Cà phê (coffee) có lẽ là thức uống không còn xa lạ gì với người Việt Nam chúng ta và cả trên thế giới. Việt Nam là nước sản xuất cà phê đứng thứ 2 thế giới chỉ sau Brazil, và là nước đứng đầu về sản xuất cà phê vối. Chính vì ngành công nghiệp sản xuất và chế biến cà phê phát triển mạnh và nhanh chóng như vậy dẫn đến ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường nếu không được xử lý đúng cách.
Chính vì vậy mà hôm nay Thuận Phú Group xin chia sẻ đến các bạn quy trình xử lý nước thải nhà máy sản xuất và chế biến Cà phê nhằm bảo vệ môi trường và phát triển ngành chế biến, sản xuất cà phê nước nhà lên một tầm cao mới.
Có thể bạn quan tâm:
Quy trình chế biến cà phê
Phân tích quy trình
- Cà phê sau khi được thu gom tại vườn sẽ trải qua công đoạn phân loại hạt cà phê, giúp loại bỏ các hạt cà phê bị đen, khuyết tật, hạt bị mối mọt, nấm mốc không đạt tiêu chuẩn. Trong quy trình này, tùy theo chất lượng cà phê mà nhà máy sẽ chọn lựa ra hạt chín, hoặc cả hạt chín và hạt xanh, tuy nhiên các hạt phải có màu sắc đẹp, kích thước đồng đều sẽ giúp tăng chất lượng sản phẩm cà phê.
- Công đoạn phơi, xay, bỏ vỏ, làm sạch: đây là công đoạn để tách hạt cà phê ra khỏi vỏ, ở công đoạn này sẽ thải ra một lượng lớn nước thải để làm sạch, nước thải có chứa vỏ, vụn cà phê. Sau khi tách vỏ, hạt cà phê sẽ được phân loại theo kích thước thêm một lần nữa, kích thước cà phê sẽ dựa vào các yếu tố như kích cỡ sàn, tỷ lệ % thành hình, tỷ lệ % hạt đen vỡ, tỷ lệ % tạp chất, độ ẩm,…
- Phối trộn cà phê: tùy vào thương hiệu cà phê sẽ có cách phối trộn nhiều loại cà phê khác nhau.
- Công đoạn rang cà phê: công đoạn này là quan trọng nhất trong sản xuất cà phê sạch, việc rang cà phê mang tính quyết định đến chất lượng của cà phê thành phẩm. Cà phê sẽ được rang ở nhiều mức nhiệt khác nhau theo từng giai đoạn, dưới tác dụng nhiệt thì các phản ứng hóa học diễn ra và tạo thành hương vị, màu sắc cho cà phê, hiện nay công đoạn rang cà phê đã có máy móc thực hiện, bạn chỉ cần điều chỉnh và theo dõi nhiệt độ, thời gian rang. Việc thêm phụ gia, hương liệu ở công đoạn này sẽ tùy thuộc vào hướng đi của doanh nghiệp.
- Công đoạn làm nguội cà phê: việc làm nguội cà phê cần phải nhanh chóng (thời gian làm nguội theo tiêu chuẩn khoảng 2 phút) nhằm tránh thất thoát hương thơm của cà phê thành phẩm. Do sau khi rang ở nhiệt độ cao thì cà phê vẫn sẽ giữ nhiệt bên trong làm cho các hợp chất tạo hương thơm tiếp tục bị bay hơi làm thất thoát hương.
Cà phê sau khi được làm nguội ta sẽ thu được cà phê thành phẩm, tùy theo yêu cầu của sản phẩm là cà phê dạng hạt hay cà phê bột thì sẽ thêm hoặc bỏ bớt công đoạn xay. Đối với cà phê dạng hạt thì có thể đóng gói ngay sau khi đã được làm nguội.
- Công đoạn xay hạt cà phê: Cà phê sau quá trình rang ở nhiệt độ cao sẽ bị giảm độ bền cơ học, giòn hơn, do đó khi tác dụng lực cơ học sẽ làm hạt cà phê dễ dàng bị vỡ và nhuyễn. Việc xay nhuyễn cà phê nhằm tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình pha chế, nước sẽ thẩm thấu qua các lớp bột cà phê để hút được hết toàn bộ chất bên trong cà phê.
Quy trình sản xuất cà phê trải qua nhiều công đoạn, do đó sẽ sinh ra rất nhiều nước thải cần phải được xử lý đúng cách.
Thành phần nước thải chế biến cà phê
Đường
- Lượng đường này có trong nhớt, và phần vỏ ngoài của quả cà phê
- Nhớt và vỏ cà phê để lâu sẽ bị lên men thành rượu và CO2, sau đó rượu sẽ chuyển thành acid acetic làm cho pH của nước giảm.
Nhớt
- Là lớp bao quanh hạt cà phê, nằm giữa hạt và vỏ
- Thành phần chính của nhớt này là protein, đường và pectin, lớp nhớt này khó bị phân hủy, nó thường kết tủa thành lớp đen trên bề mặt, lớp chất rắn này có thể làm tắc nghẽn đường ống và giảm lượng oxi trong nước.
Các chất hữu cơ
- Hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải cà phê rất cao, các hợp chất này sẽ được các vi sinh vật trong nước phân hủy từ từ.
- Lượng BOD càng cao thì lượng oxy có trong nước mất càng nhiều, nên các vi sinh vật yếm khí có điều kiện hoạt động, điều này làm cho nước thải cà phê bốc mùi hôi.
- Các chất hữu cơ có nguồn gốc từ vỏ và thịt cà phê.
Hương liệu tự nhiên
- Đây là chất giúp cà phê có màu đỏ tự nhiên
- Hương liệu này không làm ảnh hưởng đến môi trường, tuy nhiên nó làm cho nước thải có màu xanh đậm hoặc đen, làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải và cảnh quan môi trường.
Bảng thông số thành phần nước thải chế biến cà phê
| STT | Thông số | Đơn vị | Giá trị | QCVN 40:2011/BTNMT Cột B |
| 1 | pH | – | 5.1 – 5.6 | 5.5 – 9 |
| 2 | COD | Mg/l | 3100 – 4210 | 150 |
| 3 | BOD | Mg/l | 1.100 – 3.210 | 50 |
| 4 | Chất rắn lơ lửng | Mg/l | 700 – 870 | 100 |
| 5 | Tổng P | Mg/l | 5.5 – 6.5 | 6 |
| 6 | Tổng N | Mg/l | 180 – 298 | 40 |
Dựa vào bảng thành phần nước thải mà ta có thể đưa ra được quy trình chế biến nước thải cà phê phù hợp.
Quy trình xử lý nước thải cà phê
Thuyết minh quy trình xử lý nước thải cà phê
Nước thải từ nhà máy sản xuất cà phê sẽ được dẫn bằng máy bơm chìm hút nước thải rác theo đường ống tới bể thu gom, tại đây song chắn rác sẽ giữ lại các loại rác thải có kích thước lớn nhằm bảo vệ các thiết bị ở giai đoạn sau.
Sau khi đã loại bỏ được rác thải trong nước, nước thải tiếp tục được đưa đến bể điều hòa bằng máy bơm chìm nước thải Evergush, tại đây có hệ thống cung cấp oxy vào bể (sử dụng máy thổi khí Dargang, hoặc máy thổi khí Heywel), nước thải được điều hòa nồng độ và liều lượng thích hợp.
Sau khi đi qua bể điều hòa, nước thải sản xuất cà phê sẽ được đưa qua bể phản ứng hóa lý, hóa chất oxy hóa, chất keo tụ được châm vào bằng bơm định lượng hóa chất Doseuro nhằm giảm nồng độ chất ô nhiễm và độ màu.
Nước thải chế biến cà phê sau quá trình xử lý hóa lý sẽ được bơm tới bể xử lý sinh học kỵ khí tiếp xúc. Nước thải được khuấy trộn bằng máy khuấy chìm Evergush Evak với dòng tuần hoàn và xảy ra quá trình phản ứng trong bể kín không có oxy. Sau khi phân hủy, hỗn hợp bùn nước đi vào bể trung gian bằng máy bơm chìm hút bùn HCP, bùn được tuần hoàn về bể kỵ khí.
Sau đó, nước thải đi qua cụm bể xử lý sinh học Anoxic và MBBR để các vi sinh vật có thể phân hủy và hấp thụ các chất hữu cơ làm dinh dưỡng sống. Sau khi qua bể sinh học, hầu hết các chất hữu cơ N, P đã được khử đến 85%.
Tiếp theo, nước thải sẽ được bơm qua bể lắng sinh học, tại đây dựa theo nguyên tắc về trọng lực, các bông bùn sẽ lắng xuống đáy bể. Bùn sau khi được lắng sẽ được đưa qua bể chứa bùn và được thu gom định kỳ bằng máy bơm nước Ebara.
Công đoạn sau cùng, nước thải chế biến cà phê sẽ được đưa qua bể khử trùng, tại đây sẽ châm thêm các hóa chất như Chlorine, NaOCL bằng máy bơm hóa chất có định lượng nhằm tiêu diệt vi sinh vật có hại và để nước thải đầu ra đạt QCVN 40:2011/BTNMT và có thể thải ra môi trường.
Trên đây là toàn bộ quy trình xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất, chế biến cà phê. Hi vọng với những thông tin hữu ích trong bài viết này sẽ giúp cho bạn trang bị thêm kiến thức để thực hiện công trình xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất cà phê.
