Nhà máy nước ép và puree xả nước thải giàu đường, axit hữu cơ và bã quả, đồng thời có sẵn một nguồn nước lưu lượng lớn có thể thu hồi: nước ngưng từ thiết bị cô đặc. Quy chuẩn đang áp dụng cho nước thải công nghiệp là QCVN 40:2025/BTNMT, hiệu lực từ 01/9/2025, thay QCVN 40:2011/BTNMT. Bài này trình bày khung pháp lý hiện hành và cách giảm nước thải bằng tái sử dụng nước.
Tóm tắt nhanh
- QCVN 40:2025/BTNMT ban hành kèm Thông tư 06/2025/TT-BTNMT ngày 28/02/2025, có hiệu lực từ 01/9/2025.
- Dự án mới áp dụng ngay quy chuẩn mới. Cơ sở đã hoạt động trước 01/9/2025 được áp dụng quy chuẩn cũ đến hết 31/12/2031; từ 01/01/2032 mọi cơ sở phải đáp ứng QCVN 40:2025/BTNMT.
- Khi cô đặc, phần lớn nước trong nước ép bay hơi và ngưng tụ thành nước ngưng. Với nước cam cô đặc, lý thuyết khoảng 4,9 kg nước ngưng cho mỗi kg sản phẩm.
- Nước tráng cuối của hệ thống vệ sinh tại chỗ (CIP) có thể thu hồi làm nước tráng đầu cho chu kỳ sau.
- Codex khuyến nghị đánh giá nước “phù hợp mục đích” (fit for purpose) theo rủi ro trước khi tái sử dụng.
Quy chuẩn nước thải đang có hiệu lực
Ngày 28/02/2025, Bộ Tài nguyên và Môi trường (nay là Bộ Nông nghiệp và Môi trường) ban hành Thông tư 06/2025/TT-BTNMT kèm QCVN 40:2025/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp. Quy chuẩn có hiệu lực từ 01/9/2025. Theo Sở Nông nghiệp và Môi trường Hà Tĩnh, quy chuẩn mới thay QCVN 40:2011/BTNMT và một số quy chuẩn nước thải ngành, chi tiết hóa nguồn tiếp nhận, siết giới hạn và bổ sung nhiều thông số.
Quy chuẩn chia giá trị giới hạn theo nguồn tiếp nhận (cột A, B, C) và theo lưu lượng xả. Cột A áp dụng cho nguồn nước có yêu cầu cao nhất. Nhà máy cần biết nguồn tiếp nhận của mình thuộc cột nào trước khi thiết kế hệ thống xử lý.
| Đối tượng | Quy chuẩn áp dụng | Mốc thời gian |
|---|---|---|
| Dự án đầu tư mới, mở rộng, nâng công suất | QCVN 40:2025/BTNMT | Từ 01/9/2025 |
| Cơ sở đã vận hành hoặc đã được phê duyệt trước 01/9/2025 | Được tiếp tục áp dụng quy chuẩn cũ (như QCVN 40:2011/BTNMT) | Đến hết 31/12/2031 |
| Mọi cơ sở xả nước thải công nghiệp | QCVN 40:2025/BTNMT | Từ 01/01/2032 |
Giai đoạn chuyển tiếp đến cuối 2031 là thời gian để cải tạo hệ thống xử lý. Giá trị giới hạn từng thông số cần tra trực tiếp trong văn bản gốc, theo cột và lưu lượng xả của cơ sở.
Nước thải nhà máy nước ép có gì đặc thù
Nước thải chế biến nước quả chứa đường, axit hữu cơ, pectin và thịt quả vụn, dao động theo mùa vụ và ca vệ sinh. Song và cộng sự (2024) đo nước thải thực tế của một nhà máy nước ép tại Sơn Đông, Trung Quốc: COD dao động 399–870 mg/L, pH 4,2–7,0. Mức tải ở từng nhà máy khác nhau nhiều, nên cần đo thực tế.
Một phần tải lượng hữu cơ là sản phẩm thất thoát: puree còn trong đường ống, đáy bồn, nước tráng đầu. Thu hồi sản phẩm trước khi tráng vừa tăng hiệu suất, vừa giảm tải cho trạm xử lý.
Bản đồ dòng nước trong nhà máy
Bước đầu là lập cân bằng nước: nước vào ở đâu, ra ở đâu, chất lượng thế nào. Bảng dưới đây là các dòng chính.
| Dòng nước | Đặc điểm | Hướng tái sử dụng thường gặp |
|---|---|---|
| Nước rửa quả | Đất, cát, lá; tải hữu cơ thấp đến trung bình | Lọc, tuần hoàn cho công đoạn rửa sơ bộ; nước sạch chỉ dùng ở vòi tráng cuối |
| Nước ngưng hơi thứ từ thiết bị cô đặc | Lưu lượng lớn, ấm, chứa chất thơm và hữu cơ dễ bay hơi | Rửa quả, vệ sinh sàn, nước bổ sung tháp giải nhiệt, thu hồi nhiệt |
| Nước ngưng của hơi cấp | Sạch, nóng, không tiếp xúc sản phẩm | Hồi về lò hơi |
| Nước làm mát (thiết bị tiệt trùng, bình ngưng) | Chỉ tăng nhiệt độ | Mạch kín qua tháp giải nhiệt |
| Nước CIP | Tráng đầu tải hữu cơ cao; tráng cuối gần sạch | Tráng cuối thu hồi làm tráng đầu chu kỳ sau |
Nước ngưng cô đặc: nguồn nước lớn có thể thu hồi
Lượng nước ngưng
Ví dụ minh họa: cô đặc 10.000 kg/giờ nước ép từ 12 °Brix lên 60 °Brix cho 2.000 kg/giờ sản phẩm. Phần chênh lệch, khoảng 8.000 kg/giờ, là nước bay hơi và ngưng tụ thành nước ngưng hơi thứ. Với nước cam cô đặc, Destani và cộng sự (2020) tính rằng mỗi kg sản phẩm tạo ra về lý thuyết khoảng 4,9 kg nước ngưng.
Thiết bị cô đặc của Tropical Food Machinery Srl (TFM) có công suất bay hơi từ 500 đến 50.000 lít/giờ. Ở thiết bị tuần hoàn cưỡng bức ZEUS, hơi thứ của hiệu ứng trước làm tác nhân gia nhiệt cho hiệu ứng sau để giảm tiêu hao hơi. Thiết bị màng rơi ARES có hệ thống tái nén và thu hồi hơi. Ở cả hai loại, nước ngưng được thu tại bình ngưng và có thể dẫn về bồn thu hồi.
Nước ngưng được dùng vào việc gì
Theo tổng hợp của Destani và cộng sự, ngành nước cam đã dùng nước ngưng để rửa quả, thu hồi chất rắn còn sót trong bã, thay nước trong khâu thu tinh dầu vỏ, thu hồi nhiệt cho lò hơi và vệ sinh sàn, thiết bị. Cũng trong nghiên cứu này, màng thẩm thấu ngược (RO) giữ lại hơn 96% hợp chất thơm trong nước ngưng, mở hướng thu hồi hương.
Nước ngưng hơi thứ không phải nước tinh khiết: nó mang chất thơm, axit dễ bay hơi và có thể cuốn theo giọt sản phẩm. Cần giám sát chất lượng trực tuyến và có van chuyển hướng sang nước thải khi vượt ngưỡng.
Xem thêm thiết bị thu hồi hương và bài chọn thiết bị cô đặc màng rơi hay tuần hoàn cưỡng bức.
Hệ thống CIP: tái sử dụng nước tráng
CIP vệ sinh đường ống và thiết bị kín không cần tháo rời, gồm tráng sơ bộ, rửa hóa chất, tráng và khử trùng. Tổng quan của Bailone và cộng sự (2022) ghi nhận cải tiến CIP có thể rút ngắn thời gian tráng đầu và tráng cuối, đồng thời thu hồi nước tráng cuối.
Nguyên tắc chung: nước tráng cuối gần sạch được chứa vào bồn thu hồi và dùng làm nước tráng đầu cho chu kỳ sau. Dung dịch kiềm và axit có thể thu hồi về bồn để dùng lại, bổ sung nồng độ theo đo đạc. Cách làm này giảm cả nước lẫn hóa chất. Cùng tổng quan trích một nghiên cứu ngành sữa đề xuất hệ thống lọc nano (nanofiltration) xử lý nước ngưng với tỷ lệ thu hồi nước 87,5%. Đây là số liệu ngành sữa, chỉ để tham khảo về tiềm năng công nghệ.
Ở thiết bị tiệt trùng ống lồng ống POSEIDON TCMA của TFM, sản phẩm được làm nguội bằng nước mạng và nước lạnh. Các mạch nước này nên thiết kế kín để không thành nước thải.
Nguyên tắc “phù hợp mục đích”
Hướng dẫn Codex CXG 100-2023 về sử dụng và tái sử dụng an toàn nước trong sản xuất, chế biến thực phẩm (thông qua năm 2023) đưa ra cách tiếp cận dựa trên rủi ro. Nước được coi là phù hợp mục đích khi đã đánh giá mối nguy vi sinh, mục đích sử dụng và biện pháp xử lý. Codex định nghĩa nước tái sử dụng gồm nước thu hồi từ thành phần thực phẩm, nước tuần hoàn từ hoạt động chế biến và nước tuần hoàn trong mạch kín.
Áp dụng vào nhà máy: nước tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm hoặc bề mặt tiếp xúc sau bước tiệt trùng cần đạt chất lượng nước sạch. Tại Việt Nam, quy chuẩn hiện hành về nước sạch sinh hoạt là QCVN 01-1:2024/BYT, ban hành kèm Thông tư 52/2024/TT-BYT. Nước ngưng và nước tráng thu hồi nên ưu tiên cho các vị trí rủi ro thấp: rửa quả sơ bộ, vệ sinh sàn, tháp giải nhiệt. Mọi điểm tái sử dụng cần được đưa vào kế hoạch HACCP của nhà máy.
Xử lý cuối đường ống
Sau khi giảm tại nguồn, phần nước thải còn lại vẫn cần trạm xử lý. Với nước thải giàu chất hữu cơ dễ phân hủy, cấu hình thường gặp là tách rác, bể điều hòa để san bằng dao động theo ca, xử lý kỵ khí rồi hiếu khí. Bước kỵ khí tạo biogas, có thể kết hợp với biogas từ phụ phẩm như đã nêu trong bài tận dụng phụ phẩm chuối, xoài.
Khi lập thiết kế nhà máy, nên dành mặt bằng cho bồn thu hồi nước ngưng, bồn thu hồi CIP và trạm xử lý ngay từ đầu.
Câu hỏi thường gặp
QCVN 40:2011/BTNMT còn được áp dụng không?
Từ 01/9/2025, QCVN 40:2025/BTNMT có hiệu lực và dự án mới phải áp dụng ngay. Cơ sở đã vận hành hoặc đã được phê duyệt trước ngày này được áp dụng quy chuẩn cũ đến hết 31/12/2031.
Nước ngưng từ thiết bị cô đặc có dùng lại được không?
Được, cho các vị trí phù hợp như rửa quả, vệ sinh sàn, nước bổ sung tháp giải nhiệt. Cần giám sát chất lượng trực tuyến và đưa vào kế hoạch HACCP.
Tái sử dụng nước CIP có ảnh hưởng an toàn thực phẩm không?
Nếu chỉ dùng nước tráng cuối làm nước tráng đầu chu kỳ sau, rủi ro thấp vì sau đó vẫn có bước rửa hóa chất và tráng bằng nước sạch. Bước tráng cuối phải luôn dùng nước đạt chuẩn.
Trao đổi về dự án của bạn
Nếu doanh nghiệp đang chuẩn bị đầu tư mới hoặc cải tạo nhà máy trong giai đoạn chuyển tiếp đến 2031, hãy gửi cho văn phòng đại diện tại TP.HCM sơ đồ dây chuyền, công suất cô đặc và hệ thống CIP hiện có. Chúng tôi sẽ cùng bạn xác định các điểm thu hồi nước ngưng và nước tráng. Liên hệ tư vấn dự án.
Nguồn tham khảo
- Bộ Tài nguyên và Môi trường (28/02/2025). Thông tư 06/2025/TT-BTNMT ban hành QCVN 40:2025/BTNMT; thông tin của Ban Quản lý các khu chế xuất và công nghiệp TP.HCM về Thông tư 06/2025/TT-BTNMT.
- Sở Nông nghiệp và Môi trường Hà Tĩnh (28/8/2025). 03 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sẽ có hiệu lực từ 01/9/2025.
- LuatVietnam. Quy chuẩn QCVN 40:2025/BTNMT – Nước thải công nghiệp (văn bản, phân cột A, B, C và lưu lượng xả).
- Destani F., Naccarato A., Tagarelli A., Cassano A. (2020). Recovery of Aromatics from Orange Juice Evaporator Condensate Streams by Reverse Osmosis. Membranes 10(5):92.
- Bailone R. L., Borra R. C., Fukushima H. C. S., Aguiar L. K. (2022). Water reuse in the food industry. Discover Food 2:5.
- Song và cộng sự (2024). A Gravity-Driven Membrane Bioreactor in Treating Real Fruit Juice Wastewater. Membranes 14(12):260.
- FAO/WHO Codex Alimentarius (2023). CXG 100-2023 Guidelines for the Safe Use and Reuse of Water in Food Production and Processing.
- Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam (13/01/2025). QCVN 01-1:2024/BYT về chất lượng nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt (Thông tư 52/2024/TT-BYT).
- Tropical Food Machinery Srl – dây chuyền cô đặc và thiết bị tiệt trùng.
Ảnh đại diện: Marcin Jozwiak/Pexels.