CÔNG NGHỆ MÀNG LỌC MBR TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

A. GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ MÀNG LỌC MBR TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

MBR là viết tắt cụm từ Membrane Bio-Reactor (Bể lọc sinh học bằng màng) có thể được định nghĩa tổng quát là hệ thống xử lý vi sinh của nước thải bằng công nghệ lọc màng. Đây là công nghệ xử lý nước thải tiên tiến đang được sử dụng rộng rãi cho nước thải đô thị và công nghiệp trong các dự án lớn trên khắp Việt Nam và thế giới.

Việc áp dụng Màng lọc MBR là sự kết hợp giữa công nghệ lọc màng và bể lọc sinh học như là một công đoạn trong quy trình xử lý nước thải có thể thay thế (trong vài trường hợp) vai trò tách cặn của bể lắng bậc hai và bể lọc nước đầu vào, do đó có thể loại bỏ bể lắng bậc hai, bể khử trùng và vận hành với nồng độ MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids) cao hơn. Điều này sẽ tiết kiệm diện tích bể sinh học.

Việc áp dụng Công nghệ Màng lọc MBR cho chất lượng nước sau xử lý tốt hơn, ổn định hơn công nghệ vi sinh truyền thống. Nước sau xử lý có thể được tái sử dụng cho một số mục đích (tùy trường hợp).

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, màng MBR với vô số lỗ vi lọc sẽ giúp phân tách hoàn toàn hỗn hợp nước-bùn.

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, đồng thời tiết kiệm 50% diện tích bể sinh học… 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…)

Hệ thống xử lý sử dụng màng MBR vận hành dễ dàng và được thiết lập tự động. Thông lượng nước sạch hút ra qua bơm hút được kiểm soát bởi đồng hồ đo lưu lượng. Chu kỳ hút/rửa hoàn toàn tự động nhờ van điện tự động đóng ngắt. Không cần phải đo chỉ số SVI hàng ngày (đây là chỉ số rất quan trọng đối với quá trình thông thường). Bể Aerotank trong công nghệ CAS chỉ vận hành ở nồng độ bùn hoạt tính từ 2,000 – 3,000 mg/l trong khi công nghệ MBR MLSS có thể vận hành trong khoảng 8,000 – 12,000 mg/l. Với nồng độ bùn rất cao nên thể tích bể Sinh học hiếu khí nhỏ hơn, giảm thiểu chi phí xây dựng, trong khi thời gian lưu bùn SRT dài hơn từ 25-30 ngày nên khối lượng bùn sinh ra ít, giúp giảm chi phí xử lý thải bỏ bùn 50%.

B. So sánh giữa các loại Màng MBR

1. Với kích thước lỗ màng là 0,03 µm, màng MBR có thể tách các chất lơ lững, hạt keo, vi khuẩn, một số virus và các phân tử hữu cơ kích thước lớn. Do đó, quá trình màng MBR không cần phải xây thêm bể lắng bùn sinh học và bể khử trùng phía sau, tiết kiệm diện tích bể.

SO SÁNH QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH GIỮA CÁC LOẠI MÀNG MBR

THÔNG SỐ SO SÁNH

MÀNG MBR KOCH

Loại cố định một đầu

Màng MBR dạng sợi rỗng

Loại cố định HAI ĐẦU

Màng MBR tấm phẳng

Có khung cố định

Tuổi thọ thông thường

8 – 10 năm

+ Sợi màng siêu bền, đã chứng minh vận hành thực tế

1 – 5 năm

Tùy vào từng nhà sản xuất

Do Màng hay nghẹt bùn nên tuổi thọ thấp

1 – 5 năm

Tùy vào từng nhà sản xuất

Do Màng dễ bám bùn và nhớt lên bề mặt => tuổi thọ cao nhất 5 năm

BẢO TRÌ

+ Độc quyền công nghệ cố định một đầu kết hợp hệ thống sục khí trung tâm => không bị ngẹt bùn

+ Dễ dàng nghẹt bùn do khí sục bởi ống đục lỗ phía dưới không tiếp xúc được các bó sợi Màng => lôi lên rửa cơ học + Hóa chất thường xuyên

+ Giảm tuổi thọ Màng

+ Màng dễ bám bùn khi vận hành MLSS cao. Cần định kỳ rửa cơ học

+ Giảm tuổi thọ Màng

+ Do không backwash, màng dễ ngẹt bùn

Lượng khí cần thiết

Cho hệ 410 – 425m2 MBR

10 tấm Màng KOCH

khí: 0,1 – 0,167m3/tấm/phút

1,67m3/phút

Ví dụ lấy 425m2 theo manual

Cần 2,49 m3/phút

Theo Manual cần

Cần 2,49 m3/phút

LƯU LƯỢNG THIẾT KẾ

0,5 – 0,6 m3/m2/ngày

0,5 – 0,6 m3/m2/ngày

0,5 – 0,6 m3/m2/ngày

VẬN HÀNH

10 phút hút, 30 giây rửa ngược

Do màng sạch nêncần rửa ngược ít

7 phút hút, 3 phút rửa ngược

7 phút hút, 3 phút nghỉ

HÓA CHẤT RỬA MC

NaOCl: 125-200 mg/l

NaOCl: 300 – 500 mg/l

NaOCl: 300 – 500 mg/l

HÓA CHẤT RỬA RC

NaOCl: 1000-2000 mg/l

NaOCl: 3000 – 5000 mg/l

NaOCl: 3000 – 5000 mg/l

Chi Phí đầu tư đầu tư

Hàng EU/G7

Tương đương/tấm.

Diện tích 1 tấm màng tới 41m2 nên chi phí rẻ hơn tấm phẳng

Tương đương

Cao hơn

do Màng tấm phẳng thiết kế được tấm màng dưới 1m2/tấm. nên chi phí cao

So sánh lưu lượng hút qua màng thực tế (lít/m2/giờ), ví dụ với nước thải sinh hoạt chọn 0,6m3/m2/ngày đêm.

Thông số

Màng MBR KOCH

Màng MBR cố định hai đầu / tấm phẳng

Vận hành

10 phút hút, 30 giây backwash

7 phút hút, 60 giây backwash

Tổng thời gian vận hành Màng

22,857 giờ / ngày (do thời gian backwash ít)

21 giờ / ngày

Lưu lượng vận hành thực tế

• 27,75 lít/m2/giờ (thấp thì tuổi thọ màng cao)

30,71 lít/m2/giờ

Kết luận

Màng KOCH không bị ngẹt bùn và lưu lượng thấm hút (lít/m2/giờ) thực tế thấp => tăng tuổi thọ màng.

Nếu thiết kế cùng thông số đã thấp hơn 10%

Màng MBR cố định hai đầu thường bị ngẹt bùn và lưu lượng thấm hút thực tế rất cao => tuổi thọ màng thấp

Vận hành thực tế đã cao hơn 10%

C. Ưu điểm của màng lọc MBR trong công nghệ xử lý nước thải

1. Với kích thước lỗ màng là 0,03 µm, màng MBR có thể tách các chất lơ lững, hạt keo, vi khuẩn, một số virus và các phân tử hữu cơ kích thước lớn. Do đó, quá trình màng MBR không cần phải xây thêm bể lắng bùn sinh học và bể khử trùng phía sau, tiết kiệm diện tích bể sinh học, giảm được chi phí xây dựng và thiết bị, giảm chi phí vận hành và giảm được diện tích xây dựng có thể dùng cho mục đích khác.

2. Thời gian lưu nước ngắn 2,5 – 5 giờ so với công nghệ bùn hoạt tính thông thường > 6 giờ, giảm diện tích đất cần thiết, nhất là đối với các khu vực bệnh viện, khách sạn, các cao ốc văn phòng và các công trình cải tạo nâng cấp không có diện tích đất dự trữ.

3. Nồng độ vi sinh MLSS trong bể cao và thời gian lưu bùn (Sludge Retention Time – SRT) dài nên khối lượng bùn dư sinh ra ít, giảm chi phí xử lý, thải bỏ bùn. Ngoài ra, do nồng độ bùn trong bể cao nên sẽ làm giảm khả năng nổi của bùn, tăng hiệu quả xử lý bùn hoạt tính.

4. Màng MBR được thiết kế với nồng độ bùn hoạt tính cao 5000 – 12.000 mg/l và tải trọng BOD xử lý cao, giảm thể tích của bể sinh học hiếu khí, giảm chi phí đầu tư xây dựng.

5. Chất lượng nước sau xử lý luôn luôn được đảm bảo tốt nhất mà không cần quan tâm nước đầu ra có chứa bùn hoạt tính lơ lửng, các vi khuẩn gây bệnh và kiểm soát chlorine dư.

6. Nước sau xử lý màng MBR thường có chất lượng chất rắn rất thấp < 0.5mg/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…

7. Quá trình vận hành đơn giản và dễ dàng so với quá trình thông thường. MBR có thể điều chỉnh hoàn toàn tự động trong quá trình vận hành, không cần phải đo chỉ số SVI hàng ngày (đây là chỉ số rất quan trọng đối với quá trình thông thường) ít tốn nhân công vận hành.

8. Trường hợp nhà máy có nhu cầu tăng công suất, quá trình MBR chỉ cần đầu tư thêm module màng lọc MBR.

HEFC đã chỉnh sửa

HEFC