Nghiên cứu ứng dụng màng lọc nano trong công nghệ xử lý nước biển áp lực thấp thành nước sinh hoạt cho các vùng ven biển và hải đảo Việt Nam

1
BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------------------------------
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHCN ĐỘC LẬP CẤP NHÀ NƯỚC
Nghiên cứu ứng dụng màng lọc nano trong công nghệ xử lý nước biển áp
lực thấp thành nước sinh hoạt cho các vùng ven biển và hải đảo Việt
Nam
MÃ SỐ: ĐTĐL.2010T/31
Cơ quan chủ trì : TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
Chủ nhiệm đề tài : PGS.TS. TRẦN ĐỨC HẠ
Thực hiện chuyên đề : ThS. NGUYỄN VIỆT ANH
KS. PHẠM DUY ĐÔNG
CHUYÊN ĐỀ
NGHIÊN CỨU SỰ TÍCH TỤ CẶN TRÊN MÀNG
LỌC NANO VÀ CÁC BIỆN PHÁP LÀM SẠCH
HÀ NỘI, THÁNG 11 NĂM 2010
MỤC LỤC
Trang
1.CÁC LOẠI CẶN BÁM HÌNH THÀNH TRÊN MÀNG LỌC NF………………..……2
2.CHỌN VÀ SỬ DỤNG HÓA CHẤT RỬA MÀNG………………………………..…...6
3.LỰA CHỌN GIẢI PHÁP RỬA MÀNG………………………………………..………7
4.ÁP DỤNG CHO ĐỀ TÀI…………………………………………….…………………9
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………...……………..………………11
2
1. CÁC LOẠI CẶN BÁM HÌNH THÀNH TRÊN MÀNG LỌC NF
Trong quá trình hoạt động,màng NF có thể bị bít tắc do các yếu tố như chất lơ lửng hoặc
các chất dư thừa có mặt trong nước cấp vào.c ác loại cặn bẩn thường gặp ở NF là:
-Cacbonat canxi
-Sulphat canxi,bari hoặc stonti
-Ôxit kim loại (sắt,mangan,đồng,niken...)
-Các polymer

-Chất keo vô cơ lắng được
-Hỗn hợp chất keo vô cơ và hữu cơ lắng được
-Rắn hữu cơ tự nhiên
-Rắn hữu cơ nhân tạo
-Các loại vi sinh vật(tảo,nấm mốc..)
Bản chất và vận tốc của sự đóng cặn phụ thuộc vào một số yếu tố, chẳng hạn như chất
lượng của nước đầu vào và tỷ lện thu hồi nước. Thông thường, sự đóng cặn là tăng dần , và
nếu không được kiểm soát sớm, sẽ làm giảm hiệu suất màng NF trong một thời gian tương
đối ngắn. Rửa màng nên được tiến hành khi màng có biểu hiện của sự bít tắc giới hạn,
ngay trước khi tắt máy dài hạn, hoặc là một vấn đề bảo dưỡng định kỳ theo lịch trình. Các
yếu tố phải được duy trì trong một hoặc điều kiện sạch sẽ "gần như sạch" để ngăn chặn ô
nhiễm quá mức bởi các foulants được liệt kê ở trên. Một số ô nhiễm được phép miễn là:
-Lưu lượng thấm giảm xuống dưới 10%
-Chất lượng dòng thấm giảm xuống nhỏ hơn 10%
-Áp lực thông thường,đo ở dòng vào và dòng tập trung tăng ít hơn 15%
Rửa màng cần được tiến hành trước khi các yếu tố trên vượt quá giới hạn để đảm bảo duy
trì được các yếu tố trong điều kiện sạch hoặc gần như sạch,hiệu quả làm sạch được thể
hiên bởi sự trở lại của các thông số ban đầu.Trong trường hợp bạn không chuẩn hóa dữ
liệu thì các số liệu nói trên vẫn được sử dụng nếu không có sự thay đổi lớn của các thông
số quan trọng.Các thông số phải được giữ ổn định là:Lưu lượng thấm,áp lực thấm ngược,tỷ
lệ thu hồi,nhiệt độ và TDS đầu vào.Nếu các thông số trên biến đổi thì nên hiệu chỉnh các
3
số liệu để xác quá trình bám cặn đang xảy ra hoặc để màng NF hoạt động bình thường khi
có sự biến đổi của các thông số quan trọng.
Tần suất rửa màng phụ rất đa dạng và phụ thuộc vào kích thước,thông thường tần suất rửa
màng thường khoảng 3-12 tháng một lần,nếu phải rửa nhiều hơn một lần trong tháng thì sẽ
phải tăng cường hiệu quả của tiền xử lý của NF hoặc thiết kế lại hệ thống RO.
Điều quan trọng là phải rửa màng khi còn ở mức độ tắc nhẹ,không nên để đến mức độ tắc
nghẽn nặng.Bít tắc nặng sẽ làm giảm hiệu quả của các hóa chất làm sạch bằng cách cản trở
sự thâm nhập của các hóa chất vào sâu bên trong cặn bẩn để hòa tan cặn bẩn.thông thường

khi lưu lượng thấm còn khoảng 30-50% ban đầu thì nên tiến hành rửa màng và sau khi rửa
màng thường không thể phục hồi hoàn hoàn các thông số như ban đầu.
Khi hóa chất đông tụ vô cơ hoặc polymer được sử dụng trong quá trình tiền xử lý,nhưng
người dùng cần đảm bảo rằng không còn hóa chất đông tụ đi cào hệ thống màng,vì nó có
thể trở thành yếu tố gây tắc nghẽn màng.Cặn bám polyme thường rất khó làm sạch,lượng
vượt quá của hóa chất đông tụ vô cơ có thể đo bằng thiết bị lọc SDI,với trường hợp của
sắt,hàm lượng sắt trên màng lọc thường khoảng 3µg/hộp và không bao giờ vượt quá 5
µg/hộp.Liên quan đến hóa chất đông tụ cần thảo luận trước với nhà cung cấp hóa chất để
đảm bảo hóa chất đông tụ không ảnh hưởng đến quá trình màng.
Ngoài việc sử dụng độ đục và SDI,máy đếm hạt cũng rất hiệu quả trong việc xác định sự
đảm bảo của nước cấp cho NF/RO,phép đo được với các hạt có kích thước lớn hơn 2 µm
và số lượng chấp nhận được là < hạt/ml.
Một thiết kế mô hình NF muốn giảm được tần số rửa màng thì phải thiết kế để lấy chính
nước sạch sau lọc làm nước rửa màng.Ngâm màng trong thời gian chờ bằng nước sạch sau
lọc có thể làm hòa tan các bánh cặn và giảm được lượng hóa chất rửa màng đáng kể.
CHÚ Ý: Các môđun màng không được tiếp xúc với nước đầu vào có lẫn dầu,mỡ, hay các
chất rắn bên ngoài vào mà gây nên những phá hủy về mặt vật lý,hóa học cho màng.
4
Bảng 1.Các hiện tượng xuất hiện trên hệ thống màng lọc NF
Nguyên nhân Vị trí Áp suất nhỏ giọt Áp suất đầu vào Lượng muối
đầu ra
Cặn bám Ôxít
kim loại
Màng đầu tiên Tăng nhanh Tăng nhanh Tăng nhanh
Cặn bám Keo Màng đầu tiên Tăng chậm Tăng chậm Tăng nhẹ
Cặn khoáng Màng cuối cùng Tăng bình
thường
Tăng nhẹ Tăng rất chậm
Các siliccat
trùng hợp

Màng cuối cùng Thường tăng Tăng Thường tăng
Cặn bám sinh
học
Nhiều vị
trí,thường là
màng đầu tiền
Tăng rất chậm Tăng rất chậm Thường tăng
Cặn bám hữu cơ Tất cả các
môđun
Tăng chậm Tăng Giảm
Chất tẩy gỉ Môđun thứ hai Thường tăng Tăng Thường tăng
Chất oxy hóa Màng đầu tiên Thường giảm Giảm Tăng
Thủy phân Tất cả các
môđun
Thường giảm Giảm Tăng
Sự mài mòn Môđun đầu tiên Thường giảm Giảm Tăng
Rò rỉ chỗ nối Không cụ thể Thường giảm Thường giảm Tăng
Rò rỉ do keo
dán
Môđun đầu tiên Thường giảm Thường giảm Tăng
Rò rỉ do keo
dán
Cuối mỗi
môđun
Tăng Tăng Tăng
-Mảng bám canxicacbonat.
5