Công ty xử lý nước đơn vị chuyên xử lý nướ thải cà phê, giảm chi phí đầu tư dễ vận hành uy tính chất lượng

1. Đặt vấn đề: Công nghiệp chế biến cà phê chiếm vị trí rất quan trọng
trong nền kinh tế nước ta. Cùng với sự phát triển của các ngành
công nghiệp và dịch vụ khác, nhu cầu về các sản phẩm cà phê ngày
càng tăng. Cà phê dần trở thành mặt hàng nông sản chế biến xuất
khẩu quan trọng của Việt Nam, kim ngạch xuất khẩu những năm
gần đây dao động từ 400 đến 600 triệu USD/năm, tạo ra từ 6% đến
10% thu nhập từ xuất khẩu quốc gia.
Việt Nam đã trở thành nước xuất khẩu cà phê đứng thứ hai trên thế giới
sau Brazil. Chính vì vậy, ngành công nghiệp này không thể thiếu được
trong đời sống của người dân.
Có thể nói, cà phê tạo nguồn lợi hết sức to lớn về kinh tế: tạo ra các sản
phẩm ngày càng đa dạng để phục vụ trong nước, xuất khẩu khối lượng
lớn nhân cà phê để thu nhiều ngoại tệ cho đất nước và tạo ra công ăn
việc làm cho người lao động.
Các tác nhân gây ô nhiễm là đường sinh từ nhớt hoặc phần ngoài của
quả cà phê. Trong quá trình lên men, đường bị phân huỷ thành rượu và
khí các-bô-níc. Sau đó,rượu được biến thành axít axêtíc, và vì thế mà độ
pH của nước bị giảm. Độ pH của xử lý nước thải cà phê thường ở
khoảng 3.8.
Phần nhớt là phần chất nhầy bọc quanh hạt cà phê. Thành phần chủ yếu
của nó là prôtêin, đường và péctin. Phần nhớt rất khó bị phân hủy. Trong
công nghệ xử lý nước thải cà phê phần nhớt này thường kết tủa thành
một lớp đen trên bề mặt.

2. công nghệ xử lý nước thải cà phê nếu không có biện pháp xử lý hợp lý,
quản lý chặt chẽ thì không chỉ ảnh hưởng tới mỹ quan môi trường trong
vùng mà hệ sinh thái, sức khỏe cộng đồng cũng bị ảnh hưởng nghiêm
trọng. Một bài học được rút ra từ Costa Rica vào những năm 80, hai
phần ba tổng lượng BOD của các con sông là do hệ thống xử lý nước
thải cà phê thải ra, biến thành những con sông chết.
II. Tổng quan về ngành cà phê Việt Nam.
1. Các đặc điểm chung của cà phê Việt Nam
Việt Nam được chia thành hai vùng khí hậu phù hợp cho chế biến cà
phê:
- Vùng Tây Nguyên và tỉnh Đồng Nai: chủ yếu trồng cà phê vối;
- Các tỉnh miền Bắc: chủ yếu trồng cà phê chè;
Trong đó, diện tích cà phê chiếm hơn 95% tổng diện tích gieo trồng.
Tỷ trọng diện tích 6 vùng trồng cà phê: Đông Bắc và duyên hải Nam
Trung Bộ 0%, Tây Bắc 1%, Bắc Trung Bộ 2 %, Đông Nam Bộ 8%, Tây
Nguyên 89%.
2. Chế biến và xuất khẩu cà phê của Việt Nam
• Chế biến
• Xuất khẩu

3. Nhận xét: Năm 2007 là đỉnh cao của xuất khẩu cà phê, kim ngạch đạt
1,8 tỷ USD tăng 219% và gần 1 tỷ USD so với kế hoạch. Nếu so với
năm 2000 thì kim ngạch xuất khẩu đã tăng tới 3,6 lần. Đây là một bước
tăng rất đáng kể, hầu như không nông sản nào có thể đạt được. Cùng với
sự phục hồi của đơn giá, xuất khẩu cà phê Việt Nam đã đứng thứ nhì thế
giới sau Brazil.
III. Các phương pháp chế biến cà phê trong nước và thế giới
Có hai phương pháp chế biến cà phê sống:
- Phương pháp khô (tự nhiên);
- Phương pháp ướt (phương pháp rửa);
1.Phương pháp khô: là phương pháp cổ điển.
Trái cà phê được phơi khô dưới ánh nắng mặt trời, chúng sẽ được cào
vài lần trong một ngày và được che kín để tránh sương vào ban đêm;
Sau một vài tuần, trái sẽ khô và sẵn sàng để bóc vỏ. Một số người
Ethiopia và hầu hết người Brazil dùng phương pháp khô. Tại Việt Nam,
phương pháp này cũng được sử dụng khá rộng rãi tại các hộ dân trồng cà
phê.
Đối với phương pháp khô, điều kiện chế biến đơn giản nhưng phụ thuộc
hoàn toàn vào thời tiết, thời gian chế biến kéo dài, sản phẩm tạo ra có
chất lượng không cao.
2. Phương pháp ướt:

4. Vỏ sẽ được lấy ra bằng máy để lại một chất dính như keo bao quanh hạt.
Ở thời điểm này, sự tách rời bằng máy móc có thể làm tổn thương hạt cà
phê.
Sau đó hạt cà phê sẽ được bỏ vào những cái chum ủ men lớn để cho tan
đi những vỏ cà phê còn dính lại trên hạt.
Sau cùng, hạt cà phê sẽ được rửa cho hết sạch vỏ và được phơi khô dưới
ánh nắng mặt trời hoặc là máy sấy.
Với phương pháp ướt, việc sản xuất chủ động hơn nhưng tốn nhiều thiết
bị, nước và năng lượng. Tuy nhiên, sản xuất theo phương pháp này rút
ngắn được thời gian chế biến và cho sản phẩm có chất lượng cao hơn.
Dựa trên ưu và nhược điểm của cả hai phương pháp, thông thường người
ta chế biến kết hợp cả hai phương pháp. Dưới đây là sơ đồ công nghệ
sản xuất cà phê nhân bằng phương pháp kết hợp:
IV. Quy trình chế biến cà phê
a. Quy trình chế biến nhân cà phê từ hạt khô
Cà phê khô sau khi thu mua được đưa đến công đoạn xay hạt, nhằm loại
bỏ lớp vỏ bên ngoài hạt. Hạt tiếp tục được chuyển qua để đánh bóng, tạo
độ bóng cần thiết trước khi phân phối.
Sau giai đoạn đánh bóng, muốn có hiệu quả kinh tế cao cho sản phẩm
chế biến, nhà máy phải có hệ thống phân loại hạt. Hạt có chất lượng tốt
được xuất khẩu, hạt có chất lượng không tốt phân phối ở trong nước.

5. b. Quy trình chế biến nhân cà phê từ hạt tươi
Hạt cà phê tươi sau khi thu hoạch được công ty thu mua và vận chuyển
về nhà máy. Tại đây, cà phê được chuyển đến bãi tập trung để chuẩn bị
cho giai đoạn chế biến.
Đầu tiên cà phê được đưa qua hệ thống sàn lọc nguyên liệu. Tại đây, quả
được sàn để tách cành, lá, đất,… còn sót lại trong quá trình thu hoạch.
Quá trình này được gọi là quá trình sàn lọc nguyên liệu, hay cò gọi quá
trình làm sạch khô. Sau khi sàn lọc nguyên liệu, hạt được chuyển đến
giai đoạn rửa thô. Giai đoạn rửa thô được thực hiện với mục đích là sạch
lớp vỏ bên ngoài của hạt, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xay.
Cà phê tiếp tục được đưa đến cối xay, đi vào công đoạn xay vỏ. Tại cối
xay, quả được phân ra làm hai loại: Quả chín được xay bỏ vỏ, quả xanh
đưa thẳng đến công đoạn sấy. Mục đích của giai đoạn này là loại bỏ lớp
vỏ cứng bao bên ngoài quả, lấy hạt để tiếp tục cho công đoạn sau.
Tiếp đến, hạt theo hệ thống băng chuyền vào bồn chứa dung dịch enzim
Pectinaza để loại bỏ thịt quả. Giai đoạn này được gọi là giai đoạn đánh
nhớt, hay còn gọi là giai đoạn ngâm enzim. Mục đích của quá trình này
là dùng enzim pectinaza phân hủy Pectin có trong thịt quả, giúp nhân
không có độ nhớt. Công đoạn đánh nhớt diễn ra từ 5 – 6 giờ, quyết đinh
lớn đến chất lượng sản phẩm. Sau khi đánh nhớt, nhân được rửa sạch,
loại bỏ chất bẩn dính trên nhân. Giai đoạn này tốn khá nhiều nước trong
toàn bộ quá trình chế biến. Đây cũng là công đoạn gây ô nhiễm chính vì
nước thải chứa một lượng lớn chất hữu cơ dễ phân hủy.

6. Tại công đoạn làm ráo, cà phê được trải đều trên mặt sàn (cách đất
500mm), gió được cung cấp bởi các cánh quay phía dưới. Giai đoạn này
xảy ra với mục đích làm ráo nước bề mặt nhân cà phê, giảm thời gian
sấy khô bằng nhiệt. Sau giai đoạn làm ráo, cà phê được đưa đến các
thùng quay nhiệt (các hạt cà phê xanh được sấy tại một thùng quay
riêng). Tại đây, cà phê được sấy khô hoàn toàn thành hạt nhân thành
phẩm. Trước khi phân phối, nhân cà phê được phân loại hạt để phân
phối cho các nhà phân phối khác nhau. Riêng hạt cà phê xanh tiếp tục
được chế biến như quá trình khô.
V. Các vấn đề môi trường của nhà máy chế biến cà phê
A. Ô nhiễm của nước thải
Trong quá trình hoạt động của công ty sẽ phát sinh ra một lượng nước
thải tác động đến môi trường nước, bao gồm các nguồn gốc chủ yếu sau:
- Nước thải chế biến
Nguồn gốc nước thải chế biến cà phê nhân của công ty xuất phát từ 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. Nước thải trong giai đoạn
này không đáng kể;
+ Xay vỏ: Trong giai đoạn này nước thải sinh ra ít nhưng có thành phần
rất đậm đặc, có độ đục và lượng cặn cao. Ngoài ra, giai đoạn này còn
thải ra lượng vỏ lớn làm cho nước thải có lượng rác rất đáng kể;

7. + Ngâm enzim: Đây là giai đoạn phát sinh nước thải đáng chú ý 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 thành phần hữu cơ tương đối
cao;
- Nước thải vệ sinh: phát sinh từ công đoạn vệ sinh các thiết bị chế biến.
- Nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt thải khu vực văn phòng, từ các khu vệ sinh,… có
chứa các thành phần cặn bã (TSS), các chất hữu cơ (BOD/COD), chất
chất dinh dưỡng (N,P) và vi sinh gây bệnh.
B. Ô nhiễm do khí thải
- Ô nhiễm do hoạt động của lò sấy, quá trình xay vỏ từ quá trình chế
biến khô.
- Ô nhiễm từ tiếng ồn, rung động và nhiệt
C. Chất thải rắn
- Rác thải sinh hoạt.
Rác thải từ sinh hoạt của cán bộ, công nhân viên và công nhân vận hành
thải ra mỗi ngày rác thải có hàm lượng hữu cơ cao, dễ phân hủy như
thức ăn thừa, các loại rác thải từ việc sinh hoạt khác như: bao nilông,
thùng carton.

8. Mỗi ngày lượng rác thải do CB CNV thải ra vào khoảng, khoảng 40 kg.
Lượng rác này sẽ được thu gom trong các thùng ra, sau đó giao cho đơn
vị dịch vụ công cộng địa phương xử lý hoặc đốt bỏ.
- Chất thải rắn từ hoạt động chế biến.
Chất thải rắn từ hoạt động chế biến chủ yếu là vỏ cà phê, bao bì chứa
nguyên liệu, cành, que còn sót khi thu hoạch.
VI. Thành phần, tính chất nước thải chế biến cà phê
Nước thải ở công đoạn rửa thô và xay cà phê: có nồng độ chất ô nhiễm
rất cao, cụ thể COD = 32.894 mg/l, BOD = 19.463 mg/l, SS = 1.720, pH
ở mức thấp. COD vượt gấp 411 lần cho phép so với tiêu chuẩn cho phép
(TCVN 5945:2005,loại B), BOD vượt gấp 389 lần cho phép so với tiêu
chuẩn cho phép, SS vượt gấp 17 lần cho phép so với tiêu chuẩn. Nồng
độ ô nhiễm của nước thải cao là do nước thải chứa nhiều chất bẩn bám
dính hạt cà phê (cát, đất, bụi, …), các hạt cà phê xanh còn sót lại, xác vỏ
cà phê, hạt cà phê bị nát trong quá trình xay.
Nước thải ở công đoạn đánh nhớt, rửa sạch: có nồng độ chất ô nhiễm
cung khá cao, cụ thể COD = 10.447 mg/l, BOD = 7.825 mg/l, SS =
2.753, pH ở mức thấp. COD vượt gấp 130 lần cho phép so với tiêu
chuẩn cho phép (TCVN 5945:2005,loại B), BOD vượt gấp 157 lần cho
phép so với tiêu chuẩn cho phép, SS vượt gấp 28 lần cho phép so với
tiêu chuẩn. Nồng độ ô nhiễm của nước thải cao là do nước thải chứa
nhiều thịt quả cà phê bị tan rã từ quá trình ngâm enzym.
Như vậy có thể nói:

9. Nước thải chế biến của nhà máy có nồng độ ô nhiễm lớn rất nhiều so với
nhà máy tương tự tại Brazil. Giải thích cho điều này có những lý do sau:
- Công nghệ chế biến không tốt:
Máy xay vỏ không tốt, không loại bỏ hết hạt xanh trong quá trình xay,
hay làm nát hạt quá nhiều.
- Nhà máy không có hệ thống tách vỏ quả trước khi vào hệ thống. Tất cả
các loại chất thải phát sinh từ quá trình chế biến cà phê được đưa thẳng
ra hệ thống xử lý.
VI. Đề xuất công nghệ xử lý nước thải chế biến cà phê
Nước thải này có hàm lượng BOD, COD, SS cao và pH thấp. Đối với SS
cao, chủ yếu là do công đoạn tách vỏ quả và hạt xanh không tốt, vì thế
cần thiết phải có thiết bị tách rác dạng băng tải tự động trước khi nước
thải chảy vào hệ thống xử lý.
Nước thải sau khi điều hòa có tỷ lệ BOD/COD = 12480/19426 = 0.64 >
0.6: thích hợp cho quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học. Tuy
nhiên, độ màu cũng là một yếu tố quan trọng để chọn lựa phương án xử
lý.
Quá trình xử lý sinh học được đề xuất để giải quyết COD, BOD rất cao
trong nước thải. Cần phải kết hợp cả phương pháp xử lý sinh học kị khí
và sinh học hiếu khí. Căn cứ vào thành phần tính chất của nước thải để
quyết định phương án xử lý cũng như công trình xử lý.
VII. Thuyết minh công nghệ xử lý đã lựa chọn

10. Nước thải sinh ra từ các khâu chế biến của nhà máy được tách rác bằng
thiết bị tách rác băng tải. Sau khi loại bỏ rác, nước thải chảy đến bể gom
kết hợp quá trình lắng sơ bộ. Tại đây, nước thải được lưu lại với thời
gian 1 (một) giờ nhằm loại bỏ sơ bộ lượng cặn trong nước.
Nước thải được bơm đến bể điều hòa. Bể điều hòa có chức năng điều
hòa lưu lượng, thành phần tính chất nước thải và nhiệt độ nước thải,
tránh tình trạng quá tải vào các giờ cao điểm. Do đó giúp cho hệ thống
xử lý làm việc ổn định đồng thời giảm kích thước các công trình đơn vị
phía sau. Trong bể điều hòa có bố trí hệ thống phân phối khí nhằm mục
đích xáo trộn và giảm một phần các chất hữu cơ có trong nước thải.
Nước thải tiếp tục được bơm đến bể sinh học kỵ khí vật liệu đệm (UAF)
2 (hai) cấp nhờ vào hai bơm chìm đặt tại bể điều hòa. Bể sinh học kỵ khí
có vật liệu đệm cố định, các vật liệu rắn trơ là giá thể cố định cho vi sinh
kị khí sống bám trên bề mặt. Giá thể là vật liệu sợi xơ dừa, có độ bền
cao trong nước thải. Tỷ lệ riêng diện tích bề mặt/thể tích của vật liệu
thông thường dao động trong khoảng 100-220m2/m3. Trong bể sinh học
tiếp xúc áp dụng quá trình sinh trưởng sinh học bám dính (Attached
Growth). Bể sinh học kỵ khí vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật
sống bám. Nước thải được phân bố đều hướng từ dưới lên. Quần thể vi
sinh sống bám trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có khả năng hấp
phụ và phân hủy chất hữu cơ trong nước thải. Quần thể vi sinh này có
thể bao gồm vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí và tùy tiện, nấm, tảo và các động
vật nguyên sinh. Ngoài ra, còn có giun, ấu trùng côn trùng, ốc,…Vi
khuẩn tùy tiện chiếm đa số. Phần bên ngoài lớp màng nhầy (khoảng 0.1-
0.2mm), là loại vi sinh hiếu khí. Khi vi sinh phát triển, chiều dày càng

11. ngày càng dày hơn, vi sinh ở lớp ngoài tiêu thụ hết lượng oxy khuếch
tán trước khi oxy thấm vào bên trong. Vì vậy, gần sát bề mặt giá thể,
môi trường kị khí hình thành. Nước thải sau khi qua bể sinh học kỵ khí
vật liệu đệm được dẫn sang bể sinh học hiếu khí bùn hoạt tính.
Trong bể hiếu khí bùn hoạt tính, các chất hữu cơ hòa tan và không hòa
tan chuyển hóa thành bông bùn sinh học – quần thể vi sinh vật hiếu khí –
có khả năng lắng dưới tác dụng của trọng lực. Nước thải chảy liên tục
vào bể sinh học song song là khí được đưa vào cùng xáo trộn với bùn
hoạt tính (oxy hòa tan DO>2mg/l), cung cấp oxy cho vi sinh phân hủy
chất hữu cơ. Dưới điều kiện này, vi sinh sinh trưởng tăng sinh khối và
kết thành bông bùn.
VSV + C5H7NO2 (chất hữu cơ) + 5O2 –> 5CO2 + 2H2O + NH3 +
VSV mới (1)
Bể này đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp. Bể
này có dạng chữ nhật, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu oxy đồng
nhất trong toàn bộ thể tích bể. Bể này có ưu điểm chịu được quá tải rất
tốt. METCALF and EDDY (1991) đưa ra tải trọng thiết kế khoảng 0.8-
2.0 kgBOD5/m3/ngày với hàm lượng bùn 2.500 – 4.000 mg/L, tỷ số
F/M 0.2-0.6. Hỗn hợp bùn hoạt tính và nước thải gọi là dung dịch xáo
trộn (mixed liquor). Hỗn hợp này chảy đến bể lắng bùn sinh học.
Bể lắng bùn sinh học có nhiệm vụ lắng và tách bùn ra khỏi nước thải.
Bùn sau khi lắng có hàm lượng SS = 8.000 – 10.000mg/L, một phần sẽ
tuần hoàn trở lại bể sinh học (25-75% lưu lượng) để giữ ổn định mật độ
cao vi khuẩn tạo điều kiện phân hủy nhanh chất hữu cơ, đồng thời ổn

12. định nồng độ MLSS = 3500 mg/l. Các thiết bị trong bể lắng gồm ống
trung tâm phân phối nước, hệ thống thanh gạt bùn – motour giảm tốc và
máng răng cưa thu nước. Độ ẩm bùn dao động trong khoảng 98.5 –
99.5%. Lưu lượng bùn dư thải ra mỗi ngày được bơm về sân phơi bùn.
Do tính chất của nước thải là có hàm lượng chất lơ lửng cao, sau quá
trình xử lý sinh học sẽ không đạt tiêu chuẩn nên sẽ được tiến hành keo
tụ. Tại bể keo tụ, hóa chất keo tụ được bổ sung vào liên tục để quá trình
keo tụ xảy ra hoàn toàn. Sau quá trình keo tụ, các bông cặn sẽ hình
thành.kết bông lại và lắng khá nhanh nhờ sự hỗ trợ của chất trợ keo tụ là
polymer. Nước thải sau đó được dẫn sang bể lắng bùn hóa lý để tiến
hành tách pha. Phần bùn dễ lắng sẽ được lắng xuống đáy bể và được thu
gom liên tục nhờ hệ thống gạt gom bùn được lắp đặt trong bể. Phần
nước trong sau lắng sẽ tràn qua máng thu nước răng cưa và tiếp tục chảy
vào bể khử trùng để diệt vi khuẩn trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại A – TCVN 5945 : 2005.
Một số dịch vụ xử lý nước thải liên quan:
 Xử lý nước thải gỗ
 Xử lý nước thải dược phẩm
 Xử lý nước thải tinh bột sắn
Để biết thêm những thông về các dịch vụ khác vui lòng truy cập ngay tại
đây : https://congtyxulynuoc.com/xu-ly-nuoc-thai/
CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG VIỆT ENVI
Văn Phòng: 402 Nguyễn Kiệm, Phường 3, Phú Nhuận, TP.HCM

13. Điện thoại: 0917 952 786 Minh Trọng
Web: congtyxulynuoc.com
Facebook: www.facebook.com/Công-ty-TNHH-Công-Nghệ-Môi-
Trường-Việt-Envi
Email: moitruongviet.envi@gmail.com