Tìm hiểu các loại màng MBR trong hệ thống xử lý nước thải

Trong các công nghệ xử lý nước thải hiện đại, màng MBR được xem là bước tiến vượt trội nhờ khả năng lọc sạch, tiết kiệm diện tích và mang lại chất lượng nước đầu ra ổn định. Cùng tìm hiểu chi tiết các loại màng lọc MBR, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ưu – nhược điểm của từng loại để giúp bạn lựa chọn giải pháp xử lý phù hợp.

Công nghệ màng MBR (Membrane Bioreactor) là sự kết hợp giữa bể sinh học hiếu khí và màng lọc màng siêu lọc (UF/MF) để tách bùn hoạt tính ra khỏi nước sau xử lý.

Nhờ khả năng giữ lại hầu hết vi khuẩn, chất rắn lơ lửng, màng MBR được ứng dụng rộng rãi trong:

• Nước thải sinh hoạt khu dân cư, chung cư, tòa nhà
• Nước thải bệnh viện, khách sạn, resort
• Nước thải công nghiệp yêu cầu tiêu chuẩn xả thải cao hoặc tái sử dụng

Tìm hiểu về màng MBR

Màng MBR là gì?

Màng MBR (Membrane Bioreactor) là loại màng lọc được sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải, thuộc nhóm màng siêu lọc (UF) hoặc màng vi lọc (MF) với kích thước lỗ màng rất nhỏ, thường trong khoảng 0,03 – 0,4 µm.

Về bản chất, màng lọc MBR đóng vai trò như một “bộ lọc tinh cuối cùng”, giữ lại:

• Bùn hoạt tính
• Chất rắn lơ lửng
• Phần lớn vi khuẩn và một phần virus

Điểm đặc biệt của công nghệ màng MBR nằm ở chỗ màng được đặt trực tiếp trong bể sinh học, thay vì đặt sau bể lắng. Nước thải sau khi được vi sinh phân hủy trong bể, sẽ được hút qua màng nhờ chênh lệch áp suất (TMP – Transmembrane Pressure). Phần nước đi qua màng trở thành nước sạch (permeate), còn bùn và cặn được giữ lại trong bể.

Tìm hiểu thêm về Màng MBR: Tại đây

Vai trò của màng lọc MBR trong hệ thống xử lý

Màng lọc MBR không chỉ đơn thuần là lọc nước, mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và cấu trúc của hệ thống:

Thay thế bể lắng truyền thống
Trong các hệ thống bùn hoạt tính thông thường, bể lắng II quyết định rất nhiều đến chất lượng nước đầu ra. Nếu bùn lắng kém (SVI cao, bùn nở, trương), nước đầu ra sẽ bị kéo theo bùn. Với màng MBR, quá trình tách rắn – lỏng không còn phụ thuộc vào khả năng lắng, mà dựa trên kích thước lỗ màng → chất lượng nước sau màng ổn định hơn.

Nâng cao chất lượng nước đầu ra
Do màng MBR chặn hầu hết vi khuẩn và chất rắn lơ lửng, nên:

• Độ đục nước sau xử lý rất thấp
• SS gần như bằng 0 hoặc rất thấp

Dễ đạt và vượt các quy chuẩn xả thải nghiêm ngặt (QCVN cột A). Thậm chí trong nhiều dự án, nước sau MBR còn được đưa sang RO hoặc khử trùng để tái sử dụng.

Tối ưu diện tích xây dựng
Vì không cần bể lắng II, và có thể thiết kế bể sinh học với nồng độ bùn rất cao, diện tích xây dựng có thể giảm 30 – 50% so với công nghệ truyền thống. Đây là điểm được các công trình trong khu đô thị, bệnh viện, tòa nhà cao tầng đánh giá rất cao.

Ổn định vận hành, ít bị ảnh hưởng bởi biến động tải
Do màng giữ lại toàn bộ bùn hoạt tính, hệ vi sinh trong bể luôn duy trì ở mật độ cao. Khi có biến động về lưu lượng hoặc nồng độ, hệ thống vẫn có “đệm” vi sinh đủ lớn để xử lý, giảm nguy cơ sốc tải.

Cấu tạo của công nghệ màng MBR

Vật liệu cấu tạo màng MBR

Các loại màng MBR trên thị trường thường được sản xuất từ những vật liệu chính sau:

PVDF (Polyvinylidene Fluoride)

• Chịu hóa chất tốt, bền với môi trường pH tương đối rộng
• Chịu được oxy hóa ở mức nhất định (NaOCl dùng trong CIP)
• Độ bền cơ học cao, chịu được sục khí, rung lắc

PES (Polyethersulfone)

• Tỷ lệ fouling hữu cơ tương đối thấp
• Cho phép dòng chảy xuyên màng (flux) khá ổn định

Tuy nhiên độ bền cơ học và chống oxy hóa có thể kém hơn PVDF tùy thiết kế phù hợp với các ứng dụng cần chất lượng lọc cao, nước có thành phần hữu cơ phức tạp.

PTFE, PE, các vật liệu composite khác

Các vật liệu này thường xuất hiện trong các sản phẩm chuyên biệt, nhằm mang lại ưu điểm về chống bám bẩn, độ kỵ nước, nhưng chi phí thường cao hơn.

Các bộ phận trong một module màng MBR

Một module màng MBR hoàn chỉnh thường bao gồm:

Phân loại các loại màng MBR phổ biến hiện nay 

Màng MBR dạng sợi rỗng (Hollow Fiber MBR) 

Công nghệ lọc màng của KOCH PURON® MBR sử dụng những sợi màng rỗng đặt ngập trong nước. Nước được thẩm thấu từ ngoài bề mặt màng vào trong qua các lỗ rỗng với kích thước siêu nhỏ 0.03 µm, loại bỏ hoàn toàn vi rút gây bệnh với kích thước lỗ màng 0,03 µm (loại màng thông thường 0,2-0,4 µm), giúp tái sử dụng nước thải tốt hơn các loại Màng MBR khác. Nhờ vậy chỉ có nước sạch được hút ra khỏi màng, toàn bộ bùn hoạt tính vi sinh và các loại vi khuẩn được giữ lại trong bể lọc màng. Giúp cho chất lượng nước đầu ra đạt chuẩn và ổn định loại bỏ hoàn toàn vi khuẩn.

Kích thước sợi màng MBR KOCH lớn hơn sợi màng rỗng thông thường khác (đường kính 2,6mm). Giảm đáng kể áp lực bơm hút nước, do đó áp suất vận hành và áp lực rửa ngược là rất thấp, mức tiêu thụ điện năng thấp. Đặc biệt cấu trúc sợi màng KOCH với các lỗ rỗng không đối xứng trên bề mặt giúp hạn chế tắc nghẽn. Giúp cho nước sạch thẩm thấu qua bề mặt màng tốt hơn. Góp phần làm tăng hiệu quả lưu lượng thấm hút qua màng.

Đặc điểm cấu trúc: 

• Gồm rất nhiều sợi nhỏ (hollow fiber) đường kính cỡ 1–2 mm, bên trong rỗng.
• Lỗ màng nằm trên thành sợi, nước thấm từ ngoài vào trong (outside-in) hoặc ngược lại (inside-out) tùy thiết kế.
• Các sợi được bó lại thành cụm, treo trong bể sinh học hoặc đặt trong module.

Ưu điểm: 

Diện tích bề mặt lớn trên một đơn vị thể tích

Do có rất nhiều sợi mảnh, tổng diện tích bề mặt màng tăng lên đáng kể, cho phép: 

• Tăng công suất xử lý trên cùng thể tích bể
• Giảm số module cần lắp đặt
• Chi phí đầu tư ban đầu tương đối hợp lý

Dễ lắp đặt và mở rộng
Hệ thống module sợi rỗng linh hoạt, có thể: 

• Bổ sung thêm module nếu muốn tăng công suất sau này
• Tháo – lắp từng cụm để bảo trì, vệ sinh, thay thế.

Nhược điểm cần lưu ý: 

Nguy cơ đứt sợi nếu vận hành sai cách 

• Sục khí quá mạnh, va đập cơ học hoặc kéo căng không đều có thể làm sợi bị mỏi, đứt. 

• Cần tuân thủ đúng hướng dẫn từ nhà sản xuất về lưu lượng khí, vận tốc dòng chảy, giới hạn TMP. 

Yêu cầu rửa hóa chất định kỳ
Các chất bẩn hữu cơ, vô cơ, dầu mỡ… có thể bám trên bề mặt hoặc trong lỗ màng, gây tăng áp (TMP). Nếu không: 

• Hiệu suất lọc giảm dần 

• Tăng chi phí năng lượng do bơm phải làm việc với áp cao hơn 

Ứng dụng: 

• Rất phù hợp cho nước thải sinh hoạt, bệnh viện, khách sạn, khu dân cư, nơi nước thải có đặc trưng hữu cơ dễ phân hủy, tải không quá khắc nghiệt.
• Thường được lựa chọn khi cần công suất trung bình đến lớn với chi phí đầu tư tối ưu.

Thông số kỹ thuật Màng Lọc MBR KOCH

Màng MBR dạng tấm phẳng (Flat Sheet MBR) 

Màng MBR dạng tấm phẳng (Flat Sheet / Flat Plate) được thiết kế dạng panel, bề mặt phẳng, độ bền cơ học cao. 

Đặc điểm cấu trúc: 

• Các tấm màng có dạng hình chữ nhật, cấu trúc nhiều lớp, trong đó lớp trên là lớp lọc. 

• Tấm màng được gắn vào khung, sắp xếp song song để tạo thành module. 

• Sinh khí được sục từ bên dưới, tạo dòng chảy rối quét ngang bề mặt màng. 

Ưu điểm: 

Độ bền cơ học rất cao 

• Do dạng tấm phẳng, màng ít bị rung lắc mạnh như sợi rỗng. 

• Khả năng chịu va đập, lực kéo tốt, phù hợp môi trường nước thải nặng, nhiều tạp chất. 

Khả năng chịu bẩn và fouling tốt 

• Bề mặt phẳng giúp việc sục khí và rửa cơ học hiệu quả. 

• Hạn chế tình trạng tắc nghẽn cục bộ như trong các lỗ sợi rỗng. 

• Thời gian giữa các lần CIP thường dài hơn. 

Phù hợp với nước thải công nghiệp tải nặng 

Khi nước thải có nhiều dầu mỡ, SS cao, kim loại, hóa chất, màng tấm phẳng thường hoạt động ổn định hơn. 

Nhược điểm: 

Chi phí đầu tư ban đầu cao hơn 

• Giá mỗi m² màng và bộ khung thường cao hơn sợi rỗng. 

• Cần cân nhắc bài toán kinh tế nếu công suất nhỏ. 

Diện tích bề mặt trên một module nhỏ hơn 

Để đạt cùng công suất, đôi khi cần nhiều module hơn hoặc bể lớn hơn so với sợi rỗng. 

Ứng dụng: 

• Nước thải công nghiệp tải nặng: thực phẩm, đồ uống, dệt nhuộm, sản xuất giấy, hóa chất… 
• Các hệ thống yêu cầu vận hành ổn định, bền lâu, chấp nhận chi phí đầu tư cao hơn. 

Đặc điểm kỹ thuật màng MBR tấm phẳng

Màng MBR dạng ống (Tubular MBR) 

Màng MBR dạng ống ít phổ biến hơn nhưng đóng vai trò quan trọng trong một số ngành đặc thù. 

Đặc điểm cấu trúc: 

• Màng được cuộn hoặc đúc dạng ống, đường kính lớn hơn sợi rỗng. 

• Nước thải chảy trong lòng ống, phần nước sạch thấm qua thành ống ra ngoài hoặc ngược lại (tùy thiết kế). 

• Thường đặt trong module áp lực, có vỏ bọc. 

Ưu điểm: 

Chịu được độ đục và SS rất cao 

• Do đường kính ống lớn, ít nguy cơ tắc nghẽn hoàn toàn. 

• Phù hợp nước thải nhiều dầu mỡ, cặn lớn, chất bẩn khó lắng. 

Dễ vệ sinh bằng hóa chất và rửa ngược áp lực 

• Có thể áp dụng các chế độ rửa ngược (backwash) hoặc dòng chảy tốc độ cao để làm sạch. 

• Thường được thiết kế cho các hệ thống cần khả năng làm sạch mạnh. 

Nhược điểm: 

Chi phí đầu tư và vận hành cao 

• Bơm cần áp suất cao hơn, tiêu thụ năng lượng nhiều. 

• Giá module và phụ kiện thường không rẻ. 

Cấu hình hệ thống phức tạp hơn 

Đòi hỏi kỹ thuật thiết kế, lắp đặt và vận hành cao hơn sợi rỗng hoặc tấm phẳng. 

Ứng dụng: 

• Một số ngành công nghiệp nặng, nước thải rất khó xử lý. 

• Các trường hợp cần giải pháp chuyên biệt, chấp nhận chi phí vận hành cao để đổi lấy độ ổn định. 

Một số loại thương hiệu màng MBR được sử dụng phổ biến ở Việt Nam

MÀNG KOCH – USA

Thông số kỹ thuật Màng Lọc MBR KOCH :

MÀNG MITSUBISHI RAYON 

Thông số kỹ thuật màng MBR Mitsubishi Rayon:

1.  Loại: SADF0690

• Diện tích màng: 6m2/Module ,
• Kích thước: 30x620x1015 (mm)
• Lỗ màng : 0.4µm
• pH : 4-9
• Lưu lượng nước thải xử  lý:  1,2-2,4 m3/ngày
• Chiều cao mực nước bể : 2 m

2. Loại: SADF1590

• Diện tích màng: 15m2/Module ,
• Kích thước: 30x1250x1300 (mm)
• Lỗ màng : 0.4µm
• pH : 4-9
• Lưu lượng nước thải xử  lý:  3-6 m3/ngày
• Chiều cao mực nước bể : 3 m

3. Loại: SADF2590

• Diện tích màng: 25m2/Module ,
• Kích thước: 30x1250x2000 (mm)
• Lỗ màng : 0.4µm
• pH : 4-9
• Lưu lượng nước thải xử  lý:  5-10 m3/ngày
• Chiều cao mực nước bể : 3,5 m

MÀNG MBR LG 

Thông số kỹ thuật Màng MBR LG dạng tấm:

Màng MBR là giải pháp xử lý nước thải tiên tiến, giúp nâng cao chất lượng nước, giảm diện tích và tối ưu vận hành. Việc nắm rõ các loại màng lọc MBR, ưu nhược điểm và ứng dụng của từng loại là yếu tố quan trọng để thiết kế hệ thống phù hợp.

Nếu doanh nghiệp của bạn đang tìm kiếm một giải pháp xử lý nước thải hiệu quả – ổn định – đạt chuẩn xả thải, Công Ty TNHH Kỹ Thuật NTS , Giải pháp xử lý nước thải bằng công nghệ màng MBR tối ưu cho từng loại hình: sinh hoạt, bệnh viện, tòa nhà, khu dân cư, nhà máy sản xuất.

• Lựa chọn và cung cấp các loại màng lọc MBR chất lượng cao từ nhiều thương hiệu uy tín.
• Thiết kế hệ thống gọn – hiệu quả – tiết kiệm diện tích.
• Đồng hành vận hành & bảo trì, đảm bảo hệ thống hoạt động bền vững và ổn định.

Công ty TNHH Kỹ Thuật NTS cam kết mang đến giải pháp xử lý nước thải toàn diện, thân thiện môi trường và phù hợp tiêu chuẩn pháp lý, giúp doanh nghiệp an tâm trong mọi hoạt động sản xuất – vận hành. Liên hệ ngay để được tư vấn miễn phí!

Tham khảo thêm: Về dịch vụ Về dự án Về sản phẩm