Công nghệ xử lý nước thải MBBR là gì? Sơ đồ, quy trình công nghệ MBBR

Công nghệ xử lý nước thải MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) hiện đang là một trong những giải pháp sinh học tiên tiến được ứng dụng phổ biến tại Việt Nam nhờ hiệu quả xử lý cao, tiết kiệm diện tích và dễ vận hành. Vậy công nghệ MBBR là gì? Sơ đồ và quy trình công nghệ xử lý nước thải MBBR hoạt động ra sao mà có thể xử lý triệt để BOD, COD, Amoni chỉ trong thời gian ngắn? Bài viết dưới đây của Thành Tín sẽ giúp bạn hiểu rõ nguyên lý – cấu tạo – ưu điểm vượt trội của hệ thống MBBR, đồng thời là cơ sở quan trọng để lựa chọn công nghệ phù hợp cho dự án của doanh nghiệp mình.

Công nghệ xử lý nước thải mbbr là gì?

Công nghệ xử lý nước thải MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) là phương pháp xử lý nước thải sinh học sử dụng giá thể nhựa di động trong bể để tăng diện tích tiếp xúc và mật độ vi sinh vật. Khác với các công nghệ sinh học truyền thống, hệ thống MBBR cho phép vi sinh vật bám dính lên bề mặt giá thể thay vì chỉ lơ lửng trong nước, từ đó giúp tăng hiệu suất xử lý BOD, COD, Amoni ngay cả khi tải lượng ô nhiễm biến động.

Nguyên lý hoạt động của công nghệ xử lý nước thải MBBR dựa trên quá trình sinh học hiếu khí hoặc thiếu khí, trong đó các giá thể nhựa được khuấy trộn liên tục nhờ hệ thống sục khí hoặc máy khuấy. Vi sinh vật sẽ sinh trưởng và tạo màng biofilm trên giá thể, thực hiện quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ, nitơ, photpho trong nước thải. Khi lớp màng vi sinh dày lên, phần già sẽ bong ra và được loại bỏ ở các công đoạn lắng phía sau, giúp hệ thống tự động ổn định mà không cần hoàn lưu bùn như công nghệ bùn hoạt tính truyền thống.

Ứng dụng của công nghệ MBBR rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như:

• Xử lý nước thải sinh hoạt đô thị, khu dân cư, khách sạn, resort
• Xử lý nước thải chế biến thực phẩm, thủy sản, chăn nuôi
• Xử lý nước thải bệnh viện, y tế, khu công nghiệp
• Xử lý cải tạo hệ thống cũ (nâng cấp công suất mà không cần mở rộng diện tích)

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải MBBR

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải MBBR thường được thiết kế theo nguyên lý sinh học hiếu khí hoặc kết hợp thiếu khí – hiếu khí (Nitrification – Denitrification) nhằm tối ưu hiệu quả xử lý BOD, COD và Nitơ. Một hệ thống chuẩn MBBR sẽ bao gồm các hạng mục chính như:

Song chắn rác → Bể tách mỡ (nếu là nước thải sinh hoạt/FOH) → Bể điều hòa → Bể MBBR (thiếu khí + hiếu khí tùy thiết kế) → Bể lắng sinh học → Bể khử trùng → Xả ra môi trường / tái sử dụng

Trong đó, bể MBBR là trung tâm của hệ thống, chứa các giá thể nhựa dạng carriers chuyển động liên tục nhờ máy thổi khí hoặc máy khuấy, giúp vi sinh bám dính và phân hủy chất hữu cơ cực kỳ hiệu quả.

Quy trình xử lý nước thải MBBR

Quy trình xử lý nước thải theo công nghệ MBBR được triển khai theo các giai đoạn chính như sau:

Giai đoạn 1: Tiền xử lý (Pre-Treatment)

• Song chắn rác thô / tinh: loại bỏ rác lớn như bao nilon, gỗ, xơ vải…
• Bể tách mỡ (đối với nước thải sinh hoạt, bếp ăn): ngăn dầu mỡ gây tắc nghẽn đường ống.
• Bể lắng cát: loại bỏ cặn vô cơ (cát, sỏi…) giúp bảo vệ máy bơm, thiết bị phía sau.
  → Mục tiêu: bảo vệ thiết bị – giảm tải ô nhiễm thô trước khi xử lý sinh học.

Giai đoạn 2: Bể điều hòa (Equalization)

• Duy trì lưu lượng ổn định, tránh sốc tải cho bể sinh học.
• Kết hợp sục khí nhẹ để tránh yếm khí – phát sinh mùi hôi.
  → Tác dụng: cân bằng nồng độ BOD, COD, pH và lưu lượng trước khi vào bể MBBR.

Giai đoạn 3: Xử lý sinh học tại bể MBBR (Lõi công nghệ chính)

• Bể được thiết kế dạng thiếu khí (Anoxic) + hiếu khí (Aerobic) tùy theo yêu cầu xử lý Nitơ.
• Giá thể MBBR (carriers) chiếm 30–60% thể tích bể, luôn chuyển động nhờ sục khí/máy khuấy.
• Vi sinh vật bám trên giá thể tạo màng biofilm và thực hiện phân hủy BOD, COD, Amoni,…
  → Đây là giai đoạn xử lý chính – quyết định 80% hiệu suất của toàn hệ thống.

Giai đoạn 4: Lắng sinh học (Secondary Settling Tank)

• Vi sinh vật già, bong ra khỏi giá thể, sẽ được tách khỏi nước tại bể lắng.
• Bùn lắng xuống đáy bể và được bơm về bể chứa bùn.
• Nước trong ở phần trên sẽ chảy ra công đoạn xử lý tiếp theo.
  → Đảm bảo nước sau xử lý đạt độ trong cao – sẵn sàng cho khử trùng.

Giai đoạn 5: Khử trùng & xả thải

• Sử dụng Clorin, UV hoặc Ozone để tiêu diệt coliform, E.coli.
• Nước thải đạt QCVN 14:2008, QCVN 40:2011 (tùy lĩnh vực) trước khi xả môi trường.
• Tùy nhu cầu, có thể dẫn qua bể lọc áp lực, hồ sinh học, hệ thống tái sử dụng.

Ứng dụng công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt MBBR

Công nghệ xử lý nước thải MBBR được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải sinh hoạt nhờ khả năng xử lý hiệu quả các chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng như BOD, COD, TSS, Amoni, Coliform, đồng thời không cần hoàn lưu bùn như công nghệ bùn hoạt tính truyền thống. Đây là giải pháp lý tưởng cho các hệ thống yêu cầu vận hành ổn định, dễ bảo trì, diện tích nhỏ.

Một số mô hình áp dụng công nghệ MBBR trong xử lý nước thải sinh hoạt:

• Khu dân cư, chung cư, khu đô thị mới
• Khách sạn, resort, homestay, khu nghỉ dưỡng
• Trường học, bệnh viện, trung tâm thương mại
• Nhà máy chế biến thực phẩm, bếp ăn tập thể có nước thải sinh hoạt
• Các hệ thống cũ cần nâng cấp công suất nhưng không có quỹ đất mở rộng

Lý do công nghệ MBBR đặc biệt phù hợp với nước thải sinh hoạt:

• Tải lượng ô nhiễm dao động mạnh theo thời điểm (giờ cao điểm – thấp điểm) → MBBR tự cân bằng lại sinh khối nhờ màng vi sinh bám dính.
• Không cần người vận hành chuyên sâu, dễ kiểm soát.
• Xử lý mùi hôi tốt nếu kết hợp đúng thiết kế thiếu khí + hiếu khí.
• Hiệu suất xử lý BOD/COD > 90%, Amoni > 80–95%, đạt chuẩn xả thải QCVN 14:2008 cột A hoặc B.

Ưu điểm và hạn chế của công nghệ xử lý nước thải MBBR

Ưu điểm của công nghệ MBBR

• Hiệu suất xử lý cao, đặc biệt đối với các chỉ tiêu BOD, COD, Amoni, Nitơ tổng.
• Không cần hoàn lưu bùn, hạn chế tối đa hiện tượng tắc nghẽn, bám bùn trong đường ống.
• Tiết kiệm diện tích xây dựng, do khả năng tăng mật độ vi sinh nhờ sử dụng giá thể nhựa di động.
• Khả năng chịu tải sốc tốt, thích hợp với hệ thống có lưu lượng và nồng độ ô nhiễm biến động.
• Vận hành đơn giản, không cần kỹ thuật cao, phù hợp cho cả doanh nghiệp nhỏ và hệ thống tự động hóa.
• Có thể nâng cấp hệ thống xử lý cũ dễ dàng, chỉ cần bổ sung giá thể vào bể sinh học hiện có.
• Thân thiện với môi trường, giảm mùi hôi nhờ kết hợp thiếu khí + hiếu khí hợp lý.

Hạn chế của công nghệ MBBR

• Chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với công nghệ bùn hoạt tính truyền thống do cần mua giá thể nhựa đạt chuẩn kỹ thuật.
• Phụ thuộc vào hệ thống sục khí hoặc máy khuấy, nếu mất điện kéo dài có thể ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật.
• Cần thiết kế chính xác tỷ lệ tải trọng – thời gian lưu – mật độ giá thể, nếu không sẽ làm giảm hiệu suất xử lý.
• Không phù hợp với nước thải có hàm lượng dầu mỡ hoặc hóa chất độc cao nếu không có khâu tiền xử lý trước đó.

>> Xem thêm: Top 10 công nghệ xử lý nước thải phổ biến tại Việt Nam hiện nay

So sánh công nghệ MBBR với công nghệ AAO / SBR / MBR

Dưới đây là bảng so sánh công nghệ xử lý nước thải MBBR so với các công nghệ khác như AAO, SBR,MBR: 

Công nghệ xử lý nước thải MBBR là giải pháp sinh học tiên tiến được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhờ hiệu suất xử lý cao, khả năng chịu tải tốt, vận hành đơn giản và tiết kiệm diện tích. Với thiết kế linh hoạt, công nghệ MBBR không chỉ phù hợp cho các dự án xây mới mà còn đặc biệt hiệu quả trong việc nâng cấp – cải tạo hệ thống xử lý nước thải hiện hữu. Nếu doanh nghiệp của bạn đang tìm kiếm giải pháp xử lý nước thải ổn định, tiết kiệm ngân sách và dễ vận hành lâu dài, thì MBBR chính là lựa chọn đáng cân nhắc hàng đầu.