Giải pháp xử lý nước thải sản xuất sữa
Thị trường sản phẩm sữa toàn cầu được dự đoán sẽ tăng từ khoảng 119,21 tỷ USD vào năm 2025 lên 180,95 tỷ USD vào năm 2034, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 4,75%.
Thị trường sản phẩm sữa toàn cầu bao gồm các sản phẩm như sữa, phô mai, sữa chua, bơ, kem và thực phẩm không chứa lactose{0}}và là một thành phần quan trọng của ngành nông nghiệp và thực phẩm. Thị trường này không chỉ cung cấp các chất dinh dưỡng quan trọng như protein, canxi và vitamin mà còn có tầm quan trọng đáng kể đối với an ninh lương thực toàn cầu và phát triển kinh tế khu vực.
I. Tổng quan về khách hàng xử lý nước thải chế biến sản phẩm sữa
Trong quá trình chế biến các sản phẩm sữa, một lượng lớn nước thải hữu cơ có nồng độ cao được tạo ra, chủ yếu từ quá trình làm sạch thiết bị, cặn từ quá trình sản xuất và rửa sạch tại chỗ, v.v. Loại nước thải này chứa các chất ô nhiễm như protein, lactose, chất béo và chất tẩy rửa, đồng thời có đặc tính COD (Nhu cầu oxy hóa học) cao, khả năng phân hủy sinh học tốt nhưng chất lượng và thể tích nước dao động. Vì vậy, các doanh nghiệp sữa phải xây dựng hoặc nâng cấp các công trình xử lý nước thải để đối phó với áp lực của các quy định bảo vệ môi trường.
Khi các quốc gia tăng cường nỗ lực kiểm soát ô nhiễm công nghiệp, nhu cầu về các giải pháp xử lý nước thải hiệu quả, ổn định và tiết kiệm năng lượng- từ các doanh nghiệp sữa tiếp tục tăng lên. Điều này đã khiến các công ty kỹ thuật môi trường và nhà cung cấp dịch vụ coi ngành công nghiệp sản phẩm sữa là một hướng thị trường quan trọng.
Cơ quan Bảo vệ Môi trường Tế Nam Quảng Bác đã phát triển một hệ thống xử lý kết hợp tùy chỉnh cho COD cao, chất rắn lơ lửng cao và chất lượng nước biến động của nước thải sản xuất sữa. Cốt lõi dựa vào các công nghệ-tự phát triển như UASB kỵ khí và MBBR hiếu khí để đạt được hiệu quả phân hủy chất ô nhiễm, với COD nước thải nhỏ hơn hoặc bằng 50mg/L và tuân thủ ổn định các tiêu chuẩn quốc gia. Công ty có-khả năng dịch vụ quy trình đầy đủ từ thiết kế quy trình, sản xuất thiết bị đến xây dựng và vận hành cũng như vận hành và bảo trì thông minh. Thiết bị sử dụng-vật liệu chất lượng cao như thép cacbon và thép không gỉ{7}}thực phẩm, có thể hoạt động ổn định trong phạm vi điều kiện -10 độ đến 45 độ. Nó cũng có thể được tùy chỉnh với công suất xử lý 100{14}}2000m³/d theo quy mô doanh nghiệp. Giải pháp này tích hợp sâu các khái niệm sử dụng tài nguyên và tiết kiệm nước,{18}}đạt tỷ lệ tái sử dụng nước thải cực cao trên 70% thông qua thu hồi khí sinh học và xử lý phân tách chất lượng, đồng thời cung cấp các phương tiện như bộ lọc sinh học để khử mùi và giám sát trực tuyến thông minh. Dựa vào hơn một thập kỷ kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý nước thải công nghiệp thực phẩm và đội ngũ kỹ thuật chuyên nghiệp, công ty có thể cung cấp các dịch vụ xây dựng tiêu chuẩn và trọn đời. Công ty đã thực hiện nhiều dự án xử lý nước thải chăn nuôi bò sữa và có năng lực thực hiện dự án và kỹ thuật hàng đầu trong ngành.
Hình ảnh sản xuất các sản phẩm từ sữa
II. Xử lý nước thải để chế biến sản phẩm sữa
Nguồn nước thải
Nguồn nước thải chế biến sản phẩm sữa chủ yếu bao gồm các khía cạnh sau:
1. Nước ngưng tụ và nước làm mát có thể tái chế được sử dụng trong quá trình sản xuất: Trong sản xuất các sản phẩm sữa, để đảm bảo nhiệt độ của môi trường sản xuất và hoạt động bình thường của thiết bị, nước ngưng tụ và nước làm mát được sử dụng. Nước này sau khi sử dụng sẽ trở thành nước thải.
2. Nước làm sạch từ các thùng chứa, đường ống và sàn chế biến: Đây là nguồn nước thải chế biến sữa chính, chiếm trên 70%. Trong quá trình sản xuất, để đảm bảo vệ sinh và chất lượng sản phẩm, các thùng chế biến, đường ống, nơi sản xuất cần được vệ sinh thường xuyên. Nước sinh ra trong quá trình làm sạch sẽ trở thành nước thải.
3. Nước thải sinh hoạt của nhân viên: Các nhà máy chế biến sữa có nhân viên sinh sống trong khu vực nhà máy. Nước thải sinh hoạt của người lao động cũng trở thành một phần của nước thải.
4. Xả phòng lò hơi: Trong quá trình vận hành phòng lò hơi, một số chất ô nhiễm nhất định sẽ được tạo ra và các chất ô nhiễm này sẽ được thải ra cùng với nước thải.
So sánh hình ảnh nước bị ô nhiễm và hình ảnh nước đã qua xử lý
III. Quy trình xử lý nước thải chế biến sản phẩm sữa
Nước thải phát sinh trong quá trình chế biến sữa chủ yếu là nước vệ sinh thiết bị (chiếm trên 70%), nước làm mát và ngưng tụ, nước thải sinh hoạt của nhân viên, xả nồi hơi... Nước thải chứa hàm lượng protein, lactose, mỡ sữa, chất tẩy rửa và các chất hữu cơ khác cao, COD dao động từ 1000 đến 6000 mg/L, tỷ lệ BOD/COD lớn hơn 0,5, khả năng phân hủy sinh học tốt nhưng dễ bị hư hỏng, có mùi hôi. Nếu không được xử lý đúng cách sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng cho vùng nước. Vì vậy, cần phải có một quy trình có hệ thống để đạt được mức xả thải tuân thủ.
Phân tích mô-đun dòng quy trình
1. Xử lý sơ bộ: Chặn các hạt và dầu lớn
Mục tiêu của giai đoạn này là giảm tải cho hệ thống sinh hóa tiếp theo và ngăn ngừa các vấn đề tắc nghẽn và tạo bọt.
Lưới: Đặt lưới thô và lưới mịn lần lượt là 20 mm và 5 mm, ngăn chặn các tạp chất dạng hạt lớn như cục sữa và các mảnh vụn bao bì.
Bể cân bằng: Đồng nhất và cân bằng, cân bằng sự dao động pH, với thời gian lưu giữ thường dao động từ 6 đến 8 giờ.
Dầu{0}}tách nước và tuyển nổi không khí:
Sử dụng thiết bị tách dầu hoặc tuyển nổi không khí hòa tan (DAF) để loại bỏ chất béo sữa, protein lơ lửng, v.v. với SS giảm xuống dưới 50 mg/L và tỷ lệ loại bỏ COD lên tới 30%–50%.
Đối với nước thải có độ nhũ tương cao, nên tuyển nổi không khí hòa tan; nếu địa điểm bị hạn chế và-nhạy cảm về mặt chi phí thì tuyển nổi không khí hình elip-xoáy cũng là một lựa chọn khả thi.
2. Xử lý sinh học: Chiến trường chính cho sự phân hủy chất hữu cơ
Giai đoạn xử lý sinh học là giai đoạn cốt lõi của xử lý nước thải, chủ yếu sử dụng các công nghệ xử lý sinh học như bể phản ứng sinh học kỵ khí, phương pháp bùn hoạt tính hiếu khí và phương pháp màng sinh học để loại bỏ các chất hữu cơ, nitơ và phốt pho trong nước thải. Các bước cụ thể như sau:
Xử lý sinh học kỵ khí: Bao gồm tầng bùn kỵ khí dòng chảy ngược (UASB), tầng sôi kỵ khí (UASB), tầng sôi kỵ khí tuần hoàn nội bộ (IC), v.v. Xử lý sinh học kỵ khí có thể làm tăng thêm tỷ lệ loại bỏ COD, giảm gánh nặng cho quá trình xử lý tiếp theo và tạo ra khí sinh học.
Xử lý sinh học hiếu khí: Các công nghệ xử lý sinh học hiếu khí bao gồm phương pháp bùn hoạt tính và phương pháp màng sinh học. Phương pháp bùn hoạt tính sử dụng sục khí để trộn đều bùn và nước thải, sử dụng vi sinh vật để phân hủy chất hữu cơ; phương pháp màng sinh học sử dụng các vi sinh vật trên màng sinh học để phân hủy chất hữu cơ. Xử lý sinh học hiếu khí có thể loại bỏ hầu hết các chất hữu cơ và các chất ô nhiễm nitơ và phốt pho.
3. Xử lý sâu và khử trùng: Đảm bảo an toàn chất lượng nước
Lọc cát/hấp phụ than hoạt tính: Loại bỏ chất hữu cơ còn sót lại và màu sắc, thường được sử dụng trong các trường hợp nước tái chế.
Công nghệ màng (UF/NF/RO): Cải thiện chất lượng nước, phù hợp cho việc tái sử dụng theo tiêu chuẩn-cao (chẳng hạn như xả nước, làm mát).
Khử trùng: Sử dụng tia cực tím hoặc clo để vô hiệu hóa các vi sinh vật gây bệnh, đảm bảo an toàn vệ sinh.
Nước thải công nghiệp → Máy sàng lọc → Bể cân bằng → Tách và tuyển nổi dầu → Xử lý sinh hóa kỵ khí → Xử lý sinh hóa hiếu khí → Lọc và khử trùng → Xả thải hoặc tái sử dụng
Có thể được trang bị biểu đồ xử lý nước thải
IV. Nghiên cứu trường hợp cụ thể về xử lý nước thải chế biến sản phẩm sữa
Xử lý nước thải của Công ty sữa Quảng Minh (Đức Châu)
I. Tổng quan dự án
Dự án này là dự án nâng cấp xử lý nước thải cho-cơ sở sản xuất quy mô lớn của Công ty sữa Quảng Minh. Cơ sở chủ yếu sản xuất sữa nước, sữa chua, v.v. với lượng nước thải hàng ngày là 1200 m³. Nước thải đến từ các quá trình như làm sạch sữa nguyên liệu và rửa thiết bị và có-nồng độ hữu cơ cao. Trước khi hợp tác, các cơ sở xử lý ban đầu tại cơ sở đã cũ, chất lượng nước thải không ổn định, có xu hướng vượt tiêu chuẩn và không tận dụng được tài nguyên. Điều này không phù hợp với khái niệm phát triển xanh và-chuỗi carbon thấp{9}}toàn bộ của Công ty sữa Quảng Minh. Do đó, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Quảng Châu Quảng Châu được giao nhiệm vụ cung cấp giải pháp xử lý nước thải hoàn chỉnh, yêu cầu nước thải phải đáp ứng "Tiêu chuẩn xả chất ô nhiễm của nhà máy xử lý nước thải đô thị" (GB 18918-2002) ở cấp độ A đầu tiên, đồng thời xem xét việc bảo tồn năng lượng, giảm tiêu thụ và phục hồi tài nguyên, phù hợp với bố cục bảo vệ môi trường của Công ty sữa Quảng Minh về tiết kiệm nước, giảm phát thải và tái chế.
II. Đặc điểm nước thải và thách thức xử lý
Các chỉ tiêu cốt lõi của nước thải: COD 3500-7500mg/L, BOD₅ 1800-3800mg/L, SS 800-1800mg/L. Nó chứa một lượng lớn lactose và protein lactose, có đặc tính COD cao, chất rắn lơ lửng cao, chất lượng nước biến động lớn và dễ hư hỏng. Những thách thức cốt lõi là: Thứ nhất, giai đoạn sản xuất tập trung dẫn đến biến động đáng kể về chất lượng nước, yêu cầu cao về khả năng chịu tải va đập; thứ hai, sự hình thành dầu nhũ hóa của mỡ sữa ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý; thứ ba, tiêu chuẩn A thứ nhất có yêu cầu nghiêm ngặt về việc loại bỏ nitơ và phốt pho; thứ tư, địa điểm cơ sở còn hạn chế và việc cải tạo cần tránh ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất bình thường, điều này phù hợp với nhu cầu sản xuất liên tục thông minh của Công ty sữa Quảng Minh.
III. Giải pháp xử lý cốt lõi
Cơ quan Bảo vệ Môi trường Tế Nam Quảng Bá, dựa trên đặc điểm sản xuất và yêu cầu bảo vệ môi trường của Công ty sữa Quảng Minh, đã tùy chỉnh quy trình kết hợp "xử lý sơ bộ + kỵ khí + hiếu khí + tinh chế sâu + tận dụng tài nguyên". Quy trình xử lý: nước thải → lưới lọc cơ học → tách dầu → bể điều tiết → máy tuyển nổi không khí hòa tan có áp suất → lò phản ứng kỵ khí UASB (do guangbo tự phát triển) → bể sinh hóa hiếu khí MBBR → xử lý sâu màng MBR → khử trùng bằng tia cực tím → bể chứa nước sạch (tái sử dụng/xả). Điểm nổi bật cốt lõi: Lò phản ứng UASB-tự phát triển có thể phân hủy hiệu quả chất hữu cơ có nồng độ-cao và quy trình MBBR loại bỏ nitơ và phốt pho. Màng MBR đảm bảo tuân thủ quy định về nước thải; hệ thống điều khiển thông minh được điều chỉnh phù hợp với chế độ thông minh của Công ty sữa Quảng Minh, đồng thời việc thu hồi khí mê-tan và tái sử dụng nước thải phù hợp với khái niệm tuần hoàn và{{11}các-bon thấp.
IV. Thành tựu dự án
Sau khi dự án đưa vào sử dụng, nước thải liên tục đạt tiêu chuẩn A loại 1, tỷ lệ loại bỏ COD, nitơ amoniac… vượt 98%. Việc tái sử dụng khí mê-tan và nước thải đã tiết kiệm cho cơ sở hơn 1,6 triệu nhân dân tệ chi phí hàng năm, giảm chi phí vận hành và bảo trì xuống mức thấp nhất trong ngành. Điều này không chỉ giải quyết được vấn đề bảo vệ môi trường mà còn giúp Công ty sữa Quảng Minh cải thiện chuỗi sản xuất xanh.
