Màng sinh học là khái niệm không còn xa lạ đối với nhiều hệ thống xử lý nước thải khác nhau và mang lại hiệu quả xử lý tối ưu cho nhiều loại nước thải. Công nghệ này hứa hẹn tạo ra nhiều đột phá đối với lĩnh vực xử lý nước thải dùng màng sinh học gắn liền trên nhiều bề mặt chất rắn. Để hiểu rõ hơn về đặc tính cũng như vai trò của màng sinh học trong xử lý nước thải, cùng Hợp Nhất tìm hiểu qua bài viết hôm nay.
1. Màng sinh học hình thành từ giai đoạn nào?
Các hệ thống sinh học trong xử lý nước thải được biết đến là nơi màng sinh học phát triển và thực hiện chức năng làm sạch chất thải ô nhiễm từ nước thải, trong đó:
- Hệ thống bùn hoạt tính: chủ yếu vi sinh vật hiếu khí được cung cấp oxy liên tục để oxy hóa chất hữu cơ thành CO2, nước và tế bào mới.
- Hệ thống sục khí mở rộng cung cấp quá trình xử lý sinh học loại bỏ chất thải hữu cơ.
- Hệ thống tăng trưởng kèm theo với màng sinh học phát triển trên phương tiện để tiêu thụ chất hữu cơ và chất dinh dưỡng.
- Hệ thống bể phản ứng sinh học màng MBR thường ứng dụng màng vi lọc/siêu lọc để xử lý nước thải đô thị/công nghiệp. Đầu tiên, chất thải được xử lý nhờ sinh khối trong màng và sau đó được lọc qua màng đặt chìm trong bể.
2. Yếu tố ảnh hưởng đến việc hình thành màng
2.1. Các yếu tố chất dinh dưỡng, độ pH và nhiệt độ:
- Chất dinh dưỡng thúc đẩy quá trình chuyển đổi tế bào từ trạng thái phù du sang trạng thái màng.
- pH thay đổi ảnh hưởng đến sự tăng trưởng, phát triển và sự hình thành màng.
- Nhiệt độ tối ưu dẫn đến sự phát triển của quần thể vi khuẩn, bất kỳ thay đổi nào đều làm giảm hiệu quả phát triển của vi khuẩn. Nhiệt độ được cho là tối ưu nhất đối với sự phát triển của VSV ở khoảng 40 độ C.
2.2. Bề mặt bám
- Diện tích bề mặt lớn làm tăng độ bám dính của vi khuẩn với chất nền.
- Bề mặt tiếp xúc thường diễn ra quá trình biến đổi hóa học làm ảnh hưởng đến tốc độ và mức độ bám dính của vi sinh vật.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến sự gắn kết của vi sinh vật bao gồm điện tích, tính kỵ nước, tính đàn hồi.
3. Vai trò của màng sinh học trong xử lý nước thải
Các bể phản ứng sinh trưởng lơ lửng cung cấp bề mặt và môi trường phát triển hệ thống màng sinh học tối ưu. Nồng độ vi sinh vật tăng khi tốc độ phân hủy chất ô nhiễm của màng bao gồm cơ chế phân hủy, tích lũy, hấp thụ và khoáng hóa sinh học.
Quần thể vi sinh vật trong màng tiến hành phân hủy chất dinh dưỡng như hợp chất chứa photpho, nito, hợp chất cacbon trong nước thải. Dựa vào bộ lọc sinh học mà màng xử lý tốt nhiều chất thải, đảm bảo nước được thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn và đáp ứng các mục đích sử dụng khác.
Ưu điểm của hệ thống xử lý nước thải bằng màng:
- Tính linh hoạt trong vận hành hệ thống.
- Yêu cầu không gian xử lý thấp.
- Thời gian lưu nước giảm.
- Tăng thời gian sống của vi sinh vật.
- Nồng độ sinh khối lớn.
- Khả năng phân hủy các hợp chất khó phân hủy và tạo ra lượng bùn thấp.
4. Khử ni-tơ bằng màng sinh học
- Khử ni-tơ là quá trình sinh học quan trọng để xử lý nước thải ô nhiễm có hàm lượng ô nhiễm nito lớn.
- Khử ni-tơ thường sử dụng rộng rãi để loại bỏ chất gây ô nhiễm ni-tơ trong nhiều năm gần đây.
- Quá trình khử ni-tơ dị dưỡng gắn liền với quá trình khử nitrat hoặc nitrit (chất nhận điện tử) và cacbon (chất cho điện tử).
- Quá trình khử ni-tơ tự dưỡng hiệu quả về chi phí loại bỏ nito cùng với hợp chất vô cơ.
- Hệ thống dựa trên màng sinh học kiểm soát có khả năng nâng cao hiệu quả loại bỏ nito bằng chất khử nito phải phù hợp với quần thể VSV, cấu hình bể phản ứng, yếu tố kiểm soát, phát thải oxit nito.
Màng sinh học được ứng để xử lý nước thải loại bỏ ni-tơ, giảm tải thành phần hữu cơ, hợp chất độc hại. Những đặc tính nổi bật quan trọng nhất của màng bao gồm tính ổn định, khả năng chống chịu chất độc hại, xử lý tải trọng lớn cùng với quy trình xử lý hiếu khí – thiếu khí riêng biệt.
Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết.
