Ứng dụng màng vi lọc để xử lý nước thải

So với các công nghệ màng khác, vi lọc (MF) cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nước thải. MF thường sử dụng sau các giai đoạn như tiền xử lý trước RO để kéo dài tuổi thọ màng và giảm tắc nghẽn, giảm chi phí vận hành. Đồng thời MF cũng là một phần của công nghệ MBR để giữ lại sinh khối. Hệ thống tích hợp MF – UF được đánh giá cao trong việc ứng dụng trong XLNT công nghiệp, sử dụng với mục đích tái sử dụng nước, tái chế và thu hồi chất thải.

Đặc điểm của màng vi lọc

Công nghệ vi lọc (MF) được coi là thích hợp loại bỏ hạt thô hoặc vi khuẩn có kích thước từ 0,025 – 10 micromet. Vi khuẩn, màu, chất lơ lửng được tách ra khỏi nước làm giai đoạn tiền xử lý nước trước khi đi qua các hệ thống phân tách có độ tinh khiết cao như UF, NF hoặc RO. Màng UF thường được sử dụng làm màng lọc sơ bộ. Màng rất dễ bị các tế bào, protein cùng hạt khác bám bẩn nghiêm trọng hơn so với màng NF/RO.

Tuy nhiên, các thành phần cấu tạo vật liệu màng cũng là yếu tố quan trọng trong việc giảm thiểu sự bám bẩn. Độ bền cơ học của màng MF cho phép dòng chảy cao hơn so với sử dụng màng polyme. Tuổi thọ màng gốm có thể gấp 2 – 5 lần so với các màng khác. Một ưu điểm khác của nó so với các loại cao phân tử có khả năng xử lý hóa chất trực tiếp, làm sạch và khử trùng nhiều lần.

Người ta thường ứng dụng màng MF để xử lý nước thải công nghiệp, chẳng hạn như giữ vai trò tiền xử lý nước thải từ các HTXLNT thuộc da. Đối với nguồn thải có hàm lượng chất rắn cao thì quy trình làm sạch bằng tuyển nổi không khí hòa tan (DAF) thường đứng trước hệ thống MF với mục đích giảm chi phí đầu tư màng và chi phí vận hành. Tùy thuộc vào tính chất hóa học cùng các thông số khác, phạm vi thu hồi MF đạt trung bình từ 90 – 95%.

Kết hợp vi lọc và siêu lọc lọc nước thải công nghiệp

MF kết hợp cùng siêu lọc (UF) tích hợp với nhiều quy trình khác để tăng hiệu quả xử lý, nâng cao chất lượng nước sau xử lý, giảm tiêu thụ năng lượng và giảm tác động đến môi trường, thu hồi và tái sử dụng nước thải. Trong các hệ thống XLNT công nghiệp thường tích hợp các giai đoạn xử lý như kết tủa, lọc, trao đổi ion, những quy trình này có thể được thay thế bằng MF, RO và thẩm tách điện. Những quy trình tích hợp phải kể đến như MF, UF, RO, khử trùng bằng tia cực tím, trao đổi ion.

Nổi bật phải kể đến sự kết hợp giữa bể phản ứng sinh học và màng MF hoặc UF (công nghệ MBR) tạo ra quy trình làm sạch phù hợp để XLNT đô thị và công nghiệp. Bể phản ứng sinh học là bể cấp oxy để VSV phân hủy chất hữu cơ hòa tan thành nito, nước và cacbon dioxide. Sinh khối sau đó được tách khỏi nước thải bằng màng MF, UF. Khi sử dụng phương pháp này, những chất có trọng lượng phân tử cao bị màng lọc loại bỏ và bị phân hủy.

Trong khi đó, việc thu hồi nước, các hợp chất độc hại và nước thải từ ngành công nghiệp hóa chất tránh ô nhiễm môi trường bằng cách áp dụng hệ thống ED với MF, UF và quá trình trao đổi ion. Quy trình này trở thành giải pháp tốt nhất để thu hồi và tái chế hợp chất có giá trị như niken, cadium, với các lĩnh vực công nghiệp chế biến kim loại. Quy trình tích hợp dựa vào việc sử dụng UF và MF có thể xử lý nước thải crom từ lĩnh vực thuộc da. MF loại bỏ chất rắn lơ lửng cùng ion kim loại nặng ra khỏi nước thải, còn ED tiếp tục làm sạch và khử muối đầu ra. UF và RO cũng được tích hợp để thu hồi thuốc nhuộm từ nước thải do ngành dệt may xả thải.

Đối với ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, hệ thống tích hợp MF và UF áp dụng thành công với khả năng làm sạch, cô đặc, khử muối, tái chế, thu hồi và tái chế. Nước thải tạo ra từ các lĩnh vực như nhà máy sữa, sản xuất đường, đồ uống được tái chế dưới sự hỗ trợ của hệ thống MF/UF giúp tiết kiệm chi phí vận hành, mang lại hiệu suất vượt trội hơn so với màng polyme.