Nguyên lý hoạt động, mục đích và quy trình xử lý của công nghệ RO/MBR

Xử lý nước cấp bằng công nghệ RO/MBR

1.Tổng quan về công nghệ

Công nghệ RO (Reverse Osmosis – thẩm thấu ngược) và MBR (Membrane Bio Reactor – bể lọc màng sinh học) là hai phương pháp hiện đại, tiên tiến trong xử lý nước, được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống xử lý nước cấp nhằm cung cấp nguồn nước sạch đạt tiêu chuẩn sinh hoạt hoặc sản xuất.

Công nghệ	RO (Thẩm thấu ngược)	MBR (Bể sinh học màng)
Nguyên lý	Sử dụng màng bán thấm áp lực cao để loại bỏ ion, vi khuẩn, chất rắn hòa tan.	Kết hợp giữa xử lý sinh học hiếu khí và lọc màng vi lọc (MF) hoặc siêu lọc (UF) để tách nước sạch.
Mục đích	Khử muối, kim loại nặng, chất hữu cơ hòa tan.	Xử lý chất hữu cơ, vi sinh, chất rắn lơ lửng.
Ứng dụng	Nước nhiễm mặn, nước cấp yêu cầu độ tinh khiết cao.	Nước thải sinh hoạt/công nghiệp có hàm lượng BOD/COD cao.

2. Quy trình xử lý nước cấp bằng RO/MBR

a. Xử lý bằng công nghệ RO

Tiền xử lý:
- Lọc thô, keo tụ – tạo bông, lắng, lọc cát, than hoạt tính → loại bỏ cặn, sắt, mangan, hữu cơ.
- Khử trùng bằng UV/Clo → Ngăn tắc màng do vi sinh.
Hệ thống RO:
- Áp suất cao (10-70 bar) đẩy nước qua màng RO, giữ lại 95-99% ion (Na⁺, Cl⁻, Fe³⁺...).
- Nước tinh khiết thu ở đầu permeate; chất cô đặc xả bỏ ở đầu concentrate.
Hậu xử lý:
- Cân bằng pH bằng NaOH/CO₂.
- Bổ sung khoáng (nếu dùng cho sinh hoạt).

b. Xử lý bằng công nghệ MBR

Bể sinh học:
- Bùn hoạt tính phân hủy chất hữu cơ (BOD, COD).
Màng lọc MBR:
- Màng vi lọc (kích thước lỗ 0.1-0.4 µm) giữ lại bùn và vi sinh vật.
- Nước sau lọc đạt QCVN 40:2011/BTNMT (nước thải) hoặc QCVN 08-MT:2015 (nước mặt).

c. Kết hợp RO + MBR

Quy trình:
MBR (xử lý hữu cơ) → RO (khử muối, độ cứng) → Nước siêu sạch.

Ứng dụng:
Tái sử dụng nước thải thành nước cấp chất lượng cao cho sản xuất công nghiệp.

3. Ưu điểm và hạn chế

Tiêu chí

MBR

Ưu điểm

- Loại bỏ 99% tạp chất hòa tan.

- Phù hợp xử lý nước mặn, nhiễm kim loại.

- Tiết kiệm diện tích, không cần bể lắng.

- Nước đầu ra ổn định, ít bị ảnh hưởng tải trọng.

Hạn chế

- Chi phí đầu tư, vận hành cao

- Lãng phí nước thải (30-50% tổng lưu lượng).

- Màng dễ tắc nếu không vệ sinh định kỳ.

- Không xử lý được muối hòa tan.

4. Ứng dụng thực tế tại Việt Nam

Khu công nghiệp Dệt may (Đồng Nai):
- Công nghệ: MBR + RO để tái sử dụng nước thải nhuộm vải.
- Kết quả: Giảm 70% lượng nước ngầm khai thác.
Nhà máy nước sạch Sông Đuống (Hà Nội):
- Sử dụng RO để xử lý nước sông Hồng nhiễm phèn, mặn mùa khô.

Lưu ý khi áp dụng:

RO cần nguồn điện ổn định và hệ tiền xử lý tốt để tránh hư màng.
MBR phù hợp với nước có tải trọng hữu cơ cao (BOD > 200 mg/l).

5. Tiêu chuẩn đầu ra

RO: Đạt QCVN 01:2009/BYT (nước ăn uống) hoặc QCVN 14:2018/BYT (nước sinh hoạt).
MBR: Đạt QCVN 40:2011/BTNMT (nước thải công nghiệp).

6. Kết luận

RO: Lựa chọn tối ưu cho xử lý nước nhiễm mặn, yêu cầu độ tinh khiết cao.
MBR: Phù hợp xử lý nước thải hữu cơ, tái sử dụng cho sản xuất.
Kết hợp RO + MBR: Giải pháp toàn diện cho khu công nghiệp cần tái chế nước thải thành nước cấp.