Phương án thiết kế lắp đặt hệ thống xử lý nước thải sản xuất rượu được lập trên cơ sở thông tin do chủ cơ sở cung cấp: lưu lượng nước thải tối đa 1 m³/ngày đêm; cơ sở sản xuất makgeolli quy mô nhỏ; bã gạo và chất thải rắn được tách riêng bằng lưới trước khi nước thải vào hệ thống; nguồn thải chủ yếu gồm nước rửa gạo, nước vệ sinh bồn lên men và thiết bị sản xuất.
- Thiết kế hệ thống nhỏ gọn, module hóa, ưu tiên Composite FRP để thuận lợi vận chuyển và lắp đặt.
- Tập trung xử lý BOD/COD, TSS, amoni và tổng nitơ bằng quá trình sinh học.
- Không bố trí DAF hoặc UASB trong cấu hình cơ sở; chỉ xem xét bổ sung khi kết quả phân tích mẫu cho thấy tải hữu cơ hoặc SS thực tế cao bất thường.
- Có dự phòng để bổ sung hóa chất carbon/khử nitơ hoặc điều chỉnh tải MBBR khi vận hành nếu cần.
- Phương án cuối cùng phải được hiệu chỉnh theo kết quả phân tích nước thải đầu vào và yêu cầu xả thải/giấy phép môi trường của cơ sở.
Đặc tính nguồn nước thải sản xuất rượu cần xử lý
Nước thải của cơ sở có nguồn gốc từ quá trình rửa nguyên liệu, vệ sinh bồn lên men và vệ sinh thiết bị. Đây là loại nước thải thực phẩm có thành phần hữu cơ dễ phân hủy sinh học. Việc tách riêng bã gạo trước hệ thống là giải pháp quan trọng nhằm hạn chế TSS và tải COD dạng hạt đi vào công trình sinh học.
| Nguồn phát sinh | Thành phần cần quan tâm | Giải pháp |
| Nước rửa gạo | Tinh bột, chất hữu cơ hòa tan, cặn mịn | Lưới lọc/tách cặn + điều hòa |
| Vệ sinh bồn lên men | COD/BOD, pH biến động, chất hữu cơ lên men | Điều hòa + xử lý sinh học |
| Vệ sinh thiết bị | COD/BOD, SS, hóa chất vệ sinh nếu có | Kiểm soát pH, tránh xả hóa chất đậm đặc vào hệ |
| Bã gạo/chất rắn | SS và COD dạng hạt cao | Tách riêng hoàn toàn trước hệ thống |
Thông số đầu vào dùng cho thiết kế sơ bộ
Do chưa có kết quả phân tích mẫu, các giá trị dưới đây chỉ được xem là cơ sở kiểm tra sơ bộ, không phải cam kết chất lượng nước đầu vào. Khi có mẫu thực tế, cần cập nhật lại tải lượng và thể tích bể.
| Thông số | Cơ sở sơ bộ | Ghi chú |
| Lưu lượng | Qmax = 1 m³/ngày | Thiết kế theo lưu lượng tối đa do chủ cơ sở cung cấp |
| pH | Có thể biến động | Cần đo thực tế; có thể bố trí hiệu chỉnh pH nếu cần |
| BOD5/COD | Hữu cơ dễ phân hủy | Cần phân tích để xác định tải hữu cơ |
| TSS | Giảm nhờ tách bã gạo | Vẫn cần kiểm tra cặn mịn |
| NH4-N/TN | Có thể phát sinh từ nguyên liệu và quá trình lên men | Là cơ sở để duy trì công đoạn Anoxic + MBBR |
| TP | Cần kiểm tra | Nếu vượt giới hạn sau xử lý có thể bổ sung keo tụ/khử P |
Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải
Để đáp ứng yêu cầu nhỏ gọn nhưng vẫn có khả năng kiểm soát nitơ, phương án được lựa chọn là AO kết hợp MBBR. So với phương án chỉ Điều hòa → MBBR → Lắng, cấu hình AO bổ sung vùng thiếu khí và dòng tuần hoàn nitrate, cho phép thực hiện quá trình khử nitrat.
Sơ đồ công nghệ đề xuất:
Nước thải → Lưới tách bã → Bể điều hòa → Bể Anoxic → Bể Aerobic MBBR → Bể lắng → Khử trùng → Xả
Tuần hoàn nội: Aerobic MBBR → Anoxic để đưa nitrate về vùng thiếu khí phục vụ quá trình denitrification.
| Công đoạn | Chức năng chính | Thiết bị/kiểm soát |
| Tách bã | Giữ bã gạo, cặn thô | Lưới lọc; vệ sinh định kỳ |
| Điều hòa | Ổn định lưu lượng, pH và tải | Bơm cấp điều hòa, phao mức |
| Anoxic | Khử NO3-N thành N2 | Khuấy; nhận dòng tuần hoàn nitrate |
| Aerobic MBBR | Oxy hóa BOD/COD, nitrification NH4-N | Blower + đĩa khí + giá thể MBBR |
| Lắng | Tách bùn sinh học | Vùng lắng, xả bùn định kỳ |
| Khử trùng | Giảm vi sinh gây bệnh | Bơm định lượng + NaOCl hoặc hóa chất tương đương |
Tính toán sơ bộ các ngăn trong hệ thống xử lý nước thải
Bể điều hòa
Với Qmax = 1 m³/ngày và đặc điểm phát sinh theo từng đợt, chọn thể tích hữu ích khoảng 0,8–1,0 m³. Mục tiêu là giảm dao động lưu lượng và nồng độ trước khi cấp sang bể sinh học. Bể có khoảng không an toàn phía trên và bố trí bơm cấp điều hòa theo phao/timer.
Bể Anoxic
Chọn thể tích hữu ích khoảng 0,4–0,5 m³. Bể không cấp khí, duy trì khuấy nhẹ để tránh lắng bùn và duy trì môi trường thiếu khí. Dòng tuần hoàn nitrate từ Aerobic dự kiến khoảng 2–3Q, tức khoảng 2–3 m³/ngày, sau đó hiệu chỉnh theo NO3-N/TN thực tế.
Bể Aerobic MBBR
Chọn thể tích hữu ích khoảng 1,0–1,2 m³. Tỷ lệ giá thể ban đầu khoảng 40–45% thể tích bể, tương đương khoảng 0,4–0,5 m³ giá thể. Mức cấp khí được điều chỉnh theo DO, tải hữu cơ và yêu cầu nitrification; mục tiêu vận hành sơ bộ DO khoảng 2–4 mg/L.
Bể lắng
Chọn thể tích hữu ích khoảng 0,4–0,5 m³. Bố trí vùng thu bùn và ống xả bùn để thuận tiện bảo trì. Do công suất rất nhỏ, bể lắng có thể tích hợp trong cùng module FRP.
Bể khử trùng
Chọn khoảng 0,15–0,20 m³. Có thể dùng NaOCl thông qua bơm định lượng. Liều lượng phải được điều chỉnh theo chất lượng nước, lưu lượng và yêu cầu vi sinh tại điểm xả.
| Ngăn xử lý | Thể tích hữu ích đề xuất | Mục tiêu vận hành |
| Điều hòa | 0,8–1,0 m³ | Ổn định lưu lượng/tải |
| Anoxic | 0,4–0,5 m³ | DO thấp, khuấy liên tục |
| Aerobic MBBR | 1,0–1,2 m³ | DO khoảng 2–4 mg/L; giá thể 40–45% |
| Lắng | 0,4–0,5 m³ | Tách bùn sinh học |
| Khử trùng | 0,15–0,20 m³ | Tiếp xúc hóa chất khử trùng |
| Tổng | Khoảng 2,75–3,40 m³ | Chọn module danh nghĩa khoảng 3 m³ |
Hệ xử lý nước thải Module Composite FRP
Đề xuất sử dụng một module Composite FRP dạng bồn nằm ngang, tương tự dạng bồn FRP xử lý nước thải thông dụng, được chế tạo riêng theo bản vẽ để chia thành các ngăn Điều hòa – Anoxic – MBBR – Lắng – Khử trùng. Không sử dụng bồn chứa dân dụng nguyên bản làm bể xử lý nếu chưa được gia cường và chia ngăn theo yêu cầu kỹ thuật.
- Dung tích module danh nghĩa: khoảng 3,0m³.
- Vách ngăn FRP kín nước, có kết cấu gia cường phù hợp.
- Mỗi khu vực cần có cổ thăm/cửa thao tác phù hợp để kiểm tra và vệ sinh.
- Ngăn MBBR có lưới giữ giá thể, giá đỡ đĩa khí và đường phân phối khí.
- Bố trí cửa xả bùn ở ngăn lắng.
- Có khoảng không phía trên và hệ chân đỡ/khung gia cường.
- Các đầu nối ống nên dùng mặt bích/bulkhead fitting hoặc chi tiết xuyên thành FRP chuyên dụng, hạn chế khoan đấu nối tùy tiện.
Thiết bị xử lý nước thải chính
| Thiết bị | Thông số sơ bộ | SL | Ghi chú |
| Blower | 0,25–0,5 HP | 01 | Chọn theo nhu cầu khí thực tế |
| Đĩa phân phối khí | 4–6 đĩa | 01 bộ | Đặt tại đáy MBBR |
| Bơm nước thải | Q nhỏ, cột áp theo mặt bằng | 01 | Cấp từ điều hòa |
| Bơm tuần hoàn nitrate | Khoảng 2–3Q | 01 | Aerobic → Anoxic |
| Máy khuấy Anoxic | Công suất nhỏ | 01 | Không cấp khí |
| Bơm định lượng | Theo nhu cầu khử trùng | 01 | NaOCl hoặc tương đương |
| Tủ điện | Điều khiển bơm/blower/khuấy | 01 | Có CB, contactor/relay, timer |
| Phao mức | Bảo vệ bơm | 01 bộ | Điều khiển theo mức |
| Giá thể MBBR | 0,4–0,5 m³ | 01 lot | Tỷ lệ lấp đầy 40–45% |
Yêu cầu vận hành hệ thống xử lý nước thải
- Không xả bã gạo, cặn lên men hoặc chất rắn lớn trực tiếp vào hệ thống.
- Không xả hóa chất CIP, acid/kiềm đậm đặc hoặc chất sát khuẩn đậm đặc trực tiếp vào bể sinh học.
- Duy trì pH vùng sinh học trong khoảng phù hợp cho vi sinh; khi pH dao động mạnh cần xem xét trung hòa tại điều hòa.
- Theo dõi DO bể MBBR, NO3-N, NH4-N và TN trong giai đoạn chạy thử.
- Kiểm tra bùn lắng và xả bùn định kỳ; không để bùn tích tụ lâu trong bể lắng.
- Điều chỉnh tỷ lệ tuần hoàn nitrate theo kết quả NO3-N/TN, không cố định 2–3Q trong mọi điều kiện.
- Nếu TN đầu ra vẫn cao do thiếu nguồn carbon, xem xét bổ sung nguồn carbon sau khi đánh giá COD tại bể Anoxic.
Khả năng đáp ứng quy chuẩn xử lý nước thải hiện hành
QCVN 40:2025/BTNMT là quy chuẩn về nước thải công nghiệp và được ban hành theo Thông tư 06/2025/TT-BTNMT; quy chuẩn hiện hành thay thế QCVN 40:2011/BTNMT. Với F ≤ 2.000 m³/ngày, Bảng 1 quy định giới hạn BOD5, COD và TSS khác nhau theo cột A/B/C. Việc chọn cột áp dụng phải căn cứ nguồn tiếp nhận và hồ sơ môi trường của cơ sở.
| Thông số | QCVN 40:2025 – F ≤ 2.000 m³/ngày | Ghi chú |
| BOD5 | A ≤ 40; B ≤ 60; C ≤ 80 mg/L | Theo Bảng 1 |
| COD | A ≤ 65; B ≤ 90; C ≤ 130 mg/L | Theo Bảng 1 |
| TSS | A ≤ 40; B ≤ 80; C ≤ 120 mg/L | Theo Bảng 1 |
| NH4-N, TN, TP… | Theo Bảng 2 và cột áp dụng | Cần xác định theo hồ sơ xả thải |
Cấu hình AO + MBBR được lựa chọn để có khả năng xử lý nitơ tốt hơn cấu hình chỉ MBBR hiếu khí: Aerobic thực hiện nitrification, còn Anoxic kết hợp tuần hoàn nitrate thực hiện denitrification. Tuy nhiên, không nên cam kết đạt một cột quy chuẩn cụ thể khi chưa có mẫu nước đầu vào, thông số nguồn tiếp nhận và yêu cầu trong giấy phép môi trường.
Dự toán chi phí lắp đặt hệ thống XLNT 1m3
(bảng báo giá kèm theo)
Khuyến nghị bảo trì: kiểm tra blower, bơm và tủ điện hàng tháng; vệ sinh đĩa khí theo tình trạng thực tế; kiểm tra giá thể MBBR và lưới giữ giá thể định kỳ; xả bùn theo lượng bùn thực tế; kiểm tra chất lượng nước sau xử lý trong giai đoạn đầu.
Phạm vi cung cấp và loại trừ
- Bao gồm: module FRP, giá thể MBBR, thiết bị cơ điện chính, tủ điện, đường ống nội bộ, phụ kiện, vận chuyển và lắp đặt theo báo giá.
- Chưa bao gồm nếu không ghi riêng: nền móng xây dựng, mái che, nhà kỹ thuật, đường điện nguồn ngoài tủ, đường ống thu gom ngoài phạm vi hệ thống.
- Chi phí quan trắc/phân tích mẫu nước định kỳ không mặc định nằm trong giá thiết bị, trừ khi báo giá thương mại quy định riêng.
- Giá chính thức phải được xác nhận sau khi khảo sát mặt bằng, xác định vị trí lắp đặt, tuyến ống, chiều cao bơm và chốt vật liệu FRP.
Tổng kết về hệ thống xử lý nước thải sản xuất rượu module 1m3
Với lưu lượng tối đa 1 m³/ngày đêm, bã gạo được tách riêng và nguồn thải chủ yếu là nước rửa gạo cùng nước vệ sinh bồn lên men/thiết bị, phương án xử lý nước thải dạng module Composite FRP khoảng 3–3,5 m³ là phù hợp về mặt quy mô và tính gọn nhẹ. Cấu hình AO + Aerobic MBBR + lắng + khử trùng tạo được chuỗi xử lý hoàn chỉnh hơn so với chỉ dùng MBBR hiếu khí, đặc biệt khi cần kiểm soát NH4-N và TN.
Không cần đưa DAF hoặc UASB vào cấu hình cơ sở ở giai đoạn này. Tuy nhiên, quyết định cuối cùng phải dựa trên mẫu nước đầu vào. Nếu COD/BOD hoặc SS cao hơn đáng kể so với giả định, cần tăng thể tích MBBR/điều hòa hoặc bổ sung tiền xử lý. Nếu TP không đạt, có thể bổ sung công đoạn keo tụ hóa học ở mức tối thiểu.