Nghiên cứu xử lý nước thải dân cư bằng công nghệ màng lọc sinh học MBR (Membrane bioreactor)

Nguyễn Minh Kỳ * , Nguyễn Hoàng Lâm và Trần Thị Tuyết Nhi

* Tác giả liên hệ (ngminhky@yahoo.com)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Ngày nhận bài: 08-03-2017
Ngày nhận bài sửa: 12-07-2017
Ngày duyệt đăng: 30-10-2017
Ngày xuất bản: 30-10-2017
Title: Application of membrane bioreactor (MBR) technology for residential wastewater treatment
DOI: 10.22144/ctu.jvn.2017.112
Lượt xem
775
Downloads
667
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC
Trích dẫn
Kỳ, N. M., Lâm, N. H., & Nhi, T. T. T. (2017). Nghiên cứu xử lý nước thải dân cư bằng công nghệ màng lọc sinh học MBR (Membrane bioreactor). Tạp chí Khoa học Đại học Cần Thơ, (52), 72-79. https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2017.112
Số báo
Số. 52 (2017)
Chuyên mục
Môi trường

Abstract

This study is aimed to assess the efficiency of residential wastewater treatment by membrane bioreactor (MBR) technology. The working volume of the reactor is 36 liters (L*W*H = 24*20*75 cm) and the pore size of submerged membrane modules is 0.4 μm. MBR experimental model is a combination of the organic matter biodegradation and microbial biomass separation technique by membranes. Laboratory scale-model was set up to assess the efficiency of residential wastewater removal in the period of 121 days with the organic loading rates from 1.7 to 6.8 kgCOD/m3.day. Due to the high biomass concentration, the wastewater treatment efficiency of MBR is higher than traditional methods. The average treatment efficiency of TSS, BOD5, COD, TN, TP are 89.4; 94.6; 92.6; 64.6 and 79.2%, respectively. In general, membrane filtration technology can be applied to treat high organic loading wastewater, this is an effective solution for sustainable environmental protection.
Keywords: Activated slugde, biomass, BOD5, COD, MBR, residential wastewater

Tóm tắt

Mục đích của nghiên cứu nhằm đánh giá khả năng xử lý nước thải dân cư bằng công nghệ màng lọc sinh học (MBR). Bể phản ứng được thiết kế với dung tích hữu ích 36 lít (L*W*H = 24*20*75 cm) và sử dụng module màng nhúng chìm có kích thước lỗ lọc tương đương 0,4 µm. Mô hình thí nghiệm MBR là sự kết hợp giữa hai quá trình phân hủy sinh học chất hữu cơ và kỹ thuật tách sinh khối vi sinh bằng màng. Nghiên cứu bố trí thí nghiệm, đánh giá hiệu quả xử lý nước thải dân cư trong thời gian 121 ngày với tải lượng chất hữu cơ dao động từ 1,7 đến 6,8 kgCOD/m3.ngày. Nhờ nồng độ sinh khối cao, MBR gia tăng hiệu quả xử lý nước thải so với phương pháp truyền thống. Hiệu quả xử lý trung bình TSS, BOD5, COD, TN, TP tương ứng lần lượt 89,4; 94,6; 92,6; 64,6 và 79,2%. Nhìn chung, công nghệ màng lọc có thể áp dụng để xử lý nguồn nước thải có tải lượng chất hữu cơ cao và là giải pháp hữu hiệu bảo vệ môi trường bền vững.
Từ khóa: BOD5, bùn hoạt tính, COD, MBR, nước thải dân cư, sinh khối

Article Details

Tài liệu tham khảo

APHA, AWWA, WEF, 2005. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21st Ed. American Public Health Association, Washington DC.

Baker, R.W., 2004. Membrane Technology and Application, 2nd Ed. Jonh Wiley & Sons Ltd, USA.

Chu L., Li S., 2006. Filtration capability and operational characteristics of dynamic membrane bioreactor for municipal wastewater treatment. Separation and Purification Technology, 51(2): 173–179.

Cicek N., 2003. A review of Membrane Bioreactors and their potential application in the treatment of agricultural wastewater. Canadian Biosystems Engineering, 45(6): 37-49.

Defrance, L., Jaffrin, M.Y., 1999. Comparison between filtrations at fixed trans membrane pressure and fixed permeate flux: application to a membrane bioreactor used for wastewater treatment. Journal of Membrane Science, 152(2): 203-210.

Gander, M.A., Jefferson, B., Judd, S.J., 2000. Membrane bioreactors for use in small wastewater treatment plants: membrane materials and effluent quality. Water Science and Technology, 41(1): 205-211.

Trần Đức Hạ, Trần Thị Việt Nga, Trần Hoài Sơn, 2012. Ứng dụng công nghệ AO-MBR để xử lý nước thải sinh hoạt Hà Nội. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Viện KH&CN Việt Nam, 50(2B): 40-47.

Henze M., M.C.M. van Loosdrecht, G.A. Ekama and D. Brdjanovic, 2008. Biological Wastewater Treatment: Principles Modelling and Design. IWA Publishing, London, UK.

Huang, X., Gui, P., Qian, Y., 2000. Performance of submerged membrane bioreactor for domestic wastewater treatment. Tsinghua Science and Technology, 5(3): 237-240.

Huang, X., Gui, P., Qian, Y., 2001. Effect of sludge retention time on microbial behaviour in a submerged membrane bioreactor. Process Biochemistry, 36(10): 1001-1006.

Metcalf & Eddy., 2003. Wastewater engineering treatment and reuse, 4th Ed. McGraw Hill.

Monclus H., Sipma J., Ferrero G., Rodriguez-Roda I., Comas J., 2010. Biological nutrient removal in an MBR treating municipal wastewater with special focus on biological phosphorus removal. Bioresource Technology, 101(11): 3984-3991.

Qin, J.J., Oo, M.H., Tao, G., Kekre, K.A., 2007. Feasibility study on petrochemical wastewater treatment and reuse using submerged MBR. Journal of Membrane Science, 293(1-2): 161–166.

Ren, N.Q., Zhang,Y., Chen, Z.B., 2001. The mathematical model analysis of membrane flux by using submerged bioreactor with different membrane forms. High Technology Letters, 11: 100-103.

Rosenberger, S., Kruger, U., Witzig, W., Manz, W., Szewzyk, U., Kraume, M., 2002. Performance of a bioreactor with submerged membranes for aerobic treatment of municipal wastewater. Water Research, 36(2): 413-420.

Saima F., Beiping Z., Zhengxing Z., Lan G., Xiejuan L., 2015. Membrane separation technology on pharmaceutical wastewater by using MBR (Membrane Bioreactor). Journal of Environmental Protection, 6(4): 299-307.

Shim, J.K., Yoo, I.K., Lee, Y.M., 2002. Design and operation considerations for wastewater treatment using a flat submerged membrane bioreactor. Process Biochemistry, 38(2): 279-285.

Sridang, P.C., Kaiman, J., Pottier, A. and Wisniewski, C., 2006. Benefits of MBR in seafood wastewater treatment and water reuse: study case in Southern part of Thailand. Desalination, 200(1-3): 712-714.

Stefan, H., Walter, T., 2001. Treatment of urban wastewater in a membrane bioreactor at high organic loading rates. Journal of Biotechnology, 92(2): 95–101.

Đỗ Khắc Uẩn, Rajesh Banu, Ick- Tae Yeom, 2010. Đánh giá các ảnh hưởng của thông số động học và điều kiện vận hành đến sản lượng bùn dư trong hệ thống xử lý nước thải đô thị bằng phương pháp sinh học kết hợp với lọc màng. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, 4(39): 25-33.

Ueda, T., Hata, K., Kikuoka, Y., 1996. Treatment of domestic sewage from rural settlements by a membrane bioreactor. Water Science and Technology, 34(9): 189–196.

Wang Z.W., Wu Z.C., Gu G.W., Yu G.P., Ma L.M., 2006. Simultaneous nitrogen and phosphor removal in an aerobic submerged membrane bioreactor. Journal of Environmental Sciences, 18(3): 439-45.

Water Enviroment Federation, 2006. Membrane systems for wastewater treatment. Press McGraw-Hill, New York.

Wen, J., Liu, Y., Tu, Y. and LeChevallier, M., 2015. Energy and chemical efficient nitrogen removal at a full-scale MBR water reuse facility. AIMS Environmental Science, 2(1): 42-55.

Xing, C.H., Tardieu E., Qian Y., Wen W.H., 2000. Ultrafiltration membrane bioreactor for urban wastewater reclamation. Journal of Membrane Science, 177(1-2): 73–82.

Xing, C.H., Wen, X.H., Qian, Y., Tardieu, E., 2001. Microfiltration-membrane-coupled bioreactor for urban wastewater reclamation. Desalination., 141(1): 63-73.