Công nghệ xử lý nước thải

Khái niệm về bể MBR

Bể MBR – Membrane Bio-Reactor bể phản ứng sinh học màng là sự kết hợp giữa quá trình lọc màng vi lọc (MF) hoặc siêu lọc (UF) với quá trình sinh trưởng lơ lửng. 

Màng MBR là một công nghệ nâng cấp của quá trình xử lý hoạt tính truyền thống (CAS). Trong đó, module màng MBR được nhúng vào bể Aerotank hoặc đặt vào bể riêng. Thay vì bùn hoạt tính được lắng giữ ở bể Lắng thứ cấp trong phương pháp truyền thống thì màng MBR với vô số lỗ vi lọc sẽ giúp phân tách hoàn toàn hỗn hợp nước bùn. Tấm màng vật liệu C-PVC siêu bền, đàn hồi cao có kích thước các lỗ lọc 0.4 micron hầu như chỉ cho nước sạch đi qua giữ lại các chất lơ lững, vi sinh vật và vi khuẩn gây bệnh.

Cấu tạo bể MBR

Bể MBR được tạo nên từ các sợi rỗng hình phẳng hoặc dạng ống, thậm chí là kết hợp cả 2 dạng này. Mỗi đơn vị MBR được tạo nên từ nhiều sợi rỗng liên kết với nhau chắc chắn. Trong đó, mỗi sợi rỗng lại có cấu tạo như một màng lọc riêng biệt với nhiều lỗ nhỏ li ti trên bề mặt để ngăn chặn các chất thải, cặn bã đi qua.

Hiện nay, có 5 loại cấu hình màng lọc MBR phổ biến nhất, đó là:

• Sợi rỗng (HF)
• Xoắn ốc
• Phiến và khung (dạng phẳng)
• Hộp lọc
• Dạng ống

Ưu nhược điểm của công nghệ MBR

Ưu điểm của công nghệ màng MBR

• Xử lý nước thải bằng công nghệ màng MBR không cần xây dựng thêm bể lắng, kích bể nén bùn cũng không cần quá lớn. Do đó, có thể giảm được chi phí, diện tích cũng như thời gian xây dựng.
• Thời gian lưu nước chỉ từ 2.5 đến 5 giờ, trong khi những bể truyền thống thường mất hơn 6 giờ.
• Sử dụng công nghệ màng MBR thì nồng độ vi sinh MLSS trong bể cao, thời gian lưu bùn cũng lớn nên lượng bùn dư cũng ít. Điều này giúp tiết kiệm chi phí, thời gian để xử lý bùn thải. Bên cạnh đó, với nồng độ bùn hoạt tính trong bể cao nên có thể giảm thiểu tình trạng bùn nổi như những bể truyền thống khác.
• Với đặc trưng hoạt động, màng lọc sinh học MBR giúp giảm thể tích của bể, giảm chi phí đầu tư.

Ưu nhược điểm của công nghệ MBR

• Không cần lo lắng về chất lượng nước đầu ra bởi bể MBR luôn đảm bảo tuyệt đối việc xử lý triệt để chất ô nhiễm trong nước thải.
• Nguồn nước sau xử lý có lượng chất rắn thấp, chỉ dưới 5mg/l, lượng COD cũng rất thấp. Chính vì vậy có thể tận dụng nguồn nước này để tưới cây, rửa đường,….
• Bể MBR có cơ chế vận hành đơn giản, dễ dàng. Mọi cơ chế đều được điều chỉnh tự động nên không tốn nhiều nhân công.
• Nếu nhà máy nâng công suất hoạt động thì bể MBR vẫn có thể hoạt động bình thường khi chỉ cần đầu tư thêm Modul màng lọc MBR.
• Công nghệ MBR có thể được sử dụng cho các loại bể kỵ khí hoặc bể hiếu khí.

Nhược điểm của công nghệ màng MBR

Nhược điểm của công nghệ MBR gồm 2 vấn đề chính, đó là:

• Màng MBR thường hay xảy ra tình trạng bị nghẽn, tắc
• Bể MBR phải sử dụng đến hóa chất để làm sạch màng MBR theo định kỳ từ 6 – 12 tháng.

Cơ chế xử lý nước thải bằng màng MBR

Nước thải sau khi được xử lý sơ bộ thì sẽ được đưa vào bể kị khí hoặc bể hiếu khí. Các bể này đều có sử dụng màng MBR. Trong các bể này, nước thải được thấm xuyên qua màng lọc vào ống mao dẫn từ những lỗ nhỏ có kích thước từ 0,01 – 0,2 µm.

Qua màng này, nước sạch sẽ được lọc ra trong khi các tạp chất rắn, chất hữu cơ, vô cơ,…. đều sẽ bị giữ lại. Nước sạch sau đó được bơm hút để dẫn ra bể chứa nước sạch. Khi áp suất chân không trong bể vượt quá thông số tính toán bể MBR, tức là lớn hơn 50 KPA so với mức trung bình (10 – 30 kpa) thì 2 ống bơm hút sẽ ngắt tự động. Đồng thời, ống bơm thứ 3 hoạt động rửa ngược trở lại. Lúc này màng MBR sẽ bị rung chuyển và khiến cho các chất cặn tại đây rơi xuống.

Quá trình phân tách chất bẩn và vi sinh vật hoàn toàn bằng màng MBR nên không cần bể lắng thứ cấp và bể khử trùng, ưu điểm vượt trội này giúp tiết kiệm tối đa chi phí và diện tích xây dựng. Khắc phục được những yếu điểm và vấn đề thường gặp khi vận hành hệ thống CAS, cũng như tiết kiệm được chi phí nhân công vận hành (Vận hành bể lắng sinh học trong công nghệ truyền thống rất phức tạp, đòi hỏi người vận hành có chuyên môn và kinh nghiệm cao và thường xuyên túc trực để kiểm soát các vấn đề về bùn như: bùn trôi ra ngoài, lượng lớn hạt rắn nhỏ rời bể lắng, bùn nổi lên bề mặt , vi sinh vật chết, lớp bọt nhờn bao phủ bề mặt… )

Công nghệ MBR đảm bảo được các muc tiêu về chỉ số quan trọng nhất của mọi hệ thống xử lý nước thải là chất lượng nước đầu ra cao và ổn định (BOD < 5 mg/l, COD < 10 mg/l, SS < 1 mg/l) , đáp ứng yêu cầu cao nhất của các tiêu chuẩn xả thải, có thể tái sử dụng cho nhiều nhu cầu: tưới cây, rửa sàn, làm mát…

Các ưu điểm của màng MBR dạng tấm phẳng so với các loại màng khác:

Bạn nên sử dụng dạng tấm phẳng vì đây là dạng có nhiều ưu điểm hơn các dạng khác được so sánh khi đưa vào sử dụng trong thực tế

-Hình dạng phẳng nên không bị bám bẩn và nghẹt bùn như các loại màng MBR sợi rỗng (đặc biệt là ở 2 đầu bó sợi). Sự cố ngẹt bùn không chỉ gây giảm thông lượng mà còn khiến gián đoạn hoạt động hệ thống và tốn chi phí nhân công xịt rửa nếu tình trạng nặng.

-Màng MBR được đặt ngay trong bể sinh học hiếu khí mà không cần đến bể MBR riêng cũng như không cần đến palang kéo màng ra khỏi bể để ngâm rửa hóa chất. Bởi màng tấm phẳng không cần phải ngâm rửa offline.

-Màng tấm phẳng vẫn dùng dòng khí sục để cọ rửa và cuốn trôi các bùn bám nhưng không cần rung lắc như màng sợi (dễ sờn đứt 2 đầu) nên đảm bảo độ bền cao.

-Màng MBR lọc được làm từ vật liệu CPVC – một loại nhựa nhiệt dẻo, có độ đàn hồi cao (độ bền uốn 100 Mpa, PVDF là 75 Mpa) chịu được kéo giản tốt và độ bền cao.

-Giữa 2 lớp màng MBR là khung nhựa gia cường (PVC, ABS), nhờ vậy có thể vận hành màng trong dãi áp suất rộng và bảo vệ màng khi áp suất hút vượt quá mức cho phép

-Với bể có chiều cao nước sâu, có thể thu nước sau lọc bằng trọng lực mà không cần dùng đến bơm hút

-Hóa chất rửa inline được châm nhờ trọng lực nên không cần dùng bơm hóa chất. Tiết kiệm được chi phí đầu tư và điện năng vận hành.

-Chu kỳ rửa màng trực tiếp từ 03 – 12 tháng tùy vào loại nước thải và điều kiện vận hành. Thấp hơn nhiều các loại màng sợi rỗng truyền thống. Tiết kiệm được đáng kể chi phí hóa chất và nhân công vận hành. Bảo vệ tối đa tuổi thọ màng.

Sơ đồ công nghệ MBR

Nhằm đưa ra cho độc giả một cái nhìn khách quan và hình dung dễ hiểu nhất về công nghệ xử lý chất thải màng lọc MBR và cách thức hệ thống này hoạt động, chúng tôi có mô hình cụ thể sau:

Sơ đồ màng lọc MBR

Có thể nói ưu điểm nổi trội của công nghệ MBR chính là áp dụng được cả hai bể kị khí và hiếu khí. Điều này khiến nó đặc biệt hơn hẳn các công nghệ xử lý nước thải trước đây. Vì vậy, bạn có thể yên tâm áp dụng công nghệ này trong việc làm sạch nguồn nước thải.