Đánh Giá Khả Năng Kiểm Soát Bẩn Màng Của Hệ Thống MBR Với Màng Chuyển Động

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật môi trường đánh giá khả năng kiểm soát bẩn màng trong hệ thống MBR với màng chuyển động, cung cấp giải pháp hiệu quả.

• Tác giả: Phạm Hải Đăng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Công Nguyên
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường
• Đề tài: Đánh Giá Khả Năng Kiểm Soát Bẩn Màng Trong Hệ Thống MBR Chuyển Động
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Hệ Thống MBR Chuyển Động Giới Thiệu và Ưu Điểm

Công nghệ MBR (Membrane Bioreactor) ngày càng phổ biến trong xử lý nước thải và tái sử dụng nước nhờ hiệu quả vượt trội. Hệ thống này kết hợp quá trình xử lý sinh học và màng lọc, tạo ra nước thải đầu ra chất lượng cao. Tuy nhiên, vấn đề bẩn màng MBR và chi phí liên quan đến việc giảm thiểu bẩn màng luôn là một thách thức lớn. Nghiên cứu về MBR chuyển động (rMBR) ra đời nhằm giải quyết vấn đề này. rMBR cải tiến từ MBR truyền thống bằng cách sử dụng chuyển động tịnh tiến của màng để giảm thiểu bám dính và tích tụ chất bẩn trên bề mặt màng, giảm chi phí năng lượng và hóa chất. Việc loại bỏ bể lắng thứ cấp giúp tiết kiệm đáng kể diện tích xây dựng. Công nghệ xử lý nước thải bằng MBR mang lại nhiều lợi ích về hiệu quả xử lý và giảm thiểu tác động đến môi trường.

1.1. Định nghĩa và nguyên lý hoạt động của MBR chuyển động

Hệ thống MBR chuyển động (rMBR) là một cải tiến của công nghệ MBR truyền thống, trong đó màng lọc được đặt trong một bể phản ứng sinh học và được thiết kế để chuyển động. Chuyển động này có thể là tịnh tiến, lắc hoặc rung, nhằm mục đích tạo ra lực cắt trên bề mặt màng, giúp ngăn ngừa sự tích tụ của các chất gây bẩn. Nguyên lý hoạt động của rMBR dựa trên sự kết hợp giữa quá trình xử lý sinh học của bùn hoạt tính và quá trình lọc bằng màng. Bùn hoạt tính phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải, trong khi màng lọc giữ lại các chất rắn lơ lửng và vi sinh vật. Theo nghiên cứu của Phạm Hải Đăng (2019), rMBR có khả năng kiểm soát bẩn màng tốt hơn so với MBR thông thường.

1.2. So sánh hiệu quả của MBR chuyển động với MBR truyền thống

So với MBR truyền thống, MBR chuyển động (rMBR) mang lại nhiều ưu điểm vượt trội. Đầu tiên, rMBR giúp giảm thiểu bẩn màng MBR nhờ cơ chế chuyển động liên tục, làm giảm sự bám dính của các chất ô nhiễm lên bề mặt màng. Thứ hai, rMBR có thể hoạt động với nồng độ bùn cao hơn, giúp tăng hiệu quả xử lý. Thứ ba, rMBR giảm tiêu thụ năng lượng so với MBR truyền thống do không cần sử dụng nhiều khí để khuấy trộn và làm sạch màng. Theo nghiên cứu của Phạm Hải Đăng (2019), rMBR có thể giảm tới 24% năng lượng tiêu thụ so với MBR thông thường, thể hiện hiệu suất hệ thống MBR chuyển động.

II. Vấn Đề Bẩn Màng MBR Các Yếu Tố Ảnh Hưởng và Hậu Quả

Bẩn màng MBR là một trong những thách thức lớn nhất đối với công nghệ MBR. Hiện tượng này xảy ra do sự tích tụ của các chất ô nhiễm như chất hữu cơ, chất keo, vi sinh vật và các hạt rắn lên bề mặt màng, làm giảm thông lượng và hiệu quả lọc. Các yếu tố ảnh hưởng bẩn màng bao gồm thành phần nước thải, điều kiện vận hành (lưu lượng, áp suất), tính chất màng và đặc tính của bùn hoạt tính. Việc kiểm soát bẩn màng hiệu quả là yếu tố then chốt để đảm bảo hoạt động ổn định và kéo dài tuổi thọ của hệ thống MBR.

2.1. Các cơ chế gây bẩn màng và phân loại bẩn màng

Có nhiều cơ chế gây bẩn màng, bao gồm hấp phụ, lắng đọng, tắc nghẽn lỗ màng và hình thành lớp cake trên bề mặt màng. Bẩn màng có thể được phân loại thành bẩn thuận nghịch (có thể loại bỏ bằng rửa ngược hoặc làm sạch vật lý) và bẩn không thuận nghịch (khó loại bỏ, cần hóa chất mạnh). Các thành phần trong nước thải như chất hữu cơ, polisaccarit, protein, và các sản phẩm vi sinh vật ngoại bào (EPS) đều góp phần vào quá trình bẩn màng MBR. Việc hiểu rõ các cơ chế này giúp lựa chọn các phương pháp kiểm soát bẩn màng MBR phù hợp.

2.2. Ảnh hưởng của bẩn màng đến hiệu suất hệ thống MBR

Bẩn màng gây ra nhiều ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất hệ thống MBR. Khi màng bị bẩn, thông lượng giảm, áp suất qua màng (TMP) tăng, dẫn đến tăng chi phí năng lượng cho việc bơm. Ngoài ra, bẩn màng có thể làm giảm chất lượng nước thải đầu ra do các chất ô nhiễm bị giữ lại trên màng. Nếu không được kiểm soát kịp thời, bẩn màng có thể gây ra tắc nghẽn màng, làm giảm tuổi thọ màng và tăng chi phí bảo trì, sửa chữa. Do đó, việc giám sát và kiểm soát bẩn màng MBR là vô cùng quan trọng.

III. Phương Pháp Kiểm Soát Bẩn Màng MBR Chuyển Động Hiệu Quả và Ưu Điểm

Để giảm thiểu bẩn màng MBR, nhiều phương pháp đã được nghiên cứu và ứng dụng. Trong số đó, việc sử dụng MBR chuyển động (rMBR) là một giải pháp tiềm năng. Chuyển động của màng tạo ra lực cắt, giúp ngăn ngừa sự tích tụ của các chất bẩn trên bề mặt màng. Ngoài ra, các phương pháp khác như rửa ngược, sục khí, và sử dụng hóa chất cũng có thể được áp dụng. Tuy nhiên, rMBR có ưu điểm là giảm tiêu thụ năng lượng và hóa chất so với các phương pháp truyền thống. Nghiên cứu của Phạm Hải Đăng (2019) đã chứng minh khả năng kiểm soát bẩn màng của rMBR.

3.1. Cơ chế hoạt động của chuyển động màng trong việc kiểm soát bẩn

Chuyển động của màng trong MBR chuyển động tạo ra lực cắt trên bề mặt màng, giúp phá vỡ lớp bẩn đang hình thành và ngăn ngừa sự tích tụ của các chất ô nhiễm. Lực cắt này có thể được tạo ra bằng nhiều cách, chẳng hạn như chuyển động tịnh tiến, lắc hoặc rung. Chuyển động liên tục của màng giúp duy trì bề mặt màng sạch sẽ hơn, từ đó cải thiện thông lượng và giảm áp suất qua màng. Cơ chế bẩn màng được kiểm soát hiệu quả hơn nhờ sự tác động vật lý trực tiếp này.

3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả kiểm soát bẩn màng của rMBR

Hiệu quả kiểm soát bẩn màng của MBR chuyển động phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm tần số và biên độ chuyển động, hình dạng và kích thước của màng, thành phần nước thải và điều kiện vận hành. Tần số và biên độ chuyển động cần được tối ưu hóa để tạo ra lực cắt đủ mạnh để ngăn ngừa bẩn màng MBR mà không gây ra hư hỏng cho màng. Thành phần nước thải cũng ảnh hưởng đến hiệu quả kiểm soát bẩn, vì một số chất ô nhiễm có thể bám dính mạnh hơn lên bề mặt màng. Theo tài liệu nghiên cứu, việc lựa chọn thông số vận hành phù hợp là then chốt để đạt được hiệu quả kiểm soát bẩn tối ưu.

3.3. So sánh rMBR với các phương pháp kiểm soát bẩn màng khác

So với các phương pháp kiểm soát bẩn màng khác như rửa ngược, sục khí và sử dụng hóa chất, MBR chuyển động (rMBR) có nhiều ưu điểm. Rửa ngược và sục khí tiêu thụ nhiều năng lượng và có thể không hiệu quả đối với các loại bẩn khó loại bỏ. Sử dụng hóa chất có thể gây ô nhiễm thứ cấp và làm giảm tuổi thọ màng. rMBR giảm thiểu việc sử dụng năng lượng và hóa chất, đồng thời có khả năng kiểm soát bẩn màng MBR hiệu quả hơn trong một số trường hợp. Tuy nhiên, rMBR có thể phức tạp hơn về mặt kỹ thuật và đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu cao hơn. Việc đánh giá hiệu quả MBR là rất quan trọng để lựa chọn phương pháp kiểm soát bẩn phù hợp.

IV. Nghiên Cứu Ứng Dụng Thực Tế và Đánh Giá Hiệu Quả Hệ Thống rMBR

Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để đánh giá hiệu quả của MBR chuyển động (rMBR) trong xử lý nước thải. Các nghiên cứu này thường tập trung vào việc so sánh hiệu suất xử lý, khả năng kiểm soát bẩn màng và tiêu thụ năng lượng của rMBR so với MBR truyền thống. Kết quả cho thấy rMBR có tiềm năng lớn trong việc cải thiện hiệu quả và giảm chi phí vận hành của hệ thống xử lý nước thải MBR. Nghiên cứu của Phạm Hải Đăng (2019) về đánh giá khả năng kiểm soát bẩn màng của hệ thống rMBR cho thấy kết quả đầy hứa hẹn.

4.1. Phân tích kết quả loại bỏ chất ô nhiễm trong nước thải

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng MBR chuyển động (rMBR) có khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải tương đương hoặc tốt hơn so với MBR truyền thống. rMBR có thể loại bỏ hiệu quả các chất hữu cơ (BOD, COD), chất dinh dưỡng (Nitơ, Phospho), và các chất rắn lơ lửng (TSS). Hiệu quả loại bỏ chất ô nhiễm phụ thuộc vào điều kiện vận hành, thành phần nước thải và thiết kế của hệ thống. Theo các tài liệu, rMBR có khả năng loại bỏ COD cao, thường trên 90%.

4.2. Đánh giá áp suất chuyển màng TMP và mức độ bẩn màng

Áp suất chuyển màng (TMP) là một chỉ số quan trọng để đánh giá màng MBR và mức độ bẩn màng. TMP tăng theo thời gian khi màng bị bẩn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng MBR chuyển động (rMBR) có thể giúp giảm tốc độ tăng TMP so với MBR truyền thống, cho thấy khả năng kiểm soát bẩn màng tốt hơn. Việc theo dõi TMP thường xuyên giúp phát hiện sớm các vấn đề về bẩn màng và thực hiện các biện pháp khắc phục kịp thời.

4.3. So sánh năng lượng tiêu thụ và chi phí vận hành giữa các hệ thống

Một trong những ưu điểm quan trọng của MBR chuyển động (rMBR) là giảm tiêu thụ năng lượng so với MBR truyền thống. rMBR giảm việc sử dụng khí nén để khuấy trộn và làm sạch màng, từ đó giảm chi phí năng lượng. Tuy nhiên, rMBR có thể đòi hỏi năng lượng cho việc di chuyển màng. Việc đánh giá hiệu quả MBR cần cân nhắc chi phí đầu tư ban đầu, chi phí vận hành (năng lượng, hóa chất) và chi phí bảo trì để đưa ra lựa chọn phù hợp. Nghiên cứu của Phạm Hải Đăng (2019) cho thấy rMBR có thể giảm 24% chi phí năng lượng.

V. Kết Luận và Triển Vọng Phát Triển của Hệ Thống MBR Chuyển Động

MBR chuyển động (rMBR) là một công nghệ đầy hứa hẹn cho xử lý nước thải với khả năng kiểm soát bẩn màng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. Mặc dù còn một số thách thức cần vượt qua, như chi phí đầu tư ban đầu cao và sự phức tạp về mặt kỹ thuật, rMBR có tiềm năng lớn để trở thành một giải pháp xử lý nước thải bền vững và kinh tế. Các nghiên cứu và phát triển trong tương lai có thể tập trung vào việc tối ưu hóa thiết kế và điều kiện vận hành của rMBR để nâng cao hiệu quả và giảm chi phí.

5.1. Tóm tắt những ưu điểm và hạn chế của công nghệ rMBR

MBR chuyển động (rMBR) mang lại nhiều ưu điểm so với MBR truyền thống, bao gồm khả năng kiểm soát bẩn màng tốt hơn, tiêu thụ năng lượng thấp hơn và khả năng hoạt động với nồng độ bùn cao hơn. Tuy nhiên, rMBR cũng có một số hạn chế, như chi phí đầu tư ban đầu cao hơn, sự phức tạp về mặt kỹ thuật và yêu cầu bảo trì cao hơn. Việc cân nhắc kỹ lưỡng các ưu điểm và hạn chế này là cần thiết để đưa ra quyết định lựa chọn công nghệ phù hợp.

5.2. Các hướng nghiên cứu và phát triển tiềm năng trong tương lai

Trong tương lai, các nghiên cứu về MBR chuyển động (rMBR) có thể tập trung vào việc tối ưu hóa thiết kế màng và hệ thống chuyển động để nâng cao hiệu quả kiểm soát bẩn màng MBR và giảm chi phí. Nghiên cứu về các vật liệu màng mới và các phương pháp tiền xử lý nước thải cũng có thể giúp cải thiện hiệu suất của rMBR. Ngoài ra, việc phát triển các mô hình điều khiển tự động và hệ thống giám sát trực tuyến có thể giúp vận hành rMBR hiệu quả hơn và giảm chi phí bảo trì. Việc nghiên cứu các ứng dụng MBR trong các lĩnh vực mới cũng là một hướng đi tiềm năng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Với tốc độ phát triển nhanh của công nghiệp hóa và sự bùng nổ dân số, nhu cầu về nước trong cuộc sống hàng ngày đã tăng lên cùng với nhu cầu sử dụng nước của con người. Điều này dẫn đến tình trạng thiếu hụt nước và ô nhiễm môi trường nước. Vì vậy, các tiêu chuẩn và quy định nghiêm ngặt đã được ban hành nhằm buộc tất cả các ngành công nghiệp phải sử dụng các công nghệ xử lý phù hợp để giảm ô nhiễm trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Ngày nay, nhiều công trình xử lý nước thải đã được ứng dụng như bùn hoạt tính truyền thống, lọc sinh học, hồ sinh học… Tuy nhiên, các công trình này có phạm vi ứng dụng còn hạn chế, thu hồi năng lượng thấp và quá trình vận hành tốn nhiều chi phí (Khan và cộng sự, 2018).

Việc sử dụng các công trình xử lý sinh học hiếu khí truyền thống gặp phải nhiều khó khăn, cụ thể là những biến động về lưu lượng, thành phần tính chất của nước thải tác động đến chất lượng nước đầu ra cũng như làm tăng hàm lượng cặn lơ lửng do hiện tượng trôi bùn… Hơn nữa, trong tình trạng quỹ đất ngày càng khan hiếm như hiện nay, các công nghệ đơn giản, tiết kiệm diện tích nhưng hiệu quả xử lý cao thường được quan tâm để lựa chọn cho xử lý nước thải, điển hình là công nghệ màng MBR. Với công nghệ MBR, việc giải quyết vấn đề gia tăng công suất của hệ thống trở nên dễ dàng hơn. Bằng cách gia tăng diện tích màng, hệ thống MBR sẽ đáp ứng được hiệu quả xử lý cũng như mặt bằng sử dụng cho hệ thống xử lý nước thải. Tuy nhiên, trong quá trình vận hành, sự tích lũy của các chất keo, cặn lơ lửng, vi sinh… lên bề mặt màng đã góp phần làm giảm hiệu quả xử lý cũng như tuổi thọ của nó.

Từ đó, chi phí vận hành của hệ thống này tăng lên bởi việc sử dụng hóa chất hoặc sục khí để kiểm soát bẩn màng. Điều này cũng góp phần vào việc làm giảm tuổi thọ màng MBR trong quá trình sử dụng. Chính vì vậy, nghiên cứu xử lý nước thải bằng công nghệ màng di động Reciprocation MembraneBioreactor (rMBR) muốn hướng đến việc phát triển một công nghệ, là sự kết hợp của màng MBR và phương pháp chuyển động tịnh tiến của màng nhằm giảm thiểu bẩn màng cũng như chi phí năng lượng (cấp khí) và hóa chất để làm sạch màng.2 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá hiệu quả của việc áp dụng công MBR sử dụng màng di động, cụ thể:  Đánh giá khả năng loại bỏ chất hữu cơ, dinh dưỡng tại các chế độ chuyển động màng khác nhau.  Đánh giá khả năng kiểm soát bẩn màng và năng lượng sử dụng của hệ thống ở các chế độ vận hành khác nhau.3 Phạm vi nghiên cứu  Mô hình được đặt tại viện nghiên cứu nước trường đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh, cơ sở Lý Thường Kiệt.

 Nước thải được lấy tại canteen B4 trường đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh (cơ sở Lý Thường Kiệt).  Quá trình phân tích mẫu được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Khoa Môi trường và Tài nguyên – Đại học Bách Khoa TP.  Mô hình vận hành với lưu lượng 1m3/ngày.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.1 Ý nghĩa khoa học Kết quả của đề tài sẽ đưa ra một lựa chọn mới về công nghệ MBR sử dụng màng di động trong xử lý nước thải sinh hoạt. Các quá trình xử lý sinh học trước màng giúp làm giảm sự có mặt của các tác nhân gây bẩn màng trong nước thải trước khi được xử lý qua màng lọc, đồng thời việc sử dụng chuyển động tịnh tiến của màng giúp kiểm soát bẩn màng hiệu quả.2 Ý nghĩa thực tiễn Trong xử lý nước thải sinh hoạt nói riêng và xử lý nước thải nói chung, kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần cải thiện những khía cạnh sau:  Về mặt kỹ thuật: đề tài giúp giải quyết vấn đề ô nhiễm nước thải hiện nay cũng như vấn đề bẩn màng và chi phí năng lượng cho một hệ thống sinh học sử dụng màng.

Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho các khu dân cư, cawnteen, siêu thị và có thể ứng dụng thực tế tại các nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt cũng như cho nhiều hệ thống xử lý nước thải khác.  Về mặt kinh tế: nhờ khả năng kiểm soát bẩn màng hiệu quả, quá trình sinh học đặt trước công nghệ màng lọc MBR sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn do giúp giảm chi phí hóa chất rửa ngược từ đó kéo dài thời gian hoạt động và tăng tuổi thọ màng.5 Tính mới của đề tài Với sự phát triển của công nghệ màng hiện nay, MBR đã ngày càng trở nên phổ biến trong các ứng dụng cho xử lý nước – nước thải và tái sử dụng nước. Công nghệ xử lý sinh học kết hợp màng này hoạt động dựa trên sự kết hợp giữa quá trình bùn hoạt tính và màng. Các quá trình này đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ chất ô nhiễm ra khỏi nước, nhằm giải quyết vấn đề nước sạch hiện nay.

Tuy nhiên, các công nghệ MBR thông thường vẫn còn tồn tại những hạn chế, chẳng hạn như tiêu thụ năng lượng cao (do sử dụng năng lượng từ máy thổi khí cho quá trình làm sạch màng) và khó khăn trong việc kiểm soát bẩn màng. Vì vậy, để giảm chi phí vận hành, nghiên cứu hướng đến việc làm 2 sạch màng bằng chuyển động vật lý. Cụ thể trong nghiên cứu này, việc cải tiến công nghệ MBR truyền thống bằng cách sử dụng phần chuyển động của màng được gọi là MBR Reciprocating (rMBR) đã được thực hiện. Động cơ kéo màng sẽ được lắp đặt thay vì sử dụng máy thổi khí như trước đây, điều này sẽ tạo ra lực quán tính và làm giảm sự bám dính của các bông cặn lên bề mặt màng.

Từ đó, hiện tượng bẩn màng được giảm thiểu và cung cấp những tiến bộ về việc sử dụng năng lượng hiệu quả. 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Công nghệ MBR 2.1 Định nghĩa MBR và nguyên lý hoạt động Bể sinh học màng (Membrane BioReactor – MBR) là công nghệ xử lý nước thải kết hợp công nghệ bùn hoạt tính truyền thống với màng lọc sinh học. Một hệ thống MBR bao gồm một bể phản ứng sinh học với sinh khối lơ lửng hoặc dính bám và một module màng lọc có nhiệm vụ tách các chất rắn lơ lửng ra khỏi nước thải. Bể phản ứng sinh học có thể là bể kỵ khí hoặc hiếu khí.

Khả năng xử lý nước thải của bể MBR đến từ hai khía cạnh: khả năng phân hủy sinh học các chất ô nhiễm đến từ bể phản ứng và sự phân tách các chất hữu cơ có khối lượng phân tử lớn ra khỏi nước đến từ màng lọc. Nước thải đầu ra của bể MBR có chất lượng tương đương hoặc tốt hơn nước sau bể lắng cuối. Do đó, bể lắng sau quá trình bùn hoạt tính được loại bỏ, từ đó tiết kiệm diện tích đất xây dựng của công trình xử lý. Về tổng thể, công nghệ MBR có thể được phân ra làm 3 dạng dựa theo các cơ chế làm việc khác nhau:  Bể MBR nhúng chìm (sMBR) Trong bể sMBR, module màng lọc được nhúng chìm trực tiếp trong bể phản ứng.

Một bơm hút được sử dụng để hút nước thải đi qua các đơn vị màng lọc đó, bùn hoạt tính bị giữ lại trong bể phản ứng. Quá trình cấp khí xảy ra liên tục nhằm duy trì trạng thái hiếu khí trong bể. Ngoài ra việc cấp khí cũng giúp hạn chế nguy cơ xảy ra hiện tượng bẩn màng. sMBR có ưu điểm là tiêu thụ ít năng lượng và hiện tượng bẩn màng diễn ra chậm.

Nước thải đầu vào Màng lọc Nước thải đầu ra Bể phản ứng Bơm Hình 2.1 Bể MBR nhúng chìm (sMBR)  Bể MBR với màng đặt ngoài (cMBR) Bể cMBR cũng hoạt động tương tự như sMBR, tuy nhiên sự khác biệt chính của cMBR so với sMBR là việc các module màng lọc không nằm trong bể phản ứng mà được đặt trong một bể chứa riêng biệt, có nhiệm vụ giống như bể lắng bậc 2 của hệ thống xử lý sinh học truyền thống. Trong đó, bùn được giữ lại và tuần hoàn về bể xử lý, còn nước 4 được bơm hút qua màng lọc đi ra ngoài. cMBR thường được sử dụng khi nước có nồng độ bùn cao. Nước thải Bùn tuần hoàn đầu vào Bể phản ứng Nước thải đầu ra Bơm Màng lọc Hình 2.2 Bể MBR với màng đặt ngoài (cMBR)  Bể MBR lai hợp Dạng MBR này có cấu tạo và hoạt động khá tương tự với sMBR, tuy nhiên trong bể phản ứng có chứa nhiều giá thể cho phép vi sinh vật bám dính và phát triển.

Bể MBR lai hợp có nhiều ưu điểm nổi trội hơn sMBR nhờ hệ thống giá thể có khả năng giúp ổn định hiệu quả xử lý và giúp kiểm soát bẩn màng tốt. Nước thải Màng lọc đầu vào Nước thải đầu ra Giá thể Bơm Bể phản ứng Hình 2.3 Bể MBR lai hợp 2.2 Các loại màng Trong công nghệ MBR, màng lọc thường sẽ bẩn rất nhanh do nước thải được vận hành thường xuyên với nồng độ các chất rắn lơ lửng cao đi qua. Do đó, việc lựa chọn loại màng phù hợp rất quan trọng trong thiết kế bể MBR. Có 3 thông số cần phải lưu ý khi lựa chọn màng MBR cho hệ thống xử lý nước thải, đó là kích thước lỗ màng, vật liệu và hình dạng.

 Kích thước lỗ màng Tùy theo kích thước lỗ màng mà màng lọc MBR được chia thành nhiều loại khác nhau như MF, UF, NF và RO. Kích thước lỗ của từng loại màng được thể hiện trong Bảng 2.1 như sau: 5 Bảng 2.1 Kích thước lỗ màng và khả năng xử lý của từng loại màng (Lâm Minh Triết, 2015) Loại màng Kích thước lỗ màng Khả năng xử lý MF (Micro Filtration) 0,1 – 1 µm Vi khuẩn, mầm bào tử, tế bào UF (Ultra Filtration) 0,01 – 0,1 µm Chất keo và Virus NF (Nano Filtration) 1 – 10 nm Những đơn thể hữu cơ, đường, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ và các muối hòa tan RO (Reverse Osmosis) 0,1 – 1 nm Các nguyên tử tự do  Vật liệu màng Về vật liệu, có 2 loại vật liệu được sử dụng để sản xuất màng lọc MBR: vật liệu hữu cơ và vật liệu vô cơ.