Nước thải sau khi được xử lý sơ bộ từ nhà máy được đưa qua bể điều hoà để điều tiết lưu lượng, giảm nhiệt độ, nồng độ cũng như điều chỉnh một số thành phần cho phù hợp với điều kiện sinh sống và phát triển của vi khuẩn. Nước thải sau điều chỉnh được dẫn qua bể hiếu khí tích hợp màng lọc MBR. Khí oxi được cung cấp đầy đủ qua thiết bị sục khí, tạo điều kiện thích hợp cho vi khuẩn sinh trưởng và phát triển. Tại đây, quá trình phân giải hiếu khí của các chất có trong nước thải được diễn ra. Vi khuẩn phân giải các chất hữu cơ, kim loại, hoá chất,… có trong nước thải tạo thành bùn hoạt tính lơ lửng trong pha lỏng. Sau đó, nước thải chứa bùn hoạt tính, vi khuẩn, các chất rắn lơ lửng,… được máy bơm thổi qua màng lọc. Do màng lọc có kích thước nhỏ chỉ từ 0,01 – 0,2 µm nên hầu hết các chất thải và vi khuẩn được giữ lại bên ngoài, chỉ có nước đạt tiêu chuẩn sau lọc được dẫn qua các ống dẫn rồi xả ra bể chứa nước sạch. Trong quá trình lọc sẽ có bùn lắng lại sẽ được bơm tuần hoàn trở lại bể để tiết kiêmh chi phí, tối ưu hiệu quả của quá trình phân giải hiếu khí. Lượng bùn dư sẽ được bơm ra ngoài để xử lý riêng.
Hình 1.20. Quy trình cụ thể của phương pháp MBR
Hình dưới đây cho ta cái nhìn tổng quan về cấu tạo của màng lọc cũng như cách mà màng hoạt động để lọc nước.
Hình 1.21. Hoạt động của màng lọc
Hình trên cho ta thấy cấu tạo của màng lọc gồm một bó các sợi lọc có kích thước rất nhỏ với độ dày mao dẫn từ 40 – 50 µm. Trên các mao dẫn chứa các lỗ mao với kích thước đường kích lỗ mao chỉ từ 0.01 – 0.2 µm làm cho hiệu quả lọc vượt trội hơn so với các phương pháp khác. Dưới đây là hình ảnh màng sinh học được áp dụng trong thực tế.
Hệ thống máy bơm hút sẽ được kích hoạt với chế độ hoạt động khoảng 10 phút, ngừng hoạt động 1-2 phút để hút nước sạch từ trong các sợi lọc ra truyền dẫn vào bể chứa nước sạch. Hệ thống bơm hút hoạt động phụ thuộc vào áp suất trong màng, khi áp suất chân không trong bể vượt quá thông số tính toán bể MBR, tức là lớn hơn 50 kpa so với mức trung bình (10 – 30 kpa) thì 2 ống bơm hút sẽ ngắt tự động. Đồng thời, ống bơm thứ 3 hoạt động rửa ngược trở lại để rửa màng lọc nhằm đảm bảo màng lọc không bị tắc nghẽn. Lúc này màng MBR sẽ bị rung chuyển và khiến cho các chất cặn tại đây rơi xuống.
I.2.4.3. Ưu nhược điểm của phương phápƯu điểm Ưu điểm
• Thời gian lưu nước ngắn 2,5 – 5 giờ (Với bể sinh học hiếu khí thông thường thời gian lưu nước từ 6 – 14 giờ)
• Thời gian lưu bùn dài
• Không cần công đoạn lắng thứ cấp
• Quy trình điều khiển, vận hành lắp đặt tự động
• Chất lượng nước đầu ra đảm bảo: BOD < 5mg/l, COD < 10 mg/l, TSS < 1 mg/l, hiệu suất lọc Nitơ và Ammonia lên đến 90 – 95% và đặc biệt hiệu suất loại bỏ vi khuẩn và virus rất cao
• Hiệu quả lọc tăng từ 10%-30% so với công nghệ bùn hoạt tính truyền thống do công nghệ bùn hoạt tính truyền thống (CAS) chỉ vận hành ở nồng độ bùn hoạt tính từ 3,000 – 5,000 mg/l trong khi công nghệ MBR, MLSS có thể đạt trong khoảng 3,000 – 15,000 mg/l,. Hệ thống thường được thiết kế ở 8,000 – 10,000 mg/l
Nhược điểm
• Do lỗ màng có kích thước nhỏ nên dễ bị nghẽn màng ảnh hưởng đến quá trình xử lý nên tốn kém thời gian và công sức khi quản lý và xử lý.
• Chi phí đầu tư mua màng cao, không áp dụng cho các loại nước thải có độ màu cao và nhiều hóa chất, dễ bị tắc màng nếu không vệ sinh định kỳ và đúng cách.
• Việc làm sạch màng phải sử dụng hóa chất để làm sạch màng gây tốn kém thêm chi phí.
• Thời gian để làm sạch màng lọc khoảng từ 6 đến 12 tháng tùy thuộc vào loại nước thải xử lý gây nên sự trì hoãn chậm trễ.
• Do hạn chế về chi phí đầu tư nên công nghệ thường áp dụng cho các công suất nhỏ hơn 50m3/ngày đêm.