Công nghệ MBBR trong xử lý nước thải

Công nghệ xử lý nước thải MBBR gồm có 3 dạng: kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí. Trong bể hiếu khí sự chuyển động của các giá thể được tạo thành do sự khuếch tán của bọt khí có kích thước trung bình từ máy thổi khí. Trong khi đó, quá trình thiếu khí ở bể MBBR được tạo ra bởi sự xáo trộn của các giá thể trong bể bằng cánh khuấy. Ngoài ra, trong bể hiếu khí người ta còn kết hợp giữa cánh khuấy và sục khí để tạo dòng chuyển động cho giá thể, đồng thời cung cấp ô-xy cho VSV và nước thải.

Việc ứng dụng công nghệ MBBR có những ưu điểm và hạn chế sau đây:

Ưu điểm:
- Chịu tải trọng hữu cơ cao: mật độ vi sinh vật xử lý trên một đơn vị thể tích của bể MBBR cao hơn so với hệ thống xử lý bằng phương pháp bùn hoạt tính truyền thống.
- Có nhiều chủng loại vi sinh vật xử lý đặc trưng: lớp màng sinh học phát triển dày hoặc mỏng tùy thuộc vào loại chất hữu cơ và tải trọng hữu cơ trong bể phản ứng.
- Hiệu quả xử lý cao, tiết kiệm năng lượng.

- Đòi hỏi diện tích xây dựng nhỏ: diện tích của bể MBBR nhỏ hơn so với hệ thống xử lý nước thải bùn hoạt tính trong việc xử lý nước thải đô thị và công nghiệp.
- Dễ dàng vận hành: hệ thống bể MBBR không cần phải hoàn lưu bùn ở thời gian lưu nước ngắn làm đơn giản việc thiết kế và kiểm soát sự làm sạch nước thải (Odegaard et al., 2006).
- Dể dàng nâng cấp hệ thống được thực hiện bằng cách thêm các giá thể bổ sung vào cùng một bể. Hiệu suất xử lý của MBBR tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt màng sinh học tương ứng với mật độ giá thể được chọn (Odegaard et al., 2000).

Hạn chế:
- Đòi hỏi người vận hành phải có kinh nghiệm.
- Có thể xảy ra quá trình nổi bùn phía sau hệ thống MBBR theo chu kì màng sinh học dẫn đến hiệu quả lắng giảm.

Những loại giá thể được thiết kế sao cho diện tích bề mặt riêng lớn để tăng diện tích bám dính của vi sinh trên bề mặt của giá thể và tạo điều kiện tốt nhất cho hoạt động của vi sinh vật. Giá thể di động có hình dạng và kích thước khác nhau, tính đến năm 2006 trên thị trường thì có 5 loại giá thể phổ biến là K1, K2, K3, Natrix, Biofilm Chip M.

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.