Để luôn đảm bảo tuân thủ đúng và đầy đủ các quy định về VSATTP, mỗi cơ sở sản xuất NUĐC cần thực hiện nghiêm túc quy trình sau đây:
Hình 1.1 : Quy trình sản xuất NUĐC Khử sắt, mangan
Lọc thô
Thẩm thấu ngược
Lắng
Chiết đóng chai
Ghép nắp Làm mềm nước,
khử khoáng
Rửa chai
Nguồn nước
Thành phẩm
1.4.1. Nguồn nước
Tùy theo qui mô sản xuất, nhà sản xuất có thể chọn nguồn nước thích hợp.
Riêng tại Việt Nam, để sản xuất NUĐC thông thường đi theo 2 hướng: nước máy và nước ngầm. Để có nguồn nước không bị nhiễm khuẩn, có tính chất lý hóa học nằm trong tiêu chuẩn nước ăn uống thì trước khi đưa vào sử dụng phải qua nhiều công đoạn xử lý [28].
1.4.2. Khử Sắt, Mangan
Sắt và Mangan là hai yếu tố có nhiều trong vỏ Trái đất. Trong quá trình thẩm thấu nước làm hòa tan và mang theo các nguyên tố này vào tầng nước ngầm. Sắt thường ít gây độc hại cho cơ thể nhưng khi hàm lượng Sắt cao làm nước có mùi tanh, nổi váng trên bề mặt và gây tăng độ màu, độ đục gây mất cảm quan trong khi sử dụng. Ngoài ra dùng nước bị nhiễm Sắt để tắm rửa còn có thể gây rộp da. Riêng Mangan, khi có trong nước thường tạo lớp cặn màu đen. Ở lượng Mangan cao hơn 0,15 mg/lít có thể tạo ra vị khó chịu. Sắt và Mangan cũng gây ảnh hưởng đến độ cứng và duy trì sự phát triển của một số vi khuẩn gây thối rữa trong hệ thống phân phối nước [14]. Trên thực tế có nhiều cách khử Sắt và Mangan:
- Phương pháp làm thoáng:
Người ta cung cấp Oxy chuyển Fe2+ thành Fe3+ sau đó Fe3+ thủy phân thành Fe(OH)3 ít tan, lắng lại và lọc thô [31].
- Phương pháp dùng hóa chất:
Tương tự như phương pháp làm thoáng, phương này này chuyển các Fe2+
thành Fe(OH)3 bằng các hóa chất như Clo, Ozon, quì tím sau đó lắng và lọc thô [49].
- Phương pháp trao đổi ion:
Cho nước đi qua vật liệu trao đổi ion, các ion Fe2+ sẽ trao đổi với các ion H+ và Na+ có trong thành phần của vật liệu lọc, kết quả là Fe2+ sẽ được giữ lại, các ion Ca2+ và Mg2+ cũng tham gia quá trình này. Đây là phương pháp vừa có khả năng khử sắt cao, vừa làm mềm nước [49].
Trong quy trình xử lý để đưa vào sản xuất NUĐC, nguồn nước được cho chảy qua bộ lọc với vật liệu là các chất có khả năng oxy hóa mạnh để chuyển Fe2+ thành
Fe3+, kết tủa và xả ra ngoài. Quá trình này cũng đồng thời xử lý Mangan và mùi hôi của khí H2S (nếu có) [14], [19], [24], [50], [53].
1.4.3. Làm mềm và khử khoáng
Phần lớn độ cứng của nước tạo thành do nước tiếp xúc với đất và đá. Độ cứng của nước có thể gây mất cảm quan cho người sử dụng và gây vị chát cho nước. Trên thực tế thường sử dụng các phương pháp làm mềm và khử khoáng sau:
- Đối với độ cứng tạm thời: có thể đun sôi nước trong một thời gian, một phần độ cứng có thể kết tủa tách ra khỏi nước [14].
- Trao đổi ion là phương pháp thường được sử dụng nhất. Nước thô được xử lý lọc qua hệ trao đổi ion (Cation–Anion), có tác dụng lọc những ion dương (Cation): Mg2+, Ca2+, Fe3+, Fe2+… và những ion âm (Anion) như: Cl-, NO3
-, NO2 -,...
Nước được xử lý qua hệ thống này sẽ được đưa vào bồn chứa hoặc tiếp tục được xử lý [19], [49], [53].
1.4.4. Lọc thô, khử mùi, khử màu
Quá trình lọc thô sử dụng bộ lọc tự động xúc xả nhằm loại bỏ một phần cặn thô trên 5 micron, làm giảm bớt độ mùi và màu của nước [53], [54]. Có nhiều phương pháp lọc thô trong đó thông dụng nhất là lọc bằng than hoạt tính. Than hoạt tính được xử lý từ nhiều nguồn vật liệu như tro của vỏ lạc, gáo dừa hoặc than đá. Những nguyên liệu này được nung nóng từ từ trong môi trường chân không, sau đó được hoạt tính hóa bằng các khí có tính Oxy hóa ở nhiệt độ cực cao. Quá trình này tạo nên những lỗ nhỏ li ti có tác dụng hấp thụ và giữ các tạp chất. Than hoạt tính có tính chất xốp và có nhiều lỗ lớn nhỏ, dưới kính hiển vi điện tử giống như một tổ kiến, vì thế diện tích tiếp xúc bề mặt của nó rất rộng để hấp thu tạp chất. Than hoạt tính lọc nước qua hai quá trình song song:
- Lọc cơ học giữ lại chất cặn bằng những lỗ nhỏ
- Hấp thụ các chất hòa tan trong nước bằng cơ chế hấp thụ bề mặt hoặc trao đổi ion.
Hiệu suất lọc phụ thuộc vào các yếu tố:
- Tính chất vật lý của than hoạt tính : kết cấu, kích thước, mật độ lỗ, diện tích tiếp xúc.
- Tính chất lý hóa của các tạp chất cần loại bỏ.
- Thời gian tiếp xúc giữa nước với than hoạt tính: càng lâu thì việc hấp thụ càng tốt [49].
Than hoạt tính chỉ có tác dụng với một lượng nước nhất định. Sau khi lọc một khối lượng nước, than sẽ mất tác dụng hấp thụ và khử mùi [49].
Ngoài ra có thể giảm bớt độ đục của nước bằng cách keo tụ rồi lắng, lọc hay khử mùi bằng phương pháp thổi khí liên tục sau đó hấp phụ bằng than hoạt tính [14].
1.4.5. Lọc thẩm thấu ngược
Đây là công đoạn quan trọng nhất quyết định đến chất lượng thành phẩm.
Thẩm thấu là một hiện tượng tự nhiên trong đó nước bao giờ cũng dịch chuyển từ nơi có nồng độ muối hoặc khoáng thấp đến nơi có nồng độ cao hơn. Quá trình này diễn ra cho đến khi nồng độ muối khoáng ở hai nơi cân bằng nhau. Nếu ta thực hiện một quá trình ngược lại gọi là hiện tượng thẩm thấu ngược. Để thực hiện điều đó phải dùng một áp lực được tạo bởi bơm cao áp và qua một màng lọc đặc biệt gọi là màng lọc thẩm thấu ngược (RO – reverse osmosis). Màng RO là một màng mỏng làm từ vật liệu Cellulose Acetate hoặc Polyamide có những lỗ nhỏ tới 0,001 micron và chịu được áp suất cao. Với tốc độ và áp lực cực lớn, dòng nước chảy liên tục qua bề mặt RO. Tùy theo chế độ điều chỉnh, màng RO sẽ cho từ 25% đến 75%
lượng nước tinh khiết đi qua các lỗ lọc, phần nước còn lại chứa các tạp chất, ion, kim loại… bị thải bỏ ra ngoài hoặc thu hồi để quay vòng. Phần nước tinh khiết không còn VSV và có các loại khoáng chất đạt tiêu chuẩn nước đóng chai sẽ được tích trữ trong bồn chứa kín [19],[49], [53], [54].
1.4.6. Xử lý khử trùng
Đối với NUĐC để khử trùng, người ta thường sử dụng Ozone hoặc tia cực tím (UV: Ultra- Violet Light) vì nó an toàn hơn so với sử dụng Clo. Dưới tác động của Ozone và UV cho phép loại bỏ hoàn toàn các vi khuẩn còn lại trong nước mà không ảnh hưởng đến chất lượng, đảm bảo tiệt trùng tuyệt đối cho nước thành phẩm.
Trước khi đến điểm đóng thành phẩm, nước được đưa qua thiết bị lọc tinh 0,2 micromet để loại bỏ xác vi khuẩn [53], [54].
1.4.7. Qui trình đóng chai và thành phẩm [53]
1.4.7.1 Giai đoạn chuẩn bị nắp:
- Nắp được kiểm tra, rửa sạch: nắp được kiểm tra rửa sạch nếu hộ gia đình có thể dùng giấy pH và giấy thử clo dư, đối với các cơ sở ở nhà máy lớn thì phản ứng kiềm và phản ứng bạc.
- Ngâm nắp với dung dịch tiệt khuẩn: cho trực tiếp nắp vào thau chứa dung dịch tiệt khuẩn ngâm khoảng 30 phút sau đó rửa sạch lại.
- Sau đó đưa vào ngăn chứa nắp trong hệ thống để chuẩn bị sản xuất.
1.4.7.2 Giai đoạn chuẩn bị vỏ bình:
- Vỏ bình được súc rửa sạch sẽ.
- Tiệt trùng vỏ bình.
- Đưa vào máy tự động súc rửa hoặc thủ công và tráng bằng nước thành phẩm.
- Chuyển vào máy chiết nước, đóng nắp tự động hoặc thủ công.
- Bình được đưa qua băng tải. Kiểm tra lần cuối trước khi đưa ra thành phẩm.