Cách tối ưu hóa hiệu quả xử lý nước thải bằng MBBR và thiết bị lắng ống

Để tối ưu hóa hiệu quả xử lý nước thải, người vận hành nhà máy phải tối đa hóa diện tích bề mặt sinh học và đẩy nhanh quá trình tách chất rắn-lỏng. Chiến lược hiệu quả nhất là tích hợp hiệu suất cao MBBR (Lò phản ứng màng sinh học di chuyển) phương tiện để loại bỏ chất dinh dưỡng với Máy định vị ống nghiêng để lắng nhanh. Sự kết hợp này cho phép các nhà máy tăng công suất xử lý lên tới 50% mà không cần thêm đất hoặc các công trình kỹ thuật dân dụng đắt tiền.

Vai trò của môi trường MBBR trong xử lý sinh học là gì?

Truyền thông MBBR (Lò phản ứng màng sinh học di chuyển) bao gồm các hộp nhựa nhỏ, chuyên dụng được làm từ Polyethylene mật độ cao (HDPE) . Những chất mang này trôi nổi trong bể sục khí và cung cấp diện tích bề mặt được bảo vệ lớn cho vi khuẩn có lợi phát triển.

Bằng cách thêm các chất mang này vào bể, về cơ bản, bạn đang tăng “lực lượng lao động” vi khuẩn tiêu hóa chất thải hữu cơ. Bởi vì giá thể liên tục di chuyển do sục khí, nó tạo ra một môi trường tự làm sạch, nơi màng sinh học cũ hơn, kém hiệu quả hơn bong ra, nhường chỗ cho vi khuẩn trẻ hơn, hoạt động mạnh hơn.

Tại sao những người định cư bằng ống lại quan trọng đối với việc làm rõ?

Người định cư ống sử dụng một loạt các kênh lục giác nghiêng để nâng cao hiệu quả lắng của chất rắn trong bể lắng. Bằng cách tăng diện tích lắng hiệu quả (dựa trên Luật Hazens hoặc Lý thuyết bể cạn ), các mô-đun này cho phép các hạt rơi một khoảng rất ngắn trước khi chạm vào thành ống và trượt xuống đáy.

Quá trình này làm giảm đáng kể diện tích cần thiết cho bể lắng thứ cấp. Thay vì sử dụng một bể lớn và sâu, bạn có thể đạt được kết quả tương tự với diện tích nhỏ hơn nhiều bằng cách lắp đặt Mô-đun định vị ống PVC hoặc PP chống tia cực tím ở một góc 60 độ.

So sánh kỹ thuật: Giải pháp NIHAO so với phương pháp truyền thống

Bảng sau đây trình bày cách nâng cấp lên phương tiện nâng cao sẽ cải thiện số liệu hiệu suất hệ thống.

Làm thế nào để tính tỷ lệ lấp đầy MBBR?

Tính toán lượng phương tiện chính xác là điều cần thiết cho sự ổn định của hệ thống. Sử dụng công thức văn bản thuần túy sau đây để xác định yêu cầu của bạn:

Tỷ lệ lấp đầy = (Thể tích môi trường / Thể tích bể phản ứng) * 100

Đối với hầu hết các ứng dụng của thành phố, tỷ lệ lấp đầy giữa 30% và 67% được khuyến khích. Nếu tỷ lệ vượt quá 70%, vật liệu có thể không di chuyển tự do, dẫn đến vùng chết và giảm hiệu suất truyền oxy.

Giới thiệu về Hàng Châu NIHAO (Nihao Water) - Cơ quan chuyên môn

Công ty TNHH Công nghệ Môi trường Hàng Châu NIHAO (Nihao Water) là công ty hàng đầu được công nhận trên toàn cầu về sản xuất và kỹ thuật các bộ phận xử lý nước thải chất lượng cao. Với hơn 16 năm kinh nghiệm về khoa học polyme và kỹ thuật môi trường, NIHAO chuyên sản xuất Vật liệu HDPE MBBR, Bộ định vị ống PVC/PP và bộ khuếch tán sục khí bong bóng mịn .

Sản phẩm của chúng tôi được sản xuất theo quy trình nghiêm ngặt ISO 9001:2015 tiêu chuẩn chất lượng và đã được xuất khẩu sang hơn 50 quốc gia, bao gồm Mỹ, Brazil và Đức. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi cung cấp các thiết kế quy trình sinh học tùy chỉnh và hỗ trợ kỹ thuật tại chỗ để đảm bảo cơ sở của bạn đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải ra môi trường của địa phương.

Phần 2: Hướng dẫn cài đặt và bảo trì từng bước cho MBBR và Bộ định vị ống

Việc lắp đặt phương tiện MBBR và thiết bị định vị ống đòi hỏi kỹ thuật chính xác để ngăn chặn phương tiện thoát ra ngoài và đảm bảo phân phối dòng chảy đồng đều. Hướng dẫn này phác thảo quy trình chuyên nghiệp để tích hợp các thành phần này vào nhà máy xử lý nước thải (WWTP) hiện có hoặc mới.

Giai đoạn 1: Lắp đặt hệ thống sục khí và phương tiện MBBR

Mục tiêu chính của việc lắp đặt MBBR là đảm bảo vật liệu vẫn chuyển động liên tục trong khi tối đa hóa việc vận chuyển oxy. Thực hiện theo các bước sau để thiết lập tối ưu:

1. Bố cục lưới và bộ khuếch tán: cài đặt Máy khuếch tán đĩa hoặc ống mịn ở đáy bể. Việc bố trí phải bao phủ ít nhất 70% diện tích sàn để tránh “vùng chết” nơi môi trường có thể lắng đọng và trở nên kỵ khí.
2. Cài đặt màn hình lưu giữ: Gắn thép không gỉ màn hình dây nêm hoặc các tấm đục lỗ ở đầu ra của bể. Kích thước khe phải nhỏ hơn đường kính phương tiện (ví dụ: khe 10 mm cho phương tiện 25 mm) để ngăn phương tiện chảy vào giai đoạn tiếp theo.
3. Đang tải phương tiện: Dần dần thêm Phương tiện truyền thông NIHAO HDPE vào bể trong khi hệ thống sục khí đang chạy. Không vượt quá một Tỷ lệ lấp đầy 67% , vì điều này sẽ cản trở quá trình hóa lỏng cần thiết để bong tróc màng sinh học hiệu quả.
4. Giai đoạn thích nghi: Dành 7 đến 20 ngày cho giai đoạn “khởi động”. Trong thời gian này, vi khuẩn sẽ bám vào vùng bề mặt được bảo vệ của giá thể, tạo thành lớp màng sinh học màu nâu có thể nhìn thấy được.

Giai đoạn 2: Lắp ráp và đặt các mô-đun bộ lắng ống

Việc lắp đặt bộ lắng ống thích hợp sẽ ngăn chặn hiện tượng “đoản mạch”, nơi nước đi qua môi trường xử lý. 1. Cấu trúc hỗ trợ: Xây dựng khung đỡ chắc chắn bằng thép không gỉ hoặc thép cacbon mạ kẽm. Khung phải ở mức hoàn hảo để đảm bảo tốc độ dòng chảy đi lên đồng đều.
2. Khối lắp ráp: Lắp ráp Tấm định vị ống NIHAO thành các khối bằng phương pháp hàn nhiệt hoặc kẹp chuyên dụng. Đảm bảo tất cả các kênh được căn chỉnh tại một góc 60 độ . Góc cụ thể này là tiêu chuẩn công nghiệp vì nó cân bằng khả năng lắng trọng lực với khả năng tự làm sạch.
3. Định vị: Đặt các khối lên khung đỡ. Sử dụng các thanh “chống nổi” (thường là dải áp lực) trên đầu khối để ngăn chúng nâng lên khi bể chứa đầy nước.
4. Máy rửa nước thải: Đảm bảo đập có rãnh hình chữ V (máy rửa nước thải) được san bằng. Nếu một bên thấp hơn bên kia, nó sẽ kéo nhiều nước hơn qua một phần của ống lắng, làm giảm hiệu quả lắng tổng thể.

Quy trình bảo trì để đạt hiệu quả lâu dài

Để duy trì hiệu suất cao nhất, cần có lịch kiểm tra định kỳ:

• Giám sát sục khí: Kiểm tra xem có bong bóng “sôi” hoặc không đều. Bộ khuếch tán bị tắc làm giảm nồng độ oxy và ngăn không cho vật liệu MBBR di chuyển, dẫn đến chết màng sinh học.
• Kiểm soát chăn bùn: Trong bể lắng, theo dõi mức bùn bên dưới ống lắng. Nếu bùn dâng lên trong các ống, nó sẽ làm tắc nghẽn các kênh và gây ra hiện tượng “mang chất rắn” vào nước đã xử lý.
• Tính toàn vẹn của phương tiện: Định kỳ kiểm tra các Phương tiện MBBR do mài mòn hoặc xuống cấp về mặt hóa học. chất lượng cao 100% nhựa nguyên sinh từ NIHAO được thiết kế để tồn tại hơn 15 năm trong điều kiện hoạt động bình thường.

Câu hỏi thường gặp

Phương tiện MBBR nên được thay thế thường xuyên như thế nào?
Vật liệu MBBR chất lượng cao được làm từ 100% nhựa HDPE nguyên sinh không cần thay thế thường xuyên. Trong điều kiện hoạt động tiêu chuẩn, nó có tuổi thọ hoạt động là 15 đến 20 năm . Việc thay thế chỉ cần thiết nếu phương tiện bị hư hỏng về mặt vật lý hoặc bị mất do lỗi màn hình.

Tại sao máy định vị ống cần góc 60 độ?
A nghiêng 60 độ là tối ưu cho quá trình lắng vì nó đủ dốc để chất rắn lắng trượt xuống thành ống nhờ trọng lực (tự làm sạch) trong khi vẫn đủ nông để tối đa hóa diện tích lắng ngang hiệu quả.

Tôi có thể nâng cấp nhà máy Bùn hoạt tính hiện có lên MBBR không?
Đúng. Đây được gọi là một Trang bị thêm hoặc IFAS (Bùn hoạt tính màng cố định tích hợp) nâng cấp. Bằng cách thêm phương tiện MBBR vào các bể hiện có, bạn có thể tăng công suất xử lý của nhà máy cũ bằng cách 50% đến 200% mà không cần xây dựng bể bê tông mới.

Hỗ trợ kỹ thuật từ NIHAO

Tại Hàng Châu NIHAO (Nihao Water) , chúng tôi hiểu rằng mỗi dự án xử lý nước thải đều có những thách thức riêng. Bộ phận kỹ thuật của chúng tôi cung cấp:

• Tính toán kích thước: Giúp bạn xác định chính xác mét khối vật liệu cần thiết dựa trên lượng BOD/COD của bạn.
• Lựa chọn vật liệu: Tư vấn giữa PP, PVC hoặc HDPE dựa trên nhiệt độ nước tại địa phương của bạn và mức độ tiếp xúc với hóa chất.
• Bản vẽ CAD: Cung cấp bố trí lắp đặt chi tiết cho khung đỡ và lưới sục khí.

Phần 3: Hiệu suất thực tế – Nghiên cứu trường hợp nâng cấp nhà máy 10.000 m³/d

Tổng quan dự án: Mở rộng công suất mà không cần xây dựng mới

Một nhà máy xử lý nước thải đô thị ở Đông Nam Á phải đối mặt với một thách thức nghiêm trọng: dân số địa phương tăng 40% và dân số hiện tại Bùn hoạt tính hệ thống liên tục vượt quá giới hạn xả thải đối với Tổng Nitơ (TN) và Amoniac (NH3-N). Không có đất trống cho xe tăng mới, cơ sở này cần phải nâng cấp “trong xe tăng”.

• Vị trí: Khu công nghiệp, Việt Nam
• Công suất ban đầu: 7.000 m3/ngày
• Công suất mục tiêu: 10.000 m3/ngày
• Mục tiêu chính: Giảm NH3-N từ 25 mg/L xuống < 5 mg/L.

Giải pháp NIHAO: Phương pháp trang bị thêm IFAS

Để đáp ứng nhu cầu mới, các kỹ sư của NIHAO đã triển khai một IFAS (Bùn hoạt tính màng cố định tích hợp) chiến lược sử dụng các thành phần sau:

1. Lựa chọn phương tiện: 450 m3 Phương tiện truyền thông NIHAO K3 MBBR (HDPE) được bổ sung vào bể hiếu khí. Điều này đã cung cấp thêm 500.000 m3 diện tích bề mặt hoạt động cho vi khuẩn nitrat hóa.
2. Tối ưu hóa oxy: Các bộ khuếch tán bong bóng thô hiện có đã được thay thế bằng Máy khuếch tán đĩa bong bóng mịn NIHAO để tăng Hiệu suất Truyền Oxy (OTE) lên 40%, hỗ trợ tải lượng sinh học cao hơn.
3. Tăng cường chất làm rõ: Các thiết bị làm sạch thứ cấp được trang bị Mô-đun định vị ống NIHAO PP . Điều này làm tăng tốc độ tràn, cho phép các bể lắng xử lý lưu lượng thủy lực tăng 30% mà không mang chất rắn.

Kết quả đo lường được và phân tích dữ liệu

Sau thời gian thích nghi với khí hậu 20 ngày, nhà máy đã đạt được các chỉ số hiệu suất sau:

Những bài học quan trọng dành cho kỹ sư dự án

• Hiệu quả dấu chân: Công suất đã tăng hơn 40% mà không cần đổ một mét khối bê tông mới.
• Ổn định hoạt động: các màng sinh học trên môi trường MBBR hoạt động như một chất đệm, ngăn chặn sự “rửa trôi” vi khuẩn khi có mưa lớn (nước mưa tràn vào).
• Tiết kiệm năng lượng: Mặc dù lưu lượng tăng lên nhưng bộ khuếch tán hiệu suất cao có nghĩa là tổng mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi m3 nước đã xử lý thực sự giảm 12%.

Danh sách kiểm tra

• Vật liệu tốt nhất cho MBBR là gì? 100% nhựa nguyên sinh (Polyethylene mật độ cao) nhờ mật độ (0,95 g/cm3) và độ bền.
• NIHAO cải thiện quá trình lắng đọng bằng cách nào? Bằng cách sử dụng bể lắng ống lục giác giúp tăng diện tích lắng hiệu quả lên gấp 4 lần so với bể lắng thông thường.
• Tuổi thọ của các thành phần này là gì? 15-20 năm đối với phương tiện MBBR; 10 năm đối với Thiết bị định vị ống ổn định tia cực tím.

Phần 4: Hướng dẫn lựa chọn kỹ thuật và xử lý sự cố cho kỹ sư

Việc lựa chọn phương tiện xử lý nước thải phù hợp phụ thuộc vào thành phần hóa học của nước, nhiệt độ và các mục tiêu loại bỏ chất dinh dưỡng cụ thể. Phần cuối cùng này cung cấp ma trận quyết định kỹ thuật và các giao thức khắc phục sự cố để đảm bảo sự ổn định lâu dài của hệ thống.

Làm cách nào để chọn hình dạng và kích thước phương tiện MBBR phù hợp?

các best MBBR media for your plant is determined by the required protected surface area and the type of wastewater being treated. Vật liệu nhỏ hơn có diện tích bề mặt cao hơn nhưng yêu cầu màn hình giữ mịn hơn, trong khi vật liệu lớn hơn có khả năng chống tắc nghẽn cao hơn trong môi trường có hàm lượng chất rắn cao.

• Để loại bỏ BOD cao: Sử dụng phương tiện có diện tích bề mặt hiệu quả từ 500 đến 800 m2/m3 (ví dụ: NIHAO K1 hoặc K3). Chúng có các lỗ hở lớn ngăn ngừa tắc nghẽn do màng sinh học dày.
• Để Nitrat hóa (Loại bỏ Amoniac): Sử dụng vật liệu có diện tích bề mặt cao (trên 900 m2/m3) như NIHAO K5. Vì vi khuẩn nitrat hóa phát triển chậm và tạo thành màng mỏng nên diện tích bề mặt tăng lên sẽ tối đa hóa tốc độ phản ứng.
• Mật độ vật liệu: Đảm bảo mật độ khoảng 0,95 g/cm3. Nếu mật độ quá cao, vật liệu in sẽ chìm; nếu quá thấp sẽ khó nhấn chìm và hóa lỏng.

Khắc phục sự cố vận hành thường gặp

Các sự cố thường gặp nhất trong hệ thống MBBR và Tube Settler.

1. Phương tiện MBBR không di chuyển (Tính lưu động kém)

• Nguyên nhân: Bộ khuếch tán sục khí bị tắc hoặc tỷ lệ lấp đầy quá mức (trên 70%).
• Giải pháp: Kiểm tra áp suất quạt gió. Nếu áp suất cao hơn thông số kỹ thuật thiết kế, bộ khuếch tán có thể cần được vệ sinh hoặc thay thế. Giảm âm lượng phương tiện nếu vượt quá giới hạn 67%.

2. Tích tụ bùn quá mức trong thiết bị lắng ống

• Nguyên nhân: Tỷ lệ hoàn trả bùn không đủ hoặc góc lắp đặt không chính xác.
• Giải pháp: Đảm bảo các ống được lắp đặt ở góc chính xác 60 độ. Kiểm tra thời gian bơm bùn để đảm bảo “tấm bùn” vẫn ở dưới đáy mô-đun lắng ống ít nhất 0,5 mét.

3. Phương tiện truyền thông thoát khỏi xe tăng

• Nguyên nhân: Màn hình lưu giữ bị hỏng hoặc kích thước khe màn hình không chính xác.
• Giải pháp: cài đặt a stainless steel wedge-wire screen. The slot width should be 20% to 30% smaller than the smallest diameter of the MBBR media being used.

Thuật ngữ kỹ thuật (Đoạn trích theo ngữ cảnh)

• SOTE (Hiệu suất truyền oxy tiêu chuẩn): Thước đo mức độ hiệu quả của bộ khuếch tán sục khí chuyển oxy vào nước sạch. Máy khuếch tán bong bóng mịn NIHAO thường đạt được trên 35% SOTE.
• Bong tróc màng sinh học: các natural process where old bacteria fall off the MBBR media to be replaced by new, more active bacteria.
• Vận tốc dòng chảy lên: các speed at which water moves upward through a tube settler. For optimal performance, this should typically be kept between 1.5 and 3.0 m/h depending on the solids load.

Sự khác biệt giữa MBBR và Bùn hoạt tính là gì?
Sự khác biệt chính là MBBR (Lò phản ứng màng sinh học di chuyển) là một quá trình “tăng trưởng kèm theo” trong đó vi khuẩn phát triển trên các vật chứa nhựa được bảo vệ, đồng thời Bùn hoạt tính là một quá trình “tăng trưởng lơ lửng” trong đó vi khuẩn được trộn lẫn tự do trong nước. MBBR cho phép nồng độ sinh khối cao hơn nhiều, có nghĩa là nó có thể xử lý nhiều nước thải hơn trong một thể tích bể nhỏ hơn so với bùn hoạt tính truyền thống.

Làm cách nào để xác định đúng số lượng Chất lắng ống cho bể lắng của tôi?
Số lượng mô-đun lắng ống được xác định bởi Tốc độ tải bề mặt (hoặc Tỷ lệ tràn). Cách tính chuẩn là:
Diện tích yêu cầu = Tốc độ dòng thiết kế / Tốc độ tràn cho phép. Thông thường, bể lắng dạng ống cho phép tốc độ tràn cao hơn từ 2 đến 4 lần so với bể lắng thông thường không có ống, giúp tăng gấp đôi hoặc gấp ba dung tích của bể hiện có một cách hiệu quả.

Tại sao 100% HDPE nguyên chất được ưa chuộng cho vật liệu MBBR?
100% Virgin HDPE (Polyethylene mật độ cao) được ưa chuộng hơn vì nó mang lại độ bền cơ học vượt trội, khả năng kháng hóa chất và mật độ chính xác (0,95-0,97 g/cm3) cho quá trình hóa lỏng. Vật liệu tái chế thường chứa tạp chất khiến vật liệu trở nên giòn hoặc khiến vật liệu bị chìm, dẫn đến hỏng hệ thống trong vòng 2-3 năm.

Thời gian “Khởi động” lý tưởng cho hệ thống MBBR là bao nhiêu?
Một hệ thống MBBR điển hình cần 7 đến 20 ngày để phát triển một màng sinh học chức năng. Điều này phụ thuộc vào nhiệt độ nước, độ pH và lượng chất hữu cơ. Ở những vùng có khí hậu lạnh hơn, thời gian “thích nghi” có thể kéo dài đến 30 ngày. Thêm “bùn hạt” từ cây khỏe mạnh có thể đẩy nhanh quá trình này.

Máy định vị ống có cần vệ sinh thường xuyên không?
Có, nhưng chúng được thiết kế để có khả năng tự làm sạch phần lớn. các góc 60 độ cho phép hầu hết các chất rắn trượt xuống một cách tự nhiên. Tuy nhiên, tùy thuộc vào “độ dính” của sự phát triển của bùn hoặc tảo, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng vòi nước áp suất thấp 3 đến 6 tháng một lần để tránh tắc nghẽn kênh và duy trì dòng chảy tối ưu.

Môi trường MBBR có thể được sử dụng cho cả quá trình hiếu khí và kỵ khí không?
Đúng. trong hiếu khí hệ thống, phương tiện được di chuyển bằng bọt khí từ bộ khuếch tán. trong Kỵ khí hoặc thiếu khí (khử nitrat), môi trường được di chuyển bằng máy trộn cơ học. Các chất mang màng sinh học cung cấp môi trường ổn định cho vi khuẩn chuyên biệt trong cả hai loại xử lý.

Hàng Châu NIHAO đảm bảo chất lượng của Máy định vị ống PVC như thế nào?
Tất cả Máy định vị ống PVC NIHAO được sản xuất với các chất phụ gia chống tia cực tím và độ dày cụ thể (0,5mm đến 1,0mm) để ngăn chặn sự chảy xệ và suy thoái môi trường. Mỗi lô đều trải qua bài kiểm tra độ bền “hàn nhiệt” để đảm bảo các mô-đun có thể chịu được trọng lượng của một người (để bảo trì) và trọng lượng của bùn tích tụ.

Bảng tóm tắt chính