Màng MBR trong hệ thống xử lý nước thải giảm lưu lượng (flux) nhanh bất thường là một trong những sự cố phổ biến nhất khi vận hành hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ Màng lọc sinh học (Membrane Bioreactor – MBR). Hiện tượng này thường biểu hiện qua việc lưu lượng nước thấm qua màng giảm đột ngột, áp suất xuyên màng (TMP – Transmembrane Pressure) tăng nhanh, dẫn đến hiệu suất hệ thống giảm mạnh.
Đây chủ yếu do tắc nghẽn màng (membrane fouling) hoặc các vấn đề vận hành cấp tính.
Dấu hiệu nhận biết công nghệ xử lý nước thải màng MBR giảm lưu lượng
- Lưu lượng permeate (nước sạch sau màng) giảm rõ rệt trong thời gian ngắn (vài giờ đến 1-2 ngày).
- TMP tăng cao nhanh chóng (có thể vượt 0,3–0,4 bar hoặc theo giới hạn nhà sản xuất).
- Nước sau xử lý giảm lưu lượng, đôi khi kèm theo độ đục tăng hoặc chất lượng không đạt chuẩn.
- Hệ thống báo alarm áp suất hoặc bơm hút hoạt động quá tải.
Nguyên nhân chính màng MBR gây giảm lưu lượng nhanh bất thường
Dựa trên thực tiễn vận hành MBR tại Việt Nam và quốc tế, các nguyên nhân thường gặp bao gồm:
Tắc nghẽn màng (Fouling) cấp tính
- Tích tụ bùn hoạt tính, chất rắn lơ lửng (MLSS cao), EPS (Extracellular Polymeric Substances) và SMP (Soluble Microbial Products) bám dày trên bề mặt hoặc trong lỗ màng.
- Chất hữu cơ khó phân hủy (dầu mỡ, protein, polysaccharide) từ nước thải công nghiệp (thực phẩm, dệt nhuộm, bệnh viện…).
- Scaling vô cơ (cặn khoáng như canxi, magiê, photpho) do pH hoặc thành phần nước thải thay đổi đột ngột.
Vấn đề vận hành
- Lưu lượng xử lý vượt quá critical flux (flux giới hạn): Tăng đột biến lưu lượng nước thải đầu vào hoặc vận hành flux quá cao.
- Sục khí (aeration) yếu hoặc không đều: Máy thổi khí hỏng, diffuser tắc, dẫn đến bùn không được xáo trộn tốt → bùn bám màng nhanh.
- Không rửa ngược (backwash) hoặc rửa hóa chất (CIP) định kỳ đúng lịch.
- Tuổi bùn (SRT) quá dài hoặc quá ngắn, gây phân hủy nội sinh và tăng EPS.
Nước thải đầu vào thay đổi đột ngột
- Tăng tải hữu cơ (BOD/COD cao), F/M ratio cao.
- BOD thấp kéo dài → vi sinh phân hủy nội sinh, tăng chất keo gây tắc.
- Có dầu mỡ, rác lớn, hóa chất độc hại (kháng sinh, kim loại nặng) làm chết vi sinh hoặc tạo lớp bám dính.
Thiết bị và màng bị hỏng
- Sợi màng đứt gãy hoặc rách (do rác quấn, áp suất cao, sục khí mạnh quá).
- Van, bơm, cảm biến hỏng → lưu lượng không đều hoặc đo lường sai.
- Tiền xử lý kém (song chắn rác, lắng sơ bộ không hiệu quả) để rác, cặn lớn vào bể MBR.
Yếu tố khác
-
- Nhiệt độ nước thải thay đổi mạnh.
- Thiếu bảo trì định kỳ hoặc vận hành không theo dõi thông số (lưu lượng, TMP, DO, MLSS…).
Cách khắc phục sự cố cho hệ thống xử lý nước thải MBR
Bước 1: Kiểm tra ngay lập tức (trong 1-2 giờ)
- Kiểm tra hệ thống sục khí: quạt gió, diffuser có hoạt động bình thường không? Tăng cường sục khí tạm thời nếu có thể.
- Đo TMP, flux thực tế và so sánh với thiết kế.
- Kiểm tra MLSS, pH, DO trong bể MBR.
- Kiểm tra tiền xử lý: song chắn rác, có rác lớn không?
- Giảm lưu lượng nước thải đầu vào tạm thời (nếu có thể) để giảm tải cho màng.
Bước 2: Làm sạch màng (Cleaning)
- Physical cleaning: Rửa ngược bằng nước permeate (backwash) mạnh hơn, hoặc xả bùn và sục khí mạnh để rũ bùn.
- Chemical cleaning (CIP):
- Rửa kiềm (NaOCl hoặc NaOH) để loại bỏ fouling hữu cơ và sinh học.
- Rửa axit (citric acid hoặc HCl) để loại bỏ scaling vô cơ.
- Ngâm màng nếu cần (off-line cleaning) – rút màng ra rửa thủ công nếu tắc nặng.
- Theo dõi sau rửa: flux có phục hồi không?
Bước 3: Điều chỉnh vận hành
- Giảm flux vận hành xuống mức an toàn (thường 15-25 LMH tùy loại màng).
- Tối ưu MLSS (thường 6-12 g/L), xả bùn dư nếu cần.
- Đảm bảo sục khí đủ (SADm – Specific Air Demand per membrane area).
- Cải thiện tiền xử lý: thêm coagulant/flocculant nếu nước thải có nhiều keo.
Bước 4: Phòng ngừa lâu dài
- Xây dựng lịch bảo trì rõ ràng: rửa ngược hàng ngày/giờ, CIP định kỳ (hàng tuần/tháng tùy nước thải).
- Theo dõi xu hướng TMP và flux hàng ngày (không chỉ giá trị tức thời).
- Đào tạo người vận hành theo dõi thông số và xử lý sự cố sớm.
- Nếu nước thải biến động mạnh → lắp bể điều hòa tốt hơn hoặc thêm bước xử lý sơ bộ.
Lưu ý quan trọng
- Không để tình trạng kéo dài: Fouling càng nặng thì càng khó phục hồi, chi phí hóa chất và thời gian ngừng hệ thống tăng cao.
- Tuổi thọ màng thường 3-7 năm nếu vận hành tốt; fouling nặng có thể làm giảm tuổi thọ nhanh chóng.
- Với nước thải công nghiệp tại Việt Nam (dệt nhuộm, thực phẩm, bệnh viện), fouling thường xảy ra nhanh hơn do tải hữu cơ và chất khó phân hủy cao.
Nếu quý vị cung cấp thêm thông tin cụ thể như:
- Loại màng (sợi rỗng hay tấm phẳng, hãng nào)?
- Nước thải sinh hoạt hay công nghiệp (loại ngành nào)?
- Giá trị flux/TMP trước và sau khi giảm?
- MLSS, pH, BOD/COD đầu vào gần đây?
Chúng tôi sẽ hướng dẫn chi tiết và cụ thể hơn (ví dụ: liều lượng hóa chất rửa, lịch bảo trì khuyến nghị).
Liên hệ với công ty sửa chữa bảo trì hệ thống xử lý nước thải tại TPHCM ngay hôm nay để được phục vụ chu đáo nhất !