Chất thải thực phẩm được coi là vấn đề cần xử lý nhằm giảm thiểu và ngăn ngừa tác động môi trường. Chúng xếp vào chất thải sinh học rất phức tạp vì có nguồn gốc từ các sinh vật sống, nguyên liệu thô, đến các thành phần nhỏ tạo ra từ quá trình xử lý nhiệt, lý hóa và sinh học của nguyên liệu thô ban đầu. Chất thải thường không đồng nhất về thành phần vì quy trình sản xuất sử dụng nhiều nguyên liệu nên sẽ có mức tác động khác nhau.
Phương pháp xử lý chất thải thải thực phẩm
Chất thải chế biến thực phẩm có khả năng gây ô nhiễm đất, không khí và nước với hàm lượng BOD lớn. Chúng có nguồn gốc từ động vật, thực vật, nấm và vi khuẩn. Thực tế thì chất thải hữu cơ, chất thải không độc hại thường được xử lý bằng phương pháp sinh học.
Phương pháp để xử lý nước thải này chủ yếu khử chất hữu cơ hòa tan, hạt keo trong nước. Trong đó, quá trình xử lý kỵ khí được đánh giá hiệu quả nhất. Còn quá trình hiếu khí chủ yếu lên men kỵ khí và tạo ra lượng bùn nhỏ hơn. Kỵ khí thông qua việc chuyển đổi sinh học chất hữu cơ thành metan, CO2.
Những chất thải chứa nhiều thành phần hữu cơ có thể chuyển hóa thành năng lượng và thu hồi dưới dạng nhiệt, điện. Phân hủy kỵ khí, xử lý nhiệt hóa (đốt, khí hóa, nhiệt phân) là phương pháp chuyển đổi thành nhiên liệu sinh học. Chất thải có độ ẩm dưới 50% thích hợp với chuyển hóa nhiệt, sinh khối giàu năng lượng ở thể lỏng hoặc khí.
Đối với thiêu hủy là quá trình nhiệt xảy ra bằng cách oxy hóa vật liệu dễ cháy. Đốt cũng là lựa chọn khả thi đối với chất thải thực phẩm. Phân hủy kỵ khí với nhiều loại VSV có tác dụng ổn định chất thải trong điều kiện thiếu oxy. Chất nền hữu cơ bị phân hủy và bùn được dùng làm phân bón vì chứa amoniac, photphat cùng nhiều khoáng chất khác.
Quy trình xử lý chất thải thực phẩm
Các phương pháp xử lý
Có nhiều phương pháp xử lý, phá hủy hợp chất hữu cơ, hợp chất phenol để làm giảm nhu cầu oxy hóa học. Nhiều quy trình khác nhau cũng được phát triển như hóa lý (tuyển nổi, đông tụ, oxy hóa bằng ozone/fenton, keo tụ, lắng, lọc), công nghệ màng (siêu lọc, thẩm thấu ngược), xử lý hóa học hoặc điện hóa.
- Xử lý vật lý: lắng, lọc, tuyển nổi để loại bỏ chất rắn, khử đến 70% COD và thích hợp để xử lý nước thải dầu mỡ. Lọc bằng (siêu lọc, nano, thẩm thấu ngược) tách hợp chất để loại bỏ 99% COD.
- Xử lý bằng nhiệt: sử dụng phương án chưng cất, đốt cháy, nhiệt phân để phân hủy, loại bỏ chất thải.
- Xử lý hóa lý: trung hòa, kết tủa, hấp phụ, oxy hóa nâng cao, fenton hóa, oxy hóa xúc tác, ozon hóa, đông tụ điện,… giảm hàm lượng COD, độ màu, phenol, chất rắn.
- Xử lý sinh học: quy trình kỵ khí – hiếu khí, biến đổi enzym.
- Xử lý kết hợp: quá trình oxy hóa – sinh học, bốc hơi – ngưng tụ, mặc dù chi phí xử lý cao nhưng loại bỏ hàm lượng COD lớn.
Đặc điểm của các giải pháp
Các quy trình nhiệt loại bỏ chất thải rắn nhưng lại không hiệu quả do chi phí vận hành lớn. Phương pháp oxy hóa hiệu quả nhưng lại rất tốn kém. Còn phương pháp sinh học đòi hỏi thời gian lâu hơn, phương pháp hóa lý (trung hòa, kết tủa) tương đối rẻ nhưng lại không thể giảm tải hết chất thải ô nhiễm.
Việc kết hợp nhiều phương pháp sẽ tăng hiệu quả tái chế, yêu cầu năng lượng thấp, thu hồi nhiều chất có giá trị cao cũng như đạt được mức độ giới hạn xả thải tiêu chuẩn. Trong đó, quy trình tách màng là kỹ thuật xử lý phổ biến để tạo ra nước thải chất lượng và an toàn.
Đối với chất thải rắn, người thường dùng công nghệ khí hóa để xử lý không chỉ tạo ra nhiều lợi thế về mặt kinh tế mà còn tạo ra nhiều sản phẩm có giá trị như khí tổng hợp, dầu sinh học và than rắn. Hoặc công nghệ nhiệt hóa phát triển ở quy mô lớn liên quan đến xử lý sinh khối ở nhiệt độ vừa phải và áp suất cao để tạo ra nhiên liệu sinh học dồi dào.
