Phương pháp xử lý nước thải bột mì hiệu quả

Nước ta có sản lượng nguyên liệu phục vụ cho ngành chế biến tinh bột dồi dào. Vì vậy, rất nhiều nhà máy chế biến tinh bột mì ra đời chế biến thành nhiều sản phẩm đa dạng. Tuy nhiên, theo các số liệu thống kê, cứ một tấn tinh bột khoai mì được sản xuất thành phẩm thì sẽ có từ 12-15 m3 nước thải ra môi trường. Vì vây, việc lắp đặt hệ thống xử lý nước thải bột mì tại các nhà máy chế biến là điều cần thiết, góp phần bảo vệ môi trường.

1. Nguồn phát và đặc điểm nước thải bột mì

Tại một cơ sở chế biến tinh bột mì (sắn), nước thải phát sinh từ nhiều công đoạn khác nhau trong quá trình sản xuất. Các nguồn phát sinh nước thải phổ biến gồm:

• Nước thải từ công đoạn rửa nguyên liệu: Phát sinh khi rửa củ mì để loại bỏ đất, cát, đá, lá cây và các tạp chất bám trên bề mặt, nước thải có chứa nhiều chất rắn lơ lửng (SS), đất cát và chất hữu cơ.
• Nước thải từ công đoạn nghiền và tách bã: Phát sinh trong quá trình nghiền củ mì và tách tinh bột ra khỏi xơ bã, nước thải có chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, tinh bột thất thoát, chất xơ và các hợp chất hòa tan từ củ mì.
• Nước thải từ công đoạn sàng, lọc tinh bột: Sinh ra trong quá trình tách xơ, bã mịn và tạp chất khỏi dịch sữa tinh bột, nước thải có chứa tinh bột hòa tan, chất hữu cơ và cặn lơ lửng.
• Nước thải từ công đoạn ly tâm, tách nước tinh bột: Phát sinh khi tách nước khỏi tinh bột trước khi sấy, nước thải có nồng độ COD, BOD và chất rắn hòa tan cao.
• Nước thải từ công đoạn khử cát, tách protein: Xuất hiện ở một số nhà máy có công nghệ chế biến hiện đại, nước thải có chứa protein, chất hữu cơ hòa tan và các tạp chất mịn.
• Nước thải từ quá trình vệ sinh thiết bị và nhà xưởng: Bao gồm nước rửa máy nghiền, bể chứa, đường ống, sàn nhà xưởng và khu vực sản xuất, nước thải chứa tinh bột, chất hữu cơ, hóa chất tẩy rửa và cặn bẩn.
• Nước thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên: Phát sinh từ nhà vệ sinh, nhà ăn, khu sinh hoạt, đặc điểm nước thải là chứa chất hữu cơ, chất dinh dưỡng (N, P) và vi sinh vật.

Đặc điểm chung của nước thải chế biến tinh bột mì

• Hàm lượng BOD và COD rất cao.
• Nồng độ chất rắn lơ lửng (SS) lớn.
• Chứa nhiều tinh bột, đường, protein và chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học.
• Có thể chứa cyanide (CN⁻) tự nhiên từ củ mì với hàm lượng thấp đến trung bình.
• Thường có mùi hôi nếu không được thu gom và xử lý kịp thời.

Do đặc tính hữu cơ cao, công nghệ xử lý nước thải tinh bột mì hiện nay thường kết hợp xử lý kỵ khí (UASB, Biogas, hồ kỵ khí) với xử lý sinh học hiếu khí nhằm đạt hiệu quả xử lý cao và tận dụng khí sinh học để tiết kiệm năng lượng.

3. Một số phương pháp xử lý nước thải bột mì

Trong xử lý nước thải chế biến tinh bột mì, không có một công nghệ duy nhất áp dụng cho mọi dự án mà thường kết hợp nhiều phương pháp khác nhau để xử lý các thành phần ô nhiễm như tinh bột, chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, nitơ, photpho và cyanide. Dưới đây là các phương pháp xử lý được sử dụng phổ biến:

3.1. Phương pháp cơ học (xử lý sơ bộ)

• Song chắn rác: Loại bỏ lá cây, vỏ mì, rễ mì, bao bì và tạp chất kích thước lớn.
• Lưới lọc tinh: Giữ lại các hạt xơ và bã mì nhỏ.
• Bể lắng cát: Tách cát, sỏi và các hạt vô cơ có tỷ trọng lớn.
• Bể tách bã: Thu hồi bã mì còn sót lại trong nước thải.
• Bể điều hòa: Ổn định lưu lượng và nồng độ ô nhiễm trước khi xử lý.

3.2. Phương pháp hóa lý

• Trung hòa pH: Điều chỉnh pH bằng  Vôi Ca(OH)₂, NaOH, H₂SO₄, HCl
• Keo tụ - tạo bông: Là phương pháp sử dung các hóa chất như PAC, phèn nhôm, phèn sắt và Polymer Anion hoặc Cation để tăng kích thước bông cặn.
• Lắng hóa lý: Tách các bông cặn sau quá trình keo tụ tạo bông.
• Tuyển nổi (DAF): Loại bỏ chất rắn lơ lửng, dầu mỡ và tinh bột mịn.
• Oxy hóa hóa học: Xử lý màu, mùi và cyanide bằng: Clo, Ozone, Hydrogen peroxide.

3.3. Phương pháp sinh học

• Quá trình xử lý kỵ khí: Do nước thải tinh bột mì có COD rất cao nên xử lý kỵ khí thường là công đoạn quan trọng, thường được bố trí ở giai đoạn đầu của cụm bể xử lý sinh học nhằm giảm tải ô nhiễm trước khi chuyển sang các công đoạn tiếp theo. Trong môi trường không có oxy hòa tan, các vi sinh vật kỵ khí sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản hơn và tạo ra khí sinh học (biogas) gồm chủ yếu là methane (CH₄) và carbon dioxide (CO₂). Các công trình xử lý kỵ khí được ứng dụng phổ biến hiện nay gồm bể UASB và bể EGSB . Quá trình này có thể loại bỏ từ 60 - 90% lượng COD, đồng thời giúp giảm đáng kể chi phí vận hành nhờ tận dụng khí biogas làm nguồn năng lượng.
• Quá trình xử lý sinh học thiếu khí (Anoxic): Sau quá trình kỵ khí, nước thải thường được dẫn vào bể thiếu khí (Anoxic) để xử lý các hợp chất chứa nitơ. Tại đây, trong điều kiện không có oxy hòa tan nhưng vẫn có nguồn carbon hữu cơ, các vi khuẩn khử nitrat sẽ chuyển hóa nitrat (NO₃⁻) và nitrit (NO₂⁻) thành khí nitơ (N₂) thoát ra ngoài môi trường. Quá trình này được gọi là khử nitrat (Denitrification), giúp giảm tổng hàm lượng nitơ trong nước thải, hạn chế hiện tượng phú dưỡng nguồn tiếp nhận. Bể Anoxic thường được kết hợp với hệ thống tuần hoàn nước từ bể hiếu khí để nâng cao hiệu quả xử lý nitơ. 
• Quá trình xử lý sinh học hiếu khí: Trong giai đoạn xử lý hiếu khí, nước thải được cấp oxy liên tục thông qua hệ thống thổi khí hoặc khuấy trộn nhằm tạo điều kiện cho các vi sinh vật hiếu khí phát triển. Các vi sinh vật này sử dụng chất hữu cơ hòa tan còn lại trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng, chuyển hóa chúng thành sinh khối mới, nước và khí CO₂. Đồng thời, quá trình hiếu khí còn thúc đẩy quá trình nitrat hóa, chuyển đổi amoni (NH₄⁺) thành nitrat (NO₃⁻), tạo điều kiện cho công đoạn thiếu khí tiếp tục khử nitơ. Các công trình xử lý hiếu khí thường được sử dụng trong ngành chế biến tinh bột mì gồm bể Aerotank, MBBR, IFAS hoặc SBR. Đây là công đoạn quyết định chất lượng nước sau xử lý, giúp giảm mạnh BOD, COD, amoni và các chất ô nhiễm còn lại trước khi nước thải được lắng, khử trùng và xả ra môi trường.

3.4. Phương pháp xử lý nâng cao

• Lọc áp lực: Sau các công đoạn xử lý sinh học và lắng, nước thải thường được đưa qua hệ thống lọc áp lực để loại bỏ các chất rắn lơ lửng còn sót lại, giảm độ đục và nâng cao chất lượng nước đầu ra. Nước được bơm qua các lớp vật liệu lọc dưới áp suất nhất định, giúp giữ lại các hạt cặn nhỏ mà quá trình lắng thông thường khó loại bỏ.
• Phương pháp khử trùng: Khử trùng là công đoạn cuối cùng trong hệ thống xử lý nước thải nhằm tiêu diệt hoặc làm bất hoạt các vi sinh vật gây bệnh trước khi xả thải ra môi trường. Tùy thuộc vào quy mô công trình và yêu cầu chất lượng nước đầu ra, các tác nhân khử trùng thường được sử dụng gồm Clo (Cl₂), Natri Hypoclorit (NaOCl/Javen), Clorine Dioxide (ClO₂), Ozone (O₃) hoặc tia cực tím (UV).

3.5. Tham khảo hệ thống XLNT chế biến bột mì

Tham khảo hệ thống XLNT chế biến bột mì tại một cơ sở:

Sơ đồ công nghệ: Nước thải > Song chắn rác > Bể điều hòa > Bể keo tụ tạo bông > Bể UASB > Bể Anoxic > Bể Aerotank > Bể lắng > Lọc áp lực > Khử trùng > Nguồn tiếp nhận

Thuyết minh quy trình xử lý

• Song chắn rác: Là công trình xử lý sơ bộ đầu tiên của hệ thống, có nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất kích thước lớn như vỏ mì, xơ sợi, lá cây, bao bì và các chất rắn khác. Giúp bảo vệ máy bơm, đường ống và các công trình xử lý phía sau khỏi tình trạng tắc nghẽn hoặc hư hỏng.
• Bể điều hòa: Tiếp nhận toàn bộ nước thải sau song chắn rác. Có chức năng điều hòa lưu lượng và nồng độ ô nhiễm, tránh hiện tượng quá tải cục bộ cho các công trình phía sau. Bể tường được trang bị hệ thống khuấy trộn hoặc sục khí nhẹ để hạn chế lắng cặn và phát sinh mùi.
• Bể keo tụ tạo bông: Được áp dụng khi nước thải có hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS) hoặc độ đục cao. Tại bể, hóa chất keo tụ (PAC, phèn nhôm, phèn sắt) và polymer được châm vào nước thải để kết dính các hạt cặn nhỏ thành các bông cặn có kích thước lớn hơn, giúp giảm tải lượng chất rắn và một phần COD trước khi đưa vào công trình sinh học.
• Bể UASB: Là công trình xử lý sinh học kỵ khí đóng vai trò quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải tinh bột mì. Tại đây, vi sinh vật kỵ khí phân hủy các chất hữu cơ có nồng độ cao thành khí sinh học (CH₄ và CO₂) nhờ vậy giúp loại bỏ phần lớn COD, BOD trong nước thải và giảm chi phí vận hành nhờ khả năng thu hồi khí biogas.
• Bể Anoxic: Là công trình xử lý sinh học thiếu khí. Tại đây, vi sinh vật khử nitrat sẽ chuyển hóa nitrat (NO₃⁻) thành khí nitơ (N₂) thoát ra môi trường. Góp phần giảm tổng hàm lượng nitơ trong nước thải và hạn chế hiện tượng phú dưỡng nguồn nước tiếp nhận.
• Bể Aerotank: Là công trình xử lý sinh học hiếu khí. Trong bể, hệ thống thổi khí cung cấp oxy cho vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ còn lại trong nước thải. Đồng thời diễn ra quá trình nitrat hóa, chuyển amoni thành nitrat để nâng cao hiệu quả xử lý các hợp chất chứa nitơ.
• Bể lắng: Có nhiệm vụ tách bùn sinh học ra khỏi nước sau quá trình xử lý hiếu khí. Tại bể, bùn lắng xuống đáy bể được thu gom để tuần hoàn hoặc đưa đi xử lý, còn phần nước trong phía trên được dẫn sang công đoạn xử lý tiếp theo.
• Lọc áp lực: Có vai trò loại bỏ các hạt cặn mịn, chất rắn lơ lửng còn sót lại sau quá trình lắng, thường sử dụng các lớp vật liệu lọc như cát thạch anh, than anthracite hoặc than hoạt tính. Giúp giảm độ đục và nâng cao chất lượng nước đầu ra.
• Khử trùng: Là công đoạn xử lý cuối cùng trước khi xả thải, tại đây người ta sử dụng các tác nhân khử trùng như Clo, NaOCl (Javen), ClO₂ hoặc tia UV để tiêu diệt vi khuẩn, virus và các vi sinh vật gây bệnh nhằm đảm bảo nước thải sau xử lý đáp ứng yêu cầu về chỉ tiêu vi sinh theo quy chuẩn môi trường.
• Nguồn tiếp nhận: Nước thải sau khi được xử lý đạt quy chuẩn xả thải sẽ được xả ra nguồn tiếp nhận như sông, kênh, rạch hoặc hệ thống thoát nước chung. Chất lượng nước đầu ra phải đáp ứng các quy định hiện hành về bảo vệ môi trường trước khi thải ra nguồn tiếp nhận (hệ thống XLNT tập trung của khu công nghiệp hoặc ao hồ, sông, suối).

Trên đây là một số thông tin về "Phương pháp xử lý nước thải bột mì hiệu quả". Tùy thuộc vào đặc tính nước thải, công suất hệ thống và yêu cầu xả thải của từng doanh nghiệp, việc lựa chọn và kết hợp các công nghệ xử lý phù hợp sẽ giúp nâng cao hiệu quả xử lý, tối ưu chi phí vận hành và đảm bảo tuân thủ các quy định về bảo vệ môi trường. Nếu được thiết kế và vận hành đúng kỹ thuật, hệ thống xử lý nước thải tinh bột mì không chỉ góp phần giảm thiểu ô nhiễm mà còn hướng đến mục tiêu sản xuất bền vững và phát triển lâu dài cho doanh nghiệp.

Quý Doanh nghiệp có nhu cầu tư vấn, thiết kế, thi công lắp đặt hệ thống xử lý nước thải xin vui lòng kết nối trực tiếp qua Zalo/Hotline: 0938.857.768 hoặc ĐỂ LẠI CÂU HỎI tại FORM TƯ VẤN sẽ được Hợp Nhất liên hệ lại và hỗ trợ nhanh chóng. 

Xem thêm:

• Xử lý nước thải sản xuất bún
• Xử lý nước thải ngành chế biến thực phẩm