intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lý nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh

Chia sẻ: Lạc Táp | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:129

Thêm vào BST
Báo xấu
10
lượt xem 1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lý nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh" nhằm tìm hiểu lý thuyết màng lọc xử lý nước lợ và nước biển thành nước cấp phục vụ sinh hoạt có sử dụng màng NF. Từ đó tính toán lựa dây chuyền xử lý nước lợ thành nước cấp nước sinh hoạt vùng ven biển Quảng Ninh. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lý nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh

  1. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của quý thầy cô trường Đại học xây dựng Hà Nội. Đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn đến quí thầy cô trường Đại học xây dựng Hà Nội., đặc biệt là những thầy cô đã tận tình dạy bảo cho tôi suốt thời gian học tập tại trường. Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Phó giáo sư – Tiến sĩ Trần Đức Hạ đã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Nhân đây, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học xây dựng Hà Nội cùng quí thầy cô trong Viện Khoa học và kỹ thuật môi trường đã tạo rất nhiều điều kiện để tôi học tập và hoàn thành tốt khóa học. Đồng thời, tôi cũng xin cảm ơn ban lãnh đạo Công ty TNHH một thành viên kinh doanh nước sạch Quảng Ninh… đã tạo điều kiện cho tôi được theo học và hoàn thiện luận văn. Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp quí báu của quí thầy cô và các bạn. Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2011 Học viên Trần Quý Dương Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  2. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 MỤC LỤC MỤC LỤC ...................................................................................................................... 1 DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................................. 1 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ……………………………………3 PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 1. Sự cần thiết của đề tài .............................................................................................. 1 2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................................... 2 3. Đối tượng và phạm vi của đề tài .............................................................................. 2 4. Nội dung chủ yếu của luận văn................................................................................ 3 5. Phương pháp nghiên cứu: ........................................................................................ 3 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................. 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MÀNG NF ĐỂ XỬ LÍ NƯỚC LỢ VÀ NƯỚC BIỂN ....................................................................... 4 1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước. ........................................................................ 4 1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước: ........................................................................ 9 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ LỢ VÀ NƯỚC BIỂN BẰNG MÀNG NF ĐỂ CẤP NƯỚC CHO SINH HOẠT .................................. 14 2.1. Đặc điểm nguồn nước lợ..................................................................................... 14 2.1.1.Sự phân bố nguồn nước .................................................................................... 14 2.1.2. Sự hình thành nước lợ ...................................................................................... 15 2.1.3. Thành phần và đặc tính nước lợ ...................................................................... 16 2.1.4. Ảnh hưởng của nước lợ với sức khỏe và đối tượng sử dụng. .......................... 19 2.2. Các phương pháp xử lí nước lợ. ......................................................................... 19 2.2.1. Xử lý muối bằng nhiệt: .................................................................................... 20 2.2.2.Xử lý muối bằng quá trình điện thẩm tách ....................................................... 20 2.3. Phương pháp xử lí nước lợ bằng màng lọc. ........................................................ 22 2.3.1.Khái niệm màng lọc .......................................................................................... 22 2.3.2.Các loại màng ................................................................................................... 23 a. Vi lọc (Microfiltration – MF) ................................................................................ 23 b. Siêu lọc (Ultrafiltration – UF) ............................................................................... 24 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  3. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 c. Lọc nano (Nanofiltration – NF) ............................................................................ 25 d. Lọc thẩm thấu ngược (Reverse osmosis – RO) ..................................................... 25 2.3.3. Đặc tính màng .................................................................................................. 26 2.3.4. Vật liệu chế tạo màng ...................................................................................... 28 2.3.5. Cách sắp sếp loại môđun màng ...................................................................... 28 a. Mô đun dạng khung tấm ........................................................................................ 29 b. Mô đun dạng ống rỗng ........................................................................................... 29 c. Mô đun dạng quấn xoắn ......................................................................................... 30 d. Mô đun dạng sợi rỗng ............................................................................................ 30 2.3.6. Cơ chế lọc màng .............................................................................................. 32 a. Nguyên tắc tách giữ các các chất của màng lọc.................................................... 32 b. Cơ chế chuyển khối qua màng ............................................................................... 33 c. Các nguyên nhân gây tắc màng ............................................................................. 35 d. Biện pháp phòng chống tắc màng. ......................................................................... 35 2.3.7. Các thông số thiết kế và vận hành các hệ thống lọc màng. ............................. 36 2.4. Màng NF để xử lý nước lợ................................................................................. 38 2.4.1. Tính chất của lọc nano NF ............................................................................... 38 2.4.2. Cơ chế tách trong quá trình lọc màng NF........................................................ 38 CHƯƠNG 3:TÍNH TOÁN KẾ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC LỢ BẰNG MÀNG LỌC NF THÀNH NƯỚC SINH HOẠT CẤP CHO KHU VỰC VEN BIỂN QUẢNG NINH. ......................................................................................... 40 3.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên tỉnh Quảng Ninh ..................................................... 40 3.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................... 40 3.1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo .......................................................................... 41 3.1.3. Đặc điểm khí hậu, khí tượng ........................................................................ 42 3.1.4. Đặc điểm thủy văn và hải văn ...................................................................... 42 a. Đặc điểm thủy văn .............................................................................................. 42 b. Đặc điểm hải văn ................................................................................................ 43 3.3. Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước lợ tại khu vực cửa sông Mằn- Hoành Bồ- Quảng Ninh thành nước sinh hoạt. ...................................................... 46 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  4. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 3.3.1. Đặc điểm khu vực lựa chọn tính tóan.......................................................... 46 3.3.2. Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý ......................................................... 51 3.3.3 TÍnh toán thiết kế trạm xử lý ......................................................................... 56 a. Tính toán công suất đầu vào của trạm xử lý ....................................................... 56 b. Tính toán lượng hóa chất cầu thiết ..................................................................... 57 c. Tính toán bể lọc áp lực ....................................................................................... 59 e. Tính toán thiết bị hấp phụ bằng than hoạt tính ................................................... 67 f. Tính toán màng MF............................................................................................ 72 g. Tính toán màng NF............................................................................................. 75 i. Tính toán ổn định nước sau xử lý và các bể chứa nước ...................................... 94 k .Tính toán bể chứa nước sạch .............................................................................. 96 h. Tính toán quá trình khử trùng............................................................................. 96 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 99 4.1. Kết luận: .............................................................................................................. 99 4.2. Kiến nghị........................................................................................................... 100 PHỤ LỤC 1 ................................................................................................................. 101 PHỤ LỤC 2 ................................................................................................................. 102 PHỤ LỤC 3 ................................................................................................................. 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 121 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  5. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADB: Ngân hàng châu Á. BXD: Bộ Xây dựng. ED: Điện thẩm tách. GCC: hội đồng hợp tác vùng Vinh. IPCC: Ủy Ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu. MF: Lọc micro. NF: Lọc na nô. NCKH: nghiên cứu khoa học. RO: thẩm thấu ngược. SDI: Mật độ bùn. TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam WB : Ngân hàng thế giới. UF: Siêu lọc. Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  6. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Ước tính phân bố nước trên trái đất. Bảng 2.2: Thành phần nước lợ, nước biển. Bảng 2.3: Chất lượng nước đầu vào một số vùng tại Mỹ. Bảng 2.4: Đặc tính một số loại màng và cơ chế tách lọc. Bảng 2.5. Bảng tổng kết các công nghệ lọc màng Bảng 3.1 Thông số quan trắc chất lượng nước sông Mằn( Quảng Ninh). Bảng 3.2. Khả năng tách của màng NF và RO. Bảng 3.3. Tóm tắt các thông số tính toán bể lọc áp lực. Bảng 3.4: Thông số cơ bản của than hoạt tính Bảng 3.5. Tóm tắt các thông số tính toán cột lọc than. Bảng 3.6. Các thông số kỹ thuật của màng M. Bảng 3.7. Thông số chất lượng nước đầu vào hệ thống Bảng 3.8.. Các chủng loại màng NF. Bảng 3.9. Thông số kỹ thuật cơ bản của mỗ Moddun( lõi) màng NF90-4040. Bảng 3.10. Lựa chọn số bậc thiết kế hệ thống NF. 1 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  7. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1: Biểu đồ phân bố nước trên trái đất. Hình 2.2. sơ đồ công nghệ tách muối bằng phương pháp nhiệt và màng lọc. Hình 2.3. Sự loại bỏ ion trong quá trình điện thẩm tách Hình 2.4. Sự di chuyển các ion trong quá trình điện thẩm tách Hình 2.5: Mô tả màng lọc. Hình 2.6. Kích thước lỗ rỗng của một số loại màng Hình 2.7. Hình dạng lỗ rỗng màng đồng chất Hình 2.8. Hình dạng màng bất đối xứng Hình 2.9 . Các mô đun màng dạng khung tấm và dạng ống Hình 2.10. Các mô đun màng dạng quấn xoắn và dạng sợi rỗng Hình 2.11. Sơ đồ lọc chặn Hình 2.12. Sơ đồ lọc trượt Hình 2.13. Sơ đồ nguyên lý phần tử chuyển dịch qua màng Hình 3.1. Sơ đồ vị trí địa lý tỉnh Quảng Ninh Hình 3.2. Một góc rừng ngập mặn tỉnh Quảng Ninh Hình 3.3. Vị trí lấy mẫu nước tại sông Mằn- Hoành Bồ Hình 3.4 Dây chuyền xử lý dùng bể lọc áp lực và màng NF Hình 3.5. Dây chuyền xử lý dùng bể lọc nhanh trọng lực và màng 2 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  8. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Sự cần thiết của đề tài Biến đổi khí hậu sẽ mang lại nhiều rủi ro thiên tai cho Việt Nam và trong đó có tỉnh Quảng Ninh, chủ yếu là thay đổi về lượng mưa và giông bão. Mực nước biển dâng cao là yếu tố liên quan trực tiếp đến vấn đề nước sạch và vệ sinh môi trường ở nước ta, làm tăng rủi ro lũ lụt cho các vùng đất trũng ven biển. Biến đổi khí hậu được xem là một vấn đề quan trọng ảnh hưởng đến tất cả các chính sách, kế hoạch và hành động của nước ta trong những năm tới. 70% dân cư sinh sống gần vùng ven bờ hiện đang đối mặt với các đe dọa không dự báo được của mực nước biển dâng cao và các thiên tai khác. Biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng cao có thể làm tăng các vùng ngập lụt,nhiễm mặn, dẫn đến gây khó khăn cho hoạt động nông nghiệp và cung cấp nước sinh hoạt... Theo báo cáo của Ngân hàng Thế giới (WB) và ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC), mực nước biển dâng cao 1m sẽ có khả năng gây ra “khủng hoảng sinh thái”, ảnh hưởng tới gần 12% diện tích và 11% dân số Việt Nam. Báo cáo nghiên cứu mới nhất về tác động của biến đổi khí hậu ở khu vực Đông Nam Á của Ngân hàng Phát triển Châu Á (ADB) công bố ngày 28/4/2009 tại Hà Nội cho rằng sản xuất lúa gạo ở Việt Nam có thể giảm mạnh và mực nước biển tăng có thể nhấn chìm hàng chục ngàn hécta đất canh tác vào cuối thế kỷ này, đồng thời khiến cho hàng ngàn gia đình sống ven biển phải tái định cư. Trong những năm gần đây, với chiến lược phát triển đất nước theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế, sự xây dựng công trình và khai thác tài nguyên ven biển rất sôi động. Trong Chiến lược Biển Việt Nam đến năm 2020, phải phấn đấu để nước ta trở thành một quốc gia mạnh về biển, giàu lên từ biển, bảo vệ vững chắc chủ quyền quốc gia trên biển, góp phần giữ vững ổn định và phát triển đất nước; kết hợp chặt chẽ giữa phát triển kinh tế - xã hội với đảm bảo quốc phòng, an ninh và bảo vệ môi trường; có chính sách hấp dẫn nhằm thu hút mọi nguồn lực cho phát triển kinh tế biển; xây dựng các trung tâm kinh tế lớn vùng duyên hải gắn với các hoạt động kinh tế biển làm động lực quan trọng đối với sự phát triển của cả nước. Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt “Đề án tổng thể về điều tra cơ bản và quản lý tài nguyên môi trường biển đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2020” (số 1 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  9. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 47/2006/QĐ-TTg, ngày 1-3-2006) nhằm đạt những mục tiêu cơ bản như: đẩy mạnh công tác điều tra cơ bản các điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và môi trường biển Việt Nam, xác lập luận cứ khoa học, cơ sở pháp lý để tăng cường quản lý nhà nước, phát huy tiềm năng, lợi thế và phục vụ cho việc phát triển bền vững các vùng biển, ven biển và hải đảo của nước ta.. Ngoài ra lượng mưa có thể giảm đáng kể ở Việt Nam trong thập kỷ tới và hơn 12 triệu người sẽ phải chịu tác động của tình trạng thiếu nước ngày càng gia tăng. Ngoài ra đối với các khu dân cư ven biển, hải đảo … thuộc vùng nước bị nhiễm mặn chưa có điều kiện cấp nước tập trung thì việc nghiên cứu các phương pháp xử lý nước nhiễm mặn để xây dựng các hệ thống cấp nước nhỏ là hết sức cần thiết. Trong khi nguồn nước ngầm bị cạn kiệt, việc ưu tiên sử dụng nguồn nước mặt đang là giải pháp đảm bảo mục tiêu cấp nước đến năm 2020 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt. Xuất phát từ thực trạng và cơ sở khoa học nêu trên, vấn đề nghiên cứu xử lý nước nhiễm mặn là hết sức cần thiết và trên thế giới hiện đã áp dụng rộng dãi phương pháp màng lọc để xử lý nước mặn. Trên cơ sở đó tác giả đã lựa chọn đề tài “nghiên cứu sử dụng màng lọc NF trong dây chuyền công nghệ xử lý nước lợ thành nước cấp sinh hoạt khu vực ven biển Quảng Ninh”.. Đề tài phát huy tính kế thừa các nghiên cứu trên thế giới về ứng dụng màng lọc trong xử lý nước nhiễm mặn. Từ đó, lựa chọn mô hình phù hợp cho khu vực đang nghiên cứu đề xuất. 2. Mục tiêu của đề tài Tìm hiểu lý thuyết màng lọc xử lý nước lợ và nước biển thành nước cấp phục vụ sinh hoạt có sử dụng màng NF. Từ đó tính toán lựa dây chuyền xử lý nước lợ thành nước cấp nước sinh hoạt vùng ven biển Quảng Ninh. 3. Đối tượng và phạm vi của đề tài * Đối tượng: - Nước sông bị nhiễm mặn ( nước lợ). * Phạm vi:- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết quá trình khử mặn nước lợ bằng màng NF. - Nghiên cứu để lựa chọn công nghệ xử lý nước lợ thành nước sinh hoạt cho khu vực các hộ dân- ven biển tỉnh Quảng Ninh. 2 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  10. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 - Bản vẽ kỹ thuật. 4. Nội dung chủ yếu của luận văn - Tìm hiểu tình hình ứng dụng màng NF để xử lý nước cấp hiện nay trên thế giới và Việt Nam. - Nghiên cứu lý thuyết quá trình khử muối bằng lọc màng NF để cấp nước sinh hoạt. - Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý nước lợ thành nước sinh hoạt cho vùng ven biển Quảng Ninh. - Đánh giá khả năng ứng dụng công nghệ đề xuất 5. Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết, dựa trên các tài liệu khoa học đã được công bố và áp dụng rộng rãi trên thế giới. - Phương pháp nghiên cứu mang tính kế thừa thành tựu khoa học đã đạt đựơc và có sự liên hệ, phân tích đặc điểm riêng trong điều kiện vùng biển Quảng Ninh. - Tham khảo ý kiến chuyên gia. - Phương pháp thự nghiệm: lấy mẫu phân tích và cập nhật các số liệu về chất lượng nước nguồn. - Phương pháp dung phần mềm ROSA để xác định chất lượng sau khi đi qua màng lọc NF. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài * Ý nghĩa khoa học - Xây dựng phương pháp luận phát triển một công nghệ xử lý nước lợ với chi phí thấp, hiệu xuất cao và thân thiện với môi trường góp phần giải quyết vấn đề khan hiếm nước cho các vùng ven biển, đặc biệt vùng ven biển Quảng Ninh. * Ý nghĩa thực tiễn - Từ dây chuyền công nghệ tinh toán thiết kế củ thể xử lý nước lợ bằng công nghệ lọc màng NF thành nước sinh hoạt của đề tài có thể phát triển cho các khu dân cư ven biển khác của tỉnh Quảng Ninh, tra ̣m xử lý nước (đă ̣c biê ̣t nhấ t là cá c tra ̣m nhỏ dưới 150 m3/ngày). 3 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  11. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MÀNG NF ĐỂ XỬ LÍ NƯỚC LỢ VÀ NƯỚC BIỂN 1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước. Trên Trái đất, nước biển ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước uống do việc phát triển các nguồn nước ngọt tự nhiên bị hạn chế. Theo khảo sát của các tổ chức quốc tế, 97,5% nước trên Trái đất là nước biển và không hơn 2,5% là nước ngọt. Ngoài ra, phần lớn nước ngọt được dự trữ trong các sông băng, tảng băng và dưới lòng đất. Nước mà con người có thể sử dụng dễ dàng chẳng hạn như nước trong sông và hồ chỉ chiếm 0,01% tổng lượng nước ngọt. Trong khi đó, dân số toàn cầu tăng tới tám tỷ vào năm 2025. 3,5 tỷ người trong số này chắc chắn sẽ đối mặt với tình trạng thiếu nước. Tình trạng thiếu nước trầm trọng do gia tăng dân số, đô thị hóa và chất lượng cuộc sống trên thế giới ngày càng cao hơn đã khiến nhiều quốc gia phải chấp nhận các công nghệ khử mặn, trước hết là để đáp ứng các nhu cầu sinh hoạt. Khử mặn (desalination) là quá trình loại bỏ các muối hòa tan và các chất khác có trong nước biển, nước lợ, hay nước ngầm hoặc nước mặt bị nhiễm mặn. Dựa vào mức độ công nghệ xử lý nước và mục đích xử lý, quá trình khử mặn có thể xử lý được nước đạt chất lượng dùng cho sinh hoạt hay trong công nghiệp hoặc tưới tiêu. Trong xử lý nước cấp cho sinh hoạt từ nguồn nước tự nhiên, những vật liệu lọc như cát, sỏi,… chỉ giúp ta khử bỏ những chất bẩn thô, những hạt huyền phù và một phần nhỏ các hợp chất đã kết tủa như sắt, man-gan, còn chất độc hại hòa tan trong nước thì hầu như không lọc được. Sau này, xuất hiện những chất liệu khác như gốm, than hoạt tính (tốt nhất là than dừa), chất liệu nhựa polypropylene, nhựa trao đổi ion... đã giúp cho việc lọc nước khá hơn nhiều. Tuy nhiên, nó mới chỉ dừng ở mức độ giữ lại các hạt chất bẩn có kích thước nhỏ, riêng vi sinh vật thì không được lọc tốt. Do những hạn chế của các vật liệu lọc trên, đã xuất hiện các phương pháp xử lý nước bằng màng lọc. Kỹ thuật màng là một trong những quá trình khá mới được phát triển và ứng dụng trong công nghệ xử lý nước, nước thải trong gần 30 năm trở lại đây. Đó là phương pháp có nhiều ưu điểm về phương diện kỹ thuật, quy mô sản xuất và giá thành hoạt động. Phạm vi áp dụng của kỹ thuật màng khá rộng, bao quát 4 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  12. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 gần như tất cả các khả năng loại bỏ tạp chất: chất huyền phù, chất keo, chất cơ nhũ, chất hữu cơ tan, các ion có kích thước nhỏ (Na+ chẳng hạn). Màng hoạt động như một hàng rào chắn đối với dòng chảy của một hỗn hợp gồm chất lỏng và các cấu tử trong đó. Màng có tính thấm chọn lọc khác nhau đối với các cấu tử khác nhau. Phương pháp thẩm thấu ngược RO đầu tiên được ứng dụng ở Mỹ để sản xuất nước tinh khiết. Các thử nghiệm cho thấy các màng lọc thẩm thấu ngược có thể khử bỏ tới 99% tất cả các chất tan, nhưng nồng độ các chất dinh dưỡng cần thiết, như các ion canxi và magie đã giảm xuống mức thấp hơn các tiêu chuẩn kỹ thuật của WHO (Tổ chức Y tế Thế giới) về nước uống. Vì vậy, sản phẩm nước đã qua xử lý cần được bổ sung thêm các chất dinh dưỡng nói trên để có thể cung cấp nguồn nước uống đạt chất lượng theo yêu cầu. Ngành công nghiệp khử nước mặn đã trở thành một ngành thương mại từ những năm 1950 và 1960. Do giảm được nhiều về giá thành và tăng hiệu quả, đặc biệt trong những năm 1970, công việc khử mặn, trong đó, màng lọc chiếm ưu thế trong các công nghệ xử lý nước biển, đã trở thành một chiến lược và là nguồn cung cấp nước đáng tin cậy để đáp ứng những nhu cầu sinh hoạt. Hiện nay ước tính toàn cầu có hơn 12,000 nhà máy xử lý nước biển và nước lợ trên 140 quốc gia trên khắp thể giới, với tổng công suất lên tới 40 triệu m3/ngày. Trong đó xử lý nước biển chiếm 57.4%. (WHO, 2008). Công suất khử mặn trên thế giới đạt gần 9,6 tỷ m3, trong đó các nước thuộc Hội đồng Hợp tác Vùng vịnh (GCC) như Ả Rập, Cô oét, Tiểu Vương quốc Ả Rập thống nhất, Bahrain, Qatar và Oman chiếm 47% tổng công suất. Trong hơn 30 năm qua các nước thuộc GCC đã tiến hành xây dựng và mở rộng các nhà máy khử mặn nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng lên. Hiện nay, có 6 quốc gia đã xây dựng được 36 nhà máy lớn để khử mặn nước biển và nước lợ: 21 nhà máy nằm trên bờ biển Đỏ và 15 trên vùng vịnh Sản lượng chung của các nhà máy khử mặn ở các quốc gia thuộc GCC tăng từ 1,5 tỷ m3 trong năm 1990 lên 2,7 tỷ m3 năm 2000, do các nhà máy đã được bổ sung và mở rộng. Năm 2001 chỉ riêng công suất của một nhà máy ở Ả rập Saudi đã đạt hơn 1 tỷ m3, đây là nhà máy khử mặn lớn nhất thế giới. Hơn 85% các nhà máy khử mặn thuộc GCC sử dụng các hệ thống 5 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  13. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 chưng cất nhanh nhiều tầng (MSF). Các hệ thống này có hai tác dụng, vừa có thể sản xuất nước và điện. Phần lớn các nhà máy còn lại dựa trên công nghệ sử dụng các màng lọc thẩm thấu ngược (RO). Với công nghệ thẩm thấu ngược RO, để xử lý nước biển với nồng độ muối 35.000 mg/l thành nước đạt yêu cầu dùng cho sinh hoat (nồng độ muối không vượt quá 250 mg/l) thì cần cung cấp áp lực tổng cộng là 60 -100 atm. Công nghệ RO do đó có chi phí đầu tư, vận hành và quản lý rất cao do cần phải có:  Vật liệu chế tạo chịu được áp suất cao  Bơm tạo được áp suất cao  Chi phí điện năng cao  Màng lọc phải thay thể thường xuyên do tắc nghẽn Do đó, nhu cầu cấp thiết là phải giảm được áp lực cần cung cấp trong xử lý bằng RO. Việc áp dụng màng lọc NF (Nano Filtration) được nghiên cứu rộng rãi với mục tiêu trên và đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng tại các nước như Mỹ, Nhật. Hiện nay theo xu thế phát triển công nghệ mới, công nghệ NF cũng đang được ứng dụng vào trong lĩnh vực xử lý nước. Các nhà khoa học đề xuất công nghệ NF làm giải pháp để giải quyết vấn đề nước sạch. NF carbon là những ống nguyên tử carbon tí hon, có đường kính chỉ vài phần tỷ mét, nhỏ hơn sợi tóc 100.000 lần, nhẹ hơn thép đến 6 lần nhưng lại bền hơn vật liệu này đến 100 lần. NF carbon được biết với nhiều tính chất đặc biệt như siêu cứng, siêu bền, nhẹ nhưng khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. Màng lọc NF (nanofilter, hyperfilter) là loại màng có kích thước lỗ nhỏ (10-7 cm = 10Ao). Phân tử lượng bị chặn từ 200-500. Loại màng này thích hợp cho quá trình làm mềm nước, loại bỏ một số chất hữu cơ tan, các ion natri, chì, sắt, niken, thủy ngân (II),.. Áp suất động lực của màng lọc NF thấp hơn so với màng thẩm thấu ngược. Đây là loại màng bất đối xứng, tổ hợp Composite. Độ dày màng gồm lớp đỡ 150 μm, lớp da màng 1 μm. Đặc tính màng là: kích thước lỗ xốp 0,05m3.m-2.ngày-1.bar-1. Cơ chế hoạt động của màng là hòa tan và khuếch tán. Vật 6 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  14. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 liệu chế tạo màng là polome. Màng lọc NF được ứng dụng để xử lý nước lợ, làm mềm nước, loại bỏ chất hữu cơ, sản xuất nước siêu tinh khiết,…mà không nhờ các phản ứng hóa học. Các công nghệ xử lý nước thông thường bao gồm các bước lọc, bức xạ tử ngoại, xử lý hóa học và khử muối, trong đó công nghệ NF được đưa vào ứng dụng ở nhiều loại màng lọc và bộ lọc dựa trên cơ sở ống NF cacbon, gốm xốp NF, các hạt NF từ tính và các vật liệu NF khác. Các loại màng tách rời với cấu trúc ở phạm vi NF cũng có thể được ứng dụng ở các phương pháp chi phí thấp nhằm cung cấp nước uống. Những ưu điểm của màng lọc NF:  Chí phí vận hành thấp  Chi phí năng lượng thấp  Lượng thải sau xử lý ít (so với RO)  Giảm lượng TDS, đặc biệt hiệu quả đối với nước lợ  Loại bỏ các chất bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu, các hóa chất hữu cơ  Loại bỏ kim loại nặng, nitơrat và sunfat  Loại bỏ mầu, độ đục, làm mềm nước cứng  Không cần bất cứ hóa chất nào trong quá trình xử lý So với các màng vi lọc, siêu lọc và thẩm thấu ngược, màng lọc NF có khả năng đáp ứng tốt các yêu cầu về chất lượng xử lý nước. Nhờ có hiệu ứng điện tích bề mặt, màng lọc NF có khả năng bắt giữ các ion hóa trị cao trong khi các ion hóa trị I bị giữ lại không đáng kể, dẫn đến kết quả khác biệt về nồng độ giữa nước đầu vào và nước đi qua màng. Với những đặc tính ưu việt như áp suất hoạt động thấp, tốc độ lọc cao, khả năng bắt giữ chọn lọc các ion và hợp chất hữu cơ, chi phí vận hành và bảo dưỡng tương đối thấp, công nghệ lọc nanô đang thực sự trở thành giải pháp hữu hiệu nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải, đặc biệt là nước có độ cứng, asen, sunphat, ... Cuối thế kỷ 20, công nghệ NF phát triển mạnh mẽ, giúp tạo ra các vật liệu có các hạt hay màng có kích thước vài nanô. Dựa vào khả năng lọc nước của các vật liệu NF, người ta đã chế tạo các máy lọc tinh, lọc được các hạt bẩn nhỏ vài NF, trong đó có các vi khuẩn nhỏ. Ngoài ra trong nước vẫn giữ nguyên những chất khoáng và các 7 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  15. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể. Đây là một trong những ưu việt do bản chất của vật liệu nano mới có mà các chất liệu lọc khác không có được. Ứng dụng màng lọc để sản xuất nước ăn uống bắt đầu từ Mỹ và các nước Trung Đông. Hiện nay sử dụng màng lọc để làm ngọt hóa nước biển đã phát triển rộng khắp ở nhiều nơi trên Thế giới. Theo J.C. Schipers, 2000, trên toàn thế giới có 9.10 6 m3 nước ăn uống/ngày được xử lý bằng phương pháp RO và 106 m3 nước ăn uống/ngày bằng phương pháp NF và UF, tương đương công suất màng 2.107, 2.106 và 4.105 m2. Màng lọc NF tuy có nguyên tắc lọc giống như RO, nhưng vì kích thước màng lọc lớn hơn RO, nên thông thường chỉ giữ lại ion hóa trị hai, còn ion hóa trị một như Na+ hay Cl- thì đi qua được màng lọc. Với đặc tính thế, NF vốn không có hiệu quá cao trong khử mặn với nước biển. Tuy nhiên một số màng NF đặc biệt (high performance nano filtration) có khả năng giữ lại đến 90% các ion hóa trị 2 và gần 90% ion hóa trị 1, bằng nguyên lý làm việc dựa trên khối lượng phân tử và điện hóa. Các màng NF đặc biệt này hiện có mặt trên thị trượng, do các công ty TORAY Industry Inc. (Nhật bản), DOOSAN HYRO Techno (Hàn Quốc) và Dowfirm tech (Mỹ) phát triển và sản xuất. Nhật bản, cùng với Mỹ là hai nước hàng đầu trong việc nghiên cứu và phát triển công nghệ màng trong xử lý nước nói chung và nước biển nói riêng. Trong đó, công ty TORAY là công ty tiên phong sản xuất màng lọc trong xử lý nước và nước thải. Năm 1958, TORAY lần đầu tiên đưa ra dây chuyền xử lý nước biển bằng công nghệ RO. Màng lọc RO do TORAY sản xuất và đưa ra thị trường lần đầu tiên vào năm 1967. Màng RO khi đó được chế tạo bằng vật liệu cenllulos acetate. Màng lọc Nano bắt đầu được nghiên cứu vào đầu những năm 1980. Hiện nay màng lọc RO và NF được chế tao từ vật liệu polyamide composite. Khoa kỹ thuật môi trường, thuộc trường đại học Tokyo, là một cơ sở nghiên cứu hàng đầu thế giới về công nghệ màng trong xử lý nước thải, nước cấp cho sinh hoạt 8 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  16. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 (phòng thí nghiệm của giáo sư Yamamoto Kazuo), hay trong xử lý nước cấp và nước biển (giáo sư Ohgaki Shinichiro và giáo sư Takizawa Satoshi). Vào đầu những năm 2000, họ lần đầu tiên đưa ra công nghệ xử lý nước biển bằng màng NF hai bậc. Với công nghệ này, áp lực cần thiết thấp hơn rất nhiều so với công nghệ RO, và nước được xử lý có thể đạt chất lượng đạt tiêu chuẩn cấp cho sinh hoạt. Nhiều tổ chức đang cân nhắc tiềm năng của khoa học nano để giải quyết các thách thức về kỹ thuật liên quan đến việc khử các chất ô nhiễm và cung cấp nguồn nước “có thể uống được” cho dân chúng sống tại các nước phát triển và đang phát triển. Nhiều thiết bị xử lý nước, trong đó một số có kết hợp công nghệ nano đã có mặt trên thị trường và một số khác đang trong giai đoạn phát triển. Công nghệ NF phục vụ cho xử lý nước đã có mặt trên thị trường, với các loại màng lọc nano hiện đang ở vào giai đoạn hoàn thiện nhất, và nhiều loại khác hiện đang được triển khai. Mặc dù thế hệ thiết bị lọc NF hiện nay có thể còn tương đối đơn giản, nhiều nhà nghiên cứu tin tưởng rằng các thế hệ thiết bị xử lý nước tương lai sẽ lợi dụng được nhiều đặc tính mới của vật liệu NF và có thể là mối quan tâm của các nước đang phát triển lẫn nước phát triển. 1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước: Với trên 3.260 km đường biển, Việt Nam có tiềm năng lớn về kinh tế biển. Dân số các tỉnh ven biển rất đông, chiếm khoảng 60% dân số cả nước lại sống chủ yếu dựa vào khai thác trực tiếp tài nguyên biển. Vùng ven biển và hải đảo nước ta có 115 huyện thị với gần 18 triệu người sinh sống chủ yếu là nghề cá, kết hợp với các nghề truyền thống khác như làm muối, vận tải ven bờ, dịch vụ du lịch, nông nghiệp, một vài vùng có nghề thủ công …. Những năm gần đây, với chiến lược phát triển đất nước theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa và hội nhập quốc tế, sự xây dựng công trình và khai thác tài nguyên ven biển rất sôi động. Trong Chiến lược Biển Việt Nam đến năm 2020, phải phấn đấu để nước ta trở thành quốc gia mạnh về biển, giàu lên từ biển, bảo vệ vững chắc chủ quyền quốc gia trên biển, góp phần giữ vững ổn định và phát triển đất nước; kết hợp chặt chẽ giữa phát triển kinh tế - xã hội với đảm bảo quốc phòng, an ninh và bảo vệ môi trường; có chính sách hấp dẫn nhằm thu hút mọi nguồn lực cho 9 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  17. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 phát triển kinh tế biển; xây dựng các trung tâm kinh tế lớn vùng duyên hải gắn với các hoạt động kinh tế biển làm động lực quan trọng đối với sự phát triển cả nước Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt “Đề án tổng thể về điều tra cơ bản và quản lý tài nguyên môi trường biển đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2020” (số 47/2006/QĐ-TTg, ngày 1-3-2006) nhằm đạt những mục tiêu cơ bản như: đẩy mạnh công tác điều tra cơ bản các điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và môi trường biển Việt Nam, xác lập luận cứ khoa học, cơ sở pháp lý để tăng cường quản lý nhà nước, phát huy tiềm năng, lợi thế và phục vụ cho việc phát triển bền vững các vùng biển, ven biển và hải đảo của nước ta... Biến đổi khí hậu sẽ mang lại nhiều rủi ro thiên tai cho Việt Nam và trong đó có tỉnh Quảng Ninh, chủ yếu là thay đổi về lượng mưa và giông bão. Mực nước biển dâng cao là yếu tố liên quan trực tiếp đến vấn đề nước sạch và vệ sinh môi trường ở nước ta, làm tăng rủi ro lũ lụt cho các vùng đất trũng ven biển. Biến đổi khí hậu được xem là một vấn đề quan trọng ảnh hưởng đến tất cả các chính sách, kế hoạch và hành động của nước ta trong những năm tới. 70% dân cư sinh sống gần vùng ven bờ hiện đang đối mặt với các đe dọa không dự báo được của mực nước biển dâng cao và các thiên tai khác. Biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng cao có thể làm tăng các vùng ngập lụt,nhiễm mặn, dẫn đến gây khó khăn cho hoạt động nông nghiệp và cung cấp nước sinh hoạt... Theo báo cáo của Ngân hàng Thế giới (WB) và ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC), mực nước biển dâng cao 1m sẽ có khả năng gây ra “khủng hoảng sinh thái”, ảnh hưởng tới gần 12% diện tích và 11% dân số Việt Nam. Báo cáo nghiên cứu mới nhất về tác động của biến đổi khí hậu ở khu vực Đông Nam Á của Ngân hàng Phát triển Châu Á (ADB) công bố ngày 28/4/2009 tại Hà Nội cho rằng sản xuất lúa gạo ở Việt Nam có thể giảm mạnh và mực nước biển tăng có thể nhấn chìm hàng chục ngàn hécta đất canh tác vào cuối thế kỷ này, đồng thời khiến cho hàng ngàn gia đình sống ven biển phải tái định cư. Lượng mưa có thể giảm đáng kể ở Việt Nam trong thập kỷ tới và hơn 12 triệu người sẽ phải chịu tác động của tình trạng thiếu nước ngày càng gia tăng. Từ những yếu tố trên, cần thiết phải tìm một nguồn tài nguyên nước ổn định để cấp nước sinh hoạt cho nhân dân vùng ven biển và hải đảo, trong đó nguồn tài nguyên ổn định và phong phú nhất vẫn là nước biển. 10 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  18. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 Năm 2006-2008, PGS.TS Nguyễn Văn Tín chủ trì đề tài NCKH trọng điểm cấp Bộ Giáo dục và Đào tạo “Nghiên cứu mô hình cấp nước cho các khu dân cư ven biển và hải đảo” (mã số B2006-03-12TĐ). Tuy nhiên nguồn nước thô là nước ngầm, nước mặt và nước mưa vùng ven biển ít bị nhiễm mặn nên các mô hình đề xuất có công nghệ xử lý nước truyền thống. Tại Việt nam các công trình nghiên cứu về khử mặn nước biển, chế tạo vật liệu NF và thiết bị xử lý nước có màng lọc NF cũng đã bắt đầu từ cuối những năm 1990. Công nghệ cất nước biển bằng năng lượng mặt trời đang được Viện Hoá học (Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam) nghiên cứu ứng dụng, với giá thành khoảng 1 triệu đồng/m3 công suất khi đưa vào sử dụng đại trà. Hiện công nghệ này đang được lắp đặt ứng dụng thử nghiệm tại Bến Tre và Thừa Thiên-Huế, trong đó một hệ được đặt tại ngư trường Bình Đại đã cung cấp từ 120-150 lít nước sạch mỗi ngày cho đội công nhân 8 người và hệ còn lại, nhỏ hơn, được lắp đắt tại một hộ gia đình ở thị xã Bến Tre đã mang lại hiệu quả cao. Năm 2003, Trung tâm tư vấn và chuyển giao công nghệ nước sạch và môi trường (CTC) nghiên cứu thiết kế và lắp đặt tại đảo Bạch Long Vĩ. Dây chuyền gồm 5 thiết bị xử lý nước biển qua 5 công đoạn khác nhau với tỷ lệ nội địa hóa 70%. Nước biển được bơm qua thiết bị đầu tiên sẽ được lọc sạch rong, rêu, tảo bằng một màng lọc có kích thước lỗ 50 micromet. Sau đó, thiết bị lọc đa năng (multimedia) sẽ lọc sạch các chất có kích thước lớn hơn 20 micromet. Sang thiết bị thứ ba, Ca, Mg, Br... được loại ra khỏi nước biển dưới dạng muối carbonat bằng phương pháp trao đổi cation. Thiết bị lọc thứ tư tiếp tục loại các chất có kích thước lớn hơn 5 micrometres ra khỏi nước biển. Và đến thiết bị cuối cùng sử dụng màng lọc RO có kết cấu đặc biệt. Quá trình thẩm thấu ngược diễn ra tại đây khi nước biển (sau khi đã qua các công đoạn tiền xử lý trước đó) được bơm áp suất cao tới 70 atm qua hệ thống màng lọc này. Kết thúc quá trình thẩm thấu ngược, sẽ thu được một lượng nước ngọt bằng 36% lượng nước biển lọc qua dây chuyền. Với dây chuyền này, nước ngọt sản xuất theo công nghệ RO có giá khoảng 20.000 đồng/m3. 11 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  19. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 Nguyễn Bá Thắng, năm 2005, trong đề tài luận án tiến sĩ “Nghiên cứu mô hình quy hoạch và quản lý hiệu quả hệ thống cấp nước đô thị Việt Nam đến năm 2020” đã sử dụng bộ lọc màng UF lắp đặt sau các công đoạn xử lý nước ngầm truyền thống của trạm cấp nước trường Cao đẳng xây dựng công trình đô thị để nghiên cứu cấp nước uống trực tiếp. Năm 2005, Viện Khoa học công nghệ nhiệt lạnh (Trường Đại học Bách khoa Hà Nội) vừa nghiên cứu thành công quy trình chưng cất nước ngọt từ nước biển bằng năng lượng mặt trời. Theo hình thức bay hơi cưỡng bức mỗi mét vuông vật liệu hấp thụ nhiệt của máy có thể tạo ra được 15 – 20 L nước ngọt/ngày, tuy nhiên, năng suất hiện ở mức 12 – 13 L/ngày. Ngày 02/6 /2008, Viện Khoa học vật liệu ứng dụng, thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã bàn giao và đưa vào vận hành thiết bị xử lý nước biển thành nước ngọt đáp ứng tiêu chuẩn Bộ Y tế về nước sinh hoạt công suất 300 lít nước ngọt/h cho ngư dân Đà Nẵng. Thiết bị làm việc dựa trên nguyên lý thẩm thấu ngược RO, với màng lọc của Mỹ. Dưới áp lực phù hợp, nước biển sẽ được tách thành phần nước ngọt sạch và hàm lượng hoà tan thấp thẩm thấu qua màng. Nước có hàm lượng hoà tan cao (nước mặn) sẽ được dẫn ra ngoài. Tiếp đó, nước ngọt sẽ được dẫn qua hệ thống lọc, tia cực tím UV...dưới áp lực cao, nước ngọt sẽ được đưa qua màng vào bồn chứa và sử dụng. Toàn bộ thời gian xử lý trong vòng 2 phút. Đề tài "Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu lọc nanô từ axetat xenlulo và ứng dụng lọc nanô trong quy trình xử lý nước sinh hoạt bị ô nhiễm" do TS. Nguyễn Hoài Châu và tập thể các nhà khoa học Viện Công nghệ môi trường (Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam) thực hiện trong năm 2007. Đề tài thiết kế chế tạo một thiết bị lọc nanô công suất 100 lít nước/h, có khả năng xử lý các nguồn nước sinh hoạt, nước thải bị ô nhiễm asen có độ cứng cao hơn mức cho phép 4 - 5 lần và xử lý nước thải có COD lớn hơn 5000 mg/L. Kết quả nghiên cứu cho thấy, màng lọc nanô có khả năng tách Albumin và khả năng bắt giữ chọn lọc đối với các chất điện ly có hóa trị khác nhau như NaCl, Na2SO4 và MgCl2...tương đương với màng Osmonics của Mỹ. Vật liệu màng được chọn sử dụng ở đây là Axentat xenlulo, một sản phẩm có thể dễ dàng đặt mua trong nước. Đáng chú ý, với khả năng tách muối ăn nồng độ 12 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
  20. Nghiên cứu sử dụng màng NF trong công nghệ xử lợ nước lợ thành nước cấp sinh hoạt cho khu vực ven biển Quảng Ninh -Trần Quý Dương - Cao học CTN 8/2009 cao trở thành nước sinh hoạt bình thường của màng lọc nanô có thể ứng dụng để lọc nước biển làm nước ăn tại những nơi thiếu nước ngọt. Ưu điểm lớn nhất của lọc nanô là, với công nghệ này người ta không phải đưa thêm một loại hóa chất nào, vi sinh nào vào nước mà vẫn lấy đi được những tạp chất bẩn. Công nghệ này có thể xử lý các nguồn nước có độ cứng toàn phần và COD cao cũng như đối với nước có màu và nước nhiễm phèn chua mặn. Các nghiên cứu mới ở dạng thử nghiệm trên quy mô nhỏ, vấn đề xã hội hóa cấp nước cho dân cư trong vùng nước nhiễm mặn, thiếu nước ngọt vẫn là câu hỏi lớn cần được tiếp tục nghiên cứu. 13 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.11: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Tài Chính Ngân Hàng
172 tài liệu
846 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
27=>0