Bất cứ khi nào bạn làm việc trong ngành xử lý nước thải một khoảng thời gian nhất định, bạn sẽ thường xuyên nghe thấy hai cái tên: MBR và MBBR.
Nhiều người mới có thể cảm thấy hơi bối rối: tên chỉ cách nhau một chữ cái, trông giống như “nghề thủ công cao cấp”, nhưng thực tế thì có gì khác biệt? Lần đầu tiên tôi tiếp xúc với MBBR là vào năm 2016, lúc đó tôi cứ ngỡ đó chỉ là phiên bản nâng cấp của MBR.
Một số dự án hiện sử dụng MBR, trong khi những dự án khác sử dụng MBBR.
Đôi khi bạn thậm chí có thể thấy hai quá trình xuất hiện cùng nhau.
Nếu chỉ nhìn vào tên thôi thì thực sự rất dễ nhầm lẫn.
Trên thực tế, hai quá trình này có những cách tiếp cận hoàn toàn khác nhau để giải quyết vấn đề. Hiểu đơn giản:
MBR sử dụng màng để lọc.
MBBR nhằm cung cấp “không gian sống” cho vi sinh vật.
Tăng cường tách nước bùn,
Một phương pháp xử lý sinh học nâng cao.
Hôm nay, hãy giải thích logic, ưu điểm và nhược điểm cũng như các tình huống áp dụng của hai quy trình này trong một bài viết.
1, Đầu tiên chúng ta hãy hiểu một câu hỏi: Xử lý nước thải chính xác là làm gì
Hầu hết việc xử lý nước thải về cơ bản đều thực hiện hai việc:
Bước 1: Sử dụng vi sinh vật để tiêu thụ chất ô nhiễm
Bước 2: Tách vi sinh vật ra khỏi nước
Bước đầu tiên được gọi là xử lý sinh học
Bước thứ hai gọi là tách nước bùn
Quy trình xử lý bùn hoạt tính truyền thống thực chất rất đơn giản:
Bể sục khí → bể lắng thứ cấp
Phân hủy vi sinh vật các chất ô nhiễm trong bể sục khí
Bể lắng thứ cấp tách bùn và nước qua quá trình lắng
MBR và MBBR thực sự được tăng cường ở hai khía cạnh này.
2, MBR: Thay thế bể lắng thứ cấp bằng màng
Tên đầy đủ của MBR là Membrane Bioreactor.
Thay đổi lớn nhất trong quá trình này chỉ có một:
Thay thế bể lắng thứ cấp bằng màng lọc.
Bạn có thể tưởng tượng một kịch bản:
Nghề thủ công truyền thống giống như dùng bể lắng để “chờ bùn lắng xuống”.
MBR giống như đặt một bộ lọc rất mịn vào nước.
Kích thước lỗ rỗng của màng thường chỉ 0,01 ~ 0,4 micron, nhỏ hơn nhiều so với vi khuẩn.
Kết quả là:
Bùn được chặn hoàn toàn
Chất rắn lơ lửng gần như bằng không
Nước thải rất rõ ràng
Nhiều nước thải MBR thậm chí có thể được sử dụng trực tiếp để tái sử dụng nước tái chế.
Có một đặc điểm rất rõ ràng về thời gian chạy MBR
Nồng độ bùn đặc biệt cao.
Bùn hoạt tính thông thường: MLSS khoảng 2000-4000 mg/L
Hệ thống MBR: MLSS thường dao động từ 6000 đến 12000 mg/L
Càng có nhiều vi sinh vật thì hiệu suất phản ứng càng cao.
Đây cũng là lý do quan trọng khiến dung tích bể MBR có thể được thu nhỏ lại.
Ưu điểm của MBR
Chất lượng nước thải rất tốt
Chất rắn lơ lửng tiến tới 0
Độ đục rất thấp
Ổn định đạt tiêu chuẩn Level A hoặc thậm chí cao hơn
dấu chân nhỏ gọn
Không có bể lắng thứ cấp
Thân bể bơi có thể được làm nhỏ gọn hơn
Tính ổn định của hệ thống
Màng chặn trực tiếp bùn
Sẽ không có vấn đề thất thoát bùn
Hiệu quả khử nitrat tốt
Bởi vì nó có thể duy trì tuổi bùn dài
Vi khuẩn nitrat hóa có thể phát triển đầy đủ
Vấn đề với MBR cũng rất thực tế
Trong thực tế vận hành, thách thức lớn nhất của MBR chỉ có ba từ:
tắc nghẽn màng
Màng này có thể bị nhiễm bẩn và tắc nghẽn sau thời gian dài sử dụng, dẫn đến:
Sản lượng nước giảm
Tăng áp lực hút
tăng tiêu thụ năng lượng
Vì vậy hệ thống MBR phải:
rửa khí
rửa ngược
làm sạch bằng hóa chất
Màng này không phải là một thiết bị cố định và thường cần được thay thế sau mỗi 3-5 năm.
Một vấn đề khác là:
Tiêu thụ năng lượng tương đối cao
Việc lọc màng đòi hỏi lượng sục khí lớn
Khai thác nước cần năng lượng
3, MBBR: Tăng “khu vực sống” cho vi sinh vật
Tên đầy đủ của MBBR là Lò phản ứng màng sinh học giường di chuyển.
Ý tưởng quá trình này là hoàn toàn khác nhau.
Nó không làm thay đổi cách tách bùn và nước mà còn làm một việc khác:
Tăng số lượng vi sinh vật trong hệ thống.
Phương pháp này rất đơn giản:
Thêm một lượng lớn vật liệu đóng gói lơ lửng vào bể sục khí. Những chất độn này thường là những cấu trúc nhựa có mật độ gần với nước và sẽ liên tục lăn và di chuyển khi được sục khí. Mọi bề mặt của chất độn sẽ được bao phủ bởi vi sinh vật.
Bạn có thể hiểu nó theo cách này
Quy trình bùn hoạt tính truyền thống
Vi sinh vật lơ lửng trong nước.
hệ thống MBBR
Vi sinh vật có hai phần:
Một phần bùn lơ lửng
Một phần của nó dính vào vật liệu đóng gói
Tồn tại đồng thời trong hệ thống: bùn hoạt tính+màng sinh học
Tổng lượng vi sinh vật sẽ tăng lên đáng kể.
Tại sao MBBR có khả năng chống va đập mạnh
Lý do thực sự khá đơn giản.
Bùn lơ lửng dễ bị thất thoát.
Nhưng màng sinh học gắn trên chất độn sẽ không dễ bị cuốn trôi.
Vì vậy khi chất lượng nước có biến động:
Các vi sinh vật trên vật liệu đóng gói có thể đóng vai trò ổn định hệ thống.
Nhiều dự án xử lý nước thải công nghiệp thích sử dụng MBBR và đó là lý do tại sao.
Ưu điểm của MBBR
Chống va đập mạnh
Màng sinh học không dễ bị mất
Độ ổn định hệ thống tốt
Dễ dàng sửa đổi
Nhiều nhà máy xử lý nước thải cũ được nâng cấp, cải tạo
Chỉ cần thêm vật liệu đóng gói vào bể sục khí
Không cần tạo thân bể bơi mới
Dễ dàng vận hành
Không có thiết bị màng
Độ khó vận hành thấp
Tiêu thụ năng lượng tương đối thấp
Cường độ sục khí tương tự như quy trình truyền thống
Hạn chế của MBBR
MBBR cũng có ranh giới riêng.
Đặc điểm lớn nhất là có giới hạn trên đối với chất lượng nước thải.
Bởi vì việc tách bùn và nước cuối cùng vẫn dựa vào bể lắng thứ cấp.
Vì thế:
SS và độ đục của nước thải thường cao hơn MBR.
Ngoài ra, hai vấn đề cần lưu ý trong quá trình vận hành:
tích lũy đóng gói
Sục khí không đều có thể dẫn đến tích tụ cục bộ.
4, Làm thế nào để chọn MBR và MBBR?
Nhiều người gặp khó khăn khi thiết kế quy trình:
Tôi nên chọn cái nào?
Kỳ thật cốt lõi chỉ cần nhìn vào ba vấn đề.
1. Yêu cầu về cửa thoát nước
Nếu mục tiêu là:
tái sử dụng nước thải
Khí thải tiêu chuẩn cao
Tiêu chuẩn nước mặt
MBR phù hợp hơn.
Vì màng lọc có thể loại bỏ gần như hoàn toàn chất rắn lơ lửng.
2. Tình hình sử dụng đất
Nếu địa điểm rất chật hẹp:
MBR có lợi thế rõ ràng
Bởi vì nó loại bỏ sự cần thiết của bể lắng thứ cấp.
3. Đầu tư và vận hành
Nếu dự án chú trọng hơn vào:
ổn định
trị giá
Quản lý đơn giản
MBBR thường phù hợp hơn. Đặc biệt là việc nâng cấp, mở rộng các nhà máy xử lý nước thải cũ.
5, Ngày càng có nhiều dự án bắt đầu được sử dụng kết hợp
Trong một số dự án, hai quá trình được kết hợp.
Ví dụ: MBBR+MBR
Thêm vật liệu đóng gói vào bể sinh hóa MBR.
Điều này có thể mang lại hai lợi ích:
Sinh khối cao hơn
Giảm tắc nghẽn màng
Nhiều nhà máy xử lý nước thải tiêu chuẩn cao đang sử dụng phương pháp này.
6, Cuối cùng, hãy để tôi tóm tắt
MBR và MBBR thực sự đại diện cho hai phương pháp gia cố khác nhau.
MBR: Tăng cường tách nước bùn
Thiết bị cốt lõi là màng
Mục tiêu là đạt được chất lượng nước thải cao hơn.
MBBR: Xử lý sinh học nâng cao
Cốt lõi là vật liệu đóng gói lơ lửng
Mục tiêu là tăng sinh khối và tính ổn định của hệ thống.
Hiểu đơn giản:
MBR là quá trình thêm "bộ lọc siêu mịn" vào nước.
MBBR đã đặt nhiều 'nhà vi sinh' trong bể bơi.
Một sự theo đuổi sự xuất sắc cuối cùng.
Một nhấn mạnh sự ổn định và kinh tế.