MÀNG LỌC SINH HỌC MBR
(MEMBRANE BIO-
REACTOR)
XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG
CÔNG NGHỆ MÀNG LỌC SINH HỌC MBR
† ƯU ĐIỂM CỦA MÀNG LỌC MBR:
-
Tăng
hiệu qủa sinh học 10-30%
-
Thời
gian lưu nước ngắn (HRT:Hydraulic Residence Times (6h))
-
Thời
gian lưu bùn dài (SRT: Sludge Residence Times (6 tháng) )
-
Bùn
hoạt tính tăng 2-3 lần
-
Không
có lắng thứ cấp
-
Quy
trình điều khiển tự động
-
Dễ
điều chỉnh hoạt động sinh học
-
Chất
lượng đầu ra không còn vi sinh vật
-
Tiết
kiệm được diện tích xây dựng (vì không cần
xây bể lắng & bể khử trùng)
-
Tải
trọng chất hữu cơ cao
-
Loại
bỏ tất cả vi khuẩn, vi sinh vật có kích thước cực nhỏ, các Coliform, E-Coli
XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG
CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN
† Tại sao màng lọc sinh
học MBR là công nghệ triển vọng nhất để xử lý nước thải ?
-
MBR là sự cải tiến của quy trình xử lý bằng bùn
hoạt tính trong đó việc tách cặn đã được
thực hiện không cần đến bể lắng bậc 2
-
Nhờ
sử dụng màng,các thể cặn được giữ lại trong bể lọc,giúp cho nước sau xử lý có
thể đưa sang công đoạn tiếp theo hoặc xả bỏ.
-
Không
cần bể lắng & giảm kích thước bể nén bùn
-
Không
cần tiệt trùng nhờ đã khử triệt để coliform và E.coli
-
Công
trình được tinh giản
-
Dễ
kiểm soát và bảo trì bằng hệ thống tự động
-
Tính
ưu việt về công suất và cấu hình có giá trị tầm cỡ
-
Nhờ
kích thước lỗ rỗng cực kỳ nhỏ : 0.01-0.2 um nên ngăn cách được giữa pha rắn và
pha lỏng
† Màng MBR là gì?
MBR là viết tắt cụm từ Membrance Bio
Reactor (bể lọc sinh học bằng màng) có thể định nghĩa
tổng quát là hệ thống xử lý vi sinh của nước thải bằng công nghệ lọc màng
-
Chúng đạt hiệu quả rất cao đã được kiểm chứng thực
tế các công trình trong việc khử cả thành phần vô cơ lẫn hữu cơ cũng như các vi
sinh vật trong nước thải
-
MBR
là kỹ thuật mới xử lý nước thải kết hợp dùng màng với hệ thống bể sinh học thể động bằng quy
trình vận hành SBR sục khí và công nghệ
dòng chảy gián đoạn
-
MBR
có thể ứng dụng với bể hiếu khí và kỵ
khí
-
Việc
ứng dụng MBR kết hợp giữa công nghệ lọc màng và bể lọc sinh học như là một đoạn
trong quy trình xử lý nước thải có thể thay thế cho vai trò tách cặn bể lắng
bậc 2 và bề lọc nước đầu vào. Do vậy có thể lược bỏ bể lắng bậc 2 và vận hành
với nồng độ MLSS (chất rắn lơ lửng trong bùn) cao hơn.
† Sơ đồ kiểu ngập và kiểu đặt ngoài
của modul màng MBR:
† Thông số kỹ thuật màng Model
MBR-1000
|
|
Vật liệu chế
tạo
|
:
Polypropylene
|
|
Độ dày mao dẫn
|
: 40 ~ 50 µm
|
|
Đường kính bó
mao dẫn
|
: 450 µm
|
|
Đường kính khe
mao dẫn
|
: 0.01 ~ 0.2
µm
|
|
Độ thấm khí
|
: 7.0 x 10-2
cm3/cm2 • S • cmHg
|
|
Độ xốp
|
: 40 ~ 50%
|
|
Chịu lực kéo
dãn
|
: 120,000 kPa
|
|
Cường độ lọc
thiết kế
|
: 6 ~ 9 L/m2/h
|
|
Diện tích
môđun
|
: 8 m2/môđun
|
|
Áp lực vận
hành
|
: -10 ~ -30
kPa
|
|
Công suất
|
: 1.0 ~ 1.2
m3/ngày
|
† So sánh công nghệ cổ điển với công
nghệ hiện đại bằng màng MBR:
- Lâu nay để xử lý nitơ, ammonia trong nước
rỉ rác, người ta thường dùng phương pháp truyền thống, qua hai giai đoạn là
nitrat hóa và khử nitrat. Với loại nước có nồng độ ô nhiễm cao, phương pháp
truyền thống đòi hỏi phải lưu nước trong hệ thống lâu, vì thế chi phí bổ sung
hóa chất cho quá trình rất lớn.
- Bể sinh học
màng vi lọc (MBR) xử lý nitơ, ammonia trong nước thải có thể khắc phục hoàn
toàn nhược điểm trên. Việc khử chất ô nhiễm này chỉ thực hiện duy nhất một quá
trình là khử nitrit. Quá trình này gồm hai giai đoạn chính đó là giai đoạn
nitrit hóa bán phần và khử nitrit thông qua hệ thống màng vi lọc.
- Bùn hoạt tính sinh trưởng lơ lửng được kết hợp
với công nghệ lọc màng nhằm tách hai pha rắn - lỏng ở đầu ra. Vì thế, nồng độ
bùn duy trì được rất cao, thời gian lưu bùn kéo dài để đạt hiệu quả tối ưu trong
việc khử nitơ và ammonia.
- Phương pháp
khử nitơ trong nước truyền thống rất khó thực hiện, hiệu quả không cao mà chi
phí lại rất lớn. Trước mắt phương pháp dùng bể sinh học màng MBR giúp chúng ta
giải quyết được bài toán kinh tế mà vẫn cho hiệu quả cao. Vì thế phương pháp
này có thể thay thế hoàn toàn phương pháp truyền thống rất tốn kém trước kia.
† Quy trình công nghệ cổ
điển:
† Công nghệ tiên tiến (sử dụng màng
lọc sinh học MBR)
† Vai trò của MBR:
Bể
sinh học màng MBR có thể phù hợp để xử lý rất nhiều loại nước thải khác nhau như: nước thải sinh hoạt, nước
thải đô thị, nước thải công nghiệp, nứơc thải nhà máy, nước rĩ rác, nước thải
thuỷ hải sản…….
- Tiền xử lý : lưới lọc, song chắn rác
-
Xử lý bậc 1: khử các chất hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật,các tạp
chất rắn…
- Xử
lý bậc 2: Phân tách 2 pha rắn và pha lỏng khi ra màng
Lưu ý: Tùy theo từng loại nước thải mà quy trình xử lý sơ bộ khác
nhau
† QUÁ TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA MÀNG MBR:
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 0.01-0.2um. 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 theo ống ra
ngoài bể chứa nước sạch nhờ hệ thống bơm
hút (theo kiểu gián đoạn : 10 phút chạy-1≈2 phút ngưng, tuỳ theo mức
hiệu chỉnh )
Khi
áp suất chân không vượt quá 50 kpa so với bình thường(10-30 kpa) thì 2 bơm hút
sẽ tự động ngắt để bơm thứ 3 rửa ngược trở lại.Khi đó màng sẽ bị rung làm cho
các chất cặn rơi xuống đáy(Tức là nước chảy từ trên xuống vào trong ruột màng
chui theo lỗ rỗng ra ngoài, đẩy cặn bám ra khỏi màng).
† Tính ưu việt của màng MBR:
·
Sự ổn định của chất lượng nước sau xử lý:
-
Đúng tiêu chuẩn đầu ra
-
Thiết kế dạng modun rất hiệu quả và giảm thiểu được sự tắc
nghẽn
-Màng được
chế tạo bằng phương pháp kéo đặc biệt nên rất chắc
·
Giải pháp nhiều lợi ích kinh tế
-Giảm hạ thành xây dựng nhờ
không bể lắng, bể khử trùng
-Tiêu thụ điện năng rất ít
-Phí thải bùn cũng giảm nhờ
tuan hoàn hết & lượng bùn tạo ra rất ít
·
Bảo trì thuận tiện
-Kiểm soát quá trình chỉ
cần đồng hồ hoặc lưu lượng
-Quá trình làm sạch,sửa
chữa kiểm tra rất thuận tiện
† CÁCH LẮP ĐẶT MÀNG MBR:
Kích thước bể lọc và cách thức lắp ghép hộp khối
modul màng MBR:
·
Hình thức lắp ghép như
sau:
Tuỳ theo kích thước bể lọc
mà ta ghép nối dạng khối khác nhau (số lượng modul trên một sét)
Ví dụ *: 4 modul được ghép trên 1 sét(lốc)
Cứ 10 sét ghép thành 1 khối
Vậy 10 khối lắp trong 1 bể lọc….
Vi dụ minh họa:
|
|
Kích thớc bể: Khoảng
cách màng
W = 4000 mm a = 400 mm
L = 7000 mm b
= 100 mm
D = 3500 mm c = 800 mm
f = 3000 mm d = 1100 mm
|
|
†MỘT SỐ QUY TRÌNH XỬ LÝ – TIÊU CHUẨN
CHO PHÉP
* Xử lý nước thải sinh hoạt:
Nước thải → song chắn → MBR
→ Nước ra
|
Item
|
CODcr (mg/l)
|
BOD5 (mg/l)
|
SS (mg/l)
|
NH-N3 (mg/l)
|
|
Nước đầu vào
|
< 400
|
< 300
|
< 50
|
< 50
|
|
Nước đầu ra
|
< 30
|
< 4
|
< 2
|
< 10
|
|
Thông số :
|
|
▪ Thời gian lưu nước
|
4 ~ 6 hr
|
|
▪ Khí / Tỷ lệ nước
|
30:1 ~ 35:1
|
|
▪ Công suất
|
3 ~ 4 mg/l
|
|
▪ MLSS trong
bể MBR
|
4000 ~ 6000 mg/l
|
* Nước thải công nghiệp thực phẩm
Nước thải vào →
Bể điều hoà → Bể kỵ khí→ MBR→ Nước
đầu ra
|
Item
|
CODcr
(mg/l)
|
BOD5
(mg/l)
|
SS (mg/l)
|
NH-N3
(mg/l)
|
|
Nước đầu vào
|
< 2000
|
< 1500
|
< 200
|
< 50
|
|
Nước đầu ra
|
< 100
|
< 30
|
< 10
|
< 10
|
|
Th ông số :
|
|
▪ Thời gian lưu nước
|
10 ~ 20 hr
|
|
▪ Khí/ Tốc độ nước
|
40:1 ~ 60:1
|
|
▪ Làm việc
|
4 ~ 5 mg/l
|
|
▪ MLSS trong bể
|
6000 ~ 8000 mg/l
|
* Nước thải trong công nghiệp hoá chất :
Nước thải có thành phần hữu cơ cao→Điều chỉnh PH
→ Bể
lắng→
Bề kỵ khí → MBR→ Nước đầu ra
|
Khoảng
|
CODcr
(mg/l)
|
BOD5
(mg/l)
|
SS (mg/l)
|
Chroma (times)
|
|
Nước đầu vào
|
< 3500
|
< 1200
|
< 1300
|
< 10
|
|
Nước đầu ra
|
< 90
|
< 20
|
< 10
|
< 1
|
|
Thông số :
|
|
▪ Thời gian lưu nước
|
24 ~ 48 hr
|
|
▪ Khí/ Tốc độ nước
|
60:1 ~ 120:1
|
|
▪ Làm việc
|
4 ~ 5 mg/l
|
|
▪ MLSS trong bể
|
8000 ~ 12000 mg/l
|
* Nước thải công nghiệp thuỷ sản :
Nước thải vào→
bể lắng → bể kỵ khí → MBR→ đầu ra
|
Khoảng
|
CODcr
(mg/l)
|
BOD5
(mg/l)
|
SS (mg/l)
|
NH-N3
(mg/l)
|
|
Nước đầu vào
|
< 2000
|
< 1300
|
< 200
|
< 160
|
|
Nước đầu ra
|
< 120
|
< 60
|
< 10
|
< 50
|
|
Thông sô :
|
|
▪ Thời gian lưu nứơc
|
10 ~ 20 hr
|
|
▪ Khí/ tốc độ nước
|
40:1 ~ 60:1
|
|
▪ Làm việc
|
4 ~ 5 mg/l
|
|
▪ MLSS trong bể
|
6000 ~ 8000 mg/l
|
†THÔNG SỐ MÀNG
·
Vật liệu lắp ráp khung : UPVC và
thép chống rĩ A3
·
Khung nối ông dẫn : ống PPR,
·
Khoảng cách nối giữa MBR : 80 – 100
mm
·
Khoảng cách từ màng đến vách của bể ≥ 400 mm
·
khoảng cách đặt khung ≥ 500mm
·
Khoảng cách giữa ống đầu trên so với ống cuối < 810 mm
(độ co giản của sợi rỗng)
(Xem
hình 1 ví dụ *)
†Thông số áp dụng tính thể tích bể:
|
ÁP D ỤNG
|
Thời gian lưu nước(HRT)
|
|
Nước thải sinh hoạt
|
4 ~ 6 hr
|
|
Nước thải công nghiệp thực phẩm
|
10 ~ 20 hr
|
|
Nước thải công nhiệp thuỷ sản
|
10 ~ 20 hr
|
|
Nước thải Công nghiệp hoá chất
|
24 ~ 48 hr
|
† ĐẦU VÀO THEO ĐỀ XUẤT/GIỚI HẠN:
|
Hạt
|
≤ 50
µm
|
|
Độ đục
|
≤ 20
NTU
|
|
pH
|
1~14
|
|
Nhiệt độ
|
4~40ºC
|
|
Áp suất chân không
|
-0.01 ~ -0.03 MPa
|
†QUY TRÌNH XỬ LÝ CHUNG :
|
Chỉ số
|
CODcr (mg/l)
|
BOD5 (mg/l)
|
SS (mg/l)
|
NH-N3 (mg/l)
|
|
NT
đầu vào
|
< 400
|
< 400
|
< 250
|
< 50
|
|
Lượng
nước đầu ra
|
< 10
|
< 4
|
< 10
|
< 10
|
|
Thông số :
|
|
▪ Thời gian lưu nước
|
4 ~ 6 hr
|
|
▪ Làm việc
|
3 ~ 4 mg/l
|
|
▪ MLSS trong
bể
|
6000 ~ 8000 mg/l
|
† K ÍCH THƯỚC MÀNG & BỂ LỌC :
|
Hoạt động
|
24 hours
|
|
Quá trình xử lý:
|
400 m3/ 24 hr = 16.7 m3/hr
|
|
Độ sâu
|
2,5m
|
|
Thể tích bể (đầu vào)
|
16.7 m3/hr x 6 hr HRT = 100 m3
|
|
Vậy tổng thể tích bể
|
≥ 100.00
m3
|
|
Đề suất kích thước bể
|
Sâu 3.5m x Dài
7.0m x Rộng 4.0m
|
|
Kiểu màng
|
MBR-1000
|
|
Công suất
|
1 m3/ngày
|
|
Số lượng Modul quy định
|
400 pcs.
|
Số lượng
modules/ Khung : 4 pcs./ Khung
§
Số khung/ khối : 10 khung/ khối
§
Số khối/ bể : 10 khối/ bề
† CÁCH RỬA MÀNG LỌC
MBR :
Cơ
chế tách chất lơ lửng bằng màng sợi rỗng ngập:
Vi sinh vật, chất ô nhiễm, bùn hoàn toàn bị loại bỏ ngay tại bề mặt màng (lổ
rỗng 0.4um). Đồng thời chỉ có nước sạch mới qua được màng.
Làm sạch màng:
Để kéo dài tuổi thọ cho màng, cần làm sạch màng vào cuối hạn dùng. Chọn cách
rửa màng tối ưu tùy thuộc vào loại nước đầu vào. Thời điểm rửa màng xác định
dựa theo đồng hồ đo áp lực.
(1) Làm sạch bằng bơm : Cách đơn
giản là dùng bơm thổi từ trên xuống sao cho bọt khí đi vào trong ruột màng chui
theo lổ rỗng ra ngoài, đẩy cặn bám ra khỏi màng.
(2) Làm sạch 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 thổi khí,
thì 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 3~5 năm một lần).
†MỘT SỐ HÌNH ẢNH LẮP ĐẶP MÀNG MBR
