đề tài xử lý nước thải bằng màng lọc MBR

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
KHOA HĨA VÀ MƠI TRƯỜNG

TIỂU LUẬN MÔN HỌC:
XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

Đề tài: Xử lý nước thải bằng màng lọc MBR

GVHD : TS PHẠM NGUYỆT ÁNH
HVTH : NGUYỄN VĂN PHAN
LỚP

: 28KTMT11


NỘI DUNG

1

Mở đầu

2

Chương 1: Đặc điểm của công nghệ MBR trong xử lý nước thải

3

Chương 2: Cơ chế xử lý nước thải của công nghệ MBR

4
5

Chương 3: Ưu nhược điểm của công nghệ MBR và một số phương pháp làm
sạch màng
Kết luận


MỞ ĐẦU

I. Giới thiệu về công nghệ MBR trong xử lý nước thải
Công nghệ xử lý nước thải sử dụng màng lọc MBR là công nghệ hiện đại và được sử dụng khá phở
biến hiện nay vì những ưu điểm vượt trội. Công nghệ MBR là sự kết hợp của cả phương pháp sinh học
và lý học. 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 cơng nghệ lắng thì công nghệ MBR lại tách bằng màng.


CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ MBR TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

1.1.Định nghĩa:

 MBR là viết tắt của cụm từ membrance Bio Reactor (bể lọc sinh học bằng màng), có thể định
nghĩa là hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ màng lọc sinh học.

Màng MBR là một cơng nghệ nâng cấp của q trình xử lý hoạt tính truyền thống. 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 thì màng MBR với vơ số lỗ vi
lọc sẽ giúp phân tách hoàn toàn hỗn hợp nước bùn.


1.2.Phân loại

Kiểu đặt ngập màng MBR vào trong bể phản ứng: hoạt động bằng cách hút hoặc dùng áp lực.

1

Dòng ra
Khí

Bơm

Dịng vào

Màng

Sục Khí

Hình 1.1. Màng MBR đặt trong bể phản ứng


1.2.Phân loại
Kiểu đặt ngoài: Hoạt động theo nguyên tắc tuần hoàn lại bể phản ứng ở áp suất cao... Nước thải đi vào bể, chạy qua dịng tuần hồn với
5 bước lọc, các chất cần tách sẽ được giữ lại, nước thải sau xử lý sẽ được xả ra ngoài. Được biết, hiệu suất của việc lọc ni tơ và ammonia

2

theo phương pháp này lên đến 85%.

Dịng vào
Dịng tuần hồn

Bơm

Khơng khí
Dịng ra

Hình 1.2. Màng MBR đặt ngồi bể phản ứng


1.3.Cấu tạo
- Bể MBR được tạo nên từ các sợi rỗng hình phẳng hoặc dạng ống, thậm chí là kết hợp cả 2 dạng này. Mỗi đơn vị

MBR được tạo nên từ nhiều sợi rỗng khoảng 1mm tạo thành một mạng lưới liên kết với nhau chắc chắn. Trong đó,
mỗi sợi rỗng lại có cấu tạo như một màng lọc riêng biệt với nhiều lỗ nhỏ li ti siêu nhỏ (0.001 micromet) trên bề mặt
để ngăn chặn các chất thải, cặn bã đi qua.
- Hiện nay, có 5 loại cấu hình màng lọc MBR phổ biến nhất, đó là:

•
•
•
•
•

Sợi rỗng (HF)
Xoắn ốc
Phiến và khung (dạng phẳng)
Hộp lọc
Dạng ống


Hình 1.3. Cấu tạo màng MBR

CHƯƠNG 2: CƠ CHẾ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA MBR

2.1.Cơ chế xử lý nước thải




Thuyết minh

- Nước thải sau khi qua bể điều hòa để điều hòa lưu lượng, pH và nồng độ nước thải sẽ được dẫn sang bể thiếu khí.

- Trong bể thiếu khí, nước thải đưa vào bể mang theo nguồn cacbon hữu cơ kết hợp với bùn tuần hoàn từ bể MBR sẽ diễn ra quá trình khử
Nitrat để xử lý Ni tơ.

-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 micromet chỉ có thể
cho phân tử nước đi qua và một số chất hữu cơ, vơ cơ hịa 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 khơng cần phải dùng hóa chất khử trùng. Khơng khí được đưa vào tăng cường bằng các máy thổi khí có cơng suất lớn qua các hệ thống phân phối
khí ở đáy bể, đảm bảo lượng oxi hoà tan trong nước thải >2 mg/l.
 


- Tại đây sẽ diễn ra quá phân huỷ hiếu khí triệt để, sản phẩm của q trình này chủ yếu sẽ là khí CO2 và sinh khối vi
2sinh vật, các sản phẩm chứa nitơ và lưu huỳnh sẽ được các vi sinh vật hiếu khí chuyển thành dạng NO3 , SO4 và
chúng sẽ tiếp tục bị khử nitrate, khử sulfate bởi vi sinh vật.
- Nước sạch sau đó được bơm hút để dẫn ra bể chứa nước sạch. Bùn dư được đưa về bể chứa bùn và
đem đi xử lý.


CHƯƠNG 3: ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ MBR
VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH MÀNG

3.1. Ưu điểm
Tăng hiệu qủa xử lý sinh học 10-30% do MLSS tăng 2-3 lần so với Aerotank
truyền thống.

Hiệu suất xử lý của MBR tính theo COD, BOD đạt khoảng 90-95%

Tiết kiệm diện tích xây dựng vì thay thế cho tồn cụm bể Aerotank -> lắng ->
lọc -> khử trùng.

Hệ thống tinh gọn, dễ quản lý do có ít cơng trình đơn vị.

Thuận lợi khi nâng cấp công suất đến 20% mà không phải gia tăng thể tích
bể.


Thời gian lưu nước ngắn 2.5-5 giờ so với công nghệ bùn hoạt tính thơng thường
>6 giờ giảm diện tích đất cần thiết.

Nồng độ vi sinh MLSS trong bể cao và thời gian lưu bùn dài nên khối lượng bùn dư
sinh ra ít giảm chi phí xử lý, thải bỏ bùn.

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.


3.2. Nhược điểm



Màng MBR thường hay xảy ra tình trạng bị nghẽn, tắc do:

- Sự hút bám của những phân tử lớn hoặc những hợp chất keo trên bề mặt ngồi và trong của màng.
- Sự dính bám và phát triển màng sinh học trên bề mặt màng.
- Sự đóng cặn của những hợp chất hòa tan trên bề mặt màng.
- Sự phân huỷ các hợp chất có khối lượng phân tử lớn trong các lỗ rỗng của màng
- Sự lão hóa của màng.



Bể MBR phải sử dụng đến hóa chất để làm sạch màng MBR theo định kỳ từ 6 – 12 tháng.


3.2. Một số phương pháp làm sạch màng

Cách 1: Làm sạch màng bằng cách thởi khí: Dùng khí thởi từ dưới lên sao cho bọt khí đi vào trong ruột màng. Chui
theo lỗ rỗng ra ngoài, đẩy cặn bám khỏi màng.
Cách 2: Làm sạch màng 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 thởi khí. Ta 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).


KẾT LUẬN

Hiện nay kỹ thuật tách màng sinh học sử dụng MBR (Membrane Bio Reactor) được biết
đến như một trong những kỹ thuật hiệu quả nhất để loại trừ chất hữu cơ và các vật trôi nổi
và đang được sử dụng khá rộng rãi. MBR duy trì nồng độ BOD dưới 2mg/L, SS dưới
1mg/L nên nó được đánh giá là kỹ thuật tiên tiến giúp đạt hiệu suất cao, chi phí quản lý
duy trì thấp.