Tái sử dụng nước nhà máy sữa ở Bình Dương

Từ nguồn nước thải đã xử lý, một nhà máy sản xuất sữa tại Bình Dương cần tạo ra dòng nước có chất lượng ổn định để cấp lại cho hệ thống làm mát và bình ngưng. Công Thành – Envitech đã triển khai dự án tái sử dụng nước nhà máy sữa ở Bình Dương giai đoạn 1 với công suất 100 m³/ngày, kết hợp lọc tự động, màng siêu lọc UF và màng thẩm thấu ngược RO. Kết quả ghi nhận TDS nước thành phẩm đạt 19,8 mg/L, chloride dưới 0,4 mg/L, đáp ứng các yêu cầu chất lượng được xác lập trong hồ sơ dự án.

Dự án cho thấy nước sau hệ thống xử lý nước thải không nhất thiết chỉ được xả bỏ. Khi được đánh giá đúng chất lượng và xử lý nâng cao bằng cấu hình phù hợp, nguồn nước này có thể trở thành đầu vào cho giải pháp tái sử dụng nước thải công nghiệp, qua đó giảm nhu cầu sử dụng nước cấp mới cho các công đoạn phụ trợ trong nhà máy.

Tổng quan dự án

Các mốc quy chuẩn trên phản ánh bộ tiêu chí được sử dụng tại thời điểm lập hồ sơ dự án. QCVN 40:2011/BTNMT được ban hành kèm theo Thông tư 47/2011/TT-BTNMT về quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với nước thải công nghiệp.

Yêu cầu đặt ra cho hệ thống tái sử dụng nước nhà máy sữa

Đầu vào của hệ thống water reuse không phải nước thải thô mà là nước đã đi qua hệ thống xử lý nước thải hiện hữu. Nhiệm vụ của công đoạn xử lý nâng cao là tiếp tục kiểm soát cặn, chất keo và các thành phần hòa tan để tạo dòng nước ổn định hơn cho thiết bị làm mát và bình ngưng.

Ở ứng dụng này, chất lượng nước cần được xem xét trực tiếp theo yêu cầu của hệ thống nhận nước. Các chỉ tiêu pH, độ màu, độ cứng tổng, chloride và TDS có liên quan đến khả năng vận hành ổn định của đường ống và thiết bị trao đổi nhiệt. Vì vậy, dự án không dừng ở bước lọc cơ học mà sử dụng chuỗi UF – RO để xử lý theo nhiều cấp.

Sơ đồ công nghệ tái sử dụng nước nhà máy sữa ở Bình Dương

Nước sau WWTP → Châm PAC/Chlorine → Lọc tự động → UF skid → Bồn đệm → Châm NaHSO₃/chống cáu cặn → Lọc 5 µm → RO skid → Bồn nước thành phẩm → Làm mát và bình ngưng

Châm PAC, chlorine và lọc tự động

Nước sau hệ thống xử lý nước thải được châm PAC và chlorine trước khi đi qua cụm lọc tự động. Đây là bước tiền xử lý, hỗ trợ kiểm soát phần cặn và chất keo còn lại, đồng thời tạo điều kiện ổn định hơn cho công đoạn màng phía sau. Hệ thống lọc tự động giúp giảm thao tác thủ công trong chu trình vận hành.

Màng siêu lọc UF

Sau lọc tự động, nước được đưa vào UF skid. Công đoạn UF giữ lại các thành phần có kích thước lớn hơn khả năng phân tách của màng, giúp ổn định độ trong và giảm tải cặn cho RO.

Hệ số thu hồi của UF đạt đến 92% trong điều kiện vận hành thiết kế.

Bồn đệm, châm hóa chất và lọc 5 µm

Nước sau UF được thu vào bồn đệm trước khi chuyển sang tuyến tiền xử lý RO. NaHSO₃ và hóa chất chống cáu cặn được châm trên tuyến này.

NaHSO₃ hỗ trợ khử chlorine dư để bảo vệ màng RO, trong khi antiscalant giúp hạn chế hình thành cáu cặn khoáng. Lõi lọc 5 µm tiếp tục giữ cặn mịn trước khi nước đi vào RO skid.

Hệ thống RO và bồn nước thành phẩm

RO là công đoạn xử lý chính đối với các thành phần hòa tan. Nước qua màng được đưa về bồn thành phẩm để cấp cho hệ thống làm mát và bình ngưng. Dòng cô đặc từ RO được dẫn trở lại hệ thống xử lý nước thải theo sơ đồ dự án.

Hệ số thu hồi RO được ghi nhận đạt đến 80%.

Việc lựa chọn loại màng, diện tích màng và cấu hình pressure vessel phải dựa trên kết quả phân tích nước, lưu lượng thiết kế và mục tiêu thu hồi. Envitech hiện cung cấp màng RO Veolia (Suez) cùng các nhóm vật tư màng phục vụ hệ thống xử lý và tái sử dụng nước công nghiệp. Model cho từng dự án cần được tính chọn riêng, không suy ra từ case study này.

Cụm CIP phục vụ vệ sinh màng

Hình ảnh thực tế trong hồ sơ cho thấy hệ thống có UF skid, RO skid và CIP skid. Cụm CIP phục vụ vệ sinh màng định kỳ khi các chỉ số vận hành cho thấy cần làm sạch, giúp duy trì lưu lượng và kiểm soát chênh áp.

Chu kỳ và hóa chất CIP phải được xác định theo tình trạng màng thực tế, thay vì áp dụng một lịch cố định cho mọi nguồn nước.

Hiệu quả xử lý được ghi nhận

Kết quả phân tích trong hồ sơ cho thấy nước sau RO đáp ứng toàn bộ giới hạn chất lượng do nhà máy đặt ra đối với nhóm chỉ tiêu được kiểm tra. Đáng chú ý, TDS giảm xuống 19,8 mg/L và chloride xuống dưới 0,4 mg/L; độ màu và độ cứng tổng không phát hiện trong mẫu nước sau RO.

Khả năng vận hành và bảo trì

Bên cạnh chất lượng nước, dự án tái sử dụng nước nhà máy sữa còn được thiết kế theo hướng vận hành hoàn toàn tự động. Cấu hình skid giúp bố trí thiết bị gọn, phù hợp với khu vực có diện tích lắp đặt hạn chế và tạo điều kiện thuận lợi cho kiểm tra, bảo trì, bảo dưỡng.

Hệ số thu hồi UF đến 92% và RO đến 80% là hiệu suất của từng công đoạn được ghi trong hồ sơ. Hai giá trị này không nên được cộng trực tiếp hoặc hiểu là hệ số thu hồi tổng của toàn bộ nhà máy.

Hiệu suất thực tế còn phụ thuộc chất lượng nước đầu vào, chế độ rửa màng, áp suất, nhiệt độ và chiến lược vận hành tại từng thời điểm.

Chi phí điện năng và hóa chất theo hồ sơ dự án

Các số liệu trên phản ánh điều kiện và mặt bằng chi phí tại thời điểm hoàn thiện dự án, không phải đơn giá vận hành cố định hoặc báo giá hiện hành.

Giá trị của dự án đối với nhà máy sữa

Điểm quan trọng nhất của dự án là chuyển một phần nước sau xử lý thành nguồn nước sử dụng lại cho công đoạn phụ trợ. Với công suất giai đoạn 1 là 100 m³/ngày, hệ thống giúp nhà máy chủ động hơn về nguồn nước làm mát và bình ngưng, đồng thời giảm nhu cầu lấy nước cấp mới tương ứng với lượng nước được tái sử dụng thực tế.

Việc hạ TDS, chloride và độ cứng xuống mức thấp cũng hỗ trợ kiểm soát chất lượng nước cấp cho thiết bị trao đổi nhiệt. Tuy nhiên, chế độ vận hành cooling và condenser vẫn phải được quản lý theo thiết kế riêng của nhà máy, bao gồm hệ số cô đặc, hóa chất kiểm soát cáu cặn – ăn mòn và chương trình giám sát chất lượng nước tuần hoàn.

Hệ thống tự động, bố trí skid nhỏ gọn và có cụm CIP tạo nền tảng thuận lợi cho vận hành lâu dài. Đây là những yếu tố có ý nghĩa thực tế với nhà máy đang hoạt động, nơi thời gian dừng thiết bị và diện tích cải tạo đều cần được kiểm soát.

Lưu ý khi phát triển dự án tái sử dụng nước mới

Thông số trong case study chỉ có giá trị cho dự án và điều kiện nước đã được khảo sát. Khi triển khai hệ thống tái sử dụng nước nhà máy sữa tại một địa điểm khác, Envitech cần lấy mẫu, phân tích nước đầu vào, xác định yêu cầu của công đoạn nhận nước, chạy tính toán màng và đánh giá dòng thải phụ trước khi chốt công nghệ.

Về quy chuẩn xả thải, Thông tư 06/2025/TT-BTNMT ban hành QCVN 40:2025/BTNMT và có hiệu lực từ ngày 01/09/2025. Các dự án triển khai hiện nay cần được rà soát theo quy định, giấy phép môi trường và điều khoản chuyển tiếp áp dụng cho chính cơ sở đó.

Chất lượng nước tái sử dụng cũng cần được xác lập theo đúng mục đích sử dụng, không mặc định chỉ dựa trên quy chuẩn nước thải đầu ra.

Từ khảo sát đến tính toán công nghệ, chế tạo skid, lắp đặt và chạy thử, năng lực thiết kế và thi công hệ thống xử lý nước thải là nền tảng để Envitech đồng bộ hệ thống water reuse với công trình hiện hữu, thay vì xem UF và RO như các cụm thiết bị tách rời.

Công Thành – Envitech: giải pháp tái sử dụng nước theo từng nhà máy

Với hơn 28 năm kinh nghiệm trong ngành xử lý nước và môi trường, Công Thành – Envitech cung cấp giải pháp theo chuỗi từ khảo sát, tư vấn, thiết kế, chế tạo, cung cấp thiết bị, thi công lắp đặt đến chạy thử, đào tạo vận hành và bảo trì.

Mỗi hệ thống được tính toán dựa trên dữ liệu nước thực tế, yêu cầu của công đoạn tái sử dụng và điều kiện mặt bằng tại nhà máy.

Đối với ngành sữa và thực phẩm – đồ uống, cách tiếp cận này giúp phân định rõ nước dùng cho công đoạn phụ trợ, nước có khả năng tiếp xúc sản phẩm và các yêu cầu kiểm soát riêng. Envitech không áp dụng một cấu hình UF – RO cố định cho mọi dự án, mà lựa chọn công nghệ và thiết bị theo chất lượng nước cùng mục tiêu sử dụng cụ thể.

Doanh nghiệp đang xem xét tái sử dụng nước cho cooling tower, bình ngưng, vệ sinh kỹ thuật hoặc các công đoạn phụ trợ có thể gửi kết quả phân tích nước và nhu cầu lưu lượng qua biểu mẫu tư vấn trên website. Hệ thống chi nhánh tại TP.HCM, Hà Nội và Đà Nẵng giúp Envitech phối hợp khảo sát, triển khai và hỗ trợ kỹ thuật trên phạm vi toàn quốc.