Công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê nhân

xử lý nước thải chế biến cà phê Nhà máy chế biến cà phê công nghệ ướt đang hoạt động Trong kỹ thuật chế biến cà phê nhân có 2 công nghệ chính là:  Công nghệ chế biến khô  Công nghệ chế

CÔNG NGH X LÝ N Ệ Ử ƯỚ C TH I CH BI N CÀ PHÊ NHÂN Ả Ế Ế

Giới thiệu

Trong những năm qua, ngành cà phê Việt Nam tăng trưởng đều và ở mức cao, sản lượng và xuất khẩu cà phê Việt Nam đứng thứ 2 thế giới sau Braxin Cà phê được xuất khẩu sang 70 quốc gia trên thế giới, trong đó 14 thị trường đứng đầu đã chiếm đến 80% tổng kim ngạch xuất khẩu cà phê của cả nước (xử lý nước thải chế biến cà phê)

Nhà máy chế biến cà phê công nghệ ướt đang hoạt động

Trong kỹ thuật chế biến cà phê nhân có 2 công nghệ chính là:

 Công nghệ chế biến khô

 Công nghệ chế biến ướt

Công nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp khô

Là một công nghệ đơn giản, chỉ có một công đoạn chính là làm khô quả cà phê tươi đến một mức độ nhất định, rồi dùng máy xay loại bỏ các lớp vỏ thịt bọc ngoài để lấy nhân Phương pháp này hiện đang được áp dụng rộng rãi ở tất cả các vùng trồng cà phê và trong các doanh nghiệp lớn nhỏ ở nước ta Tuy nhiên, công nghệ này phụ thuộc hoàn toàn vào thời tiết, thời gian chế biến kéo dài, sản phẩm tạo ra có chất lượng không cao

Công nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt

Là một công nghệ chế biến phức tạp, công nghệ chế biến ướt bao gồm các giai đoạn phân loại, xay xát, rửa quả tươi để loại bỏ vỏ, thịt và chất nhờn bên ngoài nhân để có cà phê thóc,

sau đó làm khô để có cà phê nhân sống Phương pháp này cho sản phẩm chất lượng tốt, giảm được đáng kể diện tích sân phơi (so với phương pháp khô thì mặt bằng chế biến giảm 70 – 80%), không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết Tuy nhiên, công nghệ này đòi hỏi thiết bị máy móc, phức tạp và phát sinh lượng nước thải lớn

Công nghệ chế biến cà phê bằng phương pháp ướt

Vấn đề đặt ra là áp dụng công nghệ xử lý nước thải phù hợp với phương pháp ướt, giảm thiểu

ô nhiễm môi trường, để doanh nghiệp có thể áp dụng và duy trì sản xuất cà phê công nghệ ướt cho chất lượng cà phê tốt hơn, tạo được thương hiệu cạnh tranh trên trường quốc tế

phê, chúng tôi chuyên tư vấn, thiết kế, thi công và chuyển giao công nghệ hệ thống xử lý nước thải chế biến cà phê, công ty chúng tôi xin đưa ra thành phần, tính chất đặc trưng và đề xuất công nghệ phù hợp để xử lý nước thải chế biến cà phê cho quý khách hàng tham khảo và lựa chọn

nước thải chế biến cà phê)

 Có lưu lượng tương đối khá lớn và ổn định

 Chứa các hợp chất hữu cơ (thường ít độc) có nguồn gốc từ thực vật

 Chất thải hữu cơ có nguồn gốc từ thực vật chủ yếu là cacbonhydrat, lignin

 Có các thông số ô nhiễm đặc trưng như hàm lượng TSS, BOD5, COD khá cao (cao gấp 10 – 20 lần quy chuẩn)

thải chế biến cà phê)

Nước thải chế biến cà phê phát sinh trong quá trình sơ chế và chế biến ở các công đoạn sau

Rửa thô: Đây là giai đoạn nước thải sinh ra có thành phần chủ yếu là chất rắn lơ lửng, các chất ô nhiễm không cao

Xay xát vỏ: giai đoạn này nước thải phát sinh ra ít nhưng có thành phần ô nhiễm cao, có độ đục và lượng cặn cao Ngoài ra, giai đoạn này còn thải ra lượng vỏ lớn tồn tại trong nước thải

Ngâm enzim lên men: Đây là giai đoạn phát sinh nước thải đáng kể nhất của quy trình chế biến Nước thải phát sinh từ giai đoạn này có thành phần hữu cơ cao, ngoài ra còn có độ nhớt lớn

Rửa sạch: Nước thải giai đoạn này có lưu lượng ít, thành phần hữu cơ tương đối cao

Nước thải vệ sinh: phát sinh từ công đoạn vệ sinh các thiết bị, máy móc chế biến nhà xưởng Nước thải sinh hoạt phát sinh trong quá trình hoạt động sản xuất của công nhân…

Thành phần, tính chất nước thải chế biến

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 bằng

phương pháp sinh học, có thể áp dụng thêm phương pháp xử lý hóa lý để xử lý triệt để các 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

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 được dẫn về hố thu, trước khi vào hố thu nước thải được dẫn qua song chắn rác để chắn rác có kích thước lớn (≥2mm) nhằm tách thành phần vỏ

cà phê có trong nước thải, tránh gây tắc nghẽn đường ống và tắc nghẽn bơm trong quá trình vận hành

Hố thu thường có kích thước sâu để thu gom nước thải, trong hố thu bố trí bơm chìm để bơm nước thải sang bể lắng cặn, bể lắng cặn có nhiệm vụ lắng cặn xơ bộ các thành phần chất rắn

lơ lửng có trong nước thải, phát sinh từ quá trình xay xát Sau đó nước thải được dẫn sang bể điều hòa, bể điều hòa, bể điều hòa có tác dụng điều hòa tính chất và lưu lượng nước thải trong quá trình sản xuất Trong bể điều hòa nước thải được xáo trộn liên tục nhờ bơm khuấy chìm

Nước thải tiếp tục được dẫn vào bể kỵ khí UASB, quá trình phân hủy kỵ khí trong bể UASB theo phản ứng sau:

Quá trình phân hủy trải qua 4 giai đoạn:

thải hữu cơ chứa nhiều chất hữu cơ cao phân tử như protein, chất béo, celluloses, lignin,… chúng bị thuỷ phân, sẽ được cắt mạch tạo thành những phân tử đơn giản hơn, dễ phân huỷ hơn Các phản ứng thuỷ phân sẽ chuyển hoá protein thành amino axit, carbohydrates thành đường đơn, và chất béo thành các axid béo

chuyển hoá thành axit acetic, H2 và CO2 Các axit béo dễ bay hơi chủ yếu là axit acetic, axit propionic và axit lactic Ngoài ra CO2 và H2O, methanol, các rượu đơn giản khác cũng được hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrates Vi sinh vật phân giải methane chỉ có thể phân huỷ một số loại cơ chất nhất định như CO2 H2, formate,acetate, methanol, CO Sự hình thành các axit có thể làm pH giảm

axit hóa thành acetate, H2, CO2 và sinh khối mới

Acetic, H2, CO2, axit fomic và methanol chuyển hóa thành methane, CO2 và sinh khối mới

Trong 3 giai đoạn thủy phân, axit hóa và acetic hóa, COD hầu như không giảm, COD chỉ giảm trong giai đoạn methane hóa (xử lý nước thải chế biến cà phê)

Nước thải sau khi qua bể UASB được dẫn sang bể thiếu khí Anoxic Bể Anoxic kết hợp Aerotank được lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH4+ và khử NO3- thành

N Với việc lựa chọn bể bùn hoạt tính xử lý kết hợp đan xen giữa quá trình xử lý thiếu khí,

hiếu khí sẽ tận dụng được lượng cacbon khi khử BOD, do đó không phải cấp thêm lượng cacbon từ ngoài vào khi cần khử NO3-, tiết kiệm được 50% lượng oxy khi nitrat hóa khử

NH4+ do tận dụng được lượng oxy từ quá trình khử NO3- Nước thải trong bể Aerotank được tuần hoàn liên tục lại bể Anoxic với lưu lượng từ 50% – 100% để thực hiện quá trình khử

NO3- có trong nước thải

Tại bể sinh học hiếu khí Aerotank, không khí được cấp vào nhờ 2 máy thổi khí hoạt động luân phiên 24/24h Vi sinh trong bể Aerotank sẽ được bổ sung định kỳ mỗi tuần từ bùn tuần hoàn tại bể lắng Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các chất hữu cơ thành sản phẩm cuối cùng

là CO2 và H2O là giảm nồng độ bẩn trong nước thải Trong bể Aerotank còn lắp đặt vật liệu tiếp xúc nhằm tăng khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật với nước thải, đồng thời là môi trường

có vi sinh vật dính bám và phát triển

Sau quá trình xử lý sinh học, nước thải tràn qua bể lắng để lắng bùn trong nước thải Trong

bể lắng nước di chuyển trong ống trung tâm xuống đáy bể sau đó di chuyển ngược từ dưới lên trên chảy vào máng thu nước để tràn sang bể khử trùng Phần bùn lắng xuống đáy bể một phần được tuần hoàn lại bể sinh học thiếu khí và hiếu khí để duy trì nồng độ bùn, phần bùn

dư sẽ được bơm vào bể chứa bùn

Nước thải tiếp tục được dẫn sang bể chứa trung gian để bắt đầu quá trình xử lý hóa lý Nước thải từ bể chứa trung gian bơm lên bể keo tụ tạo bông, hóa chất NaOH, PAC, Polymer được châm vào tạo ra các bông cặn có kích thước lớn dễ lắng bởi trọng lực Nước thải được chảy

tự nhiên sang bể lắng hóa lý để lắng các bông cặn, nước trong được chảy vào máng thu và chảy sang bể khử trùng

Trong bể khử trùng Javen sẽ được bơm vào nước thải bằng bơm định lượng Dưới tác dụng của chất oxy hóa mạnh, các vi sinh vật trong nước thải sẽ bị tiêu diệt, đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn về mặt vi sinh

Cuối cùng nước thải được bơm vào bồn lọc áp lực nhằm loại bỏ hàm lượng cặn còn sót lại

mà quá trình lắng chưa thực hiện được, đảm bảo độ trong cần thiết trước khi đưa vào nguồn tiếp nhận

Nước thải sau xử lý đảm bảo quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT, Cột A sẽ xả ra nguồn tiếp

nhận Quá trình lọc áp lực sẽ tạo ra cặn trong bồn lọc, sau một thời gian làm việc bồn lọc áp lực được rửa lọc nhằm tách phần cặn ra khỏi bề mặt vật liệu lọc, nước rửa lọc sẽ được dẫn vào hố thu

Bùn dư của bể lắng sinh học và các bùn rắn từ các quá trình lược rác và tách dầu mỡ sẽ đượcdẫn về bể chứa bùn Quá trình ổn định bùn kỵ khí diễn ra trong thời gian dài sẽ làm cho bùn ổn định, mất mùi hôi và dễ lắng Sau đó bùn được đưa vào máy ép bùn nhằm giảm thể tích bùn, chuyển hóa bùn ướt thành bùn khô và được đi chôn lấp

Trên đây là công nghệ thường được áp dụng đối với xử lý nước thải chế biến cà phê Tùy vào từng quy mô, công suất và 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

 Hiệu suất xử lý các chỉ tiêu BOD, COD, Nitơ cao

 Đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra

 Chi phí vận hành thấp chủ yếu bằng phương pháp sinh học, dễ vận hành (có thể đào tạo những người chưa có chuyên môn về xử lý nước thải vận hành hệ thống)

 Giảm thiểu tối đa thể tích bùn thải, dễ dàng vận chuyển và bảo quản có thể sử dụng bùn để làm phân vi sinh bón cho cây trồng

Có thể tái sử dụng nước thải sau xử lý cho mục đích rửa cà phê ở công đoạn rửa nguyên liệu, tưới cây, tưới đường, vệ sinh nhà xưởng …