Công nghệ màng MBR

Công nghệ màng MBR MBR là công nghệ xử lý mới với sự kết hợp giữa công nghệ màng với công nghệ xử lý nước thải theo phương pháp sinh học. Với công nghệ này có tác dụng: o   Giảm hàm lượng các chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng nhanh chóng đặc biệt là nito. o   Cặn lơ lửng được khử hoàn toàn ở dòng ra. o   Hiệu quả khử trùng tốt. Trong bể MBR, sử dụng tổng cộng 5 module màng. Công nghệ MBR sử dụng các màng lọc đặt ngập trong bể xử lý sinh học. Nước thải được xử lý bởi các bùn sinh học mà bùn này đã được giữ lại bởi quá trình lọc qua màng. Vì thế nâng cao hiệu quả khử cặn lơ lửng trong nước sau xử lý. Hàm lượng cặn lơ lửng bên trong bể sinh học sẽ gia tăng nhanh chóng làm cho khả năng phân huỷ sinh học các chất ô nhiễm trong nước thải đầu vào cũng tăng theo. Ngoài ra, nước thải sau xử lý cũng đạt chất lượng cao với nước trong và không cặn lơ lửng.  Quá trình MBR có thể được vận hành trong đặt ngập hoàn toàn trong hệ thống hoặc đặt ngoài bể màng (loại này nhà sản xuất không sản xuất hiện nay) . Trong hệ thống đặt ngập trong nước, các màng lọc được nhúng chìm trong bể xử lý, và dòng ra được hút trực tiếp ra từ các đơn vị màng. Hình : Cấu tạo màng MBR Bảng : Kích thước của khung màng và các thông số kỹ thuật Loại Kích thước a´b´c (mm) Đường kính trong/ngoài của sợi màng (mm) Diện tích màng (m2/module) FP – AI 534´450´1020 0.6/1.1 12.5 FP – AII 15 534´450´1523 0.7/1.2 20 FP – AIV 534´450´1523 0.7/1.2 25 FP – T0008 300´210´450 0.6/1.1 1 Điều kiện vận hành: Ngưỡng nhiệt độ: 5oC ~ 45oC pH: 2 ~ 10 Tỷ lệ khí/nước: 15/1 ~ 30/1 Ghi chú: Áp lực và lưu lượng thấm thiết kế (0.02MPa, 10~18L/m2.h) dựa trên các thông số của hệ thống và chất lượng nước đầu vào. Ống thu nước DN32, vật liệu: ABS; FP – T0008 có ống thu nước DN25, vật liệu: ABS Lưu lượng thấm nước sạch lúc đầu lớn hơn 40 L/m2.h Bảng : Các thông số kỹ thuật của màng lọc Đặc tính kỹ thuật FP – A1 FP – A215 FP – A4 Loại màng lọc Áp suất âm hoặc áp suất thuỷ tĩnh Vật liệu PVDF Vật liệu kết dính Nhựa epoxy Vật liệu ống hút ABS Diện tích màng 12.5 m2 20 m2 25 m2 Kích thước (a´b´c) 534´450´1020 534´450´1523 534´450´1523 Kích thước lỗ màng 0.2 mm Các thông số vận hành đặc trưng Áp suất tối đa 0.1 MPa Loại lọc Ngoài vào Trong Tổn thất áp lực qua màng (Trans membrane pressure – TMP) 0.035 MPa Nhiệt độ 5 ~ 45oC pH 2 ~ 10 Các thông số làm việc đặc trưng Nước đầu vào Nước sau lọc MLSS 3000 – 8000 mg/L £ 5 mg/L Lưu lượng thấm thiết kế 10 – 20 L/h.m2 Tỷ số khí/nước 15/1 – 20/1 TMP 5 ~ 30 KPa Hoá chất rửa màng (on line) NaOCl hàm lượng 300-500 mg/L Lượng nước rửa ngược (on line) Diện tích màng lọc ´ 2L/m2 + Thể tích đường ống Chu kỳ rửa hoá chất (on line) 6 – 10 ngày/lần Thời gian ngâm hoá chất 1 – 4 giờ Rửa hoá chất (off line) 6 – 12 tháng/lần (off line) Kích thước bể lọc và cách thức lắp ghép hợp khối môđun màng MBR Tức là, cứ 4 môđun được ghép thành 1 blốc, 10 blốc ghép thành 1 khối, 10 khối lắp trong 1 bể lọc. v  Quá trình rửa ngược màng MBR. Khi áp lực sử dụng màng khoảng 0.34cm2/kg, thì tiến hành rữa màng.Và dung dịch sử dụng để rửa màng dùng Khi sử dụng cả hoá chất axit và kiềm để rửa màng, điều quan trọng là phải rửa đường ống ngay lập tức sau khi sử dụng hoá chất thứ nhất trước khi rửa tiếp bằng hoá chất thứ hai. Rửa bằng nước sạch và đảm bảo chất lỏng bên trong sợi màng đạt được mức trung hoà ở pH = 7 trước khi tiến hành bước rửa tiếp theo hay tiếp tục vận hành. Trong suốt quá trình rửa ngược, quá trình lọc thông thường phải tạm ngừng. Nó liên quan đến việc bơm định lượng các hoá chất qua đường ống nước sau thấm để đến các sợi màng. Từ đó nó thấm qua các lỗ màng vào bể xử lý và giết chết các vi khuẩn bám vào bề mặt màng đồng thời phá huỷ các vật liệu hữu cơ dính vào màng. Phương pháp này được dùng để phục hồi dòng thấm của màng. Sau khi quá trình rửa ngược kết thúc, quy trình vận hành màng MBR có thể tiếp tục khởi động lại. Thiết bị yêu cầu cho quá trình rửa ngược bao gồm: bể chứa hoá chất và bơm định lượng hoá chất. XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT BẰNG MBR I. MỤC TIÊU THIẾT KẾ:  Phương án nhằm xây dựng, lắp đặt thiết bị và chuyển giao công nghệ xử lý nước thải khách sạn với công suất khoảng Q = 90m3/ngày đêm. Hệ thống xử lý được thiết kế theo công nghệ mới nhất, tiên tiến nhất của Nhật Bản và đang được ứng dụng rộng rãi trên thế giới vào cuối năm 2007, cũng như ở Việt Nam phương pháp sử dụng màng lọc sinh MBR chỉ mới bắt đầu được áp dụng vào giữa năm 2008. Phương án sử dụng công nghệ mới MBR so với các công nghệ cũ sử dụng giá thể vi có những ưu, nhược điểm sau: phương án nhằm các mục đích sau: -         Xây dựng hệ thống xử lý nước thải công suất 90 m3/ngđ theo phương pháp lọc sinh học qua màng MBR mà không cần sử dụng bất kỳ một loại hóa chất nào. -         Hướng dẫn, chuyển giao công nghệ và đào tạo cán bộ kỹ thuật của công ty vận hành hệ thống xử lý nước thải theo đúng quy trình công nghệ. Phương án nhằm các mục đích sau : -         Xây dựng hệ thống xử lý nước thải công suất 90 m3/ngđ theo quy trình hoá, lý và sinh học. -         Hướng dẫn và đào tạo cán bộ kỹ thuật của công ty vận hành hệ thống xử lý nước thải theo đúng quy trình công nghệ.  II. PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ: 1.      Qua nghiên cứu thành phần và tính chất của nước thải sinh hoạt, chúng tôi rút ra những nhận định sau : Tác nhân chính gây ô nhiễm nước thải, đó là : các chất hữu cơ, vô cơ có thể bị phân huỷ, được biểu hiện qua thông số : BOD5 trung bình 400mg/ml, COD = 500mg/l, SS = 150mg/l. -         Phương án xử lý được tính toán với các thông số như sau : ·        Thông số đầu vào: -         Lưu lượng              :      90 m3/ngđ -         PH                           :      5 – 9 -         BOD5                      :      400 mg/l -         COD                       :      500 mg/l -         SS                           :      150m/l -         N-NH4                          :      2 mg/l -         Tổng N                   :      20 mg/l -         Tổng Coliform      :      108 MPN/100ml -         Các vi trùng gây bệnh khác. ·        Tiêu chuẩn của nước thải sau khi xử lý : Nước thải sau khi xử lý phải đạt tiêu chuẩn TCVN 6772 – 2000 mức II: ·        Thiết kế của chúng tôi sau  đây đạt hiệu suất xử lý 97% đối với BOD, 98% đối với COD, 95% đối với SS, gần 99% đối với Coliform, và 100% đối với các vi trùng gây bệnh khác. III. MÔ TẢ CÔNG NGHỆ ĐƯỢC LỰA CHỌN. Nước thải từ khách sạn  à Lưới tách rácà Hố Thu à Bể cân bằng à Bể xử lý tùy tiệnà Bể lọc màng MBR à Bể chứa trung gian.àthải vào môi trường(đạt tiêu chuẩn 6772 – 2000 mức II.  1. Hố thu, chắn rác : Nước thải sản xuất sẽ theo hệ thống mương dẫn chảy về bể gom, qua lưới chắn rác để đến bể điều hoà. Lưới chắn rác (inox) sẽ giữ lại rác có kích thước lớn, tạp chất thô. Chắn rác với hệ thống lấy rác bằng thủ công được đề nghị sử dụng, rác được tập trung tại bể thu rác và hợp đồng với công nhân vệ sinh chuyển rác đến bãi vệ sinh thích hợp. 3. Bể cân bằng. Nước thải sau khi được tách rác sẽ được dẫn vào bể xử lý vi sinh tùy tiện bằng tự chảy. Trong bể xử lý vi sinh tùy tiện có sử dụng  hệ vi sinh kỵ khí để phân hủy chất hưu cơ có trong nước thải, giảm quá trình tạo bọt trong xử lý ở quá trình tiếp theo. 4.Bể xử lý tùy tiện. Nước thải sau khi được phân hủy kỵ khí, được tự chảy vào bể điều hòa, tại đây khí được sục vào từ máy thổi khí nhằm cân bằng nồng độ chất ô nhiễm, ổ định pH, ổn định lưu lựng để xử lý. 5. Bể lọc sinh học MBR. 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 micron chỉ có thể cho phân tử nước đi qua và một số chất hưu cơ, vô cơ hòa 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 không cần phải dùng hóa chất khử trùng. Không khí được đưa vào tăng cường bằng các máy thổi khí có công suất lớn qua các hệ thống phân phối khí ở đáy bể, đảm bảo lượng oxi hoà tan trong nước thải >2 mg/l. Như vạy tại đây sẽ diễn ra quá phân huỷ hiếu khí triệt để, sản phẩm của quá trình này chủ yếu sẽ là khí CO2 và  sinh khối vi sinh vật, các sản phẩm chứa nitơ và lưu huỳnh sẽ được các vi sinh vật hiếu khí chuyển thành dạng NO3- , SO42- và chúng sẽ tiếp tục bị khử nitrate, khử sulfate bởi vi sinh vật.   Phương trình diễn ra như sau :     VSV  (CHO) nNS     ------->     CO2   +   H2O  + Tế bào vi sinh + Các sản phẩm dự trử   40%  60%  Chất ô nhiễm    +   NH+4    +  H2S   + Năng lượng ->  NO- 3       SO-24   Quá trình phân hủy sinh học hiếu khí đạt yêu cầu thì tại đây sẽ không có mùi hôi, bể không đậy kín để tăng quá trình tiếp xúc của nước thải trên bề mặt bể với không khí và dễ quản lý trong vận hành.  Với thời gian lưu của nước trong bể này khoảng 10 – 12 giờ thì hiệu quả xử lý trong giai đoạn này đạt 90 đến 95% theo BOD.  6.Bể ổn định.  Trước khi thải vào môi trường nước sau khi xử lý còn trung gian trước khi đi vào môi trường, mặt khác nước thải còn được dùng trở lại để rửa màng MBR theo định kỳ.  7. Hệ thống xử lý bùn:  Bùn trong quá trình xử lý từ bể lắng, một phần dư. Bùn được phân huỷ kỵ khí bỡi vi sinh.    Tp. Hoà Chí Minh ngaøy 10 thaùng 6 naêm 2009  göôøi thieát keá.  KS, Phan Kiem Hao