Xử lý nước thải bằng công nghệ lọc màng MBR

Quy trình xử lý bể sinh học bằng màng MBR (Membrane Bio Reactor) có thể loại bỏ chất ô nhiễm và vi sinh vật rất triệt để nên hiện nay được xem là công nghệ triển vọng nhất để xử lý nước thải.

Xử lý nước thải bằng công nghệ lọc màng MBR

Quy trình xử lý bể sinh học bằng màng MBR (Membrane Bio Reactor) có thể loại bỏ chất ô nhiễm và vi sinh vật rất triệt để nên hiện nay được xem là công nghệ triển vọng nhất để xử lý nước thải. 

MBR là kỹ thuật mới xử lý nước thải kết hợp quá trình dùng màng với hệ thống bể sinh học thể động bằng quy trình vận hành SBR sục khí 3 ngăn và công nghệ dòng chảy gián đoạn. MBR là sự cải tiến của quy trình xử lý bằng bùn hoạt tính, trong đó việc tách cặn được thực hiện không cần đến bể lắng bậc 2. 

Nhờ sử dụng màng, các thể cặn được giữ lại trong bể lọc, giúp cho nước sau xử lý có thể đưa sang công đoạn tiếp theo hoặc xả bỏ / tái sử dụng được ngay.

Bể cân bằng...|...Bể sục khí...|...Bể lọc tách bằng màng...|...Bể nước đầu ra

Vai trò của MBR:

—  Tiền xử lý: như lưới lọc, song chắn rác.

—  Xử lý bậc 1: khử chất hữu cơ, N, P.

—  Xử lý bậc 2: phân tách hai pha rắn và pha lỏng khi qua màng.

Vai trò của Bể lọc tách bằng màng:

—  Cấp đầy dưỡng chất bằng hấp thu lượng amoni và P còn lại.

—  Khử hết sinh vật còn lại.

—  Vận hành gián đoạn (7~12 phút chạy, 3 phút ngưng).

—  Làm sạch màng chỉ bằng thổi khí ngược.

—  Vận hành liên tục trên 6 tháng, lưu tốc 0.3 m3/m2.ngày.

Ưu điểm của kỹ thuật dùng màng lọc tách:

—  Không cần bể lắng và giảm kích thước bể nén bùn

—  Không cần tiệt trùng nhờ đã khử triệt để coliform

—  Công trình được tinh giản nhờ sử dụng chỉ một bể phản ứng để khử N & P mà không cần bể lắng, bể lọc và tiệt trùng.

—  Trong điều kiện thay đổi đột ngột, hệ thống được điều chỉnh cho ổn định bằng kỹ thuật không sục khí – sục khí – không sục khí.

—  Khắc phục được các yếu điểm (nén bùn và tạo bọt) trong phương pháp bùn hoạt tính (dùng màng khử hiệu quả Nutrient và E.coli)

—  Dễ kiểm soát và bảo trì bằng hệ thống tự động.

Sơ đồ dây chuyền công nghệ: 

Chú thích:

Influent – đầu vào; Anaerobic reactor – bể kỵ khí; Dynamic state bioreactor – bể sinh học thể động; Membrane separation tank – bể lọc tách bằng màng; KMS hollow fiber membrane – màng sợi rỗng KMS; OER (oxygen exhausted reactor) – bể yếm khí; Suction pump (permeate) – bơm hút (nước sau xử lý); Effluent – đầu ra

Cơ chế tách chất lơ lửng bằng màng sợi rỗng ngập:

Vi sinh vật, chất ô nhiễm, bùn hoàn toàn bị loại bỏ ngay tại bề mặt màng (lổ rỗng 0.4um). Đồng thời chỉ có nước sạch mới qua được màng. 

Làm sạch màng:

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.

(1) Làm sạch bằng thổi khí: Cách đơn giản là dùng khí thổi từ dưới lên sao cho bọt khí đi vào trong ruột màng chui theo lổ rỗng ra ngoài, đẩy cặn bám ra khỏi màng.

(2) Làm sạch 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, thì cần làm sạch màng bằng cách ngâm vào thùng hóa chất riêng khoảng 2~4 giờ. (Dùng chlorine với liều lượng 3~5g/L, thực hiện 6~12 tháng một lần).

Màng mới .......Sáu tháng sử dụng .......Tẩy rửa màng ..............Sau khi tẩy

Bề mặt màng (40 lượt) ..........................Bề mặt màng (40 lượt)

Những ưu điểm đã được khẳng định của công nghệ MBR: 

(1) Sự ổn định của chất lượng nước sau xử lý

—  Đáp ứng được tiêu chuẩn rất khắc khe về chất lượng nước đầu ra, như coliform chẳng hạn.

—  Nhờ vào hiệu suất khử chất lơ lửng và vi sinh cấp độ cao, nước sau xử lý có thể được tái sử dụng ngay cho các tòa nhà hay nhà máy nước tuần hoàn.

—  Có thể được thiết kế để ứng dụng cho nhiều lĩnh vực với những đặc thù riêng và đòi hỏi chất lượng nước sau xử lý luôn ổn định.

(2) Những điểm tuyệt vời của màng:

—  Tính ưu việt của màng đã được kiểm chứng qua nhiều công trình ứng dụng khác nhau với phạm vi ứng dụng rộng.

—  Thiết kế dạng môđun rất hiệu quả và hệ thống giảm thiểu được sự tắc nghẽn.

—  Màng được chế tạo bằng phương pháp kéo đặc biệt nên rất chắc, sẽ không bị đứt do tác động bởi dòng khí xáo trộn mạnh trong bể sục khí.

—  Thân màng được phủ một lớp polymer thấm nước thuộc nhóm hydroxyl. Vì vậy, màng không bị hư khi dùng chlorine để tẩy rửa màng vào cuối hạn dùng.

(3) Một giải pháp kỹ thuật nhiều lợi ích kinh tế:

—  Giảm giá thành xây dựng nhờ không cần bể lắng, bể lọc và khử trùng.

—  Tiêu thụ điện năng của công nghệ MBR rất ít so với các công nghệ khác và đã được cấp bằng chứng nhận “Công nghệ Môi trường Mới”.

—  Phí thải bùn cũng giảm nhờ tuần hoàn hết ¼ và lượng bùn dư tạo ra rất nhỏ.

(4) Bảo trì thuận tiện:

—  Kiểm soát quy trình chỉ cần đồng hồ áp lực hoặc lưu lượng.

—  Cấu tạo gồm những hộp lọc đơn ghép lại nên thay thế rất dễ. Quá trình làm sạch, sửa chữa, bảo trì và kiểm tra rất thuận tiện.

—  Quy trình có thể được kết nối giữa công trình với văn phòng sử dụng, vì thế có thể điều khiển kiểm soát vận hành từ xa, thậm chí thông qua mạng internet.