Xử lý nước thải bằng công nghệ MBR ngày này được áp dụng khá phổ biến tại Việt Nam. Đặc biệt MBR được áp dụng nhiều trong các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt của các tòa nhà, khu dân cư. Vậy công nghệ MBR trong xử lý nước thải là gì? Có những ưu điểm gì mà được ưu chuộc áp dụng như vậy?
Công nghệ MBR là gì?
Trước hết để hiểu công nghệ MBR là gì chúng ta cùng tìm hiểu công nghệ Bùn hoạt tính phân tán trước.
Công nghệ bùn hoạt tính CAS (Activated Sludge)
Là quá trình xử lý nước thải nhờ các vi sinh vật hiếu khí, dính bám và phát triển trên bề mặt các hạt lơ lửng trong nước.
Các vi sinh vật này sử dụng các chất hữu cơ trong nước thải làm thức ăn và tổng hợp tế bào.
Số vi vinh vật (sinh khối) tăng dần tạo thành các hạt bông bùn, gọi là Bùn hoạt tính.
Công nghệ MBR (Membrane bioreactor):
Được hiểu là bể hoặc thiết bị sinh học xử lý nước thải trong đó áp dụng kĩ thuật Bùn hoạt tính phân tán có kết hợp với màng lọc tách vi sinh vật.
Công nghệ này có thể đẩy nồng độ vi sinh (hay bùn hoạt tính) trong bể MBR lên tới 15 g/l (trung bình duy trì ở mức 10 g/l).
Đây là công nghệ được áp dụng mạnh mẽ trong thời gian gần đây trên thế giới và khoảng 10 năm trở lại đây tại Việt Nam.
Thuyết minh công nghệ
Nước thải từ hệ thống thu gom được bơm cấp qua thiết bị lọc rác tới bể điều hòa nước thải.
Thiết bị lọc rác phải đảm bảo tách được rác có kích thước nhỏ hơn 2mm. Rác kích thước > 2 mm sẽ ảnh hưởng tới việc vận hành và tuổi thọ của màng MBR; tắc màng, hỏng màng.
Tiếp đó bơm bể điều hòa sẽ cấp nước sang bể thiếu khí (Anoxic) để xử lý Ni tơ.
Tại đây nước thải cùng với nước tuần hoàn từ bể hiếu khí (Oxic) đã Nitrat hóa sẽ được khuấy trộn đều với nhau.
Vi sinh vật thiếu khí trong bể sau đó chuyển hóa Nitrat thành Nitơ phân tử, thoát ra ngoài.
Tiếp đến nươc thải được dẫn sang bể hiếu khí để xử lý tiếp BOD, COD và Nitrat hóa Nitơ amoni.
Trong bể hiếu khí được bố trí hệ thống phân phối khí, cấp khí cho vi sinh vật để xử lý thành phần ô nhiễm.
Màng MBR được bố trí thành từng module, được đặt trong bể.
Một bơm hút chân không hút nước trong bể qua màng lọc.
Nước thải sẽ được thấm xuyên qua vách màng vào ống mao dẫn nhờ những lỗ rỗng cực nhỏ từ 0.01-0.2 micrometter.
Màng chỉ cho nước sạch đi qua còn những tạp chất rắn, hữu cơ, vô cơ … sẽ được giữ lại trên bề mặt màng.
Nước sạch sẽ theo ống ra ngoài bể chứa nước sạch nhờ hệ thống bơm hút (theo kiểu gián đoạn : 10 phút chạy-1≈2 phút ngưng, tuỳ theo mức hiệu chỉnh).
Khi áp suất chân không vượt quá 50 kpa so với bình thường (10-30 kpa) thì 2 bơm hút sẽ tự động ngắt để bơm thứ 3 rửa ngược trở lại.
Tức là nước chảy ngược từ trên xuống vào trong ruột màng theo lỗ rỗng ra ngoài, đẩy cặn bám ra khỏi màng.
Khi đó màng sẽ bị rung làm cho các chất cặn rơi xuống đáy bể.
Cơ chế tách chất lơ lửng bằng màng sợi rỗng
Vi sinh vật, chất ô nhiễm, bùn hoàn toàn bị loại bỏ ngay tại bề mặt màng (lỗ rỗng 0.1- 0.2mm).
Đồng thời chỉ có nước sạch mới qua được màng.
Cách lắp đặt màng MBR
Kích thước bể lọc và cách thức lắp ghép khối modul màng MBR.
Hình thức lắp ghép như sau:
Tuỳ theo kích thước bể mà ta ghép nối dạng khối khác nhau (số lượng modul trên một set)
Ví dụ: 4 modul được ghép trên 1 set (1 tấm màng)
Cứ 10 set ghép thành 1 khối
Vậy 10 khối lắp trong 1 bể ….
Làm sạch màng MBR
Để kéo dài tuổi thọ cho màng, cần làm sạch màng vào cuối hạn dùng.
Chọn cách rửa màng tối ưu tùy thuộc vào loại nước đầu vào.
Thời điểm rửa màng xác định dựa theo đồng hồ đo áp lực.
Làm sạch màng MBR bằng thổi khí
Cách đơn giản là dùng khí thổi từ dưới lên sao cho bọt khí đi vào trong ruột màng theo lỗ rỗng ra ngoài, đẩy cặn bám ra khỏi màng.
Làm sạch màng bằng cách ngâm trong dung dịch hóa chất
Nếu tổn thất áp qua màng tăng lên 25~30 cmHg so với bình thường.
Ngay cả khi đã dùng cách rửa màng bằng thổi khí.
Sau đó cần làm sạch màng bằng cách ngâm vào thùng hóa chất riêng khoảng 2~4 giờ.
Có thể dùng chlorine với liều lượng 3~5g/L, thực hiện 6~12 tháng một lần.
Ưu điểm và nhược điểm công nghệ MBR
Công nghệ MBR có những ưu điểm rõ rệt so với công nghệ bùn hoạt tính:
- Chất lượng nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn cao, thường tốt hơn chất lượng loại A của QCVN 40:2011/ BTNMT. Do đó, nước sau xử lý có thể tái sử dụng cho các mục đích như: rửa sàn, tưới cây,…
- Không cần bể lắng đợt hai. Đơn giản hóa vận hành do đã loại bỏ công tác tuần hoàn bùn.
- Vận hành ở chế độ gần tự động hoàn toàn tới tự động hoàn toàn. Chất lượng nước ra không phụ thuộc vào người vận hành.
- Năng suất xử lí rất cao, do duy trì được nồng độ vi sinh trong bể lớn từ 5–15g/l so với BHT là 1-5g/l. Năng suất xử lý thường đạt mức 2-4,5kgCOD/m3/ngày ứng với 4-8 m3 nước thải/m3 bể phản ứng/ngày.
- Xử lí rất tốt Ni tơ do duy trì được nồng độ vi sinh bể thiếu khí lớn.
- Do thời gian lưu bùn rất lớn, hàng tháng so với 5-15 ngày của bùn hoạt tính. Hiệu suất phát sinh bùn thứ cấp thấp hơn nhiều, thường chỉ bằng 1/4-1/5 so với bùn hoạt tính.
- Chi phí xử lý bùn thấp do bùn được khoáng hóa mạnh.
- Do năng suất cao nên hệ thống có thể tích nhỏ, thường chỉ bằng 1/3-1/4 so với bùn hoạt tính. Điều này đặc biệt có ý nghĩa trong trường hợp các đô thị có mật độ xây dựng cao, chi phí đất lớn, các khu vực đã xây dựng cần bổ sung hệ thống xử lý nước thải.
- Do chất lượng nước ra về khía cạnh các chỉ tiêu vi sinh vật đã rất tốt, nên có thể không cần hệ khử trùng. Trong trường hợp này hệ hệ cấp hóa chất-khử trùng chỉ mang tính dự phòng và chủ yếu để phục vụ công tác bảo trì-vệ sinh màng.
- Thường được lắp đặt ở dạng thiết bị hợp khối (dạng thiết bị hay moduls 100 m3/ngày đêm) nên dễ dàng cho công tác lắp đặt cũng như di dời khi cần.
- Tiết kiệm diện tích cao nhất.
- Phù hợp với những nơi có địa hình lắp đặt phức tạp.
Các nhược điểm của công nghệ MBR có thể nhận thấy như sau:
- Chi phí đầu tư rất cao.
- Chi phí khấu hao màng lớn. Ở chế độ vận hành bình thường ít sảy ra sự cố chi phí khấu hao trung bình là 2000 vnd/1m3 nước thải.
- Hay sảy ra hiện tượng tắc màng, nhất là ở chế độ hoạt động với nồng độ bùn vi sinh cao.
- Khi tắc màng phải sục rửa lại màng. Quá trình rửa màng này làm giảm chất lượng và tuổi thọ màng, ảnh hưởng tới chất lượng đầu ra.
- Quy trình rửa màng phức tạp, nhiều công đoạn; rửa ngược bằng nước, khí, ngâm hóa chất javen, axit.
- Phải có bể rửa màng chuyên dùng.
- Tốn nhiều năng lượng sục khí.
- Khi máy thổi khí dừng rất dễ xảy ra tắc màng
So sánh 2 công nghệ MBR và bùn hoạt tính phân tán
| Yếu tố so sánh | Bùn hoạt tính lơ lửng | Công nghệ MBR |
| Chất lượng nước sau xử lý | Đạt loại A tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT | Rất tốt, thường trên loại A các tiêu chuẩn nước thải hiện hành tại Việt Nam |
| Xử lý Ni tơ Kém hơn MBR | Kém hơn công nghệ MBR | Xử lý Ni tơ tốt hơn bùn hoạt tính phân tán, do duy trì nồng độ bùn bể Anoxic lớn hơn 3-4 lần |
| Nhu cầu áp dụng công nghệ | Phù hợp với cả các modul lớn, trung bình và nhỏ. | Chỉ phù hợp với modul nhỏ và trung bình. |
| Chi phí đầu tư xây dựng | Thấp hơn nhiều công nghệ MBR | Cao hơn nhiều công nghệ BHT, do chi phí đầu tư cho màng lọc lớn. |
| Chi phí khấu hao của hệ thống | Rất nhỏ | Lớn (2000vnđ/m3) |
| Diện tích sử dụng | Phù hợp hệ thống có quỹ đất dành sẵn cho xử lý nước thải | Phù hợp với nơi chật chội, khó lắp đặt. |
| Số lượng bể xử lý | Cần xây dựng bể lắng sinh học, bể khử trùng. Tuy nhiên sẽ giảm được 1 chi phí rất lớn bảo dưỡng và thay thế màng trong quá trình vận hành. | Không cần xây dựng bể lắng sinh học. Bể khử trùng chỉ mang yếu tố dự phòng |
| Dung tích xử lý | Lớn hơn MBR | Không cần dung tích xử lý lớn như hệ thống BHT do duy trù được nồng độ bùn lớn hơn 3-4 lần. |
| Thiết bị | Thiết bị đơn giản dễ sửa chữa | Thiết bị, lắp đặt phức tạp khó sửa chữa. |
| Sự cố | Khi 1 trong các thiết bị gặp sự cố, hệ thống vẫn có thể hoạt động được | Khi màng gặp sự cố, sẽ giảm công suất xử lý của hệ thống |
| Bùn phát sinh | Bùn phát sinh nhiều hay ít phụ thuộc vào tải lượng ô nhiễm xử lý | Phát sinh ít bùn dư hơn do cần duy trì nồng độ bùn trong bể xử lý lớn. |
Thông tin chi tiết xin vui lòng liên hệ: Công ty TNHH Kỹ Thuật Công Nghệ EMTN.
Địa chỉ: Số 74 Hồng Hà, TT Phú Thái, Kim Thành, Hải Dương.
Hotline: 0911.594.196
