CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.6. Hiện trạng ứng dụng công nghệ lọc màngMBR ở Việt Nam
Ở Việt Nam, mặc dù công nghệ lọc màngMBR mới được bắt đầu thử nghiệm trong một vài năm trở lại đây và chủ yếu ứng dụng trong việc XLNT sinh hoạt, nước thải công nghiệp. Việc kết hợp công nghệ MBR với các công nghệ truyền thống nhằm nâng cao hiệu quả xử lý và tăng tỷ lệ tái sử dụng nước thải, bước đầu đã cho thấy những kết quả khả quan. Cụ thể, công nghệ MBR sử dụng màng lọc của hãng Mitsubishi Rayon đã được ứng dụng XLNT sinh hoạt từ một số cơ sở như: khách sạn Caravelle, công suất 350 m3/ngày; khu dân cư
42
Thành phố Xanh, công suất 150 m3/ngày; nhà máy Kyoshin, công suất 250 m3/ngày. Đồng thời xử lý nước thải bệnh viện và nước thải sản xuất như: nước thải y tế bệnh viện đa khoa Hoàn Mỹ, công suất 275 m3/ngày; nước thải chế biến thủy sản khu thương mại Bình Điền, công suất 1000 m3/ngày ; nước thải dệt nhuộm Công ty Quốc tế Phong Phú, công suất 1000 m3/ngày, nước thải khu công nghiệp Phan Thiết – Bình Thuận, công suất 1000 m3/ngày; nước thải y tế tại bệnh viện Nguyễn Tri Phương, bệnh viện Chợ Rẫy (thành phố Hồ Chí Minh) công suất 3500 m3/ngày; bệnh viện đa khoa tỉnh Gia Lai công suất 500 m3/ngày;
bệnh viện Đức Thọ (Hà Tĩnh); bệnh viện Tâm Thần; Y học cổ truyền (Quảng Ninh) … Kết quả cho thấy, hiệu quả XLNT sinh hoạt và bệnh viện của các hệ thống này rất cao. Nước thải sau quá trình xử lý đạt tiêu chuẩn loại A theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt và y tế.
Màng lọc của hãng Mitsubishi Rayon cũng được sử dụng trong quá trình xử lý yếm khí và hiếu khí nước thải sau bể tự hoại. Kết quả cho thấy, ở điều kiện yếm khí hiện tượng tắc màng xảy ra nhanh hơn hiếu khí. Cụ thể, ở điều kiện yếm khí thì quá trình tắc màng xảy ra sau 16 giờ và 6 giờ, tương ứng với HRT là 16 giờ và 8 giờ. Ở điều kiện hiếu khí quá trình tắc màng xảy ra sau 25 ngày và 10 ngày. Ngoài ra, tại bể yếm khí hầu như không khử được TN và amoni, chỉ khử COD đạt khoảng 50%. Tại bể hiếu khí tỉ lệ khử COD khi HRT 16 giờ và 8 giờ tương ứng là 60 và 80% và của TN và amoni là hơn 60% và hầu như không khử được TP (Trần Hữu Uyển, 2013)
Mô hình thiếu khí – hiếu khí kết hợp màng vi lọc đã được ứng dụng XLNT đô thị. Kết quả cho thấy so với các công nghệ hiện đang áp dụng như bể phản ứng sinh học theo mẻ (SBR), công nghệ xử lý sinh học trong điều kiện kỵ khí- thiếu khí-hiếu khí (A2O) đang được triển khai áp dụng để XLNT đô thị, hệ sinh học kết hợp màng vi lọc có hiệu suất xử lý tốt hơn. Với nước thải đầu vào có đặc điểm COD 120 – 200 mg/L, TN 10 – 50 mg/L. Chất lượng nước sau xử lý có hàm lượng COD nhỏ hơn 20 mg/L, NH4+ - N nhỏ hơn 1 mg/L và NO3- - N nhỏ hơn 5 mg/L (Trần Thị Việt Nga và ncs, 2012). Hiệu suất xử lý chất hữu cơ
và chất dinh dưỡng rất ổn định và hệ thống không phải sử dụng các nguồn bổ sung chất hữu cơ hay các hóa chất trợ lắng.
Công nghệ AO kết hợp màng vi lọc (MBR) ở quy mô pilot đã được ứng dụng xử lý nước hồ Kim Liên, Hà Nội. Kết quả vận hành trong 9 tháng, xử lý một phần nước hồ chứa nước thải sinh hoạt với công suất 60 - 100 m3/ngày đêm, hiệu suất xử lý SS, COD, NH4+ và coliform đạt 100; 85; 97 và 99 %, đáp ứng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 08:2008/BTNMT) (Lê Văn Chiều và ncs, 2010).
Hệ AO kết hợp MBR đã được ứng dụng để XLNT tại trạm XLNT Kim Liên với quy mô 3 m3/ngày; XLNT làng nghề dệt nhuộm với công suất 200 m3/ngày; XLNT nhà máy bia theo công nghệ lọc yếm khí và hiếu khí tích hợp màng vi lọc bên trong (UAF – MBR) tại nhà máy bia Sài Gòn, Hà Nội. Hiệu suất loại bỏ COD, BOD5 và TSS tại cả 3 trạm xử lý luôn đạt tương ứng trên 97;
95 và 98%. Tải trọng hữu cơ của nước thải cho phép dao động từ 0,5 – 3g COD/L.ngày, tải trọng bùn tối đa 0,5g COD/g VSS.ngày. Giá trí MLSS tối ưu cho bể MBR xử lý nước thải bia là 7,5 – 8,5 g/L và năng suất lọc nhỏ hơn 9 L/m2.h .
Công nghệ MBR cũng đã được ứng dụng vào XLNT sinh hoạt và công nghiệp giàu N. Tác giả Phan Đỗ Hùng (2014) đã sử dụng bể MBR dung tích 35 lít có sục khí luân phiên để XLNT sinh hoạt, nước thải chăn nuôi và nước thải chế biến mủ cao su. Tải trọng hữu cơ và N khoảng 0,4 – 1,2 kg CODO2/m3/ngày và 0,1 – 0,16 kg N/m3/ngày (đối với nước thải sinh hoạt) và khoảng 1 – 2 kg O2COD/m3/ngày và 0,1 – 0,2 kg N/m3/ngày (đối với nước thải chăn nuôi và nước thải chế biến mủ cao su). Hệ nghiên cứu đạt được hiệu quả xử lý COD, N cao khi vận hành với chu kỳ thích hợp giữa sục khí/ngừng sục khí là 60 phút/60 phút (đối với nước thải sinh hoạt) và 90 phút/90 phút (đối với nước thải chăn nuôi lợn và nước thải chế biến mủ cao su). Công nghệ này có khả năng ứng dụng cao đối với nước thải chứa đồng thời hữu cơ và dinh dưỡng.
Như vậy có thể thấy rằng, công nghệ MBR đã được nghiên cứu và triển khai ở nước ta với nhiều quy mô và lĩnh vực khác nhau, đạt hiệu quả xử lý cao,
44
đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải. Tuy nhiên, việc ứng dụng công nghệ MBR để xử lý các nguồn nước thải có tải trọng ô nhiễm cao như nước thải chăn nuôi lợn vẫn còn khiêm tốn.
Kết luận:
- Nguồn nước thải từ các trang trại chăn nuôi lợn với hàm lượng của các chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, chất dinh dưỡng N, P và VSV gây bệnh cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn xả thải QCVN 01-79:2011/BNNPTNT và QCVN 62- MT:2016/BTNMT. Trên thực tế, ở nước ta cho đến nay vấn đề xử lý nguồn nước thải ô nhiễm này thường bị bỏ qua hoặc xử lý bằng các biện pháp đơn lẻ, chưa đạt tiêu chuẩn xả thải.
- Việc ứng dụng công nghệ MBR trong xử lý nước thải chăn nuôi lợn đã đạt được hiệu suất xử lý các chất ô nhiễm cao hơn và có nhiều ưu điểm so với các phương pháp khác như đất ngập nước, thực vật thủy sinh, hầm khí sinh học, bùn hoạt tính truyền thống, phản ứng gián đoạn theo mẻ (SBR), AO, AO2, A2O.
- Điểm còn tồn tại của công nghệ MBR là chưa thể xử lý triệt để các thành phần N, P và chưa ổn định được chất lượng nước đầu ra sau quá trình xử lý do tải lượng các chất ô nhiễm trong nguồn nước thải chăn nuôi lợn đầu vào thường xuyên thay đổi. Do đó, trong nghiên cứu này sẽ làm rõ khả năng kết hợp hệ MBR với các giai đoạn sinh học khác như yếm khí, thiếu khí để hiệu suất xử lý N và P đạt cao hơn và ổn định được chất lượng nước đầu ra sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải hiện hành.
- Ngoài ra, khi sử dụng công nghệ MBR, hiện tượng tắc nghẽn màng thường xuyên xảy ra. Để duy trì khả năng làm việc lâu dài của màng, trong nghiên cứu này cũng sẽ xác định các điều kiện vận hành hệ thống lọc màng thích hợp.