Công Nghệ Xanh

Công nghệ XMBR – xử lý vi sinh nước thải bằng phương pháp lọc màng tiên tiến

Kỹ thuật xanh – Công nghệ XMBR (Bể lọc sinh học bằng màng tiên tiến) là công nghệ xử lý vi sinh nước thải bằng phương pháp lọc màng và dựa trên nguyên lý cơ bản của công nghệ MBR nhưng khắc phục được những hạn chế của công nghệ MBR (bể lọc sinh học bằng màng thông thường). Công nghệ được nghiên cứu và phát triển bởi các nhà khoa học Trung Quốc và đã ứng dụng thành công cho 500 dự án xử lý nước thải trong nhiều lĩnh vực tại một số quốc gia như Trung Quốc, Nga, Đức.

MBR là công nghệ tiên tiến kết hợp cả phương pháp sinh học và lý học (kỹ thuật tách sinh khối bằng màng lọc MF/UF với kích thước lỗ màng dao động từ 0,1 μm đến 0,4 μm), được ứng dụng thành công trên thế giới trong lĩnh vực xử lý nước thải từ những năm 1980. Tại Việt Nam, công nghệ MBR được ứng dụng trong xử lý nước thải sinh hoạt, bệnh viện, khách sạn, nhà cao tầng, nước thải khu công nghiệp, điển hình là trạm xử lý nước thải của bệnh viện Chợ Rẫy (TP. Hồ Chí Minh) và trạm xử lý nước thải của Khu công nghiệp Bắc Thăng Long (TP. Hà Nội).

Theo công nghệ MBR, vi sinh vật, chất ô nhiễm, bùn bị giữ lại tại bề mặt màng, cùng lúc, chỉ có nước sạch qua được màng và được hút ra ngoài, phần bùn nằm lại trong bể và định kỳ tháo về bể chứa bùn. Vì kích thước lỗ màng MBR rất nhỏ (0.1 ~ 0.4 µm) nên phần bùn sinh học sẽ được giữ lại trong bể, mật độ vi sinh cao và hiệu suất xử lý tăng. Thế cho nên, nước sạch sẽ bơm hút sang bể chứa và thoát ra ngoài mà không cần qua bể lắng, khử trùng và lọc. Đặc điểm nổi bật của công nghệ MBR là không phụ thuộc vào hàm lượng bùn cao và khả năng lắng của bùn; xử lý tải lượng ô nhiễm lớn, kích thước công trình xử lý sinh học nhỏ; nước sau xử lý có khả năng sử dụng lại… Mặc dù vậy, công nghệ MBR cần kinh phí đầu tư lớn, màng lọc phải nhập ngoại; dễ tắc màng do người vận hành không có kinh nghiệm và nước thải có độ cứng cao. Bởi vậy, các nhà khoa học đã nghiên cứu công nghệ XMBR để khắc phục những yếu điểm kể trên.

Bản chất của công nghệ XMBR là hoạt động với áp suất màng thấp khi đặt modul XMBR chìm dưới nước. Modul XMBR là màng lọc có áp suất thấp hơn so với các modul MBR hiện nay trên thế giới. Dòng chảy bên trong một tấm màng XMBR có cấu trúc gồm: Tấm phim ưa nước chất liệu nhựa teflon (PTFE) hoặc PVDF có nhiều lỗ nhỏ đường kính 0,4 µm; 200 đường ống chạy song song đặt phía trong mỗi tấm phim, đường ống có chiều rộng 5 mm bên trong ống và tấm phim. Dọc trên 2 bên thành các đường ống có rất nhiều lỗ nhỏ đường kính 1 mm để cung cấp nước.

Tấm phim ưa nước chất liệu PTFE hoặc PVDF có vô số “lỗ chân lông” đường kính 0,4 µm
Tấm phim ưa nước chất liệu PTFE hoặc PVDF có vô số “lỗ chân lông” đường kính 0,4 µm
Các lỗ nhỏ đường kính 1mm để phân phối nước
Các lỗ nhỏ đường kính 1mm để phân phối nước

Khi modul hoạt động, nước thẩm thấu qua các lỗ cung cấp nước và qua phim để chảy vào các đường ống từ đó đổ ra 2 kênh nước ở dọc 2 bên sườn. Có 3 cổng để thoát nước đã lọc với đường kính 25 mm ở mỗi kênh. Các cổng thoát nước nối với nhau tạo thành 6 đường dẫn nước sạch ở 2 bên và cuối cùng nước sạch đổ ra 4 ống thoát nước ở 4 góc có đường kính 50 mm. Cấu trúc đường dẫn dòng chảy đặc biệt của modul XMBR giúp nước thẩm thấu qua màng nhanh, giảm sức cản tới mức thấp nhất và giữ áp suất qua màng khi modul hoạt động ở mức thấp.

Các tấm màng của công nghệ XMBR xếp liên tiếp nhau tạo thành cấu trúc của 1 modul XMBR
Các tấm màng của công nghệ XMBR xếp liên tiếp nhau tạo thành cấu trúc của 1 modul XMBR
công nghệ XMBR
Modul XMBR hoàn chỉnh với mô phỏng đường nước màu xanh

 

Như vậy, công nghệ XMBR có thể kết hợp hiệu quả với các công nghệ khác như hiếu khí, kị khí, SBR hay AB và kết hợp được các ưu điểm của màng tấm phẳng màng sợi rỗng; không cần bơm hút, thiết kế phân phối dòng chảy được cấp bằng sáng chế; tiết kiệm chi phí điện năng trong khi vận hành và giúp kéo dài tuổi thọ của màng vi sinh. Cùng với đó, XMBR tiết kiệm diện tích, mật độ vi sinh tăng gấp 3 đến 4 lần, thời gian lưu nước chỉ cần 4 giờ và giảm chi phí vận hành của hệ thống xử lý nước thải. Đây là công nghệ hiệu quả cho những doanh nghiệp đang tìm giải pháp thay thế công nghệ lý hóa và muốn ứng dụng công nghệ sinh học, công nghệ màng trong xử lý nước thải nhằm tái sử dụng nguồn nước.