Nghiên cứu khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới quá trình khử mặn bằng công nghệ màng lọc Nano

Bài báo này trình bày về nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố trong xử lý nước lợ (nước nhiễm mặn) dùng màng lọc NF nhằm ứng dụng trong công nghệ xử lý nước nhiễm mặn phục vụ cấp nước cho hồ Phú Hòa ở tỉnh Bình Định.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới quá trình khử mặn bằng công nghệ màng lọc Nano 12, SốTr.1,29-35 2018 Tạp chí Khoa học - Trường ĐH Quy Nhơn, ISSN: 1859-0357, Tập 12, SốTập 1, 2018, NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH KHỬ MẶN BẰNG CÔNG NGHỆ MÀNG LỌC NANO TRẦN THỊ THU HIỀN1, CAO VĂN HOÀNG1, NGUYỄN THỊ LIỄU1, ĐẶNG XUÂN HIỂN2, TRẦN ĐỨC THẢO3 1 Khoa Hóa, Trường Đại học Quy Nhơn 2 Viện KH&CN Môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 3 Khoa CNSH&KT Môi trường, Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP. Hồ Chí Minh TÓM TẮT Màng NF là một loại màng lọc áp lực có tính chất trung gian giữa màng siêu lọc (UF) và màng lọc thẩm thấu ngược (RO). Màng lọc NF có ưu điểm là dòng cao, áp suất làm việc thấp và có hiệu suất cao trong khử mặn. Bài báo này trình bày về nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố trong xử lý nước lợ (nước nhiễm mặn) dùng màng lọc NF nhằm ứng dụng trong công nghệ xử lý nước nhiễm mặn phục vụ cấp nước cho hồ Phú Hòa ở tỉnh Bình Định. Từ khóa: Màng lọc Nano, nước lợ, nước nhiễm mặn. ABSTRACT Investigation of Key Factors Affecting the Desalination Process by Nanofiltration (NF) Membrane A NF membrane is a type of pressure driven membrane that has properties in between those of ultrafiltration (UF) and reverse osmosis (RO) membranes. NF membranes have the advantages of providing a high water flux at low operating pressure and maintaining a high salt. Our article studies on influence of some parameters on the performance characteristics to treat brackish drinking (salt water injection) using nanofiltration membrane to apply in salt water injection treatment technology, supplying water for Phu Hoa Lake in Binh Dinh province. Keyword: Brackish, nanofiltration, salt water injection. 1. Đặt vấn đề Công nghệ khử mặn được ứng dụng vào nửa cuối thế kỷ 19 đã làm thay đổi cuộc sống cũng như nơi sống của con người. Quá trình khử mặn được sử dụng đầu tiên là vào chiến tranh thế giới thứ hai và nó đã được phát triển trong cuộc chiến tranh này. Vào những năm 60, công nghệ màng bắt đầu xuất hiện và bắt đầu chiếm lĩnh thị trường trong lĩnh vực khử mặn. Chúng thân thiện với môi trường, hiệu suất cao, vận hành đơn giản và giá thành xử lý thấp. Hai công nghệ màng sử dụng phổ biến trong khử mặn là màng thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis - RO) và màng lọc nano (Nanofiltration - NF). Đối với nước biển thì RO là công nghệ màng có nhiều ưu điểm vượt trội, nhưng đối với nước lợ hoặc nước nhiễm mặn có độ mặn không lớn thì NF tỏ ra có nhiều ưu thế hơn với mức độ Email: tranthuhien@qnu.edu.vn Ngày nhận bài: 4/5/2017; Ngày nhận đăng: 16/6/2017 * 29 Trần Thị Thu Hiền, Cao Văn Hoàng, Nguyễn Thị Liễu, Đặng Xuân Hiển, Trần Đức Thảo tiêu thụ năng lượng thấp, dòng cao, khả năng chống cặn trên bề mặt màng cao. Hiệu quả của RO đã được thực tế kiểm nghiệm, còn NF là công nghệ đang phát triển và trong tương lai xử lý nước có độ mặn thấp (nước lợ hoặc nước nhiễm mặn) thì đây là công nghệ tiềm năng. Khác với màng RO, NF có cơ chế lọc khác nhau đối với dung dịch điện ly và không điện ly. Khi lọc dung dịch điện ly ngoài cơ chế khuếch tán - hòa tan như RO, NF còn bị ảnh hưởng của hiệu ứng Donnan. Hiệu ứng Donnan hay cân bằng Donnan là tên của một hiện tượng xảy ra do sự phân bố của các phần tử tích điện gần màng bán thấm tích điện làm cho chúng có thể đi qua hoặc cản trở vì sự tích điện của chúng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình khử mặn bằng NF nhằm mục đích đánh giá khả năng khử mặn bằng công nghệ này để ứng dụng cho hồ Phú Hòa ở tỉnh Bình Định. 2. Thực nghiệm 2.1. Hóa chất Muối NaCl (độ tinh khiết 99,99%), hóa chất điều chỉnh pH (HNO3­đặc). 2.2. Hệ thống thí nghiệm Sơ đồ nghiên cứu khử mặn là thiết bị màng lọc nano dạng quấn NF270 2540. Dải áp suất làm việc của thiết bị từ 0-16 bar. Có thể mô tả cấu tạo của thiết bị theo sơ đồ sau (Hình1): 8 6 11 10 7 9 4 Nước vào 5 3 2 1. Thiết bị lọc sơ bộ 2. Thiết bị lọc than hoạt tính 3. Thùng chứa nước cấp cho màng 4. Bơm 5. Đồng hồ đo áp suất ra 6. Bộ phận đo lưu lượng thải 7. Bộ phận đo lưu lượng vào 8. Đồng hồ đo áp suất vào 9. Màng lọc NF 10. Bộ phận đo lưu lượng sản phẩm 11. Thùng chứa nước đã qua màng lọc 1 4 Hình 1. Cấu tạo thiết bị lọc NF MP72 2.3. Phương pháp phân tích Các thông số cần phân tích của nước trước và sau xử lý là TDS (tổng chất rắn hòa tan), độ muối, độ dẫn điện, nhiệt độ và pH được đo bằng máy đo độ dẫn điện và máy đo pH cầm tay. Nồng độ clo (độ clo) được phân tích kiểm chứng lại sau khi quy đổi bằng hệ thức liên hệ theo TCVN 6194 : 1996. 30 Tập 12, Số 1, 2018 2.4. Phương pháp tính toán kết quả Nồng độ muối và nồng độ Clo liên hệ với nhau theo hệ thức S‰ = 0,030 + 1,8050×Cl ‰. Trong đó: S‰: nồng độ muối Cl‰.: nồng độ clo Hiệu suất khử mặn của quá trình được tính bằng công thức R= Trong đó: Cf: nồng độ dòng vào (C f - C p ) Cf Cp: nồng độ thấm qua màng 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Ảnh hưởng ...