CÔNG NGHỆ MÀNG MBR TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

CÔNG NGHỆ MÀNG MBR TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

PURON^® MBR MODULE

This patented module features reinforced PVDF hollow fibers that are fixed only at the bottom, virtually eliminating the clogging buildup of hair, fibrous materials and sludge solids. Solids and particulates, including bacteria, remain on the outside, while permeate is drawn through the membrane to the inside of the fibers. The aeration nozzle is centered in the fiber bundle to scour the entire fiber length, minimizing power consumption.

PULSION^® MBR MODULE

PULSION MBR modules offer up to 40% aeration energy reduction and 25% footprint reduction. Leveraging the key differentiating features of PURON MBR, this innovation pulses a large bubble through a chambered fiber bundle, creating a piston-like pumping action that results in lower air and aeration energy requirements than traditional scouring methods. Improved recirculation of mixed liquor in the membrane module boosts achievable fluxes and overall performance. Optimized design and layout has reduced tank sizing while eliminating the need for air cycle valves. A minimized continuous air flow applied to the membranes has decreased the size of air delivery equipment by 50% while reducing operation costs.

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 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 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.

Việc ứng 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 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 thì 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 dùng 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) giúp tiết kiệm được nhân công vận hành.
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%.

Đặc biệt, công nghệ MBR đảm bảo muc tiêu quan trọng nhất của mọi hệ thống xử lý nước thải là  hỗ chất lượng nước đầu ra ổn định dễ đạt loại A, đáp ứng yêu cầu cao nhất của các tiêu chuẩn xả thải, có thể tái sử dụng cho nhiều nhu cầu: tưới cây, rửa sàn, làm mát…
Với các hệ thống cũ, khi lưu lượng nước thải xả ra tăng lên hoặc tăng chất lượng xử lý nước ra tiêu chuẩn A. Thì giải pháp chỉ cần bỏ bể lắng II và lắp thêm công nghệ màng MBR KOCH vào mà không cần xây thêm hạng mục hay mở rộng thêm bể sinh học. 

Our MBR (Membrane Bioreactor) systems are available as pre-engineered package or modular systems, or custom designed to meet project specifications. They are designed to meet any flow requirement and can be used for both municipal and industrial wastewater applications such as food, dairy, beverage, and various industrial waste streams.

These systems offer a complete and cost-effective solution. The virtually unbreakable high-performance PURON membrane provides consistent high-quality effluent. Coupled with a comprehensive biological system, the PURON^® and PULSION^® MBR filtration systems can reliable provide effluent free of TSS and reduce BOD and nitrogen concentrations down to 5 and 10 mg/L respectively.

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

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.

Kết luận: Màng PURON MBR do khả năng tự làm sạch tốt (không bị ngẹt bùn) nên thời gian nghỉ để rửa ngược ít hơn (1,15 giờ/ngày), Màng MBR cố định hai đầu hay Màng MBR tấm phẳng dễ ngẹt bùn nên thời gian nghỉ để rửa ngược hoặc sục khí trong chế độ ngưng bơm hút từ 3 giờ/ngày trở lên => nếu thiết kế cùng lưu lượng thấm hút 0.6m3/m2/ngày thì:

• Màng PURON MBR sẽ vận hành trung bình giờ ít hơn 10% so với màng MBR khác, giúp Màng PURON MBR bền hơn.
• Không vận hành lưu lượng hút/giờ cao quá, nên lưu lượng vận hành sẽ đảm bảo theo thiết kế, màng khác dễ ngẹt sẽ bị giảm lưu lượng.

Benefits

• Single-header design for minimal clogging and buildup
• Virtually unbreakable hollow fiber membrane reduces downtime and maintenance requirements
• Central aeration for highly effective, crash resistant air scouring
• High flux and solids tolerance for high quality effluent
• Reduced footprint and lower construction costs
• One of the lowest energy demand products in the market

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 Retetion 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 nâng công suất lên thì đối với quá trình MBR chỉ cần đầu tư thêm modul màng lọc MBR.

 

Cấu tạo Màng MBR hãng khác, gây ra tình trạng tắc ngẽn hai đầu tấm Màng MBR

II. DỰ ÁN TIÊU BIỂU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ MÀNG PURON MBR TẠI VIỆT NAM
1.    Bệnh viện Bạch Mai – Hà Nội 
-    Công suất hệ thống 3.000 m3/ngày (đang vận hành 3300 m3/ngày)
-    Thời gian hoạt động: 04/2018

2.    Dự án Hồ Tràm- Vũng Tàu 
-    Công suất hệ thống 1.900 m3/ngày (Max 3.800 m3/ngày)
-    Thời gian hoạt động: 09/2012 (Màng vẫn vận hành tốt, chưa phải thay mới)