Xử lý nước thải bằng màng lọc MBR

ĐỀ TÀI: XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP MBR

I. MỞ ĐẦU
Hiện nay ở Việt Nam, tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và
sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề dối với tài nguyên nước trong
vùng lãnh thổ. Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề
ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. ở các thành phố
lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước
do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải. Ô nhiễm nước do sản xuất
công nghiệp là rất nặng.
Với điều kiện kinh tế của Việt Nam, việc nghiên cứu, ứng dụng công nghệ
xử lý nước thải bằng phương pháp MBR đang dần được áp dụng phổ biến bởi
độ phổ biến của nó và những lợi ích mà công nghệ xử lý nước thải này mang
lại.
Việc ứng dụng Màng lọc MBR là 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) cho vai trò tách cặn của bể lắng bậc hai và bể lọc
nước đầu vào, do vậy có thể lược bỏ bể lắng bậc hai, bể khử trùng và vận
hành với nồng độ MLSS cao hơn sẽ tiết kiệm diện tích bể sinh học.
Ứng dụng Công nghệ Màng lọc MBR sẽ cho chất lượng nước sau xử lý tốt
hơn, ổn định hơn công nghệ vi sinh truyền thống. Nước sau xử lý có thể tái sử
dụng.
II. CƠ CHẾ VÀ NGUYÊN TẮC XỬ LÝ NƯỚC THẢI
1. Cơ chế
Công nghệ MBR sử dụng các màng lọc đặt ngập trong bể xử lý sinh học
hiếu khí. Nước thải được xử lý bởi các bùn sinh học và bùn này sẽ được giữ lại
bởi quá trình lọc qua màng.
Bể Phản ứng màng sinh học – Membrane Biological Reactor (MBR)


2. Nguyên tắc xử lý nước thải bằng phương pháp MBR

Công nghệ xử lý nước thải sử dụng màng lọc MBR là công nghệ hiện đại
và được sử dụng khá phổ biến hiện nay. Công nghệ MBR kết hợp của cả
phương pháp sinh học và lý học. Mỗi đơn vị MBR được cấu tạo gồm nhiều sợi
rỗng liên kết với nhau, mỗi sợi rỗng lại cấu tạo giống như một màng lọc với các
lỗ lọc rất nhỏ mà một số vi sinh không có khả năng xuyên qua. Các đơn vị
MBR này sẽ liên kết với nhau thành những module lớn hơn và đặt vào các bể
xử lý.
Sau khi xử lý sơ bộ nước thải sẽ được đưa vào bể hiếu khí (bể Areotank)
có sử dụng màng lọc sinh học MBR. Tại đây, nước thải sẽ được thấm xuyên qua
vách màng vào ống mao dẫn nhờ những lỗ rỗng cực nhỏ từ 0,01-0,2 μm. 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 bơm hút sang bể chứa và thoát ra ngoài mà
không cần qua bể lắng, lọc và khử trùng.
Sau khi xử lý sơ bộ nước thải sẽ được đưa vào bể hiếu khí (bể Areotank)
có sử dụng màng lọc sinh học MBR. Tại đây, nước thải sẽ được thấm xuyên qua


vách màng vào ống mao dẫn nhờ những lỗ rỗng cực nhỏ từ 0,01-0,2 μm. 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 bơm hút sang bể chứa và thoát ra ngoài mà
không cần qua bể lắng, lọc và khử trùng
Quá trình xử lý nước thải bằng màng MBR gồm hai giai đoạn là giai đoạn
nitrit hóa bán phần và khử nitrit. Bùn hoạt tính sinh trưởng lơ lửng trong bể
thiếu khí được kết hợp với công nghệ lọc màng nhằm tách hai pha rắn - lỏng do
đó nồng độ bùn duy trì trong bể thiếu khí cao, thời gian lưu bùn kéo dài để đạt
hiệu quả tối ưu trong việc khử nitơ và ammoni. Màng MBR thường có hai
dạng: dạng sợi và dạng tấm.

III.

CÁC LOẠI CÔNG TRÌNH VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG


Ứng dụng công nghệ MBR cho hầu hết các loại nước thải có ô nhiễm hữu
cơ: Trường học, khu dân cư, tòa nhà, trung tâm thương mại, bệnh viện, nhà
hàng, khách sạn, v.v.. Đặc biệt các công trình có diện tích hạn chế.
Cơ chế hoạt động của vi sinh vật trong công nghệ MBR cũng tương tự như
bể bùn hoạt tính hiếu khí nhưng thay vì tách bùn sinh học bằng công nghệ lắng
thì công nghệ MBR lại tách bằng màng.

Màng lọc MBR công nghệ xử lý nước thải

Vi sinh vật, chất ô nhiễm, bùn hoàn toàn bị giữ lại tại bề mặt màng. Đồng
thời chỉ có nước sạch mới qua được màng. Phần nước trong được bơm hút ra
ngoài, phần bùn nằm lại trong bể và định kỳ tháo về bể chứa bùn.

Màng lọc MBR công nghệ xử lý nước thải


Vì kích thước lỗ màng MBR rất nhỏ (0.01 ~ 0.2 µm) nên bùn sinh học sẽ
được giữ lại trong bể, mật độ vi sinh cao và hiệu suất xử lý tăng. Nước sạch sẽ
bơm hút sang bể chứa và thoát ra ngoài mà không cần qua bể lắng, lọc và khử
trùng.

Màng lọc MBR công nghệ xử lý nước thải

Máy thổi khí ngoài cung cấp khí cho vi sinh hoạt động còn làm nhiệm vụ
thổi bung các màng này để hạn chế bị nghẹt màng.
IV.ỨNG DỤNG, ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
A) Ứng dụng công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp MBR cho

Khách sạn Park Hyatt Saigon tại Tp.HCM với công suất 500m3/ngày.
Mô tả công nghệ lựa chọn xử lý bằng MBR.
Nước thải từ khách sạn
Lưới tách rác
Hố Thu
Bể cân bằng
Bể xử lý
Bể lọc màng MBR
Bể chứa trung gian.
1. Hố thu, chắn rác :
- Nước thải sản xuất sẽ theo hệ thống mương dẫn chảy về bể gom, qua lưới
chắn rác để đến bể điều hoà. Lưới chắn rác (inox) sẽ giữ lại rác có kích thước
lớn, tạp chất thô. Chắn rác với hệ thống lấy rác bằng thủ công được đề nghị sử


dụng, rác được tập trung tại bể thu rác và hợp đồng với công nhân vệ sinh
chuyển rác đến bãi vệ sinh thích hợp.
3. Bể cân bằng.
Nước thải sau khi được tách rác sẽ được dẫn vào bể xử lý vi sinh tùy tiện
bằng tự chảy. Trong bể xử lý vi sinh tùy tiện có sử dụng hệ vi sinh kỵ khí để
phân hủy chất hưu cơ có trong nước thải, giảm quá trình tạo bọt trong xử lý ở
quá trình tiếp theo.
4.Bể xử lý
Nước thải sau khi được phân hủy kỵ khí, được tự chảy vào bể điều hòa, tại
đây khí được sục vào từ máy thổi khí nhằm cân bằng nồng độ chất ô nhiễm,
ổ định pH, ổn định lưu lựng để xử lý.
5. Bể lọc sinh học MBR.
Bể xử lý sinh học hiếu khí với màng lọc sinh học MBR, Màng được cấu
tạo từ chất Polypropylen có kích thước lỗ cực nhỏ cỡ 0.001 micron chỉ có thể
cho phân tử nước đi qua và một số chất hưu cơ, vô cơ hòa tan đi qua, ngay cả hệ

vi sinh vật bám dính cũng không thể đi qua được do vậy nước sau khi đi
qua màng MBR không cần phải dùng hóa chất khử trùng.
Không khí được đưa vào tăng cường bằng các máy thổi khí có công suất
lớn qua các hệ thống phân phối khí ở đáy bể, đảm bảo lượng oxi hoà tan trong
nước thải >2 mg/l. Như vậy tại đây sẽ diễn ra quá phân huỷ hiếu khí triệt để,
sản phẩm của quá trình này chủ yếu sẽ là khí CO2 và sinh khối vi sinh vật, các
sản phẩm chứa nitơ và lưu huỳnh sẽ được các vi sinh vật hiếu khí chuyển thành
dạng NO3-, SO42- và chúng sẽ tiếp tục bị khử nitrate, khử sulfate bởi vi sinh
vật.


B) Ngoài ra còn Ứng dụng công nghệ MBR cho các dự án lớn:

Dự án sử dụng Màng MBR KOCH (Hồ Tràm Beach Resort): 1.900m3/ngày đêm


V. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. TS. Đặng Minh Hải - Trường Đại học Thủy Lợi , Giáo trình điện tử Kỹ
thuật xử lý nước thải nâng cao .
[2]. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga. Giáo trình công nghệ xử lý nước thải.
NXB Khoa học và Kỹ thuật.
[3]. Các tài liệu tham khảo trên web:
/> />