1
LOGO
TÊN MÔN HỌC:
HÓA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
CHƯƠNG 8:
QUÁ TRÌNH MÀNG
2
Mục tiêu
vHiểu được cơ sở các quá trình màng.
vVậndụnglựachọncácquitrìnhxửlýchất
thảibằngphươngphápmàng.
3
Chương 8: QUÁ TRÌNH MÀNG
8.1. KHÁI NIỆM
8.2. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG CỦA
MÀNG
8.3. QUÁ TRÌNH CHUYỂN KHỐI QUA MÀNG
8.4. KỸ THUẬT THẨM THẤU
8.5. KỸ THUẬT ĐIỆN THẨM TÍCH VÀ THẨM TÍCH
XOAY CHIỀU
4
8.1. KHÁI NIỆM
Màng đượcđịnhnghĩalàmộtpha(quan
tâm đếnpharắnkhôngquantâm đếnphalỏng)
hoạtđộngnhưmộthàngràochắnđốivớidòng
chảycủahỗnhợpgồmchấtlỏngvàcáccấutử
trongđó.
Màngcótínhthấmchọnlọckhácnhau đối
vớicấutửkhácnhau.
Phạmvi ứngdụng:táchcácchấtrakhỏi
môitrườngnước.
2
55
Hạt thô: 10-1 –1 mm
Hạt mịn: 10-2 -10-1 mm
Phương pháp sa lắng
hay lọc qua lớp hạt (lọc
nhanh, lọc chậm)
Phương pháp sa lắng
hay lọc qua lớp hạt (lọc
nhanh, lọc chậm)
Phương pháp vi lọcPhương pháp vi lọc
mm
Hạt cỡ micron: 10-3–10-2 mm
Phương pháp siêu lọc,
ly tâm
Phương pháp siêu lọc,
ly tâm
mm
Cao phân tử: 10-5 –10-3 mm
Ion: 10-7 –10-5 mm Phương pháp thẩm
tích, điện thẩm tích,
thẩm thấu ngược và
trao đổi ion
Phương pháp thẩm
tích, điện thẩm tích,
thẩm thấu ngược và
trao đổi ion 6
Kíchth
ướ
cl
ỗ
x
ố
pc
ủ
amàngs
ẽ
quy
ế
t
đị
nhtínhth
ấ
mquac
ủ
acácc
ấ
ut
ử
,tuy
nhiên,kíchthướclỗxốpcủamàngkhông
đềunhau.
=> phânt
ử
l
ượ
ngb
ị
ch
ặ
n, đólàphântử
lượngcủamộtphântửmà 90% củanóbị
giữlạikhôngvậnchuyểnqua đượcmàng
7
Trongquátrìnhtáchcácchấtcầnphảitạo
đượcdòngchảycủanước,trongquátrình
màngluônluôncầnđếnápsuấtngoài–áp
suấtđộnglực,nhằmthúc đẩytốcđộ quátrình
vìkhitiếtdiệnchảycàngnhỏ(lỗxốpcủa
màng)thìtrởlựccàngcao. T
ố
c
độ
dòngch
ả
y
t
ỷ
l
ệ
thu
ậ
nv
ớ
is
ự
chênhl
ệ
chápsu
ấ
t.
8
STT Màng vi lọcMàng siêu lọc Lọc nano hay dưới
siêu lọc
1Loại màng Xốp, đối xứng Xốp, bất đối xứng Bất đối xứng,tổ hợp
composit
2Độ dày 10-150µm 150µm Lớp đỡ:150µm, lớp
da màng 1µm
3Kích thước
lỗ xốp0.05 -10µm 10 –100nm <2nm
4Áp suất
động lực<0.1-2 bar(1
bar=0,9869 at) 1-10 bar 15-25 bar
5Tốc độ lộc>
0,5m3/m2/ngày/
bar
>0,1-0,5m3/m2/
ngày/bar >0,05m3/m2/m2/ngày/
bar
Một số quá trình màng thường gặp trong
xử lý nước, nước thải.
3
9
Một s ố quá trình màng thường g ặp trong
xử lý nước, n ước thải.
STT Màng vi lọcMàng siêu l ọc Lọc nano hay
dưới siêu l ọc
6Cơ chế
hoạt
động
Rây ,lọcRây, lọcHoà tan, khuếch
tán
7Vật liệu
chế tạoPolymer,sợi,
gốm sứPolymer, sợi,
gốm sứPolymer
8Vùng
ứng
dụng
Phân tích , khử
trùng,nước
siêu sạch, làm
trong đồ uống
Tách hệ keo,cao
phân tử,
sữa,thực
phẩm,luyện
kim,dệt,dược
phẩm
Làm mềm nước,
loại bỏ chất hữu
cơ, nước siêu tinh
khiết,cô đặc đồ
uống,đường, sữa.
10
vMàngcócấutrúc đốixứnglàmàngcó độ
xốpđều dọctheo chiềudày (100-200
micromet)
vMàngcócấutrúcbấtđốixứnglàmàng
gồm2lớp:giá đỡ (cócấutrúcxốp)vàlớpda
(làlớpmỏngfíatrêncólỗxốprấtnhỏ:0,1-1
micromet)
11
8.2.
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÍNH
NĂNG CỦA MÀNG
8.2.1. Cấu trúc xốp của màng
8.2.2. Cấu trúc hình thái của màng
12
8.2. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG
CỦA MÀNG
8.2.1. Cấu trúc xốp của màng
Có2phươngpháp:
•Xác địnhcácthôngsốcấutrúcxốpđộc
lập: Độ lớnmaoquản,Phânbốđộ lớnmao
quản,Độ dàycủalớpda, Độ xốpbềmặt.
•Xác địnhcácthôngsốcócấutrúcliênquan
đếntínhthấmcủamàng:cóliênquan đến
quátrìnhtáchchấtcósửdụngchấttan(cần
lọc) đượcgiữlạitrênmàng ởmứcđộ nào đó.
4
13
8.2.2. Cấu trúc hình thái của màng
Cácphươngphápđánhgiáthườngdùnglà:
ØĐođộ thấm
ØPhươngphápvậtlý:nhiệtquétvisai,nhiệt
visai.
ØĂnmònplasma
ØPhântíchbềmặt
14
8.3. QUÁ TRÌNH CHUYỂN KHỐI QUA MÀNG
8.3.1. Chuyển khối qua màng xốp
8.3.2. Chuyển khối qua màng đặc
15
8.3. QUÁ TRÌNH CHUYỂN KHỐI QUA MÀNG
Đọc tài liệu
16
8.4. KỸ THUẬT THẨM THẤU
vĐọc tài liệu
5
17
8.5. KỸ THUẬT ĐIỆN THẨM TÍCH VÀ THẨM
TÍCH XOAY CHIỀU
Điệnthẩmtíchlàphươngpháptáchionra
khỏimôitrườngnướcbằngphươngphápmàng
vàyếutốđộnglựccủaquátrìnhtáchlàdòng
điệnmộtchiều.
Màngtích điệnđượcsửdụng để khốngchế
quátrìnhdịchchuyểncủacácion.Màng được
sửdụnggồmhailoại:mànganionitvàmàng
cationit.
18
Hìnhphóngtochothấyhình ảnhphónglớncủa
màngtổnghợpchứacácphântửliênkếthữucơ
vàcáclỗnhỏ.Chỉcócácphântửnướcmớithoát
rakhỏimànglọctừphíabêntráicủamànglọc
Ốnghìnhtrụcóchứamộtmàngtổnghợp,
có độ dàykhoảng100nanomét.