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
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
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
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
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
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
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
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
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
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
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
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
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
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
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.