20/07/2016
Công nghệ XMBR (Bể lọc sinh học bằng màng tiên tiến) là công nghệ xử lý vi sinh nước thải bằng phương pháp lọc màng và dựa trên nguyên lý cơ bản của công nghệ MBR nhưng khắc phục được những hạn chế của công nghệ MBR (Bể lọc sinh học bằng màng). Công nghệ được nghiên cứu và phát triển bởi các nhà khoa học Trung Quốc và đã ứng dụng thành công cho 500 dự án xử lý nước thải (XLNT) trong nhiều lĩnh vực tại một số quốc gia như Trung Quốc, Nga, Đức.
MBR là công nghệ tiên tiến kết hợp cả phương pháp sinh học và lý học (kỹ thuật tách sinh khối bằng màng lọc MF/UF với kích thước lỗ màng dao động từ 0,1-0,4μm), được ứng dụng thành công trên thế giới trong lĩnh vực XLNT từ những năm 1980. Tại Việt Nam, công nghệ MBR được ứng dụng trong XLNT sinh hoạt, bệnh viện, khách sạn, nhà cao tầng, nước thải khu công nghiệp, điển hình là Trạm XLNT của bệnh viện Chợ Rẫy (TP. Hồ Chí Minh) và Trạm XLNT của Khu công nghiệp Bắc Thăng Long (TP. Hà Nội).
Theo công nghệ MBR, vi sinh vật, chất ô nhiễm, bùn bị giữ lại tại bề mặt màng, đồng thời, chỉ có nước sạch qua được màng và được bơm hút ra ngoài, phần bùn nằm lại trong bể và định kỳ tháo về bể chứa bùn.Vì kích thước lỗ màng MBR rất nhỏ (0.1 ~ 0.4 µm) nên bùn sinh học sẽ được giữ lại trong bể, mật độ vi sinh cao và hiệu suất xử lý tăng. Do đó, nước sạch sẽ bơm hút sang bể chứa và thoát ra ngoài mà không cần qua bể lắng, lọc và khử trùng. Ưu điểm nổi bật của công nghệ MBR là không phụ thuộc vào khả năng lắng của bùn và hàm lượng bùn cao; xử lý tải lượng ô nhiễm lớn, kích thước công trình xử lý sinh học nhỏ; nước sau xử lý có khả năng tái sử dụng… Tuy nhiên, công nghệ MBR cần kinh phí đầu tư lớn, màng lọc phải nhập ngoại; dễ tắc màng do người vận hành không có kinh nghiệm và nước thải có độ cứng cao. Vì thế, các nhà khoa học đã nghiên cứu công nghệ XMBR để khắc phục những hạn chế trên.
Bản chất của công nghệ XMBR là hoạt động với áp suất màng thấp khi đặt modul XMBR chìm dưới nước. Modul XMBR là màng lọc có áp suất thấp nhất so với các modul MBR hiện nay trên thế giới. Cấu trúc dòng chảy bên trong một tấm màng XMBR gồm: Tấm phim ưa nước chất liệu nhựa teflon (PTFE) hoặc PVDF có nhiều “lỗ chân lông” đường kính 0,4 µm; 200 đường ống chạy song song đặt phía trong mỗi tấm phim, mỗi đường ống có chiều rộng 5 mm bên trong tấm phim và ống. Dọc trên 2 bên thành các đường ống có rất nhiều lỗ nhỏ đường kính 1mm để phân phối nước.
Khi modul hoạt động, nước thẩm thấu qua tấm phim và qua các lỗ phân phối nước để chảy vào các đường ống từ đó đổ ra 2 kênh nước ở dọc 2 bên sườn. Mỗi kênh có 3 cổng để thoát nước đã lọc với đường kính 25 mm. Các cổng thoát nước nối với nhau tạo thành 6 đường dẫn nước sạch ở 2 bên và cuối cùng nước sạch đổ ra 4 ống thoát nước có đường kính 50 mm ở 4 góc. Cấu trúc đường dẫn dòng chảy đặc biệt của modul XMBR giúp nước thẩm thấu qua màng nhanh, giảm sức cản tới mức thấp nhất và giữ áp suất qua màng khi modul hoạt động ở mức dẫn thấp.
 |
 |
| Tấm phim ưa nước chất liệu PTFE hoặc PVDF có vô số “lỗ chân lông” đường kính 0,4 µm | Các lỗ nhỏ đường kính 1mm để phân phối nước |
 |
 |
| Các tấm màng XMBR xếp liên tiếp nhau tạo thành cấu trúc của 1 modul XMBR | Modul XMBR hoàn chỉnh với mô phỏng đường nước màu xanh |
 |
| Sơ đồ công nghệ modul XMBR ứng dụng để XLNT dệt nhuộm |
Như vậy, công nghệ XMBR có thể kết hợp hiệu quả với các công nghệ khác như kị khí, hiếu khí, SBR hay AB và kết hợp được các ưu điểm của màng sợi rỗng và màng tấm phẳng; không cần bơm hút, có thiết kế phân phối dòng chảy đã được cấp bằng sáng chế; tiết kiệm chi phí điện năng trong khi vận hành và có thể kéo dài tuổi thọ của màng vi sinh. Đồng thời, XMBR tiết kiệm diện tích, mật độ vi sinh tăng gấp 3-4 lần, thời gian lưu nước chỉ cần 4 giờ và giảm chi phí vận hành của hệ thống XLNT. Đây là công nghệ hiệu quả cho những doanh nghiệp đang tìm giải pháp thay thế công nghệ hóa lý và muốn ứng dụng công nghệ màng, công nghệ sinh học trong XLNT nhằm tái sử dụng nguồn nước.
ThS. Nguyễn Thanh Ngân
Tập đoàn Dệt May Việt Nam
Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường số 6/2016
