- NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THẨM THẤU NGƯỢC RO TRONG KHỬ MẶN VÀ PHỤC VỤ CÂP NƯỚC CHO. - Đề tại này sẽ đi sâu vào nghiên cứu tổng thể về công nghệ màng thẩm thấu ngược RO, hiệu quả của sự khử muối bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược (RO) cũng như các yếu tố ảnh hưởng tới lưu lượng và hiệu suất của quá trình khử muối của màng.. - Chương 2: Cơ sở lý thuyết của quá trình thẩm thấu ngược, đây là chương cung cấp các kiến thức cơ bản của quá trình thẩm thấu ngược.. - Phương pháp màng lọc thẩm thấu ngược RO - Phương pháp điện thẩm tách.. - Thẩm thấu ngược (RO).. - Thẩm thấu ngược là phương pháp lọc tốt nhất trong tất cả các phương pháp lọc màng. - Bảng 1.3: So sánh 4 quá trình lọc màng [3]:. - Áp suất làm việc. - Thông thường quá trình này có thể áp dụng cho quá trình làm sạch triệt để.. - Quá trình điện thẩm tách (ED). - Hình 1.5: Sơ đồ nguyên lý quá trình điện thẩm tích.. - CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ THẨM THẤU NGƯỢC RO. - Cơ sở lý thuyết của quá trình thẩm thấu ngược. - Sự thẩm thấu là: quá trình mà trong đó có sự di chuyển của dung dịch xuyên qua màng phân chia từ dung dịch có nồng độ thấp hơn sang dung dịch có nồng độ cao hơn. - Thẩm thấu ngược là: quá trình ngược lại với quá trình thẩm thấu, nghĩa là hướng chuyển động của dòng chảy từ dung dịch đặc hơn qua màng sang dung dịch loãng hơn. - Hiện tượng thẩm thấu và thẩm thấu ngược được mô tả trong hình 2.1.. - Trong thẩm thấu ngược, động lực của quá trình là sự chênh lệch áp suất giữa 2 bề mặt màng. - Vì thế, điều khiển áp suất trong hệ thống chính là tối ưu hóa quá trình.. - Thẩm thấu ngược đã cũng được gọi là lọc cao áp, chỉ mối quan hệ của nó tới một quá trình lọc ở áp suất cao. - Với sự phát triển này, kĩ thuật thẩm thấu ngược đã có thể được ứng dụng thực tế.. - Những loại thiết bị màng thẩm thấu ngược thường được sử dụng bao gồm:. - Môdum này được kết hợp trong một số lượng lớn tạo thành hệ thống thẩm thấu ngược kiểu ống. - Các yếu tố ảnh hưởng đến qúa trình thẩm thấu ngược 2.4.1. - Như vậy quá trình tách này còn phụ thuộc vào bản chất chất điện ly ở dung dịch. - Như đã nói ở trên, khả năng hydrat hóa khác nhau của các ion có ảnh hưởng đến tính lựa chọn và thẩm thấu của màng. - Một trong những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thẩm thấu ngược có tính chất quan trọng là áp suất làm việc. - Muốn quá trình thẩm thấu ngược xảy ra ta phải tạo ra áp suất lớn hơn áp suất thẩm thấu để tạo ra động lực quá trình. - Rõ ràng áp suất càng tăng thì động lực quá trình. - Nồng độ dung dịch cũng là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến quá trình làm việc của màng. - Khi nồng độ thay đổi không những động lực của quá trình thẩm thấu ngược thay đổi (do áp suất thẩm thấu phụ thuộc vào nồng độ) mà cấu trúc dung dịch cũng thay đổi.. - Trong quá trình phân tách bằng thẩm thấu ngược, màng bán thấm có ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng quá trình. - Có độ thẩm thấu lớn với nước và nhỏ đối với chất tan;. - là áp suất tác dụng lên màng và áp suất thẩm thấu. - Áp suất thẩm thấu được đưa ra bởi phương trình Van’t Hoff:. - Trong đó, đối với quá trình lọc hoàn toàn (lượng dung dịch vào bằng lượng dung dịch thấm qua và giữ lại toàn bộ chất tan trên bề mặt màng) thì R c là hàm của thời gian. - Công thức thực nghiệm về quá trình lọc hoàn toàn (Chang, 2002). - Quá trình lọc hoàn toàn Mô hình. - Hermia (1982) Quá trình lọc dòng tiếp tuyến. - Sau đó phụ thuộc vào các thông số trong quá trình vận hành. - Vì thế, với điều kiện hệ thống được xác định rõ các tính chất thì độ phân cực nồng độ có thể được tính toán dựa trên những đánh giá về quá trình hoạt động của màng. - Xác định dòng từ phương trình (2.7) dựa trên kiến thức về quá trình khuyếch tán của chất tan, bề dày lớp biên màng và nồng độ chất tan trên bề mặt màng. - Tác động của sự phân cực nồng độ trong quá trình phụ thuộc vào qúa trình hoạt động. - Điều này làm tăng mức độ phức tạp trong quá trình thiết kế và vận hành hệ thống.. - Ưu nhược điểm của công nghệ thẩm thấu ngược RO. - Cũng như tất cả các quá trình khác, quá trình thẩm thấu ngược cũng có cả ưu điểm và nhược điểm. - Những vấn đề đó phải được chú ý khi quyết định thiết kế và sử dụng hệ thống thẩm thấu ngược.. - 2- Quá trình hoạt động phức tạp và đầu tư lớn.. - So sánh các quá trình phân tách. - Quá trình tính toán cơ bản. - Quá trình tiền xử lý để xử lý nước cấp ban đầu đạt tiêu chuẩn nhất định trước khi cấp cho hệ thống xử lý bằng thẩm thấu ngược (RO). - Phần nước thấm qua màng tiếp tục đi vào quá trình tinh xử lý. - Các cấp của quá trình xử lý bằng công nghệ thẩm thấu ngược Mặc dù hoạt động của hệ thống thẩm thấu ngược đã có từ lâu nhưng chủ đề về cơ chế vận chuyển của nước và dung dịch vẫn còn gây nhiều tranh cãi. - là chênh lệch áp suất thẩm thấu qua màng.. - Lượng nước qua màng thẩm thấu ngược phụ thuộc vào sự chênh lệch áp suất qua màng và sự chênh lệch áp suất thẩm thấu qua màng. - Áp suất thẩm thấu phụ thuộc vào nồng độ dung dịch. - Xét một cách tương đối, mỗi 100mg/l dung dịch tương đương với 1psi áp suất thẩm thấu. - Vì thế đối với những dung dịch có nồng độ rất nhỏ thì áp suất thẩm thấu coi như không đáng kể. - Mô hình hòa tan- khuyếch tán có vẻ như mô tả được sự hoạt động của quá trình thẩm thấu ngược. - Thẩm thấu ngược là quá trình phân tách màng mà kết quả phân tách là 2 dòng sản phẩm và dòng loại bỏ. - Sự phân cực nồng độ làm tăng nồng độ chất tan trên bề mặt màng và đây là lý do làm tăng áp suất thẩm thấu trên bề mặt màng. - là áp suất thẩm thấu trong dòng chính.. - Thông số SDI (chỉ số mật độ bùn) là thông số rất quan trọng trong thiết kế hệ thống thẩm thấu ngược. - 3 để đảm bảo cho quá trình hoạt động hiệu quả. - Thông thường trong quá trình hoạt động thì nước cấp phải đảm bảo SDI<3. - Quá trình tiền xử lý. - Quá trình tiền xử lý được thiết kế cho hệ thống RO nhằm:. - Quá trình thủy phân làm giảm tuổi thọ của màng và giảm khả năng chọn lọc của màng.. - 3- Nhiều nước tự nhiên bão hòa canxi cacbonat và trong quá trình hoạt động nó kết tủa trên bề mặt màng làm giảm dòng ra và khả năng loại bỏ của màng. - Nước cấp vào có thể chứa những hợp chất có khả năng hòa tan nhỏ như canxicacbonat và khi đó nó có thể kết tủa trong quá trình hoạt động của màng làm. - Phương pháp ngăn cản sự kết tủa trong quá trình họat động của màng thẩm thấu ngược là đảm bảo quá trình hoạt động sao cho dòng loại bỏ (dòng cô đặc) có nồng độ các chất gây kết tủa trên nhỏ hơn độ bão hòa. - Quá trình thẩm thấu ngược. - Khi quá trình tiền xử lý được hoàn thành thì nó sẽ quyết định việc lựa chọn loại màng sẽ được dùng trong quá trình thẩm thấu ngược. - Như vậy, toàn bộ quá trình ta thu được 75% sản phẩm. - Xắp xếp cho màng thẩm thấu ngược Chất lượng nước sản phẩm là hàm của khả năng loại bỏ:. - Trong đó C p là nồng độ trung bình của nước sản phẩm cho cả quá trình.. - Khi đó nồng độ sản phẩm cuối cùng của cả quá trình được tính theo công thức sau:. - NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHỬ MUỐI TRONG NƯỚC CỦA CÔNG NGHỆ THẨM THẤU NGƯỢC (RO). - Xác định khả năng khử muối của màng thẩm thấu ngược (RO) trong nước. - Màng thẩm thấu ngược nghiên cứu là màng FT -30.. - Phân tích các chỉ số và đặc tính của nước sau xử lý của quá trình thẩm thấu ngược qua màng thẩm thấu ngược FT – 30.. - Do nồng độ các chất khác trong nước cấp cho màng thẩm thấu ngược là nhỏ nên ta chỉ xét ảnh hưởng của áp suất, nhiệt độ, pH, độ mặn dòng vào đến khả năng hoạt động của màng thẩm thấu ngược.. - Dựa vào sự thay đổi của các thông số thu được để đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng xử lý của màng thẩm thấu ngược và chất lượng sản phẩm mong muốn.. - Tìm các dải thông số hoạt động tối ưu cho quá trình.. - Thiết bị thẩm thấu ngược OIA/EV của hãng ElettronicaVenneta a) Mô tả thiết bị. - Trong phần phụ lục mô tả thiết bị thẩm thấu ngược OIA/EV, làm việc ở dải áp suất hơn từ 0-60 bar.. - Có nhiều phương pháp để đánh giá sự ảnh hưởng của các yếu tố đến kết quả của một quá trình. - Thí nghiệm được tiến hành trên thiết bị thẩm thấu ngược Electroveneta. - Từ đồ thị ta có thể nhận thấy ảnh hưởng của các hệ số hồi quy BB và nhiệt độ đối với lưu lượng nước qua màng thẩm thấu là không đáng kể nên ta chỉ xem xét ảnh hưởng của các yếu tố chính: áp suất tác dụng và độ mặn đầu vào của nước ảnh hưởng đến lưu lượng của nước sau khi được xử lý.. - Lọc thẩm thấu ngược RO. - Sau khi qua màng thẩm thấu ngược RO, nước sẽ được tách muốn để trở thành nước ngọt.. - Thiết kế công nghệ hệ thống thẩm thấu ngược trên cơ sở phần mềm winflow 2004. - Phần mềm winflow2004 là phần mềm được sử dụng trong thiết kế giả định hệ thống lọc thẩm thấu ngược. - Hình 4.2 : Sơ đồ hệ thống lọc thẩm thấu ngược RO (Cho xử lý nước biển). - Thẩm thấu ngược RO. - Sau khi qua màng thẩm thấu ngược RO, nước sẽ được phân tách muối để trở thành nước ngọt.. - Hình 4.4: Sơ đồ hệ thống lọc thẩm thấu ngược RO (Cho xử lý nước lợ). - Áp suất tăng sẽ làm tăng hiệu suất và công suất lọc của màng thẩm thấu ngược RO.. - Một số hình ảnh thiết bị thẩm thấu ngược OIA/EV của hãng ElettronicaVenneta. - Sơ đồ dây dây chuyền công nghệ của thiết bị thẩm thấu ngược OIA/EV của hãng ElettronicaVenneta. - Thiết bị thẩm thấu ngược OIA/EV của hãng ElettronicaVenneta
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt