3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 1
PGS. TS. NGUYỄN VIỆT ANH, ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
LỌC MÀNG
NỘI DUNG TRÌNH BÀY
ĐỊNH NGHĨA MÀNG LỌC.I
CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA MÀNG LỌC.II
PHÂN CHIA CÁC LOẠI MÀNG LỌC.III
CÁC LOẠI MÀNG LỌC.V
IV
CÁC ỨNG DỤNG CỦA MÀNG LỌC.VI
CÁC HÌNH THỨC LỌC QUA MÀNG.
ĐỊNH NGHĨA MÀNG LỌC
Màng lọc là một lớp màng vật liệu mỏng có khả
năng phân tách vật chất theo đặc tính vật lý và hóa
học của chúng khi chịu một áp lực nhất định.
ĐẶC ĐIỂM:
Không cần sử dụng nhiều h
18 trang |
Chia sẻ: huongnhu95 | Lượt xem: 700 | Lượt tải: 1
Tóm tắt tài liệu Giáo trình Lọc Màng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
óa chất.
Có thể loại bỏ vi khuẩn, virut mà không cần chất
khử trùng.
Loại bỏ được hầu hết các thành phần kim loại, các
chất có hại trong nước.
Không cần nhiều diện tích.
Xảy ra ngay ở nhiệt độ thường, không làm thay đổi
pha của dung dịch ban đầu.
NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG
Màng là một lớp vật liệu
mỏng, có thể phân chia
các thành phần của nước
theo nhu cầu
Nước cần xử lý khi gặp
màng chia thành 2 dòng
chảy:
Nước bẩn
(concentrate)
Nước lọc (Permeate)
SỰ KHÁC BIỆT GIỮA LỌC MÀNG VÀ LỌC HẠT
ĐẶC ĐIỂM LỌC HẠT TRUYỀN
THỐNG
LỌC MÀNG
CHẤT LƯỢNG NƯỚC CHƯA TỐT RẤT TỐT
SỬ DỤNG HÓA CHẤT NHIỀU ÍT HƠN
DIỆN TÍCH CT LỚN ÍT HƠN
LOẠI BỎ KL NẶNG CHƯA TỐT TỐT
LOẠI BỎ CHC, VK,VR CHƯA TỐT TỐT
LOẠI BỎ (N) CHƯA TỐT TỐT
KHỬ MẶN KHÔNG CÓ
LỌC THÔNG THƯỜNG VÀ LỌC MÀNG
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 2
ƯU ĐIỂM CỦA MÀNG LỌC
Có thể loại trừ virus và vi khuẩn protozoa một cách đáng
tin cậy
Ít sử dụng hóa chất do đó giảm thiểu đáng kể chất thải và
chi phí mua hóa chất
Khử trùng đạt hiệu quả tối đa mà không tạo sản phẩm thứ
cấp gây ung thư (như trong trường hợp sử dụng Chlorine)
Hệ thống gọn nhẹ, tiết kiệm diện tích sử dụng, thi công
nhanh
Có khả năng tự động hóa cao
NHƯỢC ĐIỂM
Nước cần xử lý phải được làm sạch đến một mức độ
nhất định trước khi đưa vào thiết bị màng lọc
Chế độ vận hành nghiêm ngặt
Giá thành nước xử lý dùng thiết bị màng cao so với
công nghệ truyền thống
CÁC THỐNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA MÀNG LỌC
Kích thước lỗ rỗng trên màng.
Loại vật liệu chế tạo màng.
Dạng màng ( khung phẳng, ống rỗng).
Công suất lọc của màng, tỉ lệ thu hồi của màng.
MÀNG LỌC
Diện tích bề mặt màng, tỉ lệ diện tích hữu ích.
Áp suất hoạt động của màng.
PHÂN CHIA CÁC LOẠI MÀNG LỌC
Màng lọc có thể được phân loại theo:
A. Kích thước vật chất:
• Màng vi lọc MF - Micro Filtration
• Màng siêu lọc UF - Ultra Filtration
• Màng nano NF - Nano Filtration
• Màng thẩm thấu ngược RO - Reverse Osmosis
B. Áp lực trên màng.
• Màng áp lực thấp.
• Màng áp lực cao.
PHÂN LOẠI MÀNG (THEO KÍCH THƯỚC LỖ MÀNG)
Loại màng nào có thể loại xử lý được nước biển?
Mµng UF
Mµng MF
Läc b»ng c¸t
PHÂN LOẠI MÀNG (THEO LỰC LÀM VIỆC)
• Lực hút (Màng ngập nước)
– Có thể xử lý chất bẩn nồng độ cao
– Có thể dùng để cải tạo, nâng cấp nhà máy xử lý nước
– Tiêu tốn nhiều năng lượng
– Có vấn đề về tiếng ồn và cân bằng
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 3
PHÂN LOẠI MÀNG (THEO LỰC LÀM VIỆC)
• Áp lực (Màng Canister)
– Thiết bị màng gọn nhẹ hơn
– Tuy vậy không thể xử lý nước có nồng độ chất thải cao
(độ đục > 100 NTU) trong thời gian dài
PHÂN LOẠI MÀNG (THEO CẤU TRÚC MÀNG)
• Màng tấm
Chủ yếu dùng với màng Nano
và RO
Màng cuốn trôn ốc
(Spiral Wound)
PHÂN LOẠI MÀNG (THEO CẤU TRÚC MÀNG)
• Màng ống (OD>3mm)
Phần lớn dùng với màng Nano
xử lý trong công nghiệp
PHÂN LOẠI MÀNG (THEO CẤU TRÚC MÀNG)
• Màng sợi rỗng (ID<1.5mm)
Phần lớn dùng màng Ultra và
màng Micro
PHÂN LOẠI MÀNG
MF
UF
NF
RO
PHÂN LOẠI MÀNG
Quá trình TK nguyên lí ðộng lực Cơ chế Hạt
qua
Hạt ở
lại
MF
Microfiltratio
n
Chênh áp
100-500 kPa
Lọc theo
kích thước
Dung môi
(nước),
chất tan
SS, hạt
nhỏ, một
phần keo
UF
Ultrafiltratio
n
Chênh áp
100-800 kPa
Lọc theo
kích thước
Dung môi
(nước),
chất tan có
MW nhỏ
(<
1000Da?)
Phân tử
lớn và hạt
keo
NF
Nanofiltration
Chênh áp
0,3-3 Mpa
Theo kích
thước +
Khuếch tán
Dung môi
(nước),
chất tan có
MW nhỏ,
ion hóa trị
1
Phân tử
có MW
lớn hơn
200 Da,
ion hóa trị
≥ 2
RO
Reverse
Osmosis
Chênh áp
1-10 Mpa
Khuếch tán Dung môi
(nước)
Phân tử,
ion chất
tan
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 4
PHÂN LOẠI MÀNG
Quá trình TK nguyên lí ðộng lực Cơ chế Hạt
qua
Hạt ở
lại
GS
Tách khí
Chênh áp
0,1-10 Mpa
Khuếch tán Phân tử khí
có MW nhỏ
hoặc hệ số
khuếch tán
lớn
Phân tử khí
có MW lớn
hoặc hệ số
khuếch tán
nhỏ
PV
Pervaporation
Chênh lệch
hóa thế hoặc
nồng độ
Khuếch tán
dung dịch
Chất tan
hoặc dung
môi thấm
mạnh
Chất tan
hoặc dung
môi thấm
yếu
ED
ðiện thẩm
Hiệu điện thế
1-2 V/cặp
Hiệu ứng tách
Donnan
Chất tan
(ion), lượng
nhỏ dung
môi
Các hạt ko
ion và hạt
có MW lớn
D
Thẩm tách
Chênh lệch
nồng độ
Khuếch tán Chất tan (ion
và hữu cơ có
MW nhỏ),
lượng dung
môi nhỏ
SS và chất
tan có MW >
1000 Da
Quá trình TK nguyên lí ðộng lực Cơ chế Hạt
qua
Hạt ở
lại
MC
Tiếp xúc
màng
Chênh lệch
hóa thế,
chênh lệch C,
chênh lệch T
Khuếch tán Phân tử tan
trong dung
môi chiết;
chất bay hơi
Phân tử ko
tan trong
dung môi
chiết; chất
ko bay hơi
MBSX
Chiết qua
màng
Chênh lệch
hóa thế hoặc
chênh lệch
nồng độ
Phân bố
khuếch tán
Phân tử tan
trong dung
môi chiết
Phân tử ko
tan trong
dung môi
chiết
MD
Cất màng
Chênh lệch
nhiệt độ
Khuếch tán Chất bay hơi Chất không
bay hơi
SLM
Màng lỏng
trên giá ñỡ
Chênh lệch
nồng độ
Khuếch tán Ion, chất hữu
cơ phân tử
khối nhỏ
Ion, chất
hữu cơ kém
thấm
MR
Màng lỏng
trên giá ñỡ
Các loại Các loại Các chất
thấm tốt
Các chất
kém thấm
10−10 = 10−4 µm 10−9 = 0,001µm 10−8 = 0,01µm 10−7 = 0,1µm 10−6 = 1µm
Chiều tăng chi phí năng lượng bơm
Thước đo tính bằng mét
Phân tử khối đo bằng Dalton, khoảng gần đúng
10−5 = 10µm
200 20.000 500.000
Nguyên tử
tự do
Phân tử hữu
cơ nhỏ
Phân tử
đường
Hóa chất bảo vệ
thực vật
Muối
hòa tan
Các hạt keo:
Hạt albumin
Phân tử protein
Hạt keo silic
Siêu vi trùng
Virus
Endotoxin
Pyrogen
Vi trùng
(tới ∼ 40 µm)
Cryptospo-
ridia
Tế bào
hồng
cầu
Thẩm thấu ngược Siêu lọc – UltraFiltration – UF
Lọc với lớp hạt dày,
d > 1mm
Vi lọc – MF Lọc nano – NanoFiltration – NF
1Å = 0,1 nm 1 nm 10 nm 100 nm 1000 nm 0,01mm
PHÂN LOẠI MÀNG PHÂN LOẠI MÀNG
Phân loại theo hình thái học
Nguồn: Nunes at al. Membrane Technology in Chem. Ind. Wiley-VCH, 2006, p.9
PHÂN LOẠI MÀNG
Màng polyeterimit (PEI) chế tạo bằng phương pháp thế dung môi
(trái-17,5% PEI trong dimetylaxetamit; giữa-17,5% PEI trong 5,5% tetraetoxilan và
77% dimetylaxetamit; phải-15,5% PEI trong 28% THF và 56% g-butyro lacton
Nguồn: Nunes at al. Membrane Technology in Chem. Ind. Wiley-VCH, 2006, p.9
THEO VẬT LIỆU CHẾ TẠO
Màng gốm, màng kim loại và màng polymer
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 5
MÀNG POLYME
Polym
e
Ưu ñiểm Nhược ñiểm Ứng dụng
CA Chịu clo, giá thành
thấp
Chống tắc tốt hơn PA
Chịu kiềm kém (pH > 6)
Bị vi khuẩn phân hủy
ðộ bền nhiệt, bền hóa kém
Dòng thoát hơi thấp
RO, NF, UF
PA Nhìn chung bền hơn
CA
Dễ bị clo phá hủy (~0,1mg/L) RO, NF
PAN Bền thủy phân
Bền ôxi hóa
Ưa nước
Ròn, cần tạo copolyme
UF, ñệm cho
RO
PSU,
PES
Tính cơ-lí-hóa ñều tốt Kị nước UF, ñệm cho
RO
PVDF
PTFE
Rất bền hóa chất
Bền nhiệt
Rất kị nước, ñắt
Kém bền cơ học, ñộ thấm kém
UF, MF
PEI Rất bền hóa, nhiệt, cơ Kị nước, chịu dung môi kém
PVDF, chịu kiềm kém PSU
và PAN
UF, ñệm cho
RO
PP Rẻ Kị nước UF, MF
KÍCH THƯỚC CÁC QUÁ TRÌNH LỌC MÀNG
Quá trình
Vi lọc (MF)
Nước ion hóa trị I Ion hóa trị cao Virus Vi khuẩn Chất lơ lửng
Nước ion hóa trị I Ion hóa trị cao Virus Vi khuẩn Chất lơ lửng
Siêu lọc (MF)
Lọc nano (NF)
Thẩm thấu ngược
(RO)
Khả năng loại bỏ vật chất của các loại màng
Nước ion hóa trị I Ion hóa trị cao Virus Vi khuẩn Chất lơ lửng
Nước ion hóa trị I Ion hóa trị cao Virus Vi khuẩn Chất lơ lửng
CÁC HÌNH THỨC LỌC QUA MÀNG
Dòng dung dịch đầu vào song song
với phương tiếp tuyến bề mặt
màng.
Đặc điểm: Lọc trượt cần áp lực
lớn, lọc trượt giảm tắc màng nhờ
dòng quét, nhưng dòng thải ra lớn.
Áp dụng: cho nước có nhiều tạp
chất, cho các dây chuyền lọc nước
công nghiệp, quy mô lớn.
1.LỌC TRƯỢT - LỌC TIẾP TUYẾN
CẤU TẠO MÀNG VÀ QUÁ TRÌNH LỌC
Dòng dung dịch đầu vào vuông góc với bề
mặt màng. Có dạng khung tấm phẳng.
Đặc điểm: Tỉ lệ thu hồi cao gần như
100%, dễ bị tắc màng .
Áp dụng cho nước có thành phần chất ít.
Phù hợp với màng có kích thước lỗ rỗng
lớn và áp lực vận hành thấp.
2. LỌC CHẶN – LỌC VUÔNG GÓC
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 6
1. MÀNG VI LỌC
Kích thước lỗ rỗng : 0,1 – 10 µm .
Áp lực yêu cầu trên màng từ 10-100 psi( khoảng 0,8 – 8 bar)
Có khả năng chặn lại các hạt lơ lửng, vi khuẩn, hạt keo, huyền phù,
các phân tử có kích thước lớn hơn kích thước lỗ rỗng màng.
Màng thường đóng vai trò tiền xử lý trong các dây chuyền nước
sạch.
Công nghệ MBR.
CÁC LOẠI MÀNG LỌC
(Phân chia theo kích thước lỗ rỗng trên màng) 2. MÀNG SIÊU LỌC
Kích thước lỗ rỗng : 0,01 – 0,1 µm .
Áp lực yêu cầu trên màng từ 20-200 psi( khoảng 2 – 16 bar)
Có khả năng chặn lại các hạt lơ lửng, vi khuẩn, hạt keo, huyền phù,
các phân tử có kích thước lớn hơn kích thước lỗ rỗng màng.
Màng thường đóng vai trò tiền xử lý và xử lý trong các dây chuyền
nước sạch.
Công nghệ MBR trong dây chuyền xử lý nước thải.
3. MÀNG NANO
o Kích thước lỗ rỗng : 0,001 – 0,01 µm .
o Áp lực hoạt động 100 – 600 psi.
o Là màng trung gian giữa 2 hình thức lọc màng là RO và UF.
o Nó có thể lọc được các phân tử muối hoá trị thấp và các chất
khoáng ; được ứng dụng trong công nghệ chế biến nước hoa quả,
phân ly chất rắn hòa tan trong dung dịch và sản xuất nước sạch
phục vụ sinh hoạt.
4. MÀNG THẨM THẤU NGƯỢC RO
Kích thước lỗ rỗng : < 0,001 µm .
Áp suất hoạt động cao 250 – 1000 psi.
Có khả năng loại bỏ hầu hết các thành phần chất có trong
nước như cacbuahydrat, phân tử chất, cặn lơ lửng, các chất
khoáng, các ion, amino acid, gần như chỉ còn nước nguyên
chất chảy qua.
Màng đóng vai trò xử lý chính trong các dây chuyền khử mặn,
sản xuất nước tinh khiết.
QUÁ TRÌNH THẨM THẤU NGƯỢC Quá trình tiền xử lý gồm có:
Loại bỏ cặn , rác thô, rong tảo bằng song chắn rác và lọc cát
Loại bỏ cặn lơ lửng, vi khuẩn, các chất tan có phân tử lớn bằng
màng MF,UF.
Loại bỏ các một phần các chất hữu cơ, các ion hóa trị 2, các phân tử
có khối lượng lớn bằng màng UF, NF.
Quá trình khử mặn :
Sử dụng màng NF, RO để loại bỏ các ion hóa trị 1, các chất tan phân
tử nhỏ.
Sử dụng bơm áp lực cao > 20 bar.
Quá trình khử trùng:
Sử dụng Clo, tia UV, O3 để khử trùng.
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 7
Hình 1 . Quá trình thẩm thấu
Hình 2 . Quá trình thẩm thấu ngược
THẨM THẤU VÀ THẨM THẤU NGƯỢC
Thẩm thấu là một hiện tượng thông thường, chất
lỏng với những nồng ñộ khác nhau ở hai phía của
màng nhất ñịnh sẽ tiến ñến trạng thái cân bằng
Thẩm thấu ngược (RO) là một quá trình phân
riêng bằng màng nhờ áp suất, ñể tách các chất
hòa tan và cặn lơ lửng ra khỏi nước.
NGUYÊN LÝ CỦA QUÁ TRÌNH THẨM THẤU
Nước tinh khiết qua
màn bán thấm ñến
vùng nước muối ñể
pha loãng dung dịch
muối
Nước Nước muối
Màng bán thấm
NGUYÊN LÝ CỦA THẨM THẤU NGƯỢC
Mục ñích là tách nước ra
khỏi muối và các chất ô
nhiễm khác.
Dưới tác dụng của áp lực
mạnh từ phía dung dịch
muối nước sẽ di chuyển qua
màng bán thấm.
Nồng ñộ muối trong dung
dịch tăng.
Màng bán thấm (RO)là lớp
màng không ñối xứng hoặc
lớp màng composit dày ñặc.
Nước Nước muối
Màng bán thấm
Áp suất
CÁC KIỂU MÀNG BÁN THẤM
Dạng ống
Bó sợi rỗng
Bó Xoắn
Dạng khung bảng, màng mỏng
Toyobo
PCI
Pall
MÀNG THẨM THẤU NGƯỢC DẠNG XOẮN
Các lớp màng của
màng RO
Lớp dẫn nước
Lớp xử lý nước
Ống thu nước thấm
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 8
Nước thấm đi ra
Nước muối ra
Nước muối ra
MÀNG BÁN THẤM DẠNG XOẮN
Nước
thô vào
Dòng nước thô vào
Dòng nước thấm
Dòng nước thấm
MÀNG BÁN THẤM DẠNG XOẮN
ðƯỢC LẮP ðẶT TRONG VỎ Ống cao áp
THẨM THẤU NGƯỢC CÓ DÒNG VÒNG
Concentrate
Bơm áp lực
Nước thô
Thải
Nước thấm
Dòng vòng
THẨM THẤU NGƯỢC HOẠT ðỘNG KHÔNG CÓ
DÒNG VÒNG
modulBơm áp lực
Nước thô
Dòng đậm
đặc
Loại bỏ
Nước thấm
THẨM THẤU NGƯỢC NHIỀU BẬC
Bậc 1
Bơm áp lực
Bậc 2
Nước thô Nước thấm
Loại bỏ
THẨM THẤU NGƯỢC DẠNG TẤM PHẲNG
Đĩa
Vỏ ống áp lực
Màng
Tấm giữ
D
ạn
g
Đ
ĩa
-
ốn
g
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 9
THẨM THẤU NGƯỢC DẠNG TẤM PHẲNG
Dòng tuần hoàn hướng
tâm
Dòng tuần hoàn li tâm
Ố
N
G
Đ
ĨA
™
THẨM THẤU NGƯỢC DẠNG TẤM PHẲNG
Hoạt ñộng với dòng có nồng ñộ cao
(bùn lơ lửng và chất hữu cơ)
Hoạt ñộng ở áp suất cao
Dòng tuần hoàn xoáy rối
Tuần hoàn không có vùng chết
Sự lưu thông quyết ñịnh hiệu quả xử lý.
D
ạn
g
ốn
g
-
đĩ
a™
THẨM THẤU NGƯỢC DẠNG TẤM PHẲNG
Áp lực cao
(120 bar)
(200 bar)
Áp lực thấp
(65 bar)
D
ạn
g
đĩ
a
-
ốn
g™ THẨM THẤU NGƯỢC DẠNG TẤM PHẲNG
Trên đất liền
Trên tàu
D
ạn
g
đĩ
a
-
ốn
g™
THẨM THẤU NGƯỢC DẠNG TẤM PHẲNG
D
ạn
g
đĩ
a
-
ốn
g™
CẤU TẠO VÀ QUÁ TRÌNH LỌC CỦA MÀNG
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 10
LỰA CHỌN GIỮA NF VÀ RO
ĐẶC ĐIỂM MÀNG NF MÀNG RO
Kích thước lỗ rỗng 0,001 – 0,01 µm <= 0,001 µm
Áp lực 8 – 40 bar 20 – 80 bar
TOC mg/l < 20 <3
Tỉ lệ loại bỏ muối % > 70 % > 95%
Tốc độ lọc 10 – 100 l/h.m2 10 – 30 l/h.m2
pH 2- 10 2-10
Nhiệt độ < 45 oC < 45 oC
CĂN CỨ CHỌN LỰA
Áp lực làm việc của màng.
Vật liệu chế tạo màng
Các thành phần khác trong
nước ( TOC, Ca2+, Mg2+,
SO42-, CO32-)
Năng lượng
Giá màng, ñặc tính và tuổi
thọ
THEO ÁP LỰC
Màng áp lực thấp, áp lực làm việc khoảng 100 –
400 psi , có khả năng loại bỏ các vi khuẩn vi rút,
khử ñộ cứng của nước, muối
Màng áp lực cao, áp lực làm việc từ 400 – 600 psi,
có khi tới 800, 1000 psi có khả năgn khử mặn nước
biển, phân tách các chất hữu cơ, các ion vô cùng
bé, hay ñể tạo ra các dung dịch vô cùng tinh khiết.
Nói chung các màng NF thường làm việc ở áp lực
thấp hơn rất nhiều so với các màng RO.
MÀNG NF CỦA FILMTEC - DOW
ĐẶC ĐIỂM NF 200 NF 270 NF 90
Kích thước inch 4040, 2540 4040,2540 4040, 2540
Áp lực bar 4 – 41 4 – 41
SDI < 5 < 5 <5
Tỉ lệ loại bỏ NaCl % 75 - 90
Tỉ lệ loại bỏ CaCl2% 35-50 40-60
Tỉ lệ loại bỏ
MgSO4% >97 >97 >97
pH 2- 10 2-10 2-10
Công suất lọc
m3/day 28 30.9
CÁC HÌNH THỨC MODUN MÀNG
Màng sợi rỗng Màng dạng ống
Màng cuộn xoắn Màng dạng khung tấm
CẤU HÌNH MÀNG VÀ MODUL LỌC
Tấm màng phẳng
Cấu tạo
Nước ra
Đầu hút
Lớp đệm xốp 1mm
Màng 0,1mm
Lỗ móc
Khung xương
ABS
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 11
61
Membrane system by Kubota
Flat-sheet membranes Membrane rack
Permeate
Màng phẳng
Bọt khí
Khí
vào
Ống thu nước
lọc
Bọt khí
đi lên
Nước lọc ra
Dịch phản
ứng
Cấu hình màng và modul lọc
62
Small-scale unit MBR (< 10 PE) („Home-Solution“)
by Huber by MF-Busse (Kubota-Membranes)
CẤU HÌNH MÀNG VÀ MODUL LỌC
Membrane system by Huber
Flat-sheet membranes
Rotating disk rack
CẤU HÌNH MÀNG VÀ MODUL LỌC CẤU HÌNH MÀNG VÀ MODUL LỌC
65
Other available membrane systems for MBR (only pilot plants)
Rotation disc with ceramic membranes (external solution)
Rotating shaft
Membrane discs
Box
Influent
Permeate
Solid
output
Cấu hình màng và modul lọc
66
Other available (submerged) membrane systems (not established in Germany)
Membrane rack
by US-Filter
Membrane rack
by Mitsubishi
CẤU HÌNH MÀNG VÀ MODUL LỌC
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 12
67
Other available membrane systems for MBR (only pilot plants)
Air-lift module by Norit X-Flow
(external solution)
Membrane rack
by Microdyn Nadir
CẤU HÌNH MÀNG VÀ MODUL LỌC
Membrane system by Zenon
Cấu hình màng và modul lọc
Membrane system by Puron (Koch Membrane Systems)
Hollow fibre membranes Membrane rack
Cấu hình màng và modul lọc
ỐNG LỌC GỐM (METAWATER CO., LTD.).
S. GENO LEHMAN, SAMER ADHAM AND LI LIU, PERFORMANCE OF NEW GENERATION
CERAMIC MEMBRANES USING HYBRID COAGULATION PRETREATMENT,
J. ENVIRON. ENG. MANAGE., 18(4), 257-260 (2008)
Cấu hình màng và modul lọc
MÀNG GỐM
MÀNG GỐM THỊ TRƯỜNG MÀNG GỐM
Tại sao dùng màng gốm?
Bền cơ học → áp suất
→ Tăng công suất lọc
Bền hóa chất → dễ làm sạch
Phục hồi dễ dàng
Bền nhiệt → ứng dụng
ở nhiệt độ cao
Biến tính bề mặt → ứng dụng
đặc biệt: màng phản ứng
kết hợp tách chất; pin năng lượng
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 13
CÔNG NGHỆ GỐM
74
Small-scale unit MBR (70 PE) with submerged ceramic flat-sheet membranes
Flat-sheet membranes Membrane rack
CẤU HÌNH MÀNG VÀ MODUL LỌC
Ứng dụng của màng
Màng RO và NF
– Khử muối trong nước biển
– Nước tinh khiết
– Công nghiệp thực phẩm
– Xử lý nước thải để tái sử dụng cho nước
cấp
– Xử lý nước thải để bổ cập lại cho tầng
nước ngầm
– Xử lý nước thải có men (rượu bia)
–
Ứng dụng của màng
Màng RO và NF
Nhà máy Xử lý nước Seward, bang Nebraska, Mỹ
Công suất 12000 m3/ngày từ năm 2004, dùng màng RO của
Hydranautics
Xử lý nước ngầm nhiễm bẩn nitrate do hoạt ñộng sử dụng phân
bón nông nghiệp: giảm lượng nitrate từ 15.2 mg/l xuống 8-9 mg/l
Nhân viên vận hành chỉ xuống kiểm tra nhà máy 1 lần/ngày,
ñiều khiển chủ yếu từ xa từ bảng ñiều khiển trung tâm
Ứng dụng của màng
Màng RO và NF
Nhà máy Xử lý nước thành phố Goodyear, bang Arizona, Mỹ
Công suất 9500 m3/ngày từ năm 2009, dùng màng RO của GE
Xử lý nước ngầm nhiễm mặn (TDS 1500 mg/l) và nitrate
Ứng dụng của màng
Màng RO và NF
Nhà máy xử lý nước mặn Swansea,
bang Massachussets, Mỹ
Công suất 7500 m3/ngày từ năm
2010, dùng màng RO của
Pall/Down Filmtec
Xử lý nước nhiễm mặn (TDS
22.000 mg/l) do cửa sông bị ảnh
hưởng của thủy triều
Dây chuyền công nghệ: Keo tụ -
Màng MF – Màng RO - Khử trùng
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 14
Ứng dụng của màng
Màng siêu lọc (UF) và màng vi lọc (MF)
– Xử lý nước cấp
– Xử lý nước thải (Bioreactors)
– Xử lý nước nhiễm dầu
– Là công trình xử lý sơ bộ trước màng
RO/NF
–
Ứng dụng của màng
Màng UF và MF
Nhà máy xử lý nước mặt
Lakeview, bang Ontario,
Canada
Công suất 360.000 m3/ngày từ
năm 2010, dùng màng UF của
GE
Nước ñược xử lý sơ bộ (song chắn
rác, ozon và than hoạt tính)
trước khi tới thiết bị màng
ðộ ñục của nước sau xử lý luôn
ñược duy trì ở mức trung bình
15 mNTU
Ứng dụng của màng
Màng UF và MF
Nhà máy xử lý nước Kamloops, bang British Columbia, Canada
Công suất 160.000 m3/ngày, dùng màng UF của GE, 2005
Dây chuyền xử lý: Lọc sơ bộ với màng UF – Lọc thứ cấp với màng
UF – Khử trùng với Chlorin.
Xử lý 99% nước thô bằng công trình màng
Ứng dụng của màng
Màng UF và MF
Nhà máy xử lý nước thải Cauley Creek, bang Georgia, Mỹ
Công suất 22.000 m3/ngày chia thành 2 giai ñoạn 2002 và 2004,
dùng công trình lọc sinh học dùng màng UF/MBR của GE
Dây chuyền CN: song chắn – Bể lắng cát – Công trình màng lọc
UF/MBR – Khử trùng
Chất lượng nước sau xử lý: ðộ ñục 0.22 NTU, 0.13mg/L tổng P,
0.5 mg/L Amoni
Ứng dụng của màng
Màng UF và MF
Nhà máy West Basin, Mỹ
Nhà máy xử lý nước ñể tái sử dụng lớn nhất ở Mỹ
Dây chuyền CN: Màng Micro – Màng RO – Khử trùng với UV/H2O2
Nước sau xử lý ñược phân ra 5 loại, phục vụ tái sử dụng cho 5 mục ñích
khác nhau.
Micro RO UV/H2O2
Màng Vi lọc MF PVDF
Pencil Dot (40 µm) Large Siliceous
Particle (20 µm)
Cryptosporidium
Oocyst (2 - 5 µm)
Microfiltration Pore (0.1 µm)
Giardia Cyst
(5 - 11 µm)
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 15
Thử nghiệm ở Hà Nam
– xử lý nước mặt, trạm cấp nước nông thôn
ARIATM AX-series
Trước xử lý: 235 NTU Sau xử lý: 0 NTU
Kết quả vận hành mô hình
12/2008 – 3/2009
Water Turbidity, NTU
0
200
400
600
800
1000
1200
4/
12
/2
00
8
8/
12
/2
00
8
10
/12
/2
00
8
25
/12
/2
00
8
2/
1/
20
09
6/
1/
20
09
9/
1/
20
09
14
/1/
20
09
16
/1/
20
09
16
/2/
20
09
19
/2/
20
09
28
/2/
20
09
2/
3/
20
09
7/
3/
20
09
17
/3/
20
09
20
/3/
20
09
Date
T
u
rb
id
it
y,
N
T
U
NTU in NTU out
APPLICATIONS
TOC Removal
APPLICATIONS
Fe/Mn Removal
Well
Water
Microfiltration
Contact
Air
Air & VOCs
Filtered
Water
KMnO4 or O3 Oxidation
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 16
APPLICATIONS
Arsenic Removal
a. Pre-oxidation when necessary: As(III) As(V)
b. pH adjustment: CO2 or acid
c. Rapid-Mix: 1000/sec, 20 sec HRT
d. Membrane
Water Supply for
Small Rural Communities
MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM IESE - SNU
93
3/31/2013
2. MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM
Các chế ñộ vận hành:
1. Nước thô -> Lọc sợi -> Lọc than hoạt tính -> Lọc MF -> Khử
trùng bằng ozon -> Khử trùng bằng UV
2. Nước thô -> Than hoạt tính -> Lọc MF -> Ozon -> UV
3. Nước thô -> Lọc sợi -> Lọc MF -> Ozon -> UV
4. Nước thô -> Lọc MF -> Ozon -> UV
5. Nước thô -> Lọc MF
94
3/31/2013
2. MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM
• Các chỉ tiêu giám sát (QCVN 01:2009/BYT):
Các chỉ tiêu hóa - lý: Nhiệt ñộ, pH, ñộ ñục, Tổng chất rắn
hòa tan, ñộ dẫn ñiện, ðộ oxy hóa Pemanganat, Kim loại
nặng
Các chỉ tiêu vi sinh: Colifom tổng số, E-Coli
Kích thước hạt
• Các thông số vận hành ñược theo dõi:
Tốc ñộ lọc; Chu kỳ lọc; Quy trình rửa lọc; Áp suất công tác
ðiện năng tiêu thụ
Diễn biến của chất lượng nước
Các thông số khí tượng
Lượng nước sử dụng cho các mục ñích khác nhau
95
3/31/2013
3. KẾT QUẢ
96
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 17
3/31/2013
3. KẾT QUẢ
97
3/31/2013
3. KẾT QUẢ
98
3/31/2013
3. KẾT QUẢ
99
3/31/2013
3. KẾT QUẢ
100
3/31/2013
3. KẾT QUẢ
101
3/31/2013
3. KẾT QUẢ
TT
Chỉ
tiêu
XN
ðơn
vị
tính
Bể
ngoài
sân
Nước
thô
Sau
LS
Sau
MF
Sau
O3
Sau
UV
Vòi
uống
PP
thử
QCVN
01:
2009/
BYT
1
Colifor
m tổng
số
MPN/
100m
L
58 200 15 0 0 0 0
TCVN
6187 -
1:1996
0
2 Ecoli
MPN/
100m
L
0 0 0 0 0 0 0
TCVN
6187 -
1:1996
0
3
Kết
luận
Không
ñạt
Không
ñạt
Không
ñạt ðạt ðạt ðạt ðạt
KẾT QUẢ XÉT NGHIỆM VI SINH
TẠI VIỆN Y HỌC LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH
MÔI TRƯỜNG, BỘ Y TẾ (6/2/2012)
-QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống,
do Bộ trưởng Bộ Y tế ban hành theo Thông tư 04/2009/TT - BYT ngày 17/6/2009
102
3/31/2013
Nguyen Viet Anh. IESE 18
SƠ ĐỒ KẾT HỢP MF/RO “PALL ARIA”
ĐỂ KHỬ MUỐI TRONG NƯỚC LỢ VÀ NƯỚC BIỂN
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- giao_trinh_loc_mang.pdf