Giải pháp lọc nước sinh hoạt, nước nguyên liệu, nước công nghệ và xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất bia, rượu, nước giải khát, sữa, trà, nước ép và thực phẩm chế biến; thiết kế theo nguồn nước, sản phẩm, quy trình CIP, tải lượng hữu cơ và yêu cầu nước đầu ra.

Trong nhà máy thực phẩm – đồ uống, nước có thể đi trực tiếp vào sản phẩm, dùng để rửa nguyên liệu, pha chế, vệ sinh dây chuyền, CIP, tạo hơi, giải nhiệt hoặc phục vụ sinh hoạt. Sau sản xuất, chính các dòng này tạo nước thải chứa đường, tinh bột, cồn, men, protein, chất béo, sữa, dịch chiết thực vật, cặn nguyên liệu và hóa chất vệ sinh.

Đặc tính nước thải của nhà máy bia khác nhà máy sữa; nước giải khát khác rượu vang; dây chuyền trà – nước ép lại có tải màu và chất hữu cơ khác. Vì vậy, hệ thống lọc nước và xử lý nước thải phải được xây dựng theo sản phẩm và từng công đoạn sản xuất, không áp dụng một cấu hình chung cho toàn ngành.

Gửi nguồn nước, sản lượng, sơ đồ sản xuất, nhu cầu nước tại từng công đoạn, chế độ CIP và kết quả phân tích nước thải để SKY Envitech xây dựng phương án kỹ thuật và báo giá phù hợp.

Nước trong ngành Thực phẩm – Đồ uống phải phù hợp với từng mục đích sử dụng

WHO xác định nước là đầu vào quan trọng trong toàn bộ chuỗi sản xuất thực phẩm. Chất lượng nước phù hợp phụ thuộc vào nguồn nước, nguy cơ tại công đoạn, mức độ tiếp xúc với thực phẩm và quá trình xử lý tiếp theo. Nước đạt yêu cầu dùng cho một mục đích chưa chắc phù hợp với một công đoạn có yêu cầu đặc biệt hơn.

Codex cũng áp dụng nguyên tắc fit for purpose – phù hợp với mục đích sử dụng đối với nước dùng và tái sử dụng trong sản xuất thực phẩm. Trong nhà máy sữa, chẳng hạn, nước có thể được dùng làm nguyên liệu, rửa – khử trùng thiết bị, gia nhiệt, giải nhiệt, cấp boiler hoặc vệ sinh nhà xưởng; mỗi vị trí có mức độ rủi ro khác nhau.

Mục đích sử dụng	Các yếu tố cần kiểm soát
Nước sinh hoạt	Chất lượng nước sạch, vi sinh, độ đục, bể chứa và mạng phân phối
Nước pha chế/nguyên liệu	Mùi vị, khoáng, TDS, độ cứng, hữu cơ, vi sinh và specification sản phẩm
Nước rửa nguyên liệu	Chất lượng phù hợp với mức độ tiếp xúc và nguy cơ an toàn thực phẩm
Nước CIP	Độ cứng, cặn và các yếu tố ảnh hưởng hiệu quả hóa chất vệ sinh
Nước boiler	Độ cứng, silica, TDS, độ dẫn và yêu cầu của lò hơi
Nước cooling	Độ cứng, kiềm, silica, chloride, TDS và vi sinh
Nước RO	Chất lượng được xác định theo công đoạn phía sau
Nước tái sử dụng	Đánh giá riêng theo điểm dùng và nguy cơ tiếp xúc thực phẩm

Việc phân cấp nhu cầu giúp tránh xử lý toàn bộ nước của nhà máy tới cùng một mức chất lượng khi chỉ một phần lưu lượng thực sự cần RO hoặc nước khử khoáng.

Hệ thống lọc nước sinh hoạt và nước sản xuất

Nguồn nước của nhà máy có thể là nước máy, nước giếng khoan, nước mặt hoặc kết hợp nhiều nguồn. Công nghệ phải bắt đầu từ phân tích nguồn nước và specification của từng điểm dùng.

Lọc lại nước máy

Nước cấp tập trung có thể cần xử lý bổ sung nếu bể chứa hoặc mạng đường ống phát sinh cặn, hoặc dây chuyền cần kiểm soát clo, độ cứng, TDS và các thông số ảnh hưởng sản phẩm.

Một cấu hình có thể theo hướng: Nước máy → Lọc cơ học/đa tầng → Than hoạt tính khi cần → Làm mềm/UF theo yêu cầu → RO hoặc khử trùng tại công đoạn cần thiết → Bồn nước sử dụng

QCVN 01-1:2024/BYT, ban hành kèm Thông tư 52/2024/TT-BYT và có hiệu lực từ 01/07/2025, là quy chuẩn hiện hành đối với nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt tại Việt Nam. Quy chuẩn này thay thế QCVN 01-1:2018/BYT.

Tuy nhiên, nước dùng trực tiếp làm nguyên liệu thực phẩm có thể phải đáp ứng thêm yêu cầu của sản phẩm và hệ thống quản lý an toàn thực phẩm. WHO lưu ý một số quá trình sản xuất thực phẩm có yêu cầu chất lượng nước riêng vượt ngoài các thông số nước uống thông thường.

Xử lý nước giếng khoan

Nếu nhà máy sử dụng nước ngầm, cần kiểm tra:

• Sắt và mangan.
• Amoni.
• Độ cứng.
• TDS.
• pH.
• H₂S.
• Silica khi liên quan.
• Hữu cơ.
• Vi sinh.

Dây chuyền có thể gồm: Nước giếng → Làm thoáng/oxy hóa → Lọc sắt – mangan → Xử lý amoni/độ cứng khi cần → Than hoạt tính → Lọc tinh → Khử trùng → RO theo yêu cầu công nghệ

Không nên mặc định cứ sản xuất đồ uống là phải dùng RO cho toàn bộ lượng nước. Thành phần khoáng của nước có thể ảnh hưởng hương vị và quá trình sản xuất, vì vậy cấu hình cần phù hợp với specification của từng sản phẩm.

UF, RO và nước công nghệ

UF phù hợp để giảm chất rắn, chất keo và tạo hàng rào màng trước các công đoạn tinh hơn. RO được sử dụng khi cần giảm sâu TDS và nhiều ion hòa tan.

Trong nhà máy thực phẩm – đồ uống, RO thường được xem xét cho:

• Nước nguyên liệu cần kiểm soát khoáng.
• Nước giải khát.
• Một số công đoạn sản xuất bia/rượu.
• Nước cho boiler.
• Nước kỹ thuật.
• Nước tái sử dụng cần xử lý sâu.

Nếu cần độ dẫn rất thấp cho thiết bị hoặc công đoạn đặc biệt, nước RO có thể tiếp tục được xử lý bằng trao đổi ion hoặc EDI.

Đặc trưng nước thải theo từng nhóm sản phẩm

Điểm quan trọng nhất khi thiết kế là không xem nước thải thực phẩm – đồ uống là một loại nước thải duy nhất.

Nhà máy bia

Nước thải có thể phát sinh từ:

• Nấu và lọc dịch đường.
• Men và cặn bia.
• Rửa tank lên men.
• Rửa chai, keg và dây chuyền đóng gói.
• Bia hoặc wort thất thoát.
• CIP.
• Rửa sàn.

Các dòng chứa đường, cồn, men và sản phẩm thất thoát thường tạo tải hữu cơ dễ phân hủy cao. Tài liệu kỹ thuật về nước thải brewery cũng ghi nhận yeast và trub là những nguồn tải ô nhiễm đáng kể nếu không được thu hồi trước khi xả vào hệ thống.

Nhà máy rượu và đồ uống lên men

Nước thải có thể chứa:

• Đường chưa lên men.
• Ethanol.
• Men.
• Bã nguyên liệu.
• Dịch sản phẩm thất thoát.
• Chất hữu cơ từ quả hoặc ngũ cốc.
• Hóa chất vệ sinh.

pH có thể biến động do quá trình lên men và CIP. Đây là lý do bể điều hòa và trung hòa pH thường có vai trò quan trọng.

Nhà máy sữa

Sữa và các sản phẩm sữa chứa lactose, protein và chất béo. Khi nguyên liệu, whey hoặc sản phẩm thất thoát đi vào hệ thống, tải BOD/COD có thể tăng nhanh.

Tài liệu EPA về nước thải ngành sữa xác định chất hữu cơ hòa tan và chất béo sữa là những nguồn đóng góp quan trọng vào BOD; đồng thời các biện pháp thu hồi sản phẩm ngay trong nhà máy có thể giảm đáng kể tải đi vào trạm xử lý.

Nhà máy nước giải khát

Nước thải thường liên quan đến:

• Syrup và đường.
• Sản phẩm lỗi hoặc tràn.
• Nước ép/hương liệu.
• Acid thực phẩm.
• Rửa chai – lon.
• CIP.
• Nước vệ sinh nhà xưởng.

COD/BOD có thể cao trong những thời điểm xả sản phẩm đậm đặc. pH cũng có thể dao động khi luân phiên CIP kiềm – axit.

Trà, cà phê, nước ép và thực phẩm chiết xuất

Nước thải có thể chứa cặn nguyên liệu, màu tự nhiên, chất hữu cơ hòa tan, đường, acid hữu cơ và các chất chiết xuất từ thực vật. Nếu chỉ dựa vào BOD/COD mà không đánh giá màu, TSS và khả năng phân hủy của từng thành phần, công đoạn xử lý hoàn thiện có thể bị thiếu.

CIP và thất thoát sản phẩm ảnh hưởng trực tiếp đến trạm xử lý

Một trong những đặc điểm quan trọng của ngành thực phẩm – đồ uống là tải nước thải có thể tăng đột ngột không phải do sản xuất nhiều hơn mà do thất thoát nguyên liệu hoặc quá trình vệ sinh.

CIP thường sử dụng các dung dịch kiềm, acid và chất khử trùng. Khi các dòng này đi vào trạm trong thời gian ngắn, pH và conductivity có thể thay đổi nhanh, gây shock cho hệ sinh học.

Do đó cần xem xét:

• Phân tách dung dịch CIP đậm đặc khi phù hợp.
• Thu hồi sản phẩm trước khi rửa.
• Thu gom syrup, sữa, bia, men hoặc nguyên liệu đậm đặc trước khi xả nước.
• Bố trí bể điều hòa đủ chức năng.
• Kiểm soát pH.
• Điều tiết lưu lượng vào sinh học.
• Giám sát conductivity nếu hữu ích để nhận biết dòng CIP.

Giảm thất thoát ngay tại dây chuyền thường có giá trị kép: giảm nguyên liệu bị mất và giảm tải BOD/COD cho hệ xử lý.

Công nghệ xử lý nước thải Thực phẩm – Đồ uống

Một dây chuyền tổng quát có thể theo hướng: Thu gom và phân dòng → Tách rác → Tách dầu mỡ/DAF khi cần → Điều hòa → Trung hòa pH → Kỵ khí khi tải hữu cơ phù hợp → Sinh học thiếu khí – hiếu khí → Lắng/MBR → Xử lý hoàn thiện → Khử trùng → Xả hoặc tái sử dụng

Tách rác, dầu mỡ và DAF

Những nhà máy phát sinh nhiều cặn nguyên liệu, protein hoặc chất béo cần loại bỏ chúng càng sớm càng tốt.

DAF có thể được sử dụng khi nước có:

• Dầu mỡ.
• Protein.
• Cặn nhẹ.
• Chất keo.
• TSS khó lắng.

Nhà máy sữa, chế biến thực phẩm giàu chất béo hoặc một số dây chuyền đồ uống có nguyên liệu thực vật có thể cần đánh giá DAF trước sinh học. Nhà máy nước giải khát có ít dầu mỡ chưa chắc cần công đoạn này.

Xử lý kỵ khí

Khi nước thải có COD hữu cơ cao và dễ phân hủy, kỵ khí như UASB hoặc các cấu hình khác có thể được xem xét để giảm tải trước hiếu khí.

Ưu điểm của quá trình kỵ khí là giảm nhu cầu oxy cho lượng hữu cơ được xử lý và có khả năng tạo biogas khi điều kiện phù hợp. Tuy nhiên, hiệu quả phụ thuộc:

• Nồng độ và tải COD.
• Nhiệt độ.
• pH và kiềm.
• Dầu mỡ.
• Chất tẩy rửa.
• Tính ổn định của dòng thải.
• Năng lực vận hành.

Không nên bổ sung kỵ khí cho mọi nhà máy thực phẩm chỉ vì nước thải có BOD.

AO, AAO và xử lý Nitơ – Phốt pho

Sau giảm tải hữu cơ, quá trình thiếu khí – hiếu khí có thể xử lý BOD/COD và chuyển hóa các dạng nitơ.

AAO được xem xét khi mục tiêu xử lý phốt pho sinh học cũng quan trọng. Với nhà máy sữa hoặc thực phẩm giàu protein, TN và NH₄⁺ cần được đánh giá ngay từ thiết kế.

MBBR

MBBR sử dụng giá thể cho vi sinh bám dính, phù hợp với một số hệ thống có tải biến động hoặc cần nâng công suất trong diện tích bể hạn chế.

Đây cũng là một phương án thường được đánh giá khi cải tạo trạm sinh học hiện hữu, nhưng phải tính lại oxy, tải trọng, thể tích giá thể và công đoạn tách bùn.

SBR và MBR

SBR phù hợp với những dự án có thể vận hành theo chu kỳ và kiểm soát được lưu lượng đầu vào.

MBR kết hợp sinh học và màng, tạo nước sau sinh học có TSS thấp, phù hợp khi cần tiết kiệm diện tích hoặc chuẩn bị cho tái sử dụng. Tuy nhiên, MBR làm tăng yêu cầu về năng lượng sục khí màng, kiểm soát fouling và CIP.

Gửi dữ liệu BOD/COD, TSS, TN, TP, dầu mỡ, pH và lịch CIP để SKY Envitech đối chiếu giữa phương án hóa lý, kỵ khí, AO/AAO, MBBR, SBR hoặc MBR trước khi xác định cấu hình.

Tái sử dụng nước trong nhà máy Thực phẩm – Đồ uống

Tái sử dụng nước có tiềm năng lớn trong ngành thực phẩm, nhưng phải dựa trên đánh giá rủi ro tại từng điểm sử dụng. FAO/WHO đặc biệt nhấn mạnh cách tiếp cận này đối với ngành sữa, nơi nhu cầu nước cho sản xuất, vệ sinh và khử trùng rất lớn.

Nước sau xử lý có thể được đánh giá cho:

• Tưới cảnh quan.
• Rửa đường.
• Vệ sinh khu kỹ thuật.
• Cooling tower.
• Một số dòng nước rửa hoặc utility phù hợp.
• Cấp lại cho RO sau xử lý nâng cao.

Một cấu hình có thể gồm: Nước sau sinh học → Lọc bậc ba/MBR → UF → RO khi cần → UV/khử trùng → Bồn nước tái sử dụng

DuPont cũng xác định UF có thể được sử dụng để giảm hạt, chất keo và bảo vệ công đoạn phía sau trong nước thải công nghiệp; công nghệ màng còn được ứng dụng trong ngành thực phẩm – đồ uống cho cả phân tách và xử lý nước.

Nước tái sử dụng có khả năng tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm phải được đánh giá theo nguyên tắc fit-for-purpose và an toàn thực phẩm, không chỉ dựa trên việc nước đã đạt yêu cầu xả thải.

Quy chuẩn nước thải công nghiệp hiện hành

QCVN 40:2025/BTNMT được ban hành kèm Thông tư 06/2025/TT-BTNMT và có hiệu lực từ 01/09/2025. Cơ sở dữ liệu văn bản pháp luật hiện ghi nhận Thông tư này đang còn hiệu lực.

Quy chuẩn áp dụng đối với hoạt động xả nước thải công nghiệp ra nguồn nước tiếp nhận và quy định các giới hạn theo lưu lượng, loại nguồn tiếp nhận cùng các thông số đặc trưng của từng loại hình sản xuất.

Đối với nhà máy nằm trong khu công nghiệp hoặc cụm công nghiệp và đấu nối nước thải vào hệ thống xử lý tập trung, nước thải tại điểm đấu nối còn phải đáp ứng yêu cầu của đơn vị quản lý hạ tầng theo quy định áp dụng.

Vì vậy, không nên lấy một cột QCVN cố định để thiết kế cho mọi nhà máy thực phẩm – đồ uống. Cần xác định: Loại hình sản xuất → lưu lượng xả → nguồn tiếp nhận/điểm đấu nối → hồ sơ môi trường → thông số đặc trưng → giới hạn đầu ra áp dụng cho dự án.

Cải tạo hệ thống nước hiện hữu

Một trạm xử lý thực phẩm – đồ uống thường cần cải tạo khi sản lượng tăng hoặc cơ cấu sản phẩm thay đổi.

Các dấu hiệu gồm:

• pH vào sinh học dao động mạnh.
• BOD/COD tăng sau các đợt CIP.
• Bể hiếu khí thiếu oxy.
• Bùn nổi hoặc lắng kém.
• DAF tiêu hao nhiều hóa chất nhưng tách cặn kém.
• Dầu mỡ còn cao.
• Amoni hoặc TN đầu ra tăng.
• Máy thổi khí chạy liên tục.
• Nước đầu ra còn màu.
• Nhà máy tăng công suất nhưng bể không thể mở rộng.
• Có nhu cầu tái sử dụng nước.

Trước khi thay toàn bộ hệ thống, cần kiểm tra khả năng tận dụng bể, máy thổi khí, bơm, DAF, đường ống, hệ sục khí và tủ điện.

Phương án có thể là tối ưu phân dòng, tăng điều hòa, bổ sung DAF, thêm kỵ khí, chuyển bể hiện hữu sang MBBR, bổ sung MBR, nâng cấp máy thổi khí hoặc tự động hóa hệ thống.

Chi phí hệ thống phụ thuộc vào sản phẩm và tải lượng thực tế

Một nhà máy 1.000 m³/ngày sản xuất nước giải khát không thể lấy nguyên cấu hình của nhà máy sữa cùng lưu lượng để báo giá.

Các yếu tố quyết định gồm:

• Nguồn nước cấp.
• Chất lượng nước sản xuất.
• Loại sản phẩm.
• Sản lượng.
• Số ca vận hành.
• Lưu lượng nước thải trung bình và đỉnh.
• BOD/COD.
• TSS.
• Dầu mỡ.
• TN, NH₄⁺ và TP.
• Độ màu.
• pH.
• Lịch CIP.
• Tỷ lệ sản phẩm thất thoát.
• Công nghệ hóa lý và sinh học.
• Nhu cầu tái sử dụng.
• Mức tự động hóa.
• Điều kiện mặt bằng.

Chi phí vận hành còn gồm điện cho sục khí và bơm, hóa chất điều chỉnh pH, keo tụ – polymer, bùn, màng, CIP, vật liệu lọc và nhân công.

Giải pháp ngành Thực phẩm – Đồ uống của SKY Envitech

SKY Envitech xây dựng phương án theo toàn bộ chuỗi nước của nhà máy, từ nước sinh hoạt và nước nguyên liệu đến nước thải và khả năng thu hồi sử dụng lại.

Tùy dự án, hệ thống có thể tích hợp:

• Xử lý nước máy, nước giếng và nước mặt.
• Lọc đa tầng.
• Than hoạt tính.
• Làm mềm.
• UF, NF và RO.
• DI/EDI khi có yêu cầu đặc biệt.
• UV, Ozone hoặc Clo.
• Tách rác và tách dầu mỡ.
• Keo tụ – tạo bông.
• DAF.
• UASB hoặc xử lý kỵ khí khi phù hợp.
• AO, AAO.
• MBBR.
• SBR.
• MBR.
• Lọc bậc ba.
• Tái sử dụng nước.
• Bơm và máy thổi khí.
• Hệ châm hóa chất.
• Xử lý bùn.
• Thiết bị đo và PLC/HMI.

SKY Envitech hiện có các nội dung và giải pháp liên quan đến lọc nước cho ngành thực phẩm – đồ uống trên hệ thống website của doanh nghiệp.

Gửi loại sản phẩm, công suất sản xuất, nguồn nước, nhu cầu nước tại từng công đoạn, lịch CIP và kết quả phân tích nước thải để SKY Envitech xây dựng cấu hình hệ thống lọc nước – xử lý nước thải phù hợp. 

Câu hỏi thường gặp

Nhà máy thực phẩm – đồ uống có bắt buộc phải sử dụng RO cho nước sản xuất không?

Không. Công nghệ phải dựa trên chất lượng nguồn nước và specification của sản phẩm. Một số dây chuyền cần RO để kiểm soát TDS và khoáng, trong khi công đoạn khác chỉ cần lọc, than hoạt tính, làm mềm hoặc khử trùng. Xử lý nước quá mức không cần thiết có thể làm tăng CAPEX, điện năng và lượng reject.

Nước thải nhà máy bia và nhà máy sữa có xử lý giống nhau không?

Không hoàn toàn. Cả hai thường có tải hữu cơ dễ phân hủy, nhưng bia liên quan nhiều đến đường, men và sản phẩm lên men; sữa có lactose, protein và chất béo. Nhà máy sữa thường cần chú ý dầu mỡ và protein nhiều hơn, trong khi brewery cần kiểm soát tải hữu cơ biến động và men – cặn sản xuất.

Có nên sử dụng UASB cho nước thải thực phẩm không?

Có thể khi COD đủ cao, hữu cơ dễ phân hủy và điều kiện vận hành phù hợp. Nếu nước thải loãng, biến động mạnh hoặc chứa nhiều hóa chất ức chế thì kỵ khí chưa chắc đem lại lợi ích. Cần phân tích tải COD theo ngày và đặc tính dòng thải trước khi quyết định.

CIP ảnh hưởng đến hệ thống xử lý nước thải như thế nào?

CIP có thể làm pH thay đổi nhanh và tăng conductivity cũng như tải hóa chất vào trạm. Nếu dung dịch acid hoặc kiềm đậm đặc đi trực tiếp vào sinh học, vi sinh có thể bị shock. Bể điều hòa, trung hòa và phương án phân dòng CIP cần được xem xét khi thiết kế.

Có thể tái sử dụng nước thải trong nhà máy thực phẩm không?

Có thể, nhưng chất lượng phải phù hợp với từng mục đích sử dụng. Các nhu cầu không tiếp xúc sản phẩm thường dễ đánh giá hơn. Nếu nước có khả năng tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm, cần thực hiện đánh giá rủi ro an toàn thực phẩm theo nguyên tắc fit-for-purpose.

Cần cung cấp thông tin gì để thiết kế và báo giá?

Cần có loại sản phẩm, sản lượng, sơ đồ công nghệ, nguồn nước, lượng nước sử dụng, lưu lượng nước thải trung bình – cực đại, kết quả phân tích và lịch CIP. Với hệ thống hiện hữu nên bổ sung bản vẽ bể, thông số DAF, bơm, máy thổi khí, màng và dữ liệu vận hành.

Nguồn tham khảo

1. Cơ sở dữ liệu quốc gia về văn bản pháp luật – Thông tư 06/2025/TT-BTNMT: ban hành QCVN 40:2025/BTNMT, có hiệu lực từ 01/09/2025.
2. Bộ Y tế – Thông tư 52/2024/TT-BYT, QCVN 01-1:2024/BYT: chất lượng nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt, hiệu lực từ 01/07/2025.
3. WHO – Safety and Quality of Water Used in Food Production and Processing: phương pháp đánh giá chất lượng nước dựa trên nguồn, nguy cơ và mục đích sử dụng.
4. FAO/WHO – Safety and Quality of Water Use and Reuse in Dairy Production and Processing: nước dùng và tái sử dụng trong ngành sữa theo nguyên tắc fit-for-purpose.
5. Codex Alimentarius – Guidelines for the Safe Use and Reuse of Water in Food Production and Processing, CXG 100-2023: hướng dẫn sử dụng và tái sử dụng nước trong sản xuất thực phẩm.
6. WHO – Guidelines for Drinking-water Quality, bản cập nhật 2026: quản lý rủi ro chất lượng nước và các yêu cầu riêng trong sản xuất thực phẩm.
7. US EPA – Dairy Product Processing: đặc điểm tải hữu cơ, chất béo và kiểm soát nguồn phát sinh trong nước thải ngành sữa.

8. DuPont Water Solutions – Ultrafiltration for Industrial Wastewater Management: ứng dụng UF trong thực phẩm – đồ uống và tiền xử lý nước thải phục vụ xử lý nâng cao.