Xử lý nước thải bằng công nghệ màng lọc MBR

Sẽ có nhiều công nghệ để xử lý nước thải mà bạn cần phải biết, tuy nhiên hôm nay vancongnghiepvn.net giới thiệu đến bạn 1 công nghệ xử lý rất tối ưu được sử dụng rộng rãi đó là công nghệ màng lọc MBR, cùng tìm hiểu nó là gì, thông tin sơ đồ cũng như ưu nhược điểm và những phương phát để tăng hiệu suất cho hệ thống của bạn

Màng lọc MBR là gì?

Màng lọc MBR là tên viết tắt của cụm từ tiếng anh Membrane Bio-Reactor (Bể lọc sinh học bằng màng). Đây là các loại màng lọc cố định chuyên sử dụng để xử lý nước thải. Đây là sự kết hợp giữa hệ thống xử lý sinh học thông thường và hệ thống phân tách rắn – lỏng vật lý bằng cách sử dụng màng lọc trong một hệ thống. Các dạng màng lọc MBR là những loại màng lọc sợi rỗng có kích thước nhỏ chỉ từ 0.01 µm,0.03 µm do đó nó có thể tách các chất lắng cặn, lơ lửng trong nước thải một cách triệt để nhất

Công nghệ MBR rất hiệu quả trong việc loại bỏ các chất hữu cơ, kim loại, và vi khuẩn, phù hợp để xử lý nhiều loại nước thải khác nhau như nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước rỉ rác. Chất lượng nước sau khi xử lý rất tốt và ổn định, với hàm lượng SS <1mg/L, độ đục <0.2NTU. Hiệu suất lọc Nitơ và Ammonia lên đến 90 – 95% và đặc biệt hiệu suất loại bỏ vi khuẩn và virus rất cao.

Nguyên lý hoạt động của màng lọc MBR trong hệ thống xử lý nước thải

Thường các loại màng lọc MBR sẽ được đặt sau một bể xử lý sinh học hiếu khí lơ lửng Aerotank hoặc người ta cũng có thể thiết kế một bể chứa chỉ dùng riêng cho việc sử dụng màng lọc MBR. Sau khi đưa hệ thống màng lọc vào bể chứa, nước thải được dẫn qua hệ thống này sẽ thẩm thấu qua các ống mao mạch của màng lọc. Hệ thống mao mạch này có kích thước cực kỳ nhỏ 0.01 µm,0.03 µm. Chính vì thế các chất thải lơ lửng, các chất vô cơ, hữu cơ lớn hơn kích thước này sẽ bị giữ lại ở màng lọc, chỉ cho phần nước sạch đi qua.

Hệ thống bơm nước trong bể chứa sẽ bơm nước đã qua màng lọc sang một giai đoạn tiếp theo. Thường trong hệ thống sẽ cài đặt bơm trong khoảng thời gian cố định khoảng 10 phút, 1-2 phút sẽ ngừng bơm tùy theo mức hiệu chuẩn

Khi áp suất trong màng vượt quá áp suất 50kpa so với bình thường (từ 10 – 30 kpa) thì hệ thống bơm hút sẽ ngừng hoạt động, đồng thời kích hoạt bơm rửa ngược để rửa màng đảm bảo màng không bị tắc nghẽn. Quy trình cứ lặp đi lặp lại như vậy, màng đảm bảo giữ lại các hạt lơ lửng, các loại cặn hữu cơ không tan và cho ra chất lượng nước thải đảm bảo sạch và trong

Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải bằng màng lọc MBR

Ưu điểm của công nghệ xử lý nước thải MBR

• Là một dạng nâng cấp của công nghệ lọc truyền thống CAS nên việc sử dụng các loại bể lọc xử lý nước thải dạng màng MBR này chúng ta có thể bỏ qua công đoạn lắng thứ cấp hoặc các bể tách chất rắn bởi dạng màng lọc MBR đảm nhận luôn cả chức năng này rồi
• Các dạng màng lọc MBR có thể được xử dụng để xử lý các môi trường có độ ô nhiễm cao hơn so với dạng công nghệ lọc truyền thống(Thường khoảng 2,5 –  3 lần), có những loại người ta kiểm tra thì màng lọc sinh học MBR loại bỏ 95% đến 99% BOD, COD, vi sinh vật và chất dinh dưỡng từ nước thải đầu ra
• Hiệu năng cao, không cần sử dụng thêm các chất khử trùng hay hóa chất khác. Đây cũng là một dạng công nghệ xanh và sạch đang được áp dụng rộng rãi trên thế giới và Việt Nam chúng ta
• Chất lượng nước thải đầu ra đạt mức tiêu chuẩn nước thải loại A, nó có thể làm nguồn tái sử dụng hay sử dụng cho các mục đích khác. Nước sau xử lý bằng công nghệ MBR có lượng chất rắn rất thấp <5mg/l, BOD5 và COD thấp, do đó, nước thải có thể được sử dụng cho các mục đích khác nhau như giải nhiệt, tưới cây hoặc rửa đường….
• Sử dụng màng lọc MBR cho các dạng bể khác nhau như bể thiếu khí, bể hiếu khí
• Kết hợp giữa các phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh và màng lọc giúp giảm đi diện tích, MBR hoạt động tốt ở những nơi có nồng độ bùn cao. Chính vì thế hệ thống xử lý màng sinh học MBR có thể thiết kế nhiều modul thích hợp cho nhiều hệ thống khác nhau
• Vận hành và lắp đặt tương đối đơn giản. Kết hợp với hệ thống van điều khiển tự động(Điều khiển điện, điều khiển khí nén) giúp việc điều khiển hệ thống trở nên đơn giản và tự động
• Màng lọc MBR là các Modul rời, chính vì vậy khi nâng cấp hoặc thay đổi công suất của hệ thống chúng ta có thể dễ dàng thêm các modul MBR khác để nâng cấp hệ thống
• Tuổi thọ sử dụng tương đối lâu dài, chi phí đầu tư hợp lý khấu hao cho khoảng thời gian từ 10 năm – 15 năm.

Nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải MBR

Việc sứ dụng màng lọc công nghệ MBR hiện nay đang rất phổ biến và được áp dụng rộng rãi ở nhiều nhà máy cũng như các đơn vị xử lý nước thải. Với nhiều tính năng ưu việt vượt trội của nó so với việc sủ dụng các phương pháp xử lý nước thải thông thường. Tuy nhiên nó cũng còn nhiều hạn chế như sau:

• Chi phí đầu tư ban đầu tương đối lớn
• Chất lượng màng lọc và vật liệu sử dụng của nó là vấn đề cần phải quan tâm. Nếu như chất lượng màng lọc kém sẽ dẫn đến hiện tượng tắc nghẽn và hoạt động không hiệu quả
• Việc nước thải có nhiều cặn bẩn dễ gây tắc nghẽn cho màng, chính vì vậy nên xử lý nước thải ở các bể lắng trước khi sử dụng các vật liệu màng sinh học MBR
• Vận hành tự động nên cần phải người có chuyên môn và kỹ năng để vận hành
• Việc vệ sinh làm sạch màng cần đúng kỹ thuật và hiểu biết mới có thể sử dụng thành thạo được

Các yếu tố ảnh hưởng đến màng lọc MBR

Vật liệu màng và cấu tạo của màng MBR

Vật liệu của màng quyết định đến yếu tố bám dính của nó. Dựa trên chất liệu màng, màng có thể được phân loại thành: màng gốm, màng polyme và màng phức hợp.

• Màng gốm thể hiện hiệu suất lọc tốt do tính kháng hóa chất cao, tính toàn vẹn, tính chất trơ và dễ làm sạch dẫn đến chi phí vận hành thấp. Ngoài ra nó còn có tính hút nước cao và tính năng này giúp nó chống bám dính tốt hơn
• Màng polyme có khả năng chống chịu vật lý và hóa học tốt nhưng chủ yếu là kỵ nước. Do bản chất kỵ nước của chúng, màng polyme có xu hướng dễ bị hôi, nhưng chúng có xu hướng được sử dụng rộng rãi hiện nay do dễ chế tạo kích thước lỗ xốp.
• Màng phức hợp: Gần đây đang được nghiên cứu thêm các tính năng  sửa đổi bề mặt màng PP bằng cách xử lý plasma không khí và sử dụng màng đã biến đổi để khảo sát các đặc tính chống hà trong MBR ngập nước. Các phát hiện cho thấy rằng khả năng thu hồi thông lượng sau khi làm sạch bằng nước và ăn da cao hơn 35% so với màng không biến tính. Ngoài ra còn thử nghiệm thêm công nghệ Nano, chiếu UV và không chiếu UV cho nhiều kết quả khả quan và đang được tiếp tục nghiên cứu

Mối quan hệ với môi trường sử dụng

Đó chính là tính ưa nước hay kỵ nước của vật liệu sử dụng làm màng MBR. Chính vì yếu tố này mà hiện tượng tắc nghẽn màng dễ xảy ra hơn đối với các vật liệu kỵ nước, còn vật liệu ưa nước thì dễ dàng sử dụng hơn nhiều.

Điều này là do vật liệu màng càng ưa nước, thì càng ít hấp phụ các chất vĩ mô trong nước thải, chẳng hạn như protein. Mặt khác, các vật liệu kỵ nước có xu hướng hấp phụ các chất kỵ nước trong nước thải, dẫn đến tắc nghẽn. Để tạo sự cân bằng, màng composite được sản xuất bằng cách phủ màng kỵ nước với một lớp mỏng vật liệu ưa nước để kết hợp độ bền của màng trước và xu hướng bám bẩn thấp của màng

Độ nhám bề mặt của màng lọc MBR

Độ nhám của màng cũng quyết định đến yếu tố bám bẩn của các chất trong nước thải cũng như các chất hữu cơ có trong nó. Các dạng màng lọc công nghệ MBR nếu như có bề mặt đều, đồng nhất thì tính bám dính giảm hơn nhiều so với các mặt màng không bằng phẳng

Kích thước của lỗ màng MBR

Như chúng ta đã biết Xử Lý Nước Thải Bằng Công Nghệ Màng Lọc MBR chính là việc các màng lọc bên trong được chế tạo thành các lỗ siêu nhỏ mà chúng ta thường gọi là siêu lọc hay vi lọc. Nhờ yếu tố này mà nước thải đầu ra luôn được làm sạch sau khi qua màng và có thể tái sử dụng

Tuy nhiên các yếu tố về kích thước của lỗ màng cũng ảnh hưởng tới quá trình lọc của nó. Kích thước lỗ của màng liên quan đến kích thước của các hạt trong dòng cấp nước thải. Các hạt siêu vi nhỏ hơn lỗ của màng có thể đi qua và bám vào bên trong lỗ màng dẫn đến hiện tượng tắc nghẽn màng lọc

Điều kiện hoạt động thực tế

Một yếu tố cần được xem xét tiếp theo đó chính là điều kiện hoạt động của hệ thống xử lý nước thải nói chung. Chế độ hoạt động tự động, chất lượng nước thải đầu vào, lưu lượng đầu vào có ổn định hay thay đổi cũng ảnh hưởng tới hoạt động của màng MBR

Ngoài ra còn có các yếu tố khác cần xét đến như thời gian lưu giữ nước thải có chất rắn, thời gian lưu giữ bùn.

Yếu tố nhiệt độ cũng ảnh hưởng tới hệ thống lọc MBR bởi nó làm thay đổi quá trình biến đổi hữu cơ của các vi sinh vật và gián tiếp ảnh hưởng đến tính bám dính trên bề mặt của màng lọc

Thành phần của chất hữu cơ và vi sinh vật

Đa số các hệ thống màng lọc sinh học MBR hiện nay đều sử dụng song song với hệ thống xử lý nước thải sinh học. Đối với xử lý nước thải sinh học thì các vi sinh vật chính là yếu tố quyết định, thứ hai chính là hàm lượng chất hữu cơ có trong nước thải để vi sinh vật phân hủy và sử dụng làm nguồn năng lượng hoạt động

Ở đây người ta xét chỉ số tỉ lệ của chất hữu cơ và vi sinh vật. Nếu tỉ lệ này thấp nồng độ mùi cao do chất hữu cơ cao, vì vậy sự tắc nghẽn tăng lên do vi sinh vật không đủ để có thể phân hủy toàn bộ bên trong nó. Tỉ lệ này nhỏ hơn thì giảm đi hiện tượng tắc nghẽn đáng kể

Nhu cầu oxy hóa và tỉ lệ Ni tơ

Đây chính là chỉ số quan trọng nhất của hệ vi sinh vật. Đây cũng là chỉ số quan trọng để kiểm tra và cho biết chỉ số thực tế của nước thải.

Hai thông số này cũng có ảnh hưởng đến tính bám dính của màng sinh học MBR mà chúng ta cũng cần phải quan tâm.

Yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng đến màng lọc MBR

Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy sinh học của vi sinh vật trong nước thải. Bởi nhiệt độ thấp quá hoặc cao quá ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải. Nếu như nhiệt độ không ổn định, chất thải không được phân hủy kịp thời sẽ ảnh hưởng đến màng lọc MBR

Trên đây là toàn bộ nội dung bài viết của chúng tôi về mô hình xử lý nước thải bằng màng lọc MBR. Đây là một công nghệ mới đang được áp dụng rộng rãi trên phạm vi toàn thế giới

Việt Nam chúng ta hiện nay cũng đang áp dụng các công nghệ xử lý nước thải dạng màng MBR và cũng cho nhiều kết quả khả quan. Các dạng màng lọc MBR hiện nay cũng đã có thể sản xuất trong nước với chất lượng được đánh giá rất cao có thể thay thế cho các loại màng lọc nhập khẩu từ nước ngoài

Công nghệ xử lý nước thải kết hợp giữa vi sinh và màng lọc MBR mang lại hiệu quả cao, xứng đáng để đầu tư ngay từ ban đầu, thời gian sử dụng lâu dài và ổn định cũng là một lựa chọn tốt để cân đối với các dạng mô hình xử lý nước thải thông thường

Cảm ơn các bạn đã quan tâm và theo dõi bài viết. Hẹn gặp lại ở bài viết tiếp theo

Tuấn Hưng Phát chuyên cung cấp các loại thiết bị sử dụng chuyên dùng cho ngành nước sạch, nước thải

• Đồng hồ đo nước thải: Dạng cơ, dạng điện tử, dạng siêu âm
• Van cổng: Inox, gang, đồng
• Van bướm: Inox, nhựa, gang
• Lọc Y dùng cho nước thải
• Van một chiều dùng cho nước thải
• Van điều khiển điện dùng cho nước thải
• Van đóng mở bằng khí nén dùng cho nước thải
• …..

Chúng tôi là đơn vị nhập khẩu trực tiếp và độc quyền, đại diện chính hãng cho các thương hiệu tại thị trường Việt Nam như: Wonil Valve, KosaPlus, Haitima, Woteck, Hansung, ODE…

Mang đến sự hài lòng và là giải pháp tốt nhất cho ngành xử lý nước thải hiện nay!