Công nghệ MBR – Giải pháp xử lý nước thải tối ưu

Công nghệ MBR là sự kết hợp giữa xử lý sinh học hiếu khí và công nghệ lọc bằng màng để loại bỏ hầu hết các chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ và vi khuẩn, virus gây hại trong nước thải. Công nghệ MBR đang ngày càng được ưa chuộng trong lĩnh vực xử lý nước thải nhờ những ưu điểm vượt trội, tính ứng dụng cao so với các phương pháp truyền thống. Sự tích hợp màng lọc vi sinh vào quá trình xử lý sinh học đã mang lại hiệu quả đáng kể, đáp ứng yêu cầu ngày càng khắt khe về chất lượng nước thải.

Trên con đường phấn đấu tiến lên sánh vai cùng các cường quốc năm châu, các khu đô thị, khu công nghiệp, dân số ngày càng tăng, lượng nước thải sinh hoạt, công nghiệp sản xuất cũng vì thế mà tăng theo. Để phát triển bền vững, cần có sự kết hợp giữ phát triển và bảo vệ môi trường.

Chính phủ cũng đưa ra các quy định tiêu chuẩn về các chỉ số nồng độ trong nước thải ra môi trường. Các công nghệ xử lý nước thải cũng được áp dụng để đáp ứng các yêu cầu của nhà nước góp phần bảo vệ môi trường. Hiện nay có một số công nghệ phổ biến như Công nghệ xử lý nước thải AAO, Công nghệ xử lý nước thải MBR, Công nghệ xử lý nước thải UASB, Công nghệ xử lý nước thải SBR

Phù hợp với các hệ thống đầu ra chuẩn chất lượng cao, có nhu cầu tái sử dụng nước thải cho các hoạt động khác có thể cân nhắc tìm hiểu về công nghệ MBR. Sau đây hãy cùng tìm hiểu về công nghệ MBR có gì nổi bật, có xứng đáng là giải pháp xử lý nước thải tối ưu.

1. Tổng quan về công nghệ MBR

Hiệu suất xử lý cao, nước đầu ra đạt chất lượng tốt

Công nghệ MBR nổi bật với khả năng loại bỏ đến 99% vi khuẩn, virus và các chất rắn lơ lửng, đảm bảo nước thải sau xử lý đạt độ an toàn cao. Các chỉ số BOD (Nhu cầu oxy sinh học) và COD (Nhu cầu oxy hóa học) giảm mạnh, cho thấy khả năng loại bỏ chất hữu cơ ô nhiễm hiệu quả. Nồng độ TSS (Tổng chất rắn lơ lửng) được giảm thiểu tối đa, mang lại nguồn nước trong và sạch. Nhờ đó, nước sau xử lý MBR có thể đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe để tái sử dụng hoặc xả thải ra môi trường.

Không cần bể lắng thứ cấp, tiết kiệm diện tích

Một trong những ưu điểm nổi bật của MBR là loại bỏ bể lắng thứ cấp. Màng lọc MBR giữ lại bùn vi sinh, cho phép quá trình lắng diễn ra ngay trong bể phản ứng sinh học. Điều này giúp giảm đáng kể diện tích xây dựng hệ thống xử lý, đặc biệt phù hợp với các khu vực có không gian hạn chế. Việc tiết kiệm diện tích cũng đồng nghĩa với việc giảm chi phí xây dựng và vận hành.

Tăng nồng độ vi sinh, tăng khả năng xử lý tải trọng cao

Hệ thống MBR duy trì nồng độ bùn hoạt tính (MLSS) cao hơn đáng kể so với các bể hiếu khí truyền thống. MLSS trong MBR thường đạt từ 8.000 – 15.000 mg/L, trong khi bể hiếu khí thông thường chỉ khoảng 3.000 mg/L. Nồng độ vi sinh cao giúp tăng cường khả năng phân hủy chất hữu cơ, cho phép MBR xử lý hiệu quả nước thải có tải trọng ô nhiễm cao, chẳng hạn như nước thải công nghiệp hoặc nước thải bệnh viện.

Tái sử dụng nước dễ dàng

Sử dụng công nghệ MBR giúp tiết kiệm nguồn nước sạch, chất lượng nước đầu ra đạt chuẩn có thể được tái sử dụng hay xả ra môi trường giúp tái tạo lại vòng tuần hoàn của nước. Chất lượng nước đầu ra từ hệ thống MBR rất cao, đáp ứng các tiêu chuẩn tái sử dụng. Nước này có thể được dùng cho nhiều mục đích khác nhau như tưới cây, làm mát máy móc, rửa xe hoặc sản xuất công nghiệp. Việc tái sử dụng nước không chỉ giúp tiết kiệm nguồn nước sạch mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

Hệ thống tự động

Hệ thống MBR được thiết kế để vận hành tự động hóa cao, giúp giảm thiểu công sức lao động và chi phí vận hành. Các hệ thống điều khiển PLC, SCADA cho phép giám sát và điều chỉnh quá trình xử lý từ xa, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả. Điều này đặc biệt hữu ích cho các doanh nghiệp và tổ chức muốn tối ưu hóa quy trình vận hành và giảm thiểu sự phụ thuộc vào nhân công.

⇒Tim hiểu thêm: Công nghệ xử lý nước thải MBR

2. Cấu tạo chính của hệ thống MBR

Bể điều hòa

Bể điều hòa có nhiệm vụ giúp ổn định lưu lượng và nồng độ ô nhiễm, đảm bảo quá trình xử lý diễn ra hiệu quả hơn. Tại đây, các yếu tố như pH, nhiệt độ và tải lượng ô nhiễm trong nước được điều chỉnh để phù hợp với các bước xử lý tiếp theo.

 Ngoài ra, bể điều hòa thường được trang bị hệ thống máy khuấy giúp ngăn chặn tình trạng lắng đọng của các chất rắn, đảm bảo nước thải luôn ở trạng thái đồng nhất trước khi đưa vào bể sinh học.

Bể sinh học thiếu khí (Anoxic)

Bể Anoxic thực hiện quá trình khử nitrat (denitrification), chuyển hóa nitrat (NO₃⁻) thành khí nitơ (N₂), giúp loại bỏ nitơ khỏi nước thải và ngăn chặn hiện tượng phú dưỡng trong nguồn nước. Ngoài ra, bể Anoxic còn hỗ trợ xử lý một phần chất hữu cơ, giảm tải lượng ô nhiễm trước khi nước thải được đưa vào bể hiếu khí.Bể Anoxic hoạt động trong điều kiện thiếu oxy hòa tan (DO < 0.5 mg/L), tạo môi trường lý tưởng cho vi sinh vật thiếu khí phát triển và thực hiện quá trình khử nitrat.

Bể MBR

Hệ thống máy thổi khí cung cấp oxy liên tục vào bể tạo môi trường lý tưởng cho vi sinh vật hiếu khí phát triển và phân hủy chất ô nhiễm. Việc cung cấp oxy đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hoạt động của hệ vi sinh, giúp giảm hàm lượng COD, BOD và các chất hữu cơ khác trong nước thải.

Màng lọc MBR là thành phần cốt lõi của hệ thống, nơi diễn ra quá trình lọc nước bằng công nghệ màng vi lọc hoặc siêu lọc (MF/UF). Các màng lọc này thường được làm từ các vật liệu như PVDF, PES hoặc PTFE, với kích thước lỗ siêu nhỏ từ 0,01 đến 0,4 micron (µm), giúp loại bỏ hiệu quả các chất rắn lơ lửng hay vi khuẩn và các hạt ô nhiễm có kích thước nhỏ. Màng lọc MBR được lắp đặt ngập trong bể xử lý sinh học.

Có hai loại màng MBR phổ biến được sử dụng:

• Màng sợi rỗng (Hollow Fiber Membrane): Loại màng này phù hợp với các hệ thống xử lý nước thải quy mô lớn, có ưu điểm là diện tích bề mặt lọc lớn và dễ dàng vệ sinh bằng hệ thống rửa ngược.
• Màng dạng tấm (Flat Sheet Membrane): Thích hợp với các hệ thống nhỏ, có thiết kế phẳng giúp dễ dàng thay thế và bảo trì khi cần thiết.
• Màng dạng ống (Tubular Membranes): Gồm các ống màng có đường kính lớn, thích hợp cho nước thải có hàm lượng chất rắn cao

Hệ thống bơm hút nước sạch qua màng

Sau khi được lọc qua màng MBR, nước sạch được hút qua hệ thống bơm chân không với áp lực thấp, giúp duy trì dòng chảy qua màng mà không gây ảnh hưởng đến cấu trúc màng.

Bể chứa nước sạch và hệ thống khử trùng

Nước sau khi đi qua hệ thống lọc màng MBR sẽ được dẫn đến bể chứa nước sạch. Tại đây, tùy thuộc vào yêu cầu, thiết kế của các chuyên gia tư vấn mà sẽ sử dụng thêm hệ thống khử trùng bằng Javel hoặc Clo để đảm bảo tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn, vi rút trước khi xả ra môi trường hoặc tái sử dụng.

3. Quy trình xử lý nước thải bằng công nghệ MBR

Bước 1: Tiền xử lý nước thải

Nước thải sinh hoạt hoặc công nghiệp trước khi vào hệ thống chính sẽ trải qua giai đoạn tiền xử lý nhằm loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn, điều chỉnh các thông số cần thiết:

• Tách rác: Nước thải đi qua song chắn rác hoặc lưới lọc để loại bỏ rác thô, cặn bã lớn, ngăn chặn tắc nghẽn hệ thống.
• Bể điều hòa: Giúp ổn định lưu lượng và nồng độ ô nhiễm, tránh tình trạng dao động lớn gây ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học. Hệ thống máy khuấy trong bể giúp hạn chế sự lắng đọng của cặn bẩn.

Bước 2: Xử lý sinh học trong bể Anoxic

Bể Anoxic: Nước thải tiếp tục được đưa vào bể thiếu khí (Anoxic), nơi diễn ra quá trình khử nitrat (denitrification) giúp loại bỏ hợp chất nitơ trong nước thải. Vi sinh vật thiếu khí sẽ sử dụng nitrat (NO₃⁻) làm nguồn oxy để phân hủy các hợp chất hữu cơ, chuyển hóa nitrat thành khí nitơ bay hơi.

Bước 3: Bể MBR

Sau khi qua bể xử lý sinh học thiếu khí, nước thải được đưa vào bể MBR, nơi diễn ra quá trình lọc bằng màng siêu lọc hoặc vi lọc. Màng lọc MBR được lắp đặt ngập trong bể xử lý sinh học hiếu khí. Màng MBR giúp giữ lại bùn hoạt tính, vi sinh vật và các chất ô nhiễm có kích thước nhỏ, chỉ cho nước sạch đi qua. Nhờ hệ thống bơm hút chân không, nước sạch được tách khỏi bùn sinh học mà không cần bể lắng như công nghệ truyền thống.

Bước 4: Xử lý bùn sinh học

Trong quá trình xử lý nước thải, bùn sinh học được tạo ra và được thu gom về bể nén bùn và đưa vào máy ép bùn để xử lý.

⇒ Tìm hiểu thêm:  MÁY ÉP BÙN BĂNG TẢI – GIẢI PHÁP HIỆU QUẢ CHO XỬ LÝ BÙN TRONG CÔNG NGHIỆP

Bước 5: Xả nước đạt chuẩn

• Nước sau khi lọc qua màng MBR có độ sạch cao nhưng vẫn sẽ được bổ sung thêm bể khử trùng có các chất như Clo, Javel hoặc các chất khử trùng nước khác nếu có yêu cầu, đảm bảo việc tái sử dụng cho mục đích tưới cây, rửa đường, vệ sinh công nghiệp hoặc thải ra môi trường an toàn.

4. So sánh MBR với các công nghệ xử lý nước thải khác

Tiêu chí	Công nghệ MBR (Membrane Bioreactor)	Công nghệ AAO (Anaerobic-Anoxic-Oxic)	Công nghệ SBR (Sequential Batch Reactor)	Công nghệ UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)
Chất lượng nước đầu ra	Cao (có thể tái sử dụng)	Tốt (đáp ứng QCVN)	Tốt (đáp ứng QCVN)	Trung bình (cần xử lý bổ sung)
Diện tích lắp đặt	Nhỏ gọn (không cần bể lắng)	Trung bình	Trung bình	Lớn (do cần bể lắng, bể sau xử lý)
Khả năng xử lý tải trọng cao	Rất tốt (MLSS cao, hoạt động ổn định)	Tốt	Tốt	Rất tốt cho nước thải có nhiều chất hữu cơ
Loại nước thải phù hợp	Đa dạng (sinh hoạt, bệnh viện, công nghiệp)	Sinh hoạt, đô thị	Công nghiệp, sinh hoạt	Nước thải giàu hữu cơ (thực phẩm, bia, giấy)
Tiết kiệm năng lượng	Trung bình (cần bơm hút màng)	Cao	Cao	Rất cao (quá trình kỵ khí không cần sục khí)
Chi phí đầu tư ban đầu	Cao	Trung bình	Trung bình	Thấp
Chi phí vận hành	Trung bình (thay màng định kỳ)	Thấp	Trung bình	Thấp
Dễ dàng vận hành	Cần chuyên môn cao (cần kiểm soát màng, Cần kiểm soát áp suất, tốc độ dòng chảy,…)	Dễ vận hành	Dễ vận hành	Cần chuyên môn cao (quản lý vi sinh kỵ khí)
Thân thiện môi trường	Cao (giảm nước thải, có thể tái sử dụng)	Cao	Trung bình	Cao (tạo khí sinh học Biogas)

5. Ứng dụng của MBR trong thực tế

Nhà máy sản xuất thực phẩm và dược phẩm

Trong lĩnh vực sản xuất thực phẩm và dược phẩm, yêu cầu về chất lượng nước là vô cùng nghiêm ngặt. Công nghệ MBR đáp ứng hoàn hảo nhu cầu này bằng cách loại bỏ được hầu như là hoàn toàn các loại vi khuẩn, virus và các chất rắn lơ lửng, đảm bảo nguồn nước sạch và an toàn cho quá trình sản xuất.

Bệnh viện và phòng khám

Nước thải từ bệnh viện và phòng khám chứa nhiều vi khuẩn, virus và hóa chất nguy hiểm. MBR là giải pháp tối ưu để xử lý loại nước thải này, đảm bảo loại bỏ hoàn toàn các tác nhân gây bệnh, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

Khu đô thị, khách sạn và resort

Tại các khu đô thị, khách sạn và resort, nhu cầu sử dụng nước cho tưới cây, làm mát và các mục đích khác là rất lớn. MBR giúp tái sử dụng nước thải sau xử lý, giảm thiểu áp lực lên nguồn nước sạch và tiết kiệm chi phí.

Nhà máy sản xuất điện tử

Ngành công nghiệp điện tử đòi hỏi nước có độ tinh khiết cao trong quá trình sản xuất. MBR có khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm đến mức tối đa, đảm bảo chất lượng nước đáp ứng yêu cầu khắt khe của ngành này.

Dịch vụ xử lý nước thải – Công ty TNHH Công nghệ môi trường Hòa Bình Xanh

Bạn đang muốn lựa chọn công nghệ xử lý nước thải? Bạn đang muốn tìm kiếm một nhà thầu chuyên nghiệp và uy tín để xây dựng hệ thống xử lý nước thải? Đừng lo ngại, Hòa Bình Xanh – chuyên lắp đặt hệ thống xử lý nước thải sẽ giúp bạn tận tình với những dịch vụ chuyên nghiệp.

Công ty TNHH Công nghệ môi trường Hòa Bình Xanh chúng tôi luôn tự hào vì có đội ngũ chuyên gia, kỹ sư giàu kinh nghiệm đã góp phần tạo sự tin tưởng và an tâm cho khách hàng. Mục tiêu của chúng tôi là mang đến cho khách hàng một trải nghiệm dịch vụ xuất sắc với mức đầu tư phù hợp nhất.

Qúy doanh nghiệp có nhu cầu hợp tác công ty để xử lý nước thải hoặc quan tâm đến các hạng mục khác, hãy liên hệ với chúng tôi qua HOTLINE: 0943.466.579