3/31/2013<br />
<br />
N I DUNG TRÌNH BÀY<br />
<br />
LỌC MÀNG<br />
<br />
I<br />
<br />
Đ NH NGHĨA MÀNG L C.<br />
<br />
II CÁC THÔNG S Đ C TRƯNG C A MÀNG L C.<br />
III<br />
<br />
PHÂN CHIA CÁC LO I MÀNG L C.<br />
<br />
IV CÁC HÌNH TH C L C QUA MÀNG.<br />
<br />
V<br />
<br />
CÁC LO I MÀNG L C.<br />
<br />
VI<br />
<br />
CÁC<br />
<br />
NG D NG C A MÀNG L C.<br />
<br />
PGS. TS. NGUY N VI T ANH, Đ I H C XÂY D NG<br />
<br />
Đ NH NGHĨA MÀNG L C<br />
<br />
NGUYÊN T<br />
<br />
Màng l c là m t l p màng v t li u m ng có kh<br />
năng phân tách v t ch t theo đ c tính v t lý và hóa<br />
h c c a chúng khi ch u m t áp l c nh t đ nh.<br />
Đ C ĐI M:<br />
Không c n s d ng nhi u hóa ch t.<br />
Có th lo i b vi khu n, virut mà không c n ch t<br />
kh trùng.<br />
Lo i b đư c h u h t các thành ph n kim lo i, các<br />
ch t có h i trong nư c.<br />
Không c n nhi u di n tích.<br />
X y ra ngay nhi t đ thư ng, không làm thay đ i<br />
pha c a dung d ch ban đ u.<br />
<br />
S<br />
<br />
C HO T Đ NG<br />
<br />
Màng là m t l p v t li u<br />
m ng, có th phân chia<br />
các thành ph n c a nư c<br />
theo nhu c u<br />
Nư c c n x lý khi g p<br />
màng chia thành 2 dòng<br />
ch y:<br />
Nư c b n<br />
(concentrate)<br />
Nư c l c (Permeate)<br />
<br />
KHÁC BI T GI A L C MÀNG VÀ L C H T<br />
<br />
LỌC THÔNG THƯỜNG VÀ LỌC MÀNG<br />
Đ C ĐI M<br />
CH T LƯ NG NƯ C<br />
S<br />
<br />
D NG HÓA CH T<br />
<br />
DI N TÍCH CT<br />
<br />
L C H T TRUY N<br />
TH NG<br />
<br />
L C MÀNG<br />
<br />
CHƯA T T<br />
<br />
R TT T<br />
<br />
NHI U<br />
<br />
ÍT HƠN<br />
<br />
L N<br />
<br />
ÍT HƠN<br />
<br />
LO I B<br />
<br />
KL N NG<br />
<br />
CHƯA T T<br />
<br />
T T<br />
<br />
LO I B<br />
<br />
CHC, VK,VR<br />
<br />
CHƯA T T<br />
<br />
T T<br />
<br />
LO I B<br />
<br />
(N)<br />
<br />
CHƯA T T<br />
<br />
T T<br />
<br />
KHÔNG<br />
<br />
CÓ<br />
<br />
KH<br />
<br />
M N<br />
<br />
Nguyen Viet Anh. IESE<br />
<br />
1<br />
<br />
3/31/2013<br />
<br />
ƯU ĐI<br />
<br />
NHƯ<br />
<br />
M C A MÀNG L C<br />
<br />
C ĐI M<br />
<br />
Có th lo i tr virus và vi khu n protozoa m t cách đáng<br />
<br />
Nư c c n x lý ph i đư c làm s ch đ n m t m c đ<br />
<br />
tin c y<br />
<br />
nh t đ nh trư c khi đưa vào thi t b màng l c<br />
<br />
Ít s d ng hóa ch t do đó gi m thi u đáng k ch t th i và<br />
Ch đ v n hành nghiêm ng t<br />
<br />
chi phí mua hóa ch t<br />
Kh trùng đ t hi u qu t i đa mà không t o s n ph m th<br />
c p gây ung thư (như trong trư ng h p s d ng Chlorine)<br />
<br />
Giá thành nư c x lý dùng thi t b màng cao so v i<br />
<br />
H th ng g n nh , ti t ki m di n tích s d ng, thi công<br />
<br />
công ngh truy n th ng<br />
<br />
nhanh<br />
Có kh năng t đ ng hóa cao<br />
<br />
CÁC TH NG S<br />
<br />
Đ C TRƯNG C A MÀNG L C<br />
<br />
PHÂN CHIA CÁC LO I MÀNG L C<br />
<br />
Kích thư c l r ng trên màng.<br />
<br />
Màng l c có th đư c phân lo i theo:<br />
A. Kích thư c v t ch t:<br />
<br />
Lo i v t li u ch t o màng.<br />
<br />
•<br />
<br />
MÀNG L C<br />
<br />
Công su t l c c a màng, t l thu h i c a màng.<br />
Di n tích b m t màng, t l di n tích h u ích.<br />
<br />
Màng vi l c MF - Micro Filtration<br />
<br />
•<br />
<br />
Màng siêu l c UF - Ultra Filtration<br />
<br />
•<br />
<br />
D ng màng ( khung ph ng, ng r ng ).<br />
<br />
Màng nano NF - Nano Filtration<br />
<br />
•<br />
<br />
Màng th m th u ngư c RO - Reverse Osmosis<br />
<br />
B. Áp l c trên màng.<br />
•<br />
<br />
Màng áp l c th p.<br />
<br />
•<br />
<br />
Áp su t ho t đ ng c a màng.<br />
<br />
Màng áp l c cao.<br />
<br />
PHÂN LO<br />
<br />
PHÂN LO<br />
<br />
I MÀNG<br />
<br />
(THEO KÍCH THƯ C L MÀNG)<br />
<br />
Mµng UF<br />
<br />
• L<br />
–<br />
–<br />
–<br />
–<br />
<br />
I MÀNG<br />
<br />
(THEO L C LÀM VI C)<br />
<br />
c hút (Màng ng p nư c)<br />
Có th x lý ch t b n n ng đ cao<br />
Có th dùng đ c i t o, nâng c p nhà máy x lý nư c<br />
Tiêu t n nhi u năng lư ng<br />
Có v n đ v ti ng n và cân b ng<br />
<br />
Läc b»ng c¸t<br />
Mµng MF<br />
<br />
Lo i màng nào có th lo i x<br />
<br />
Nguyen Viet Anh. IESE<br />
<br />
lý đư c nư c bi n?<br />
<br />
2<br />
<br />
3/31/2013<br />
<br />
PHÂN LO<br />
<br />
I MÀNG<br />
<br />
PHÂN LO<br />
<br />
(THEO L C LÀM VI C)<br />
<br />
• Áp l c (Màng Canister)<br />
– Thi t b màng g n nh hơn<br />
– Tuy v y không th x lý nư c có n ng đ ch t th i cao<br />
(đ đ c > 100 NTU) trong th i gian dài<br />
<br />
I MÀNG<br />
<br />
(THEO C U TRÚC MÀNG)<br />
<br />
• Màng t m<br />
<br />
Màng cu n trôn c<br />
(Spiral Wound)<br />
<br />
Ch y u dùng v i màng Nano<br />
và RO<br />
<br />
PHÂN LO<br />
<br />
I MÀNG<br />
<br />
PHÂN LO<br />
<br />
(THEO C U TRÚC MÀNG)<br />
<br />
I MÀNG<br />
<br />
(THEO C U TRÚC MÀNG)<br />
<br />
• Màng ng (OD>3mm)<br />
<br />
• Màng s i r ng (ID<br />
1000 Da<br />
<br />
Chênh l ch<br />
hóa th ,<br />
chênh l ch C,<br />
chênh l ch T<br />
<br />
Khu ch tán<br />
<br />
Phân t tan<br />
trong dung<br />
môi chi t;<br />
ch t bay hơi<br />
<br />
Phân t ko<br />
tan trong<br />
dung môi<br />
chi t; ch t<br />
ko bay hơi<br />
<br />
MBSX<br />
<br />
Chênh l ch<br />
hóa th ho c<br />
chênh l ch<br />
n ng đ<br />
<br />
Phân b<br />
khu ch tán<br />
<br />
Phân t tan<br />
trong dung<br />
môi chi t<br />
<br />
Phân t ko<br />
tan trong<br />
dung môi<br />
chi t<br />
<br />
Chênh l ch<br />
nhi t đ<br />
<br />
Khu ch tán<br />
<br />
Ch t bay hơi<br />
<br />
Ch t không<br />
bay hơi<br />
<br />
Chênh l ch<br />
n ng đ<br />
<br />
Khu ch tán<br />
<br />
Ion, ch t h u<br />
cơ phân t<br />
kh i nh<br />
<br />
Ion, ch t<br />
h u cơ kém<br />
th m<br />
<br />
MR<br />
<br />
Các lo i<br />
<br />
Các lo i<br />
<br />
Các ch t<br />
th m t t<br />
<br />
Các ch t<br />
kém th m<br />
<br />
Các h t ko<br />
ion và h t<br />
có MW l n<br />
<br />
Ch t tan (ion<br />
và h u cơ có<br />
MW nh ),<br />
lư ng dung<br />
môi nh<br />
<br />
MC<br />
Tiếp xúc<br />
màng<br />
<br />
SLM<br />
Màng lỏng<br />
trên giá ñỡ<br />
<br />
Hạt ở<br />
lại<br />
<br />
Hạt<br />
qua<br />
<br />
Pervaporation<br />
<br />
Chiết qua<br />
màng<br />
<br />
MD<br />
Cất màng<br />
<br />
ED<br />
ðiện thẩm<br />
<br />
Chênh l ch<br />
n ng đ<br />
<br />
D<br />
Thẩm tách<br />
<br />
Khu ch tán<br />
<br />
Màng lỏng<br />
trên giá ñỡ<br />
<br />
PHÂN LOẠI MÀNG<br />
<br />
PHÂN LOẠI MÀNG<br />
<br />
Thư c đo tính b ng mét<br />
10−10 = 10−4 µm<br />
<br />
10−9 = 0,001µm<br />
<br />
10−8 = 0,01µm<br />
<br />
10−7 = 0,1µm<br />
<br />
10−6 = 1µm<br />
<br />
1Å = 0,1 nm<br />
<br />
1 nm<br />
<br />
10 nm<br />
<br />
100 nm<br />
<br />
10−5 = 10µm<br />
<br />
1000 nm<br />
<br />
0,01mm<br />
<br />
Phân t kh i đo b ng Dalton, kho ng g n đúng<br />
200<br />
Nguyên t<br />
t do<br />
<br />
20.000<br />
<br />
Phân t h u<br />
cơ nh<br />
<br />
500.000<br />
Các h t keo:<br />
H t albumin<br />
Phân t protein<br />
H t keo silic<br />
<br />
Phân t<br />
đư ng<br />
<br />
Th m th u ngư c<br />
<br />
Cryptosporidia<br />
<br />
Siêu vi trùng<br />
Virus<br />
<br />
Hóa ch t b o v<br />
th c v t<br />
Mu i<br />
hòa tan<br />
<br />
Vi trùng<br />
(t i ∼ 40 µm)<br />
<br />
T bào<br />
h ng<br />
c u<br />
<br />
Endotoxin<br />
Pyrogen<br />
<br />
L c v i l p h t dày,<br />
d > 1mm<br />
<br />
Siêu l c – UltraFiltration – UF<br />
L c nano – NanoFiltration – NF<br />
<br />
Vi l c – MF<br />
<br />
Phân lo i theo hình thái h c<br />
Ngu n: Nunes at al. Membrane Technology in Chem. Ind. Wiley-VCH, 2006, p.9<br />
<br />
Chi u tăng chi phí năng lư ng bơm<br />
<br />
PHÂN LOẠI MÀNG<br />
<br />
Màng polyeterimit (PEI) ch t o b ng phương pháp th dung môi<br />
(trái-17,5% PEI trong dimetylaxetamit; gi a-17,5% PEI trong 5,5% tetraetoxilan và<br />
77% dimetylaxetamit; ph i-15,5% PEI trong 28% THF và 56% g-butyro lacton<br />
Ngu n: Nunes at al. Membrane Technology in Chem. Ind. Wiley-VCH, 2006, p.9<br />
<br />
Nguyen Viet Anh. IESE<br />
<br />
THEO VẬT LIỆU CHẾ TẠO<br />
<br />
Màng gốm, màng kim loại và màng polymer<br />
<br />
4<br />
<br />
3/31/2013<br />
<br />
KÍCH THƯỚC CÁC QUÁ TRÌNH LỌC MÀNG<br />
<br />
MÀNG POLYME<br />
Polym<br />
e<br />
<br />
Ưu ñiểm<br />
<br />
Nhược ñiểm<br />
<br />
Ứng dụng<br />
<br />
CA<br />
<br />
Chịu clo, giá thành<br />
thấp<br />
Chống tắc tốt hơn PA<br />
<br />
Chịu kiềm kém (pH > 6)<br />
Bị vi khuẩn phân hủy<br />
ðộ bền nhiệt, bền hóa kém<br />
Dòng thoát hơi thấp<br />
<br />
RO, NF, UF<br />
<br />
PA<br />
<br />
Nhìn chung bền hơn<br />
CA<br />
<br />
Dễ bị clo phá hủy (~0,1mg/L)<br />
<br />
RO, NF<br />
<br />
PAN<br />
<br />
Bền thủy phân<br />
Bền ôxi hóa<br />
<br />
Ưa nước<br />
Ròn, cần tạo copolyme<br />
<br />
UF, ñệm cho<br />
RO<br />
<br />
PSU,<br />
PES<br />
<br />
Tính cơ-lí-hóa ñều tốt<br />
<br />
Kị nước<br />
<br />
UF, ñệm cho<br />
RO<br />
<br />
PVDF<br />
PTFE<br />
<br />
Rất bền hóa chất<br />
Bền nhiệt<br />
<br />
Rất kị nước, ñắt<br />
UF, MF<br />
Kém bền cơ học, ñộ thấm kém<br />
<br />
PEI<br />
<br />
Rất bền hóa, nhiệt, cơ<br />
<br />
Kị nước, chịu dung môi kém<br />
PVDF, chịu kiềm kém PSU<br />
và PAN<br />
<br />
UF, ñệm cho<br />
RO<br />
<br />
PP<br />
<br />
Rẻ<br />
<br />
Kị nước<br />
<br />
UF, MF<br />
<br />
Khả năng loại bỏ vật chất của các loại màng<br />
Nư c<br />
<br />
ion hóa tr I<br />
<br />
Ion hóa tr cao<br />
<br />
Virus<br />
<br />
Vi khu n<br />
<br />
Quá trình<br />
<br />
CÁC HÌNH TH C L C QUA MÀNG<br />
Ch t lơ l ng<br />
<br />
1.L C TRƯ T - L C TI P TUY N<br />
<br />
Vi l c (MF)<br />
<br />
Nư c<br />
<br />
ion hóa tr I Ion hóa tr cao<br />
<br />
Virus<br />
<br />
Vi khu n<br />
<br />
Ch t lơ l ng<br />
<br />
Siêu l c (MF)<br />
<br />
Nư c<br />
<br />
ion hóa tr I Ion hóa tr cao<br />
<br />
Virus<br />
<br />
Vi khu n<br />
<br />
Ch t lơ l ng<br />
<br />
Dòng dung d ch đ u vào song song<br />
v i phương ti p tuy n b m t<br />
màng.<br />
Đ c đi m: L c trư t c n áp l c<br />
l n, l c trư t gi m t c màng nh<br />
dòng quét, nhưng dòng th i ra l n.<br />
<br />
L c nano (NF)<br />
Nư c<br />
<br />
ion hóa tr I Ion hóa tr cao<br />
<br />
Virus<br />
<br />
Vi khu n<br />
<br />
Ch t lơ l ng<br />
<br />
Áp d ng: cho nư c có nhi u t p<br />
ch t, cho các dây chuy n l c nư c<br />
công nghi p, quy mô l n.<br />
<br />
Th m th u ngư c<br />
(RO)<br />
<br />
2. L C CH N – L C VUÔNG GÓC<br />
<br />
CẤU TẠO MÀNG VÀ QUÁ TRÌNH LỌC<br />
Dòng dung d ch đ u vào vuông góc v i b<br />
m t màng. Có d ng khung t m ph ng.<br />
<br />
Đ c đi m: T l<br />
<br />
thu h i cao g n như<br />
<br />
100%, d b t c màng .<br />
<br />
Áp d ng cho nư c có thành ph n ch t ít.<br />
Phù h p v i màng có kích thư c l r ng<br />
l n và áp l c v n hành th p.<br />
<br />
Nguyen Viet Anh. IESE<br />
<br />
5<br />
<br />