MBR là viết tắt của Membrane Bio-Reactor là một hệ thống xử lý nước thải sử dụng công nghệ lọc màng. Công nghệ xử lý nước thải MBR có thể thay thế vai trò của bể lắng bậc hai và bể lọc nước đầu vào trong một số trường hợp, loại bỏ bước tách cặn bể lắng bậc hai và bể lọc nước đầu vào, giúp tiết kiệm diện tích cho bể lọc sinh học.
MỤC LỤC BÀI VIẾT
Những ưu nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải MBR
Công nghệ MBR mang đến nhiều ưu điểm
Loại bỏ quá trình lọc thứ cấp: Công nghệ MBR giúp loại bỏ cần thiết cho các quá trình lọc nước thải thứ cấp, từ đó giảm thời gian xử lý tại nhà máy xử lý nước thải. Điều này có thể giúp giảm tải công việc và tiết kiệm năng lượng.
Kéo dài tuổi bùn: Hệ thống MBR có khả năng thiết kế để kéo dài tuổi bùn, tức là bùn trong quá trình xử lý có thể sử dụng lâu hơn trước khi cần thay thế. Điều này dẫn đến giảm lượng bùn sinh ra, giúp tối ưu hóa quản lý bùn và tiết kiệm chi phí.
Chất lượng nước thải cao: MBR tạo ra nước thải với chất lượng cao và đáp ứng tiêu chuẩn xả thải nghiêm ngặt. Điều này đảm bảo rằng nước thải sau khi xử lý là an toàn để xả ra môi trường hoặc có thể tái sử dụng cho các mục đích khác.
Khả năng chịu tải trọng cao: Công nghệ MBR có khả năng chịu tải trọng cao nhất, tức là nó có thể xử lý một lượng lớn nước thải mà không gặp vấn đề về hiệu suất hoặc chất lượng xử lý. Điều này thích hợp cho các ứng dụng có nhu cầu xử lý lượng lớn nước thải, như trong các nhà máy xử lý nước thải công nghiệp hoặc các khu vực có dân số đông đúc.
Công nghệ xử lý nước thải MBR có nhược điểm
Chi phí vận hành và vốn đầu tư cao: Cài đặt và vận hành hệ thống MBR đòi hỏi một khoản đầu tư lớn, đặc biệt là cho việc mua và bảo trì các màng lọc. Chi phí vận hành cũng có thể cao hơn so với các phương pháp xử lý nước thải truyền thống.
Bám bẩn màng lọc: Các màng lọc trong hệ thống MBR có thể bị bám bẩn sau một khoảng thời gian vận hành, gây giảm hiệu suất lọc. Điều này đòi hỏi việc thường xuyên vệ sinh hoặc thay thế các màng lọc, một quy trình tốn kém và đòi hỏi sự tiêu tốn thêm nguồn nhân công và tài chính.
Tiêu thụ điện năng: Hoạt động của hệ thống MBR đòi hỏi một lượng lớn điện năng để vận hành các máy bơm và thiết bị khác. Điều này tạo ra một chi phí vận hành liên quan đến năng lượng cao, góp phần làm tăng tổng chi phí của quá trình xử lý nước thải.
Nguyên tắc hoạt động của bể trong công nghệ xử lý nước thải màng lọc MBR
Bể hiếu khí và bể anoxic: Quá trình bắt đầu với việc sử dụng bể hiếu khí và bể anoxic. Bể hiếu khí là nơi các chất hữu cơ, thường được đo bằng hàm lượng oxy hóa sinh học (BOD), bị tiêu biến sinh học bởi bùn than hoạt tính. Trong quá trình này, nồng độ chất rắn lơ lửng trong bùn (gọi là MLSS – Mixed Liquor Suspended Solids) trong hệ thống MBR có thể cao hơn nhiều so với các hệ thống bùn than hoạt tính thông thường, thường là 10 – 20g/L so với 3 – 4g/L.
Thời gian lữu giữ ngắn: Do nồng độ MLSS cao, thời gian lữu giữ trong bể MBR chỉ cần khoảng 30% so với các hệ thống thông thường. Điều này giúp tăng hiệu suất xử lý nước thải và làm giảm diện tích cần thiết cho bể sinh học.
Quá trình lọc màng: Các màng lọc trong công nghệ xử lý nước thải MBR được đặt để tách chất rắn lơ lửng khỏi chất lỏng thông qua quá trình lọc. Với kích thước lỗ rỗng trên màng chỉ khoảng 0.1 micron, các chất rắn lơ lửng và cả các vi khuẩn như vi khuẩn coliform cũng bị loại bỏ.
Tách nước sạch và chất bẩn: Sau khi màng lọc giữ lại hết các cáu cặn và vi khuẩn, nước sạch được bơm ra bên ngoài bể MBR. Trong khi đó, các chất bẩn và cáu cặn sẽ rơi xuống đáy bể và sau đó được đưa ra khỏi hệ thống.
Các yếu tố ảnh hưởng đến màng lọc trong hệ thống MBR
Đặc điểm của màng lọc sinh học trong công nghệ xử lý nước thải MBR
Loại vật liệu của màng lọc, ví dụ như màng gốm hay màng polymer, sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và độ ổn định của hệ thống MBR. Mỗi loại màng có các ưu điểm và nhược điểm riêng, chẳng hạn như tính trơ, khả năng chống hóa học, và chi phí vận hành.
Độ nhám bề mặt của màng lọc có thể ảnh hưởng đến khả năng tắc nghẽn. Bề mặt phẳng có tính chống bẩn cao hơn và khả năng phục hồi tính thấm tốt hơn.
Kích thước lỗ trên màng ảnh hưởng đến khả năng tắc nghẽn và chất lượng nước thải. Lỗ màng càng lớn, khả năng tắc nghẽn càng thấp nhưng chất lượng nước thải cũng giảm xuống và ngược lại.
Điều kiện hoạt động công nghệ xử lý nước thải MBR
Chế độ hoạt động: Chế độ hoạt động của hệ thống MBR, chẳng hạn như lọc dòng chảy ngang, có thể ảnh hưởng đến tắc nghẽn và sự bám bẩn trên màng lọc.
Sục khí: Tốc độ sục khí có thể ảnh hưởng đến khả năng tắc nghẽn của màng lọc.
Tỷ lệ vi sinh vật: Tỷ lệ tắc nghẽn màng tăng khi tỷ lệ F/M (tỷ lệ thức ăn/vi sinh vật) tăng, do có nhiều cáu cặn và vi sinh vật hơn.
Tốc độ tải hữu cơ (OLR): Màng lọc có thể bị tắc nghẽn nhanh hơn khi OLR tăng, điều này liên quan đến lượng chất hữu cơ trong nước thải. Công nghệ xử lý nước thải MBR phụ thuộc vào tốc độ tải hữu cơ trong nước thải.
Tỷ lệ COD/N: Tỷ lệ COD/N cao có thể làm giảm tỷ lệ tắc nghẽn màng và cải thiện hiệu suất MBR.
Các nồng độ chất thải có trong nước thải
Nồng độ chất rắn lơ lửng (MLSS): Tăng nồng độ MLSS có thể tăng tỷ lệ tắc nghẽn màng.
Độ nhớt của bùn: Độ nhớt của bùn tăng có thể làm tăng độ bám của cáu cặn lên màng lọc.
pH: Độ pH thấp có thể dẫn đến tắc nghẽn màng lọc.
Độ mặn: Nước thải có độ mặn cao có thể gây tắc nghẽn màng lọc.
