Việc sử dụng các biện pháp tái chế cà phê sẽ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước và không khí tại các vùng sản xuất cà phê

Cà phê dần trở thành mặt hàng nông sản chế biến xuất khẩu quan trọng của Việt Nam, kim ngạch xuất khẩu những năm gần đây dao động từ 400 đến 600 triệu USD/năm, tạo ra từ 6% đến 10% thu nhập từ xuất khẩu quốc gia. Việt Nam đã trở thành nước xuất khẩu cà phê đứng thứ hai trên thế giới sau Brazil. Chính vì vậy, ngành công nghiệp này không thể thiếu được trong đời sống của người dân.


Có thể nói, cà phê tạo nguồn lợi hết sức to lớn về kinh tế: tạo ra các sản phẩm ngày càng đa dạng để phục vụ trong nước, xuất khẩu khối lượng lớn nhân cà phê để thu nhiều ngoại tệ cho đất nước và tạo ra công ăn việc làm cho người lao động.
 

Hiện phổ biến hai công nghệ chế biến cà phê là chế biến khô và chế biến ướt. Chế biến khô chỉ có một công đoạn chính là làm khô quả cà phê tươi đến một mức độ nhất định rồi dùng máy xát loại bỏ các lớp vỏ thịt bọc ngoài để lấy nhân.


Chế biến ướt, là một công nghệ chế biến phức tạp. Chế biến ướt bao gồm các giai đoạn xát, rửa quả tươi để loại bỏ vỏ, thịt và chất nhờn bên ngoài nhân để có cà phê thóc, sau đó làm khô để có cà phê nhân sống. Phương pháp này cho sản phẩm chất lượng tốt, giảm được đáng kể diện tích sân phơi. Tuy có giá trị kinh tế cao nhưng công nghệ này đòi hỏi thiết bị phức tạp, làm việc thiếu ổn định.


Nhược điểm của công nghệ chế biến ướt còn làm phát sinh nhiều nước thải có chứa hàm lượng chất ô nhiễm cao và công nghệ xử lý phức tạp, đây là nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng và làm suy giảm chất lượng nguồn nước nếu không được xử lý đạt quy chuẩn xả thải vào môi trường.


Chính bởi quy trình phức tạp, dễ gây ô nhiễm nên chỉ các doanh nghiệp có năng lực tài chính, công nghệ mới áp dụng được phương pháp chế biến ướt. Nhưng về lâu dài, để  tăng tính cạnh tranh cho sản phẩm, chế biến ướt sẽ trở thành xu thế trong ngành cà phê.


Các tác nhân gây ô nhiễm là đường sinh từ nhớt hoặc phần ngoài của quả cà phê. Trong quá trình lên men, đường bị phân huỷ thành rượu và khí các-bô-níc. Sau đó, rượu được biến thành axít axêtíc, và vì thế mà độ pH của nước bị giảm. Độ pH của nước thải cà phê thường ở khoảng 3.8.


Phần nhớt là phần chất nhầy bọc quanh hạt cà phê. Thành phần chủ yếu của nó là prôtêin, đường và péctin. Phần nhớt rất khó bị phân huỷ. Trong nước thải cà phê phần nhớt này thường kết tủa thành một lớp đen trên bề mặt.


Nước thải cà phê nếu không có biện pháp xử lý hợp lý, quản lý chặt chẽ thì không chỉ ảnh hưởng tới mỹ quan môi trường trong vùng mà hệ sinh thái, sức khỏe cộng đồng cũng bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Một bài học được rút ra từ Costa Rica vào những năm 80, hai phần ba tổng lượng BOD của các con sông là do nước thải cà phê thải ra, biến thành những con sông chết.


Trong quá trình hoạt động của công ty sẽ phát sinh ra một lượng nước thải tác động đến môi trường nước, bao gồm các nguồn gốc chủ yếu sau:

1. Nước thải chế biến. Nguồn gốc nước thải chế biến cà phê nhân của công ty xuất phát từ các công đoạn: rửa thô, xay vỏ, ngâm enzim, rửa sạch, nước thải vệ sinh, nước thải sinh hoạt v.v… có chứa các thành phần cặn bã (TSS), các chất hữu cơ (BOD/COD), chất chất dinh dưỡng (N,P) và vi sinh gây bệnh.

2. Ô nhiễm do khí thải gồm: ô nhiễm do hoạt động của lò sấy, quá trình xay vỏ từ quá trình chế biến khô, ô nhiễm từ tiếng ồn, rung động và nhiệt.

3. Chất thải rắn từ: rác thải sinh hoạt, chất thải rắn từ hoạt động chế biến.

Giải quyết vấn đề này, Viện Môi trường Nông nghiệp được Bộ Nông nghiệp và PTNT giao thực hiện nhiệm vụ môi trường "Xử lý ô nhiễm và tập huấn quản lý môi trường trong các cơ sở chế biến cà phê  nhằm bảo vệ môi trường và thúc đẩy quá trình hội nhập kinh tế quốc tế" do TS. Đặng Thị Phương Lan chỉ trì. Các hoạt động của nhiệm vụ triển khai tại một số doanh nghiệp chuyên sản xuất và chế biến cà phê ướt ở các tỉnh Đắk Lắc, Kon Tum và Lâm Đồng và cho kết quả khả quan.
 

Đối với nước thải phát sinh từ các nhà máy chế biến cà phê, các nhà khoa học  lắp đường ống để dẫn tới hố thu gom. Tại đây sẽ được lắp đặt song chắn rác để loại bỏ những loại rác có kích thước lớn để bảo vệ các thiết bị kế tiếp.  Sau khi được loại bỏ rác nước tiếp tục được đưa đến bể điều hòa, tại đây sẽ nhờ hệ thống khuấy trộn mà nước thải được điều hòa nồng độ và liều lượng thích hợp.


Nước thải sau khi qua bể điều hòa sẽ được đưa qua bể UASB và được bơm khí tại đây giúp cho vi sinh vật bám dính lên giá thể để có thể phân hủy và hấp thụ các chất hữu cơ làm dinh dưỡng sống và tiếp theo được đưa qua bể aerotank tại đây sẽ diễn ra quá trình nitrat hóa và photpho hóa, giúp chuyển hóa nito và photpho thành những hợp chất dễ hấp thụ của vi sinh vật làm dinh dưỡng. Nước tiếp tục sẽ được chuyển qua bể bùn sinh học tại đây lượng bùn được thu gom và tạo điều kiện cho bông bùn lắng xuống đáy bể. Bùn sau khi được lắng sẽ đưa qua máy ép bùn và sau đó được đưa qua sân phơi bùn nhằm giảm mùi hôi thối.

 
Tiếp theo là bể keo tụ tạo bông, mục đích của bể này là làm giảm độ đục và độ màu, cặn lơ lửng và vi sinh. Nước thải sẽ được đưa qua bể lắng 2, tại đây bùn sẽ trượt về phía đáy, và được thu gom đưa về bể chứa bùn và xử lý. Cuối cùng sẽ đưa qua bể khử trùng, tại đây sẽ châm thêm hóa chất như chlo, … để tiêu diệt vi sinh vật có hại và để nước đầu ra đạt TCVN.


Kết quả kiểm tra mô hình cho thấy các biện pháp xử lý nước thải sau chế biến cà phê đạt kết quả cao, nước không còn mùi, trong và đạt quy chuẩn cho phép. Phương pháp triển khai mô hình phù hợp với quy mô sản xuất của doanh nghiệp nhỏ và vừa (80 m3nước thải/ngày). Chủ doanh nghiệp chế biến cà phê Như Tùng cho biết trước đây doanh nghiệp cũng có xây hệ thống xử lý nước thải, có áp dụng một số công nghệ xử lý nước thải nhưng không hiệu quả, nước thải không đảm bảo tiêu chuẩn cho phép. Khi ứng dụng các  mô hình từ nhiệm vụ này, nhất là với sự bám sát của cán bộ và ứng dụng các chế phẩm của Viện, nước thải đã đạt chuẩn thải ra môi trường, được các cơ quan, ban ngành của địa phương đánh giá cao, giúp doanh nghiệp ổn định và phát triển sản xuất nhưng vẫn bảo đảm công tác bảo vệ môi trường.


Đối với mô hình xử lý bã thải sau chế biến cà phê làm phân bón sử dụng chế phẩm vi sinh của Viện, các hộ nông dân làm mô hình đánh giá bã thải phân hủy nhanh, khử mùi rất tốt, phân bón có hàm lượng mùn cao, khi bón cho cây rau cho thấy hiệu quả rõ rệt, mang lại hiệu quả kinh tế cao và rất phù hợp để bón trở lại cho cà phê.


Mô hình xử lý nước thải và bã thải sau chế biến làm phân bón hữu cơ sinh học được đánh giá có tiềm năng triển khai nhân rộng cho các doanh nghiệp tại Lâm Đồng nhằm phát triển sản xuất và bảo vệ môi trường.