I. Tổng quan về thiết bị sinh học màng MBR
Thiết bị sinh học màng MBR là công nghệ kết hợp giữa quá trình phân hủy sinh học hiếu khí và hệ thống lọc màng. Công nghệ này được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải công nghiệp, đặc biệt là nước thải dệt nhuộm. Màng lọc sinh học giúp tách sinh khối và vi khuẩn, đảm bảo chất lượng nước sau xử lý cao và ổn định. Ưu điểm của MBR bao gồm thiết bị nhỏ gọn, thời gian lưu thủy lực ngắn, và khối lượng bùn dư sinh ra ít.
1.1 Nguyên lý hoạt động của MBR
Thiết bị sinh học màng MBR hoạt động dựa trên nguyên lý kết hợp giữa bùn hoạt tính và màng lọc. Quá trình phân hủy sinh học hiếu khí diễn ra trong bể phản ứng, sau đó nước được lọc qua màng lọc sinh học để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và vi sinh vật. Công nghệ này giúp tối ưu hóa hiệu quả xử lý và giảm thiểu ô nhiễm thứ cấp.
1.2 Ưu điểm và hạn chế của MBR
Thiết bị sinh học màng MBR có nhiều ưu điểm như khả năng xử lý hiệu quả các chất hữu cơ khó phân hủy, giảm thiểu bùn dư, và chất lượng nước đầu ra cao. Tuy nhiên, hạn chế chính là chi phí đầu tư và vận hành cao, cũng như nguy cơ tắc nghẽn màng nếu không được vệ sinh định kỳ.
II. Xử lý chất màu Reactive Red 120
Chất màu Reactive Red 120 là một loại thuốc nhuộm azo phổ biến trong ngành dệt nhuộm, có độc tính cao và khó phân hủy sinh học. Việc xử lý chất màu này đòi hỏi các phương pháp tiên tiến như ozon hóa và công nghệ MBR. Ozon hóa giúp phá vỡ cấu trúc phức tạp của chất màu, tạo ra các hợp chất hữu cơ mạch ngắn dễ phân hủy hơn.
2.1 Quy trình ozon hóa
Quy trình ozon hóa sử dụng ozon (O3) để oxy hóa các hợp chất hữu cơ trong nước thải. Ozon phản ứng trực tiếp với chất màu Reactive Red 120, phá vỡ cấu trúc azo và tạo ra các sản phẩm dễ phân hủy hơn. Quá trình này không tạo ra chất ô nhiễm thứ cấp, thân thiện với môi trường.
2.2 Hiệu quả xử lý bằng MBR
Sau ozon hóa, thiết bị sinh học màng MBR được sử dụng để xử lý thứ cấp các hợp chất hữu cơ mạch ngắn. Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả loại bỏ COD và Reactive Red 120 đạt trên 90%, chứng minh tính khả thi của phương pháp này trong xử lý nước thải dệt nhuộm.
III. Ứng dụng công nghệ MBR trong xử lý nước thải
Công nghệ MBR đang được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải công nghiệp, đặc biệt là ngành dệt nhuộm. Công nghệ này không chỉ giúp xử lý hiệu quả các chất ô nhiễm hữu cơ mà còn đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt tiêu chuẩn môi trường. Ứng dụng công nghệ MBR còn góp phần giảm thiểu chi phí vận hành và bảo trì hệ thống xử lý nước thải.
3.1 Tối ưu hóa quy trình xử lý
Việc tối ưu hóa xử lý nước thải bằng công nghệ MBR bao gồm điều chỉnh các thông số như thời gian lưu thủy lực (HRT), thời gian lưu bùn (SRT), và chế độ sục khí. Kết quả nghiên cứu cho thấy các thông số này ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả xử lý COD và Reactive Red 120.
3.2 Giải pháp phục hồi màng lọc
Một trong những thách thức của công nghệ MBR là hiện tượng tắc nghẽn màng. Nghiên cứu đề xuất giải pháp vệ sinh màng bằng dung dịch NaOCl, giúp phục hồi hiệu suất lọc và kéo dài tuổi thọ của màng.
