Công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR

Công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR là quá xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kết hợp sử dụng các giá thể di động cho các vi sinh vật bám dính và sinh trưởng thành một lớp màng. Lớp màng sinh học này đóng vai trò như một hệ thống xử lý sinh học hiệu suất cao, loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ khỏi nước thải, đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải khắt khe hiện nay. Để tìm hiểu rõ hơn về Công nghệ độc đáo này, hãy tiếp tục theo dõi bài viết của Envico.

Công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR là gì?

Công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) là một phương pháp tiên tiến sử dụng kỹ thuật vi sinh trên lớp vật liệu mang di chuyển. Với việc sử dụng vật liệu mang vi sinh, MBBR giúp tăng mật độ vi sinh (MLVSS) trong bể xử lý so với các phương pháp truyền thống khác. Công nghệ này kết hợp giữa Aerotank truyền thống và lọc sinh học hiếu khí, tạo ra hiệu suất xử lý cao.

Hình 1:Công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR

Nguyên lý hoạt động của bể MBBR

Công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng các giá thể di chuyển với mật độ cao trong bể xử lý. Các giá thể này được làm từ vật liệu nhẹ, có diện tích bề mặt lớn và khả năng bám dính vi sinh tốt, tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành màng sinh học.

Vi sinh vật hiếu khí và kỵ khí bám trên giá thể, phát triển thành lớp màng sinh học, đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý nước thải. Khi vi sinh vật phát triển đến độ dày nhất định, lớp phía trong không tiếp xúc với oxy và chất hữu cơ sẽ chết và bong tróc thành bùn dư. Lượng vi sinh vật còn lại trên giá thể tiếp tục phân hủy chất hữu cơ, tạo thành lớp màng mới.

Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước thải được thực hiện bởi vi sinh vật hiếu khí sử dụng oxy để chuyển hóa các chất hữu cơ thành CO₂, H₂O và các chất dinh dưỡng khác. Đồng thời, vi sinh vật kỵ khí phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện thiếu oxy. Ngoài ra, trong bể MBBR còn diễn ra quá trình khử nitơ và photpho thông qua quá trình trinitrat hóa và denitrat hóa.

Vi sinh vật trên bề mặt giá thể hình thành ba lớp: hiếu khí, thiếu khí, và kỵ khí. Vi sinh vật hiếu khí chuyển hóa hợp chất nitơ (NH₄⁺, nitơ hữu cơ) thành nitrit (NO₂⁻) và nitrat (NO₃⁻). Các vi sinh vật thiếu khí và kỵ khí tiếp tục sử dụng hợp chất hữu cơ để khử nitrat và nitrit thành khí nitơ (N₂) bay lên.

Hệ thống sục khí trong bể MBBR cung cấp oxy cần thiết cho vi sinh vật hiếu khí và đồng thời khuấy trộn các giá thể, đảm bảo oxy hòa tan và sự tiếp xúc đều của giá thể với nước thải. Sau khi nước thải được xử lý trong bể MBBR, chúng sẽ chảy qua bể lắng để tách bùn. Bùn lắng được thu gom và xử lý, đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường.

Hình 2: Bể MBBR trong hệ thống xử lý nước thải

>>>Xem thêm: Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 

Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải MBBR

Công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR là phương pháp hiện đại với nhiều ưu điểm vượt trội, tuy nhiên phương pháp này vẫn còn một vài điểm hạn chế. Cùng tìm hiểu rõ hơn ở phần tiếp theo.

Ưu điểm:

Dưới đây là những ưu điểm của công nghệ xử lý nước thải MBBR: 

Hệ vi sinh bền bỉ: Giá thể MBBR tạo môi trường bảo vệ an toàn, giúp hệ vi sinh dễ dàng phục hồi và phát triển mạnh mẽ. Nhờ vậy, hệ thống xử lý luôn duy trì hiệu quả ổn định trong thời gian dài.

Mật độ vi sinh cao: So với bể thổi khí thông thường,bể MBBR có mật độ vi sinh xử lý cao hơn trong mỗi đơn vị thể tích. Điều này dẫn đến hiệu quả xử lý chất hữu cơ vượt trội, giúp giảm kích thước bể xử lý và tiết kiệm diện tích đáng kể.

Chủng vi sinh đa dạng: Hệ thống vi sinh trong bể MBBR được phân chia thành nhiều lớp màng sinh học, tạo điều kiện cho các nhóm vi sinh khác nhau phát triển và hoạt động hiệu quả. Mỗi lớp màng sinh học sẽ tập trung xử lý các chất hữu cơ chuyên biệt, nâng cao hiệu quả xử lý tổng thể.

Tiết kiệm năng lượng: Nhờ thiết kế tối ưu và hiệu quả xử lý cao, công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể so với các công nghệ xử lý nước thải truyền thống.

Kích thước nhỏ, dễ vận hành: Bể MBBR có kích thước nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và vận hành. Hệ thống cũng có khả năng mở rộng quy mô linh hoạt để đáp ứng nhu cầu xử lý ngày càng tăng.

Tải trọng cao, xử lý hiệu quả: Bể MBBR có khả năng xử lý tải trọng cao và thích ứng với biến động ô nhiễm lớn. Hiệu suất xử lý BOD có thể đạt tới 90%, đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn.

Dễ kiểm soát và linh hoạt: Việc vận hành bể MBBR đơn giản và dễ dàng kiểm soát. Có thể bổ sung giá thể Biofilm theo nhu cầu để phù hợp với tải trọng ô nhiễm và lưu lượng nước thải. Công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR cũng có thể kết hợp với nhiều công nghệ xử lý khác để tạo ra hệ thống xử lý nước thải tối ưu.

Tiết kiệm diện tích: So với công nghệ bùn hoạt tính lơ lửng, bể MBBR giúp tiết kiệm 30-40% thể tích bể. Đây là một lợi thế lớn cho các khu vực có diện tích hạn chế.

Hình 3: Công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động mbbr trong xử lý nước thải

Nhược điểm của công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR

Bên cạnh những ưu điểm nổi bật, công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR vẫn có những nhược điểm như:

Chi phí đầu tư ban đầu cao: Giá thể MBBR và hệ thống sục khí có giá thành cao hơn so với các phương pháp xử lý truyền thống ngoài ra công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR còn đòi hỏi phải có bể lắng lọc sau bể MBBR, dẫn đến chi phí đầu tư ban đầu cao hơn.

Nguy cơ tắc nghẽn: Giá thể MBBR bị vỡ vụn có thể gây tắc nghẽn hệ thống, cần bảo trì và vệ sinh định kỳ.

Thời gian khởi động: Hệ thống cần thời gian để vi sinh vật bám dính và phát triển trên giá thể trước khi hoạt động hiệu quả.

Phạm vi áp dụng

Công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR được ứng dụng trong đa dạng các loại nước thải, ví dụ:

• Xử lý nước thải sinh hoạt
• Xử lý nước thải công nghiệp (như: chế biến thực phẩm, dệt nhuộm, hóa chất,…)
• Xử lý nước thải y tế
• Xử lý bùn thải
• Nuôi trồng thủy sản

Hiểu sâu về giá thể di động MBBR trong xử lý nước thải

Để hiểu rõ hơn về loại giá thể di động MBBR, hãy cùng tìm hiểu về đặc điểm và vai trò của chúng trong quá trình xử lý nước thải

Đặc điểm của giá thể di động MBBR 

Đệm vi sinh MBBR được thiết kế với hình dạng tròn và cấu trúc bên trong giống tổ ong, với bề mặt có nhiều nếp nhăn gấp, tạo ra diện tích tiếp xúc lớn hơn. Giá thể sinh học MBBR được làm từ nhựa HDPE, có tỷ trọng nhẹ. Khi được đổ vào bể, các hạt giá thể này di chuyển liên tục trong bể sinh học nhờ vào sự khuấy trộn từ máy hướng dòng hoặc hệ thống phân phối khí ở đáy bể.

Để quá trình xử lý nước thải diễn ra hiệu quả, điều quan trọng nhất là điều chỉnh mật độ của các hạt giá thể trong bể. Các hạt giá thể này phải có tỷ trọng nhẹ hơn so với nước, nhưng mỗi loại có tỷ trọng khác nhau. Mật độ của chúng trong bể cần đạt khoảng từ 25% đến 50% tổng thể tích của bể, và tối đa không quá 67% trong bể công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR.

Trong quá trình xử lý nước thải bằng màng sinh học, sự khuếch tán của chất dinh dưỡng (chất ô nhiễm) trong và ngoài lớp màng đóng vai trò quan trọng. Do đó, độ dày của lớp màng cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình xử lý.

Hình 4: Giá thể di động trong công nghệ MBBR

Vai trò của giá thể di động trong quá trình xử lý sinh học MBBR

Giá thể di động đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến cả quá trình xử lý và hiệu quả của công nghệ xử lý sinh học với giá thể di động MBBR. Các vai trò của giá thẻ di động có thể kể đến là: 

Tăng diện tích bề mặt cho vi sinh vật bám dính:

• Giá thể di động có diện tích bề mặt lớn hơn nhiều so với bể xử lý truyền thống.
• Cấu trúc đặc biệt với nhiều nếp gấp và rãnh giúp gia tăng diện tích bám dính cho vi sinh vật.
• Vi sinh vật bám dính trên giá thể tạo thành lớp màng sinh học dày đặc, tăng cường khả năng xử lý chất hữu cơ và các chất ô nhiễm trong nước thải.

Cải thiện quá trình khuếch tán oxy:

• Giá thể di chuyển liên tục trong bể nhờ hệ thống sục khí hoặc máy khuấy trộn.
• Quá trình di chuyển tạo ra các khe hở giữa các giá thể, giúp tăng cường sự trao đổi oxy và chất dinh dưỡng cho lớp màng sinh học.
• Quá trình khuếch tán oxy giúp vi sinh vật hoạt động hiệu quả hơn, đẩy nhanh quá trình phân hủy chất hữu cơ.

Tăng cường khả năng xử lý:

• Mật độ vi sinh vật cao trên giá thể di động giúp tăng cường khả năng xử lý BOD, COD, TSS, NH4+, NO2-,…
• Hiệu quả xử lý cao hơn so với các phương pháp xử lý sinh học truyền thống.
• Hệ thống MBBR có thể xử lý hiệu quả các loại nước thải có tải trọng cao và biến động chất lượng.

>>>Xem thêm: Tổng quan công nghệ xử lý nước thải hiện nay 

So sánh công nghệ xử lý MBBR với các phương pháp xử lý sinh học khác

Bảng dưới đây sẽ cho thấy sự khác biệt của ba công nghệ xử lý nước thải tiêu biểu nhất hiện nay:

Tóm lại, công nghệ xử lý sinh học bằng giá thể di động MBBR có nhiều ưu điểm vượt trội, bao gồm hiệu suất xử lý cao, tiết kiệm không gian, dễ dàng vận hành và bảo trì. Công nghệ này hứa hẹn tiềm năng lớn trong việc giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường, đặc biệt là xử lý nước thải công nghiệp. Ngoài ra, công nghệ MBBR còn có khả năng thích ứng cao với các loại nước thải khác nhau, giúp mở rộng phạm vi ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.

Địa chỉ: Lầu 3, Indochina Tower, 4 Nguyễn Đình Chiểu, P. ĐaKao, Quận 1, Tp. HCM

Hotline: 0909 794 445 (Mr.Huy)

Điện thoại: (028) 66 797 205

E-mail: admin@envico.vn

Website: Congnghemoitruong.net 

Fanpage : Môi trường Envico