Công nghệ xử lý nước thải MBBR – Xử Lý Nước

MBBR là từ viết tắt của cụm từ Moving Bed Biofilm Reactor, là quá trình xử lý nhân tạo trong đó sử dụng các vật liệu làm giá thể cho vi sinh dính bám vào để sinh trưởng và phát triển, là sự kết hợp giữa Aerotank truyền thống và lọc sinh học hiếu khí. là công nghệ mới nhất hiện nay trong lĩnh vực xử lý nước thải vì tiết kiệm được diện tích và hiệu quả xử lý cao. Vật liệu làm giá thể phải có tỷ trọng nhẹ hơn nước đảm bảo điều kiện lơ lửng được. Các giá thể này luôn chuyển động không ngừng trong toàn thể tích bể nhờ các thiết bị thổi khí và cánh khuấy. Mật độ vi sinh ngày càng gia tăng, hiệu quả xử lý ngày càng cao.

Tương tự Aerotank truyền thống, bể MBBR hiếu khí cũng cần một MBBR thiếu khí (Anoxic) để đảm bảo khả năng xử lý nitơ trong nước thải. Thể tích của màng MBBR so với thể tích bể được điều chỉnh theo tỷ lệ phù hợp, thường là <50% thể tích bể.

a. Ưu điểm của công nghệ

1. Hệ vi sinh bền: các giá thể vi sinh tạo cho màng sinh học một môi trường bảo vệ, do đó hệ vi sinh xử lý dễ phục hồi.

2. Mật độ vi sinh cao: so với bể thổi khí thông thường, mật độ vi sinh xử lý trong mỗi đơn vị thể tích cao hơn, do đó thể tích bể xử lý nhỏ hơn và hiệu quả xử lý chất hữu cơ cao hơn.

3. Chủng vi sinh đặc trưng: các nhóm vi sinh khác nhau phát triển giữa các lớp màng vi sinh, điều này giúp cho các lớp màng sinh học phát triển theo xu hướng tập trung vào các chất hữu cơ chuyên biệt.

4. Tiết kiệm năng lượng.

5. Dễ vận hành, dễ dàng nâng cấp.

6. Tải trọng cao, biến động ô nhiễm lớn: khả năng phát triển của màng sinh học theo tải trọng tăng dần của chất hữu cơ làm cho bể MBBR có thể vận hành ở tải trọng cao và biến động lớn. Hiệu suất xử lý BOD lên đến 90%.

7. Dễ kiểm soát hệ thống: có thể bổ sung giá thể Biofilm tương ứng với tải trọng ô nhiễm và lưu lượng nước thải.

8. Tiết kiệm diện tích: giảm 30-40% thể tích bể so với công nghệ bùn hoạt tính lơ lửng và có thể kết hợp với nhiều công nghệ xử lý khác.

b. Phạm vi áp dụng

Ứng dụng cho hầu hết các loại nước thải có ô nhiễm hữu cơ: Nước thải sinh hoạt, nước thải y tế, thủy hải sản, sản xuất chế biến thực phẩm, nước thải công nghiệp, dệt nhuộm…

Bể MBBR có 2 loại: MBBR hiếu khí và MBBR thiếu khí (Anoxic), đảm bảo cho quá trình xử lý Nitơ trong nước thải.

c. Thông số thiết kế

Thông số thiết kế

Đơn vị

Ngưỡng đặc trưng

Thời gian lưu trong bể Anoxic

h

1.0 – 1.2

Thời gian lưu trong bể hiếu khí

h

3.5 – 4.5

Diện tích bề mặt lớp biofilm

m2/m3

200 – 250

Tại trọng BOD

Kg/m3.d

1.0 – 1.4

2. GIÁ THỂ TRONG MBBR

Đóng vai trò không thể thiếu trong quá trình xử lý này là các giá thể động có lớp màng biofilm dính bám trên bề mặt. Những giá thể này được thiết kế sao cho diện tích bề mặt hiệu dụng lớn để lớp màng biofilm dính bám trên bề mặt của giá thể và tạo điều kiện tối ưu cho hoạt động của vi sinh vật khi những giá thể này lơ lững trong nước.

Tất cả các giá thể có tỷ trọng nhẹ hơn so với tỷ trọng của nước, tuy nhiên mỗi loại giá thể có tỷ trọng khác nhau. Điều kiện quan trọng nhất của quá trình xử lý này là mật độ giá thể trong bể, để giá thể có thể chuyển động lơ lửng ở trong bể thì mật độ giá thể chiếm từ 25 ÷ 50% thể tích bể và tối đa trong bể MBBR phải nhỏ hơn 67%. Trong mỗi quá trình xử lý bằng màng sinh học thì sự khuyếch tán của chất dinh dưỡng (chất ô nhiễm) ở trong và ngoài lớp màng là yếu tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý, vì vậy chiều dày hiệu quả của lớp màng cũng là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý.

Tính chất của giá thể trong bể MBBR:

–       Đặc trưng tính kỵ nước cao, khả năng bám dính sinh học cao.

–       Chất lượng màng sinh học tốt, khó rơi ra khỏi vật liệu.

–       Xử lý tốt Nitơ, Photpho trong nước thải: NH3–N: 98 ÷ 99%; Tổng Nitơ: 80 ÷ 85%; Tổng Photpho: 70 ÷ 75%.

–       Chiếm khoảng không gian ít.

–       Không bị nghẹt bùn trong khoảng thời gian dài hoạt động.

–       Hiệu quả xử lý cao hơn 30 ÷ 50% quá trình bùn hoạt.

–       Có thể được thả trực tiếp trong bể hiếu khí, thiếu khí.

–       Tuổi thọ cao, không bị hao mòn.

–       Sử dụng cho tất cả các loại bể có hình dạng khác nhau.

3.SO SÁNH MBBR VỚI MỘT SỐ CÔNG NGHỆ KHÁC

a. Aerotank (bể sinh học hiếu khí) và MBBR

Hệ thống

Tải trọng BOD (KgBODm3/ngày)

MLSS

(mg/L)

Diện tích bề mặt (m2/m3)

MBBR

10

8000 – 20000

510 – 1200

Bể Aerotank

1.5

3000 – 5000

b. So sánh thông số thiết kế của MBBR với các công nghệ khác

Thông số

Thổi khí kéo dài

Bùn hoạt tính

SBR

MBBR

Tải trọng thể tích (kg/m3.ngày)

0.16 – 0.4

0.31 – 0.64

0.08 – 0.24

0.91

Thời gian lưu (giờ)

18 – 36

4 – 8

8 – 36

1 – 2

F/M ngày-1

0.05 – 0.15

0.2 – 0.5

0.05 – 0.3

1.1

Lượng khí cung cấp (m3/kg BOD khử)

90 – 125

45 – 90

45 – 90

60

Một số loại giá thể sinh học thông dụng: