Môi Trường Song Phụng sẽ trình bày chi tiết các phương pháp xử lý nước thải bánh kẹo, bao gồm quy trình và công nghệ hiện đại nhằm giảm thiểu tác động đến môi trường. Từ xử lý cơ học, hóa lý đến sinh học, các giải pháp này không chỉ đáp ứng tiêu chuẩn xả thải mà còn hướng tới phát triển bền vững.

Đặc điểm nước thải trong sản xuất bánh kẹo

Nước thải từ sản xuất bánh kẹo có đặc điểm ô nhiễm đa dạng và phức tạp, chủ yếu tập trung vào các thành phần hữu cơ cao, dầu mỡ và chất rắn. Dưới đây là nguồn phát sinh:

• Sản xuất: Phát sinh từ công đoạn rửa nguyên liệu (bột, đường, sữa), nấu, đóng gói, làm mát máy móc, và rơi vãi nguyên liệu.
• Vệ sinh: Nước thải từ việc cọ rửa thiết bị, nhà xưởng, chứa chất tẩy rửa và dầu mỡ.
• Lưu trữ: Nước dùng để làm mát hoặc giữ ẩm sản phẩm trong kho.
• Sinh hoạt: Từ hoạt động ăn uống, vệ sinh của công nhân viên

Thành phần chính có trong nước thải sản xuất bánh kẹo:

• Chất hữu cơ: COD dao động 1,850–10,000 mg/L (vượt 12–133 lần QCVN 40:2011), BOD5 từ 1,200 mg/L, chủ yếu từ carbohydrate và đường.
• Dầu mỡ: Khoảng 150 mg/L, gây váng bề mặt và cản trở quá trình oxy hóa.
• Chất rắn lơ lửng (TSS): ~500 mg/L, làm đục nước và lắng cặn.
• Nitơ (42 mg/L) và Photpho (9.5 mg/L): Thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng.
• Vi sinh vật: Tổng Coliforms lên đến 10,000 MPN/100ml.
• pH: Dao động rộng (5.5–10.5), thường thiên về tính axit do quá trình lên men

Dưới đây là các thông số chính của nước thải điển hình trong sản xuất bánh kẹo:

Thông số	Đơn vị	Giá trị đầu vào	QCVN 40:2011/BTNMT	Cột A	Cột B
pH	–	5,5 – 10,5	6 – 9	5,5 – 9
BOD5	mg/l	1200	30	50
COD	mg/l	1850	75	150
TSS	mg/l	500	50	100
Tổng Nitơ	mg/l	42	20	40
Tổng Photpho	mg/l	9,5	4	6
Dầu mỡ	mg/l	150	5	10
Tổng Coliforms	MPN/100ml	10^4 – 10^5	3000	5000

>>> Xem thêm: Làm thế nào để giảm hạt vi nhựa trong nước uống hàng ngày?

Tác động của nước thải bánh kẹo đến môi trường

Nước thải từ quá trình sản xuất bánh kẹo có nồng độ BOD5 (Nhu cầu oxy sinh hóa), COD (Nhu cầu oxy hóa học), dầu mỡ và TSS (Chất rắn lơ lửng) vượt xa mức cho phép theo QCVN 40:2011/BTNMT. Nếu không được xử lý triệt để trước khi xả ra môi trường, loại nước thải này sẽ gây ra những tác động tiêu cực đáng kể đến môi trường sống, hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng. Dưới đây là các tác động chính:

• Ô nhiễm nguồn nước: Hàm lượng chất hữu cơ cao làm vi sinh vật phân hủy tiêu thụ hết oxy hòa tan, khiến nước thiếu oxy, gây chết cá và sinh vật thủy sinh. TSS làm nước đục, cản trở quang hợp, trong khi dầu mỡ tạo màng ngăn trao đổi oxy trên bề mặt.
• Phú dưỡng hóa: Nitơ và photpho từ nguyên liệu (trứng, sữa, phụ gia) kích thích tảo phát triển quá mức. Khi tảo chết, quá trình phân hủy tiếp tục làm cạn oxy, tạo “vùng chết” và mùi hôi thối, ảnh hưởng đến chất lượng nước.
• Ảnh hưởng hệ sinh thái: Sự suy giảm oxy và thay đổi chất lượng nước làm nhiều loài thủy sinh biến mất, phá vỡ cân bằng sinh thái. Dầu mỡ, chất hữu cơ lắng xuống đáy gây ô nhiễm trầm tích, tác động lâu dài đến sinh vật tầng đáy.
• Tác động sức khỏe cộng đồng: Nước thải nhiễm bẩn có thể thấm vào nước ngầm hoặc nguồn cấp nước sinh hoạt, mang theo vi khuẩn và chất độc hại, gây bệnh đường ruột hoặc da liễu. Mùi hôi từ phân hủy chất hữu cơ còn thu hút côn trùng, làm tăng nguy cơ dịch bệnh.
• Hậu quả kinh tế – xã hội: Nguồn nước ô nhiễm không thể dùng cho nông nghiệp, thủy sản hay sinh hoạt, gây thiệt hại kinh tế. Doanh nghiệp có thể đối mặt với chi phí khắc phục lớn, phạt hành chính hoặc mất uy tín nếu vi phạm quy định môi trường.

Quy trình xử lý nước thải bánh kẹo chi tiết

Quy trình xử lý nước thải trong sản xuất bánh kẹo bao gồm nhiều giai đoạn khác nhau, từ thu gom đến khử trùng để đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường. Dưới đây là mô tả chi tiết từng bước trong quy trình này:

Thu gom và loại bỏ tạp chất

Nước thải từ quá trình sản xuất bánh kẹo được thu gom vào hố thu. Ở giai đoạn này, các tạp chất lớn được loại bỏ nhờ vào hệ thống song chắn rác thô. Sau khi các tạp chất này được loại bỏ, nước thải sẽ được bơm lên bể điều hòa. Tại đây, máy khuấy chìm sẽ hòa trộn đồng đều nước thải, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn và mùi hôi, đồng thời điều hòa lưu lượng và nồng độ của nước thải.

Bể tuyển nổi

Tiếp theo, nước thải được chuyển tới bể tuyển nổi, nơi pH của nước được điều chỉnh đến mức thích hợp. Hệ thống sục khí với áp suất và lưu lượng tối ưu sẽ tạo điều kiện cho các chất lơ lửng và dầu mỡ nổi lên bề mặt nước thải. Bọt khí sẽ kéo các hạt ô nhiễm lên, tạo thành lớp bọt dày hơn so với lớp nước ban đầu.

Bể UASB

Các chất nổi được thu gom bằng hệ thống gạt bùn và được đưa về bể chứa bùn. Nước thải từ bể tuyển nổi sẽ được bơm vào bể UASB, nơi nước sẽ được dẫn từ đáy lên, đi qua hỗn hợp bùn lỏng. Quá trình này diễn ra đồng thời với việc sản xuất khí metan giữa lớp bùn, tạo thành hỗn hợp khí và bùn lơ lửng.

Bể MBBR

Sau đó, nước thải sẽ được bơm vào bể MBBR. Tại đây, máy thổi khí sẽ cung cấp không khí cho bể, giúp quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ diễn ra hiệu quả. Đặc biệt, giai đoạn này tập trung vào việc khử các chất hữu cơ và loại bỏ chất dinh dưỡng có trong nước thải.

Bể lắng 2

Bể lắng II (bể lắng thứ cấp) là một công trình quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải bánh kẹo, nằm ở giai đoạn xử lý sinh học. Nó có vai trò tách bùn hoạt tính (bùn vi sinh) khỏi nước thải sau khi các chất hữu cơ như BOD, COD đã được phân hủy, giúp cải thiện chất lượng nước trước khi qua các bước tiếp theo.

Nguyên lý hoạt động

• Quá trình lắng: Nước thải từ bể sinh học (như bể hiếu khí hoặc AAO) cùng bùn hoạt tính được dẫn vào bể lắng II. Tại đây, dưới tác dụng của trọng lực, bùn hoạt tính – chứa vi sinh vật và cặn hữu cơ – lắng xuống đáy bể, trong khi phần nước trong nổi lên trên.
• Cấu tạo: Bể thường có dạng hình tròn hoặc chữ nhật, với cơ chế thu bùn ở đáy (bằng bơm hoặc cánh gạt) và máng thu nước sạch ở phía trên.

Quy trình xử lý

• Tách bùn: Bùn lắng xuống đáy được gọi là bùn tuần hoàn. Một phần được bơm trở lại bể sinh học để duy trì mật độ vi sinh vật, phần còn lại (bùn dư) được chuyển qua bể nén bùn.

• Xử lý nước thải: Nước thải đã được tách bùn (nước trong) chảy qua máng thu và được dẫn tới bồn lọc áp lực để loại bỏ các cặn rắn lơ lửng (TSS) còn sót lại.

>>> Đọc thêm: Giải pháp xanh cho xử lý nước thải may mặc

Bồn lọc áp lực

Bồn lọc áp lực là một thiết bị quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải sản xuất bánh kẹo, thường được sử dụng ở giai đoạn xử lý bậc ba (hoàn thiện) để loại bỏ chất rắn lơ lửng (TSS) còn sót lại sau các công đoạn trước.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

• Vật liệu lọc: Bồn lọc áp lực chứa các lớp vật liệu như sỏi (lớp đỡ), cát thạch anh hoặc than hoạt tính. Sỏi có kích thước lớn hơn nằm ở dưới để hỗ trợ thoát nước, trong khi cát với hạt mịn hơn nằm phía trên để giữ lại các hạt rắn nhỏ.
• Nguyên lý: Nước thải được bơm qua bồn dưới áp suất cao, chảy từ trên xuống hoặc ngược lại tùy thiết kế. Các hạt rắn lơ lửng trong nước bị giữ lại khi đi qua lớp vật liệu lọc, trong khi nước sạch tiếp tục thoát ra ngoài.

Bể khử trùng và tái sử dụng nước thải

Cuối cùng, nước thải được đưa vào bể khử trùng, nơi nước sẽ được khử trùng bằng Clo. Quá trình khử trùng diễn ra qua hai giai đoạn: chất khử trùng sẽ khuếch tán qua màng tế bào của vi sinh vật, sau đó phản ứng với các thành phần bên trong tế bào, gây ức chế quá trình trao đổi chất và tiêu diệt vi sinh vật.

Bùn từ bể chứa bùn sẽ được bơm vào máy ép bùn để loại bỏ nước, giảm thể tích bùn. Bùn khô sau đó được thu gom và xử lý định kỳ. Trong bể chứa bùn, không khí được cung cấp liên tục để hạn chế mùi hôi phát sinh.

Cuối cùng, nước sau khi qua bồn lọc áp lực sẽ đạt tiêu chuẩn xả thải, đáp ứng yêu cầu quy định của QCVN 40:2011/BTNMT cột A trước khi thải ra môi trường.

Lợi ích khi sử dụng hệ thống xử lý nước thải bánh kẹo 

Việc áp dụng hệ thống xử lý nước thải bánh kẹo tối ưu mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho cả môi trường và cộng đồng.

• Bảo vệ môi trường: Hệ thống giúp loại bỏ chất ô nhiễm và hóa chất độc hại trước khi xả thải, từ đó giảm ô nhiễm nguồn nước tự nhiên. Nhờ vậy, chất lượng nước được cải thiện, góp phần bảo tồn hệ sinh thái đa dạng và hỗ trợ sự sống của động thực vật thủy sinh.
• Sức khỏe cộng đồng: Xử lý nước thải hiệu quả giúp ngăn ngừa các bệnh lây truyền qua nước, bảo vệ sức khỏe cư dân. Đồng thời, môi trường sống trong lành hơn xung quanh các hệ thống được quản lý tốt cũng nâng cao chất lượng cuộc sống cho cộng đồng.
• Tài nguyên tái tạo: Nước sau xử lý có thể được tái sử dụng cho tưới tiêu, vệ sinh hoặc công nghiệp, giúp tiết kiệm tài nguyên nước quý giá. Ngoài ra, một số hệ thống còn sản xuất năng lượng xanh từ quá trình phân hủy sinh học, tối ưu hóa nguồn tài nguyên.
• Lợi ích kinh tế: Việc xử lý nước thải hiệu quả giảm chi phí liên quan đến ô nhiễm và bồi thường thiệt hại môi trường. Hơn nữa, các dự án phát triển và bảo trì hệ thống còn tạo cơ hội việc làm trong lĩnh vực xây dựng và vận hành, thúc đẩy kinh tế địa phương.

Bài viết trên đã cung cấp cái nhìn tổng quan về phương pháp xử lý nước thải bánh kẹo, đảm bảo tuân thủ quy định pháp luật, theo Môi Trường Song Phụng. Giải pháp này không chỉ giúp doanh nghiệp tối ưu chi phí mà còn góp phần bảo vệ môi trường, duy trì hệ sinh thái bền vững. Nếu bạn quan tâm đến các phương pháp xử lý nước thải khác hoặc hệ thống châm hóa chất  hãy để lại ý kiến để Môi Trường Song Phụng hỗ trợ thêm!

>>> Xem thêm: Tìm hiểu nước pi là gì và nguồn gốc ra đời của nó