THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM MẶN CẤP CHO KHU DU LỊCH VÀM SÁT-CẦN GIỜ CÔNG SUẤT 60M3/NGÀY.ĐÊM

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Vấn đề cấp nước hiện nay tại các khu vực ngoại thành thành phố Hồ Chí Minh như
huyện Cần Giờ, Nhà Bè, Quận 7…đang là một vấn đề nan giải cho các nhà máy cấp
nước. Vì đặc điểm địa thế quá xa xôi gây khó khăn trong việc xây dựng đường ống cấp
nước cho nên người dân ở các khu vực này không có nguồn nước sạch, đảm bảo chất
lượng để sử dụng.
Đặc biệt là tại các địa điểm du lịch thu hút khách như Vàm Sát và Cần Giờ, nếu
không đảm bảo lượng nước và chất lượng nước sử dụng, một ngày nào đó những khu du
lịch sinh thái đầy tiềm năng chúng ta sẽ không còn thấy du khách dừng chân tham quan.
Cho đến nay đã có nhiều phương án khác nhau được đề xuất để thực hiện giải quyết
vấn đề khan hiếm nước ngọt tại những vùng nước ngập mặn của Cần Giờ. Và một trong
những phương pháp được quan tâm và phổ biến hiện nay là phương pháp thẩm thấu
ngược Reserve Omosis hay còn gọi là lọc RO.
1.2 Tính cấp thiết của đề tài
Ngành du lịch Việt Nam hiện đang trên đà phát triển mạnh, đặc biệt là những khu
du lịch sinh thái, khu bảo tồn thiên nhiên hoang dã…đã và đang thu hút hàng ngàn
khách du lịch trong và ngoài nước mỗi năm. Và khu du lịch sinh thái rừng ngập mặn
Vàm Sát - Cần Giờ hiện nay là một địa điểm dừng chân lý tưởng cho du khách.
Do đó vấn đề cấp nước cho khu du lịch Vàm Sát - Cần Giờ là một nhiệm vụ thiết
yếu. Đề tài này được thực hiện nhằm tách riêng toàn bộ nước cấp dành cho khu du lịch
Vàm Sát để đảm bảo một lượng nước ổn định và tránh để tình trạng thiếu nước của
huyện ảnh hưởng đến nhu cầu về sử dụng nước cho ngành du lịch sinh thái Cần Giờ.
1.3 Tên và mục tiêu của luận văn
Tên đề tài: Xử lý nước nhiệm mặn trên sông Vàm Sát cấp cho khu du lịch Vàm Sát-
Cần Giờ với công suất 60m
3
/ngày.đêm.
1

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
Mục tiêu luận văn:
Khảo sát chất lượng nước, đề ra công suất và công nghệ thực hiện cung cấp nước
ngọt cho lượng du khách tham quan và nghỉ dưỡng tại Vàm Sát-Cần Giờ.
1.4 Nội dung của đề tài
 Khảo sát thu thập các số liệu thực tế phục vụ cho công tác thiết kế.
 Xác định yêu cầu và tiêu chuẩn cho hệ thống xử lý.
 Lựa chọn và đề xuất công nghệ xử lý.
 Tính toán thiết kế các thông số kỹ thuật của các công trình đơn vị.
 Tính toán chi phí đầu tư, chi phí hóa chất, chi phí xử lý 1m
3
nước nhiễm mặn.
 Thực hiện các bản vẽ kỹ thuật cho các công trình đơn vị.
 Hướng dẫn vận hành và đưa ra một số biện pháp khắc phục sự cố.
2
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
2.1 Tổng quan về khu du lịch Vàm Sát-Cần Giờ
2.1.1 Vị trí địa lý Vàm Sát-Cần Giờ
Huyện Cần Giờ trước đây gọi là huyện Duyên Hải thuộc tỉnh Đồng Nai. Từ năm
1997 huyện Duyên Hải chính thức sát nhập vào Tp Hồ Chí Minh và được đổi tên thành
huyện Cần Giờ.
Trước đây toàn bộ huyện Cần Giờ được bao phủ bởi rừng ngập mặn hay còn gọi là
Rừng Sác ( nay gọi là Vàm Sát). Trong chiến tranh, hệ thống rừng ngập mặn này bị tàn
phá nặng nề. Trong những năm gần đây, chính quyền và nhân dân đã quyết tâm trồng lại
rừng. Cho đến nay, rừng đã hồi phục và phát triển với ba tầng sinh thái đã mang lại
nguồn lợi lớn về kinh tế, du lịch và đặc biệt là du lịch sinh thái rừng ngập mặn.
Khu du lịch sinh thái Vàm Sát thuộc xã Lý Nhơn, huyện Cần Giờ, cách trung tâm

TP.Hồ Chí Minh khoảng 55 km về phía Đông Nam. Nằm giữa dòng chảy của hai nhánh
sông Vàm Sát và Lòng Tàu, khu Du Lịch Sinh Thái Rừng Ngập Mặn Vàm Sát là một
quần thể động thực vật đa dạng, được tổ chức UNESCO công nhận như là khu dự trữ
sinh quyển và Tổ chức Du lịch Thế giới (WTO) đã công nhận Khu Du Lịch Sinh Thái.
2.1.2 Điều kiện tự nhiên của Vàm Sát
: có hai mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 - 10 và mùa khô từ tháng 11 – 4.
       25,8
o
C, lượng mưa thấp, trung bình từ 1.300mm –
1.400mm/năm.
: có bốn loại đất cơ bản: đất mặn, đất mặn phèn ít, đất mặn phèn nhiều,
đất cát mịn có pha ít bùn ven biển.
: có chế độ bán nhật triều không đều (hai lần nước lớn và hai lần
nước ròng một ngày). Biên độ triều trung bình khoảng 2m và khi triều cao là 4m.
: độ mặn trung bình vào khoảng 18‰– 20‰ , độ mặn cao khi triều cường
và độ mặn thấp khi triều kém.
3
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
4
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008


!"#$%
5
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
2.1.3 Hệ sinh thái
Rừng ngập mặn Vàm Sát-Cần Giờ có điều kiện môi trường rất đặc biệt, là hệ sinh

thái trung gian giữa hệ sinh thái thủy vực với hệ sinh thái trên cạn, hệ sinh thái nước
ngọt và hệ sinh thái nước mặn. Rừng Cần Giờ nhận một lượng lớn phù sa từ sông Đồng
Nai, cùng với ảnh hưởng của biển kế cận và các đợt thủy triều mà hệ thực vật nơi đây
rất phong phú với trên 150 loài thực vật, trở thành nguồn cung cấp thức ăn và nơi trú
ngụ cho rất nhiều loài thủy sinh, cá và các động vật có xương sống khác.
Đây là một khu rừng mà theo đánh giá của các chuyên gia nước ngoài là được khôi
phục, chăm sóc, bảo vệ thuộc loại tốt nhất ở Việt Nam và toàn thế giới. Đây cũng là địa
điểm lý tưởng phục vụ cho việc nghiên cứu khoa học, du lịch sinh thái.
Rừng ngập mặn Cần Giờ đã trở thành "lá phổi" đồng thời là "quả thận" có chức
năng làm sạch không khí và nước thải từ các thành phố công nghiệp trong thượng nguồn
sông Ðồng Nai - Sài Gòn để ra biển Ðông.
2.1.4 Quy mô khu du lịch
Vàm Sát có diện tích hơn 1.800 ha và trên 800 ha rừng đước (5 - 20 tuổi), hơn 300
ha rừng tạp… Kể từ khi thành lập vào năm 2000, khu du lịch Sinh thái Vàm Sát đã xây
dựng các điểm tham quan dựa trên môi trường tự nhiên sẳn có. Nhờ bàn tay con người,
rừng đã dần hồi sinh và được trả về dáng vẻ uy nghiêm và sự rộng lớn vốn có trước đây.
Theo đánh giá của các chuyên gia nước ngoài, rừng ngập mặn Vàm Sát-Cần Giờ là khu
rừng được khôi phục, chăm sóc, bảo vệ và quản lý thuộc vào loại tốt nhất ở Việt Nam
và thế giới.
Du lịch sinh thái còn là hình thức mới với người dân Việt Nam. Trung bình mỗi
tháng, Vàm Sát đón được 250-300 khách (90% là khách nội địa). Nhiều dự án quy
hoạch đang được triển khai sẽ giúp Vàm Sát nói riêng và Cần Giờ nói chung trở thành
điểm du lịch hấp dẫn đối với du khách.
2.2 Tình hình nước cấp tại khu vực
Hiện nay, nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của người dân trên địa bàn huyện là
6.284m³/ngày (2,2 triệu m
3
/năm). Trong khi đó, tổng lượng nước thực tế mà Tổng công
6
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

2008
ty Cấp nước Sài Gòn (Sawaco) cấp cho huyện Cần Giờ tại 3 họng nước ở các quận –
huyện: 2, 7, Nhà Bè chỉ được 5.400m³/ngày. Vì vậy, hiện mỗi ngày địa bàn huyện Cần
Giờ còn thiếu khoảng 900m³ nước sinh hoạt.
Hơn 20 năm nay đã có hàng chục phương án cấp nước cho huyện Cần Giờ thay thế
phương thức truyền thống là chở nước từ nơi khác đến, nhưng chưa có phương án nào
thật sự hiệu quả. Hiện nay còn tồn tại ba phương án có tính khả thi:
• Dẫn nước bằng đường ống từ thành phố về
• Xây hồ chứa nước ngọt tại chỗ
• Xử lý nước nhiễm mặn thành nước cấp.
Việc xây hồ nước ngọt tại chỗ đã được đề xuất từ lâu nhưng phương án này gặp
nhiều trở ngại. Vì lượng mưa tại Cần Giờ thấp trong khi lượng nước bốc hơi lại khá lớn.
Vào những năm 80 hồ nước ngọt thử nghiệm đã được xây dựng tại Vàm Sát, xã Lý
Nhơn nhưng kết quả là chất lượng nước vẫn không phù hợp cho sản xuất nông nghiệp.
Nước mưa người dân dự trữ trong mùa mưa được sử dụng rất hạn chế. Các ngành
sản xuất thì được cấp nước bằng các tổ chức công ích. Các dịch vụ công ích này được
thực hiện bởi Xí nghiệp giao thông đô thị của huyện. Cách thức ở đây là dùng xà lan
đưa nước từ họng lấy nước ở cầu Tân Thuận của công ty cấp nước Sài Gòn. Lượng
nước phục vụ hàng năm là 100.000m
3
/năm. Giá nước bán xỉ tại Lý Nhơn là
20.000VNĐ/m
3,
có khi lên tới 50.000VNĐ/m
3
. Tại trung tâm xã Lý Nhơn, lực lượng
thanh niên xung phong làm nhiệm vụ vận chuyển nước.
UBND huyện Cần Giờ đang kiến nghị Sawaco sớm triển khai thực hiện dự án đầu
tư tuyến ống cấp nước Nhà Bè - Cần Giờ. Được biết, trong năm 2007, số tiền mà ngân
sách thành phố chi phí cho việc vận chuyển hơn 1,6 triệu m³ nước sạch về cho huyện

Cần Giờ là 37 tỷ đồng.
2.3 Khảo sát nguồn nước tại Cần Giờ
2.3.1 Nước ngầm
Theo các tài liệu khảo sát thì trên địa bàn huyện Cần giờ không có nguồn nược ngọt
trữ lượng lớn dưới đất. Nguồn nước ngầm ít ỏi phải khai thác ở độ sâu hơn 80m và
thường có pH thấp, hàm lượng Fe cao, nhiễm Nitrat, sulphua, chlorua…không đạt tiêu
7
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
chuẩn cấp nước ăn uống. Với nguồn nước ngầm hiếm hoi như vậy thì về lâu dài không
thể là nguồn khai thác cấp cho ngành du lịch ngày một lớn mạnh ở Cần Giờ.
2.3.2 Nước mưa
Nguồn nước mưa cũng hạn chế và không đạt tiêu chuẩn về chất lượng lẫn số lượng
để đáp ứng cho quy mô khu du lịch. Theo khảo sát của đài khí tượng thủy văn thì lượng
mưa hàng năm tại Cần Giờ thấp, chỉ khoảng 1.300-1.700mm/năm.
2.3.3 Nước mặt
Toàn bộ địa bàn huyện chịu ảnh hưởng chế độ bán nhật triều không đều với biên độ
khá lớn: 3.6m-4.1m ở phía Nam và 2.8m-3.3m ở phía Bắc.
Các sông rạch tại Cần Giờ đều bị nhiễm mặn. Nhưng đây là nguồn nước duy nhất
có tính ổn định về trữ lượng và chất lượng phù hợp cho dự án xử lý nước nhiễm mặn
cấp cho khu du lịch Vàm Sát-Cần Giờ.
2.3.4 Đề xuất công suất phục vụ
Bảng 2.1 Tiêu chuẩn dùng nước
Đối tượng dùng nước
Tiêu chuẩn cấp nước tính theo đầu
người (ngày trung bình trong năm)
l/người.ngày
Thành phố lớn, thành phố du lịch, nghỉ mát, khu
công nghiệp lớn.
300 - 400

Thành phố, thị xã vừa và nhỏ, khu công nghiệp
nhỏ
200 - 270
Thị trấn, trung tâm công - nông nghiệp, công -
ngư nghiệp, điểm dân cư nông thôn
80 - 150
Nông thôn 40 - 60
Ghi chú: Cho phép thay đổi tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt của điểm dân cư ±10
÷20% tuỳ theo điều kiện khí hậu, mức độ tiện nghi và các điều kiện địa phương khác.
&%'!"()*((+!,,-.
Dựa vào quy mô khu du lịch ta xác định được công suất như sau:
Số lượng du khách trung bình trên một ngày: 100 người/ngày.đêm.
8
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
Số nhân viên phục vụ tại khu nghỉ dưỡng: 50 nhân viên/ngày.đêm.
Với mức tiêu thụ nước theo tiêu chuẩn cấp cho khu du lịch là 300l-
400l/người/ngày.đêm.(Lấy Max là 400l/người/ngày.đêm)
Vậy lượng nước cần cung cấp là:
Q = 150 người × 0.4 m
3
/người/ngày.đêm = 60 m
3
/ngày.đêm.
9
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ
NƯỚC NHIỄM MẶN
3.1 Các phương pháp khử muối

3.1.1 Phương pháp chưng cất
("/01223
Quá trình chưng cất là quá trình đun nóng nước tới điểm sôi để chuyển thành dạng
hơi, sau đó ngưng tụ lại thành nước tinh khiết. Thường ta áp dụng công nghệ chưng cất
nhiều bậc (Multi-Stage Flash Distillation-MSF), nén hơi (Vapor Compress-VC) và
chưng cất đa hiệu ứng (Multiple-Effect Distillation-MED).
Nén hơi là làm bốc hơi nước đầu vào rồi nén hơi đó. Sau đó hơi nước được ngưng
tụ và nhiệt giải phóng tiếp tục được sử dụng làm nhiệt cấp đầu vào. Công nghệ nén hơi
dựa vào việc giảm áp suất vận hành để nước bốc hơi. Nhiệt lượng để nước bay hơi được
cung cấp bởi một máy nén hơi: máy nén cơ khí (Mechanical Vapor Compression) hoặc
injector hơi nước (Thermal Vapor Compression).
Công nghệ nén hơi thích hợp cho các trạm chưng cất nước công suất vừa và nhỏ từ
3.000m
3
/ngày.đêm – 20.000m
3
/ngày.đêm.
10
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
Chưng cất đa hiệu ứng chính là bốc hơi nước theo dạng chuỗi. Hơi nước từ một
chuỗi được sử dụng làm bốc hơi trong hiệu ứng tiếp theo. Để tăng cường hiệu suất, mỗi
giai đoạn sau được vận hành ở áp suất thấp hơn giai đoạn trước. Điều này cho phép nhà
máy có thể hoạt động ở nhiệt độ cao (> 90
o
C) cũng như nhiệt độ thấp. Nhiệt độ bay hơi
cao nhất là 55
o
C giúp giảm sự an mòn và đóng cặn đồng thời cho phép thải muối ở nhiệt
độ thấp.

Quy trình MED có thể có nhiều kiểu kết cấu khác nhau phụ thuộc vào bề mặt trao
đổi nhiệt và hướng chuyển động tương đối của dòng nước muối so với dòng hơi nước.
3.1.2 Phương pháp lọc màng
Đối với các quá trình lọc, màng được hiểu theo nghĩa thông thường là rào chắn
nhằm ngăn cách giữa các pha, hạn chế sự vận chuyển qua lại giữa các cơ chất một cách
có chọn lọc. Màng có thể được cấu tạo thuần nhất hoặc tổng hợp; có thể có cấu trúc đối
xứng hoặc không đối xứng, có thể mang điện dương hoặc âm, có thể trung hoà về điện
tích nhưng cũng có thể mang cả 2 loại điện tích kể trên. Quá trình vận chuyển vật chất
qua màng có thể được thực hiện dưới tác động của quá trình đối lưu, quá trình khuyếch
tán phân tử, do trường điện từ, do nồng độ, do áp suất, do nhiệt độ….Độ dày của màng
có khoảng thay đổi khá rộng, từ 100 µm đến vài mm.
Quá trình lọc màng có thể tách 1 dòng thành 2 dòng riêng biệt : dòng thấm và dòng
cô đặc. Dòng thấm là phần chất lỏng đi qua màng, trong khi dòng đậm đặc là dòng chứa
những phân tử bị giữ lại ở màng.
Các quá trình lọc màng được phân loại dựa vào động lực chuyển cơ chất qua màng,
đặc tính loại màng và kích thước mao quản màng….Quá trình lọc màng trong công nghệ
xử lí nước dùng để khử khoáng và làm mềm nước, khử màu và chất hữu cơ hoà tan,...
Đặc biệt là quá trình xử lí nước tinh khiết, sản xuất dược phẩm hay xử lí bậc cao trong
xử lý nước thải khi có nhu cầu hoàn lưu.
11
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
a. Phân loại màng
Bảng 3.1 : Các loại màng bán thấm
Quá trình lọc Microfiltration Ultrafitration Nanofiltration Reverse
osmosis
Kích thước lỗ
rỗng (µm)
0.1-10 0.1-0.01 0.01-0.001 0.001-0.0001
Áp suất vận

hành ( bar )
< 1 1-10 20-40 30-60
 Microfiltration
Microfiltration ( MF ) hay còn gọi là vi lọc là quá trình lọc có khả năng tách các
phần tử có khích thước vài µm ra khỏi dòng thấm như : các vi khuẩn, vi sinh vật, các
chất lơ lững có kích thước nhỏ, các phân tử có phân tử lượng lớn, các hạt sơn trong
công nghệ sơn phun…..Kích thước thông thường của các phần tử này là 0.1-10µm. Có 2
loại vi lọc phổ biến:
Lọc theo dòng chảy ngang ( crossflow filtration ) : dòng lưu chất vận chuyển song
song với màng, áp suất làm cho một phần dòng lưu chất thấm qua bên kia màng lọc,
trong khi các phần tử có kích thước lớn hơn mao quản màng ( lỗ màng ) sẽ được giữ lại
và theo dòng đậm đặc ra ngoài.
Lọc theo dòng chảy vuông góc ( dead-end filtration ) : hầu hết lưu chất đều đi qua
màng và tất cả các phần tử rắn có kích thước lớn hơn lỗ màng sẽ bị giữ lại.
12
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
("!45267
Lọc M
F
("(45289:;<2&=.:>89=&.
 Ultrafiltration
Ultrafiltration ( UF ) là quá trình sử dụng màng để phân tách dòng chất lỏng hoặc
loại các phần tử chất hoà tan có trong dòng. Về cơ bản UF không cho hiệu quả cao như
NF ( nanofiltration ) nhưng lại không đòi hỏi nhiều năng lượng như NF. UF có khả năng
loại trừ vi khuẩn, một vài loại protein, thuốc nhuộm và các cơ chất có phân tử lượng lớn
hơn 10 000 dalton, và các hạt có kích thước từ 10-1000 A
0
. UF rất hiệu quả trong việc
loại bỏ các hợp chất hữu cơ.

13
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
("?452@7
 Nanofiltration
14
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
("A4527
Nanofiltration ( NF ) là quá trình sử dụng màng để tách dòng chất lỏng hoặc các
phân tử có trong dòng. Về cơ bản, NF không cho hiệu quả cao như RO ( Reverse
osmosis ) nhưng không tốn nhiều năng lượng như RO. NF có khả năng giữ các phân tử
đường, muối kim loại hoá trị II, vi khuẩn, proteins,…Hiệu quả NF chịu ảnh hưởng bởi
điện tích phân tử, các hạt có điện tích càng lớn càng dễ bị giữ lại. Màng lọc NF thường
làm bằng cellulose acetate hoặc polyarmide có khả năng loại trừ 95% muối kim loại hoá
trị II , 40% muối của kim loại hoá trị I và các hợp chất hữu cơ khối lượng phân tử từ
300 trở lên.
 Reverse Osmosis ( RO )
BC3B2DE&DF:FGFEHGG.
Thẩm thấu là một hiện tượng tự nhiên. Nước bao giờ cũng chuyển dịch từ nơi có
nồng độ muối/ khoáng thấp đến nơi có nồng độ cao hơn. Quá trình diễn ra cho đến khi
nồng độ muối khoáng từ 2 nơi này cân bằng.
Để làm điều ngược lại (thẩm thấu ngược), người ta dùng một áp lực đủ để đẩy
ngược nước từ nơi có hàm lượng muối/ khoáng cao “thấm” qua một loại màng đặc biệt
để đến nơi không có hoặc có ít muối/ khoáng hơn.
Hình 3.6 bên dưới minh họa cho 2 quá trình trên.
Nước từ nơi sạch đến nơi có nồng độ muối cao hơn
15
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008

Áp suất cao đẩy nước qua màng, đến nơi tinh khiết

("-01C3IJ:>C3B2
Màng RO có thể được làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau như: Cellulose Acetate,
Aromatic Polyamide, Polymide hoặc màng TFC có những lỗ nhỏ tới 0.001 micron. Tất
cả các màng này đều chịu áp suất cao nhưng khả năng chịu pH và chlorine không giống
nhau. Tốc độ dòng chảy qua màng bán thấm rất chậm nên cần một diện tích màng lớn,
do đó màng thường được quấn thành vòng xoắn hoặc quấn tạo thành từng ống có đầu
bịt phía cuối.
Với tốc độ và áp lực cực lớn, dòng nước chảy liên tục trên bề mặt của màng RO.
Một phần trong số những phân tử nước “chui” qua được những lỗ lọc. Các tạp chất bị
dòng nước cuốn trôi và “thải” bỏ ra ngoài. Với cách thức này, bề mặt của màng RO liên
tục được rửa sạch và có tuổi thọ tới 2 - 5 năm.
("KL2M522=>DE
Màng lọc RO có khả năng loại trừ các loại vi sinh vật, khoáng chất, protein, thuốc
nhuộm và đặc biệt là các muối vô cơ. Các hợp chất này có phân tử lượng từ 150-250
daltons và kích thước từ 1-10 A
0
. Các loại tạp chất không qua dược lỗ lọc, bị dòng nước
rửa trôi trên bề mặt màng lọc và thải ra ngoài.
16
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
RO được ứng dụng sản xuất nước tinh khiết hoặc các dung môi hữu cơ như ethanol,
glycol. Các dung chất này có thể đi qua màng lọc trong khi các ion khác bị giữ lại trên
bề mặt màng RO phổ biến nhất là sử dụng dòng chảy ngang, phương pháp này cho phép
bề mặt màng luôn được làm sạch bởi dòng nước chảy ngang bề mặt, hạn chế tích tụ cặn.
Quá trình này đòi hỏi một đông lực khá lớn để chuyển nước đi qua bề mặt màng, động
lực này thường được tạo ra bởi các bơm cao áp. Áp lực tạo ra càng cao thì động lực
càng lớn, màng lọc sẽ bị nén chặt dẫn đến giảm độ thấm qua màng. Khi nồng độ các

dòng chất đưa vào càng cao thì đòi hỏi phải tạo ra động lực càng lớn.
Quá trình tách chất bởi RO được tăng thêm hiệu quả nhờ điện tích của chính các
ion. Điện tích ion càng lớn càng dễ bị màng giữ lại, chẳng hạn như các hợp chất khoáng
thì dễ bị loại trừ ra khỏi dòng hơn so với các hợp chất hữu cơ không mang điện.
("N452DE
b. Đặc điểm quy trình lọc RO
- RO có thể xử lý hầu hết các nguồn nước, tuy nhiên khi độ mặn của nước nguồn càng
lớn thì hiệu quả xử lý càng thấp.
- Sản lượng nước thu được có thể lên tới 70% đối với nước lợ. Công suất tiêu biểu từ vài
lít/ngày đến 20.000m
3
/ngày và có thể lắp đặt dây chuyền để đạt công suất cần thiết.
17
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
- Tổng chất rắn hòa tan đầu ra tiêu biểu (TDS) là 20mg/l đối với nước lợ.
- Nhà máy vận hành ở nhiệt độ thường, áp suất khoảng 15-25 bar cho nước lợ. Nếu áp
suất vận hành càng lớn thì lưu lượng dòng thấm càng lớn, tỉ lệ dòng thấm nước đầu vào
có thể từ 15-80%.
- Khi hàm lượng TDS càng cao làm cho áp suất thẩm thấu càng cao dẫn đến áp suất vận
hành càng cao làm tăng chi phí xử lý. Ngoài ra khi TDS lớn sẽ dễ gây nghẹt màng và
làm giảm tuổi thọ của màng. Do đó cần có hệ thống xử lý sơ bộ để loại TDS trước khi
dẫn dòng nước vào hệ thống RO.
- Nhà máy RO chỉ đòi hỏi điện năng. Năng lượng tiêu thụ trung bình cho nước lợ là 1-
2.5kWh/m
3
.
c. Các loại module RO phổ biến trên thị trường
 Module dạng tấm ( Plate type module )
Kiểu này được cấu tạo từ việc xếp chồng các màng và các tấm đỡ. Chất lỏng cần

xử lí lưu thông giữa các màng của 2 tấm kề nhau. Bề dày lớp chất lỏng từ 0.5-3 mm.
Đồng thời các tấm phẳng bảo đảm hỗ trợ cơ học của màng và máng thấm lọc. Sự sắp
xép chủa chúng cho phép dịch chuyển song song hoặc nối tiếp. Như vậy các tập hợp
đơn có thể cấu tạo cho đến 50 m2 diện tích bề mặt.
Với độ xiết chặt trung bình, các module có ưu điểm là dễ tháo gỡ, cũng như thay
thế các màng và khi cần thiết có thể làm sạch toàn bộ. Chiều dài và hình ngoằn ngoèo
của máng vận chuyển làm làm cho tổn thất tải tương đối lớn.
18
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
("O6PQH8MF8R3
 Module dạng ống ( Tubular module )
("/,6H8MF8RS
Ống được chế tạo từ sứ, cacbon hoặc plastic rỗ có đường kính từ 3.2 mm (1/8 inch)
đến 2.54 mm ( 1 inch ). Dòng thấm chảy qua thành ống và được thu ở phía ngoài ống.
Các ống tiếp theo được đặt song song hoặc nối tiếp trong vỏ hình trụ tạo thành module
đơn vị.
19
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
Chế độ thuỷ động lực của dòng chảy được xác định hoàn hảo và tốc độ lưu thông có
thể đạt tới 6 m/s, khi cần một chế độ chảy rối mạnh. Kiểu này không cần thiết bị lọc mịn
sơ bộ chất lỏng và cũng rất dễ làm sạch.Chúng đặc biệt phù hợp cho xử lí chất lỏng có
độ nhớt lớn. Nhược điểm là độ chặt nhỏ và giá thành cao.
 Kiểu sợi rỗng ( Hollow Fibre module )
("//QGBT
Sợi rỗng được chế tạo bằng máy ép đùn qua khuôn hình. Sợi có đường kính thay
đổi từ vài chục micron tới vài milimet. Sợi rỗng này tương tự dạng ống, màng đặt bên
trong. Nhưng sợi rỗng có đường kính nhỏ hơn nhiều và kết cấu đỡ đòi hỏi rắn chắc hơn.
Những sợi rỗng được gom lại thành bó có từ hàng nghìn đến hàng triệu sợi. Độ rắn chắc

của bó sợi có thể đạt giá trị rất cao. Dòng chất lỏng qua xử lí sẽ chảy từ bên trong ( lớp
mặt trong ) hay bên ngoài ( lớp mặt ngoài ).
20
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
 Kiểu xoắn ( Spiral Wound Module )
("/!QUHV
Tấm màng lọc được quấn quanh ống có khoan lỗ để thu nước thấm.
d. Tiền xử lý cho RO
Hầu hết các hệ thống lọc bằng màng đều đòi hỏi tiền xử lí cho nước đầu vào. Mục
đích là để ngăn ngừa sự bít kín, tắc nghẽn và đóng cặn trong màng , tăng tối đa thời gian
giữa các lần rửa màng đồng thời kéo dài tuổi tho của màng. Lựa chọn hệ thống để thực
hiện quá trình tiền xử lí phụ thuộc vào chất lưọng dòng vào, loại màng và yêu cầu thiết
kế của nó. Dưới dây là những thông số cần kiểm soát khi thiết kế RO:
 Hàm lượng chất rắn lơ lửng
kiểm soát hàm lượng chất rắn lơ lững trong dòng vào nhằm ngăn ngừa sự bít kín hệ
thống màng lọc, giảm số lần phải rữa lọc. Các nhà sản xuất màng lọc thường định sẵn
hàm lượng rắn lơ lững và độ đục tối đa cho phép trong dòng vào đối với mỗi thiết bị lọc
riêng biệt. Đối với hệ thống RO và NF, dòng vào hầu như không được có chất rắn lơ
lững.
21
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
 Vi sinh
Vi sinh bám màng lọc có thể phá huỷ màng. Thêm vào đó, màng cellulose acetate
của lọc RO và màng lọc NF có thể bị thoái hoá bởi một vài chủng vi sinh.
Khử trùng bằng chlorine là phương pháp được sử dụng phổ biến. Tuy nhiên, một số
loại màng như polyamide RO không thể chịu được chlorine hoặc những chất oxy hoá
mạnh khác. Do đó, nếu chlorine được sử dụng thì phải có hệ thống khử chlorine trước
khi nước được đưa vào hệ thống lọc.

 Sắt và mangan
Nếu có sự hiện diện của sắt hay mangan hay bất kỳ kim loại nặng nào đều có khả
năng phá huỷ màng lọc. Quá trình tiền xử lí có thể vận dụng để loại sắt và mangan ra
khỏi dòng vào như :
- Oxy hoá bằng oxy không khí, chlorine hoặc kali permangannate (KMnO
4
) theo sau là
quá trình lọc cát.
- Dùng quá trình trao đổi ion.
 Hàm lượng chất hữu cơ
Dầu, chất béo, các hydro carbon và một số các chất hữu cơ hoà tan có thể phá huỷ
màng. Do đó, chúng không được phép hiện diện trong dòng vào. Quá trình keo tụ tạo
bông, lắng, làm mềm bằng vôi có thể làm giảm hàm lượng hữu cơ trước khi vào hệ
thống lọc. Lọc bằng than hoạt tính đôi khi được sử dụng để loại chất hữu cơ hoặc khử
chlorine của nước đầu vào nhưng nó có thể gây ra các bụi than hoặc làm nhiễm vi sinh.
 pH
Mỗi loại màng lọc được thiết kế để vận hành với khoảng pH khác nhau. Màng
polyamide trong lọc RO và NF chịu được khoảng pH 4-10. Trong khi đó, một số loại
màng cellulose acetate đòi hỏi pH ở mức nghiêm ngặt hơn từ 4 đến 6,4.
22
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
 Nhiệt độ
nhiệt độ có thể làm biến đổi đặc điểm vật liệu và tuổi tho của màng, làm thay đổi
tính tan của các hợp chất vô cơ, giảm khả năng khử khoáng của màng.
e. Các thông số đánh giá hiệu suất làm việc của hệ thống lọc RO
 Tỉ lệ nước sạch ( Water recovery )
Phần trăm lượng nước cấp vào thành nước thành phẩm ( nước khử muối )
%100.
W

X
2
0
0
D =
Trong đó :
Q
p
: Lưu lượng nước sạch ( m
3
/ngày )
Q
f
: Lưu lượng nước vào ( m
3
/ngày )
Hệ thống RO thường được thiết kế với : R
c
= 50-60 % cho nước lợ
R
c
= 20-35% cho nước biển
 Tỷ lệ thải muối ( Rejection)
Lượng muối tổng cộng thải bỏ trong dòng đậm đặc ( dòng nước muối )
%100.1









−=
W


D
X
Y
Trong đó :
C
p
: Hàm lượng muối của dòng nước sạch
C
f
: Hàm lượng muối của dòng nước vào.
Hàm lượng muối được đánh giá bằng chỉ tiêu TDS hoặc độ dẫn điện ( R
j
> 90% đối
với nước lợ ).
23
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
• Tỷ lệ muối qua màng (Overall Salt Passage)
%100
W
X



Z[ =
Thông thường, RO có :
SP = 0.5-15% đối với các ion hoá trị 1.
SP = 0.05-8% đối với ion hoá trị 2
Bảng 3.2 Hiệu suất loại bỏ tạp chất của màng RO
Nhôm 97-98% Nickel 97-99%
Ammonia 85-95% Nitrate 93-96%
Arsenic 94-96% Phosphate 99+%
Vi khuẩn 99+% Polyphosphate 98-99%
Bicarbonat 95-96% Potassium 92%
Bromide 93-96% Pyrogen 99+%
Cadmium 96-98% Radioactivity 95-98%
Canxi 96-98% Radium 97%
Chloride 94-95% Selenium 97%
Chromate 90-98% Silica 85-90%
Chromiu 96-98% Silicate 95-97%
Đồng 97-99% Bạc 95-97%
Cyanide 90-95% Natri 92-98%
Ferrocyanide 98-99% Sulphate 99+%
Flouride 94-96% Sulphite 96-98%
Sắt 98-99% Thiếc 98-99%
Chì 96-98% * Virus 99+%
Magiê 96-98% * Insecticides 97%
24
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
2008
Mangan 96-98% * Detergents 97%
Thủy ngân 96-98% * Herbicides 97%
TDS 95-99%

3.1.3 Phương pháp trao đổi ion IE (Ion Exchange)
Trao đổi ion là quá trình lý hóa trong đó các ion chuyển từ pha rắn sang pha lỏng và
ngược lại. Các ion đối ở các nhóm chức mang điện trên bề mặt pha rắn sẽ trao đổi với
các ion cùng dấu trong dung dịch khi tiếp xúc với pha rắn của hạt nhựa.
Phân loại nhựa trao đổi ion'
• I=2=H=UR&D+H2D+=.
Trao đổi muối trung tính thành axit tương ứng. Dung dịch hoàn nguyên là HCl và
H2SO4 đối với R-H và NaCl đối với R-Na.
D\=M]D=\M
• I=2=H=U&D+).
Trao đổi muối kiềm thành axit yếu tương ứng nhưng không trao đổi với muối trung
tính (NaCl, H
2
SO
4
). Nhựa này có nhóm chức Cacboxylic và sử dụng HCl hoặc H
2
SO
4
để
hoàn nguyên.
=&E
(
.\!D+]=D
!
\!
!
E
(
25