Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ đến hiệu quả vận hành mô hình chưng cất màng ứng dụng xử lý nước nhiễm mặn

``` TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỘ ĐẾN HIỆU QUẢ VẬN HÀNH MÔ HÌNH CHƯNG CẤT MÀNG ỨNG DỤNG XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM MẶN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG MÃ NGÀNH: 7510406 GVHD: SVTH: MSSV: LỚP: KHÓA: SVTH: MSSV: LỚP: KHÓA: TS Trần Thị Tường Vân Đào Duy Đạt 18063221 DHMT14A 2018-2022 Bùi Bách Phú Trí 19512701 DHMT15A 2019 – 2023 TP Hồ Chí Minh, tháng … năm … [Gõ ở đây] TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIÊN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI VIÊN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG TRƯỜNG NHIỆM VỤ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ & tên học viên: - Đào Duy Đạt MSSV: 18063221 - Bùi Bách Phú Trí MSSV: 19512701 Tên đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện nhiệt độ đến hiệu vận hành mơ hình chưng cất màng ứng dụng xử lý nước nhiễm mặn Nhiệm vụ đề tài khóa luận - Nội dung 1: Vận hành mơ hình chưng cất màng xử lý nước nhiễm mặn giả lập điều kiện thay đổi nhiệt độ dòng nước mặn đầu vào (4g/l – 7g/l – 8g/l – 10g/l 12g/l), kết hợp với thay đổi dòng nước cất đầu - Nội dung 2: Vận hành mơ hình chưng cất màng xử lý nước nhiễm mặn giả lập điều kiện gia nhiệt dòng nước mặn đầu vào lượng mặt trời (ở điểu kiện thời tiết khác nhau: ngày nắng, ngày không nắng, ở điều kiện có khơng có lắp đặt chảo parabol), kết hợp với thay đổi dòng nước cất đầu - Nội dung 3: Vận hành mơ hình chưng cất màng xử lý số nguồn nước nhiễm mặn thực tế Ngày giao nhiệm vụ (ghi theo định giao đề tài): 12/2022 Ngày hoàn thành nhiệm vụ (ghi theo định giao đề tài): 05/2023 Cán hướng dẫn (ghi rõ học hàm, học vị, họ & tên): TS Trần Thị Tường Vân Tp.HCM, ngày…tháng…năm 2023 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) i LỜI CẢM ƠN Lời nhóm em xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy/Cô trường Đại học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, q Thầy/Cơ truyền dạy kiến thức ngành môi trường kinh nghiệm thực tiễn đời sống quý báu suốt q trình theo học chương trình đào tạo ngành Cơng Nghệ Kỹ thuật Mơi trường Đặc biệt, để Khóa Luận tốt nghiệp hồn thành, cho phép nhóm em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến TS.Trần Thị Tường Vân người tận tình hướng dẫn, định hướng cung cấp kiến thức góp ý cần thiết để nhóm em hồn thiệt Khóa Luận Tốt Nghiệp Xin chân thành cảm ơn Viện Khoa học Công Nghệ Quản Lý Mơi Trường ln nhiệt tình hỗ trợ cơng tác hướng dẫn giảng dạy,tạo điều kiện thuận lợi tốt giúp em đạt kết mong đợi Trong thời gian thực đề tài Khóa Luận văn tốt nghiệp tránh khỏi sai sót Vì vậy, hy vọng q Thầy/Cơ góp ý thêm để nhóm em hồn thành tốt báo cáo Cuối cùng, nhóm em xin bày tỏ lịng biết ơn đén quý Thầy/Cô Viện Khoa học Công Nghệ Quản Lý Môi Trường Xin chân thành cảm ơn! ii Khóa luận tốt nghiệp đại học - 06/2023 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2023 Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) GVHD: TS Trần Thị Tường Vân Lớp: DHMT15A iii Khóa luận tốt nghiệp đại học - 06/2023 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2023 Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) GVHD: TS Trần Thị Tường Vân Lớp: DHMT15A iv TÓM TẮT Hiện nay, tình hình biến đổi khí hậu xâm nhập mặn ngày diễn gay gắt, nước mặn ngày xâm nhập sâu vào nội địa khiến cho nguồn nước ngày khan hiếm, việc sử dụng nước cho mục đích sinh hoạt tưới tiêu người dân nước nói chung vùng Đồng Bằng Sơng Cửu Long nói riêng ngày khó khăn Trong công nghệ xử lý nước nhiễm mặn ứng dụng cơng nghệ chưng cất màng xem cơng nghệ có hiệu suất xử lý cao Nghiên cứu nhằm khảo sát ảnh hưởng điều kiện nhiệt độ, kết hợp với đối tượng khác nhằm mục đích khắc phục xử lý nước nhiễm mặn thông qua vận hành chưng cất màng Một số thí nghiệm thực để xác định tính trạng nước nhiễm mặn theo nồng độ nước mặn giả lập (10g/L), thực qua nhiều ngày cho thấy thay đổi rõ rệt Hiệu suất khử mặn với điều kiện không làm lạnh ở 50ºC nồng độ trung bình thu (99,1%) 70ºC trung bình thu (99,5%), điều kiện làm lạnh ở 50ºC nồng độ trung bình thu (99,4%) 70ºC trung bình thu (99,5%) Khả khử mặn trung bình qua lần chạy thử đạt hiệu cao 90%, gia tăng nhiệt độ hiệu suất khử mặn trung bình khơng bị ảnh hưởng q nhiều v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN iii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iv TÓM TẮT v MỤC LỤC .vi DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH ẢNH ix CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu .3 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 1.5.1 Ý nghĩa khoa học 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan nước nhiễm mặn phương pháp khử mặn 2.1.1 Khái niệm, phân loại đại lượng đặc trưng nước nhiễm mặn 2.1.2 Các phương pháp khử mặn để cấp nước sinh hoạt ăn uống 2.2 Tổng quan phương pháp chưng cất màng 14 2.2.1 Khái niệm 14 2.2.2 Một số cấu hình chưng cất màng .15 2.2.3 Ưu điểm phương pháp chưng cất màng 18 2.2.4 Nhược điểm phương pháp chưng cất màng 18 2.3 Tổng quan ảnh hưởng điều kiện nhiệt độ đến hiệu vận hành trình chưng cất màng 18 2.3.1 Ảnh hưởng điều kiện nhiệt độ đến trình chưng cất màng .18 2.4 Nguồn tài nguyên lượng mặt trời 20 2.5 Tổng quan nghiên cứu nước nước 21 2.5.1 Nghiên cứu nước .21 2.5.2 Nghiên cứu nước 22 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 3.1 Hóa chất vật liệu 24 3.2 Mơ hình thiết bị thí nghiệm 24 3.2.1 Mơ hình thí nghiệm 24 3.2.2 Thiết bị thí nghiệm 25 vi 3.3 Phương pháp nghiên cứu .27 3.3.1 Phương pháp tổng quan tài liệu thu thập tài liệu 27 3.3.2 Phương pháp thống kê, phân tích liệu .27 3.3.3 Phương pháp so sánh .27 3.3.4 Phương pháp mơ hình hóa .28 3.4 Phương pháp thí nghiệm vận hành mơ hình chưng cất màng 28 3.4.1 Quy trình thí nghiệm .28 3.4.2 Cơng thức tính tốn 29 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ dòng nước mặn nhiệt độ dòng nước cất đến hiệu vận hành mơ hình chưng cất màng 30 4.1.1 Tại nhiệt độ dòng nước mặn 50℃ 30 4.1.2 Tại nhiệt độ dòng nước mặn 70ºC 33 4.2 Ảnh hưởng điều kiện thời tiết đến hiệu vận hành mơ hình chưng cất màng ánh sáng mặt trời trực tiếp .37 4.3 Ảnh hưởng việc sử dụng chảo parabol đến hiệu vận hành mơ hình chưng cất màng ánh sáng mặt trời trực tiếp 39 4.4 Ảnh hưởng việc làm lạnh dòng nước cất đến hiệu vận hành mơ hình chưng cất màng ánh sáng mặt trời trực tiếp 42 4.5 Hiệu vận hành mơ hình màng chưng cất ánh sáng mặt trời trực tiếp ngày có nắng sử dụng chảo parabol làm lạnh dòng nước cất với nước mặn giả lập 45 4.6 Hiệu vận hành mô hình màng chưng cất ánh sáng mặt trời trực tiếp nước mặn thực tế 56 4.7 So sánh chất lượng nước cất thu vận hành mơ hình chưng cất màng ánh sáng mặt trời trực tiếp với QCVN 01-1:2018/BYT 59 4.8 So sánh kết đề tài với nghiên cứu khác 61 4.9 Hướng phát triển đề tài 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .64 Kết luận 64 Kiến nghị 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC I .1 PHỤ LỤC II ABSTRACT PHỤ LỤC III Tổng hợp kết thí nghiệm .1 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Độ mặn số biển giới Bảng 2.2 Các công nghệ làm nước Bảng 2.3 So sánh chi phí xử lý cho m3 nước loại công nghệ khử mặn 13 Bảng 2.4 Ưu nhược điểm số loại cấu hình chưng cất màng thơng dụng 17 Bảng 4.1 Kết tổng hợp thông lượng nước cất, độ mặn hiệu suất khử mặn trung bình nồng độ nước mặn giả lập 10g/l điều kiện nhiệt độ vận hành khác 36 Bảng 4.2 Kết tổng hợp phương sai thông lượng nước cất hiệu suất khử mặn trung bình điều kiện khác 36 Bảng 4.3 Kết tổng hợp thông lượng nước cất, độ mặn hiệu suất khử mặn trung bình nồng độ nước mặn giả lập 10g/l điều kiện nhiệt độ vận hành khác 56 Bảng 4.4 Tọa độ vị trí lấy mẫu nước mặn thực tế .56 Bảng 4.5 Chất lượng nước mặn thực tế 57 viii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Sơ đồ cơng nghệ tách muối phương pháp nhiệt màng lọc Hình 2.2 Phân bố nhà máy mặn giới theo cơng nghệ 12 Hình 2.3 Nguyên tắc vận hành trình chưng cất màng .15 Hình 2.4 Một số cấu hình chưng cất màng thơng dụng 16 Hình 2.5 Sơ đồ bán tự động ngược dòng 19 Hình 2.6 Sơ đồ thiết bị phân tách Mcmbranc kết hợp với trao đổi nhiệt nhằm thu hồi phần lượng 19 Hình 2.7 Phân cực nhiệt độ chưng cất màng .20 Hình 3.1 Sơ đồ mơ hình màng chưng cất sử dụng lượng mặt trời .24 Hình 3.2 Mơ hình chưng cất màng thực tế 25 Hình 4.1 Kết vận hành chưng cất màng ở nhiệt độ dịng nước mặn 50℃ có làm lạnh dịng nước cất Điều kiện thí nghiệm dịng nước mặn giả lập 10g/l 31 Hình 4.2 Kết vận hành chưng cất màng ở nhiệt độ dòng nước mặn 50℃ khơng làm lạnh dịng nước cất Điều kiện thí nghiệm dịng nước mặn giả lập 10g/l 32 Hình 4.3 Kết chưng cất màng ảnh hưởng bởi nhiệt độ dòng nước mặn dòng nước cất điều kiện chưng cất màng có làm lạnh ở nhiệt độ 70ºC 34 Hình 4.4 Kết chưng cất màng ảnh hưởng bởi nhiệt độ dòng nước mặn dòng nước cất điều kiện chưng cất màng có làm lạnh ở nhiệt độ 70ºC 35 Hình 4.5 Kết vận hành mơ hình chưng cất màng ánh sáng mặt trời trực tiếp điều kiện có nắng 38 Hình 4.6 Kết vận hành mơ hình chưng cất màng ánh sáng mặt trời trực tiếp điều kiện khơng có chảo parabol nồng độ 10g/l: 40 Hình 4.7 Kết vận hành mơ hình chưng cất màng ánh sáng mặt trời trực tiếp điều kiện có chảo parabol nồng độ 10g/l: .41 Hình 4.8 Kết vận hành mơ hình chưng cất màng ánh sáng mặt trời trực tiếp điều kiện khơng làm lạnh dịng nước cất nồng độ 10g/l 43 Hình 4.9 Kết vận hành mơ hình chưng cất màng ánh sáng mặt trời trực tiếp điều kiện có làm lạnh dòng nước cấ nồng độ 10g/l 44 Hình 4.10 Kết vận hành mơ hình chưng cất màng ánh sáng mặt trời trực tiếp điều kiện có dùng chảo parablo làm lạnh dòng nước cất nồng độ nước giả lập 4g/l: 45 Hình 4.11 Kết vận hành mơ hình chưng cất màng ánh sáng mặt trời trực tiếp điều kiện có dùng chảo parablo làm lạnh dòng nước cất nồng độ nước giả lập 7g/l: 47 Hình 4.12 Kết vận hành mơ hình chưng cất màng ánh sáng mặt trời trực tiếp điều kiện có dùng chảo parablo làm lạnh dịng nước cất nồng độ nước giả lập 8g/l: 49 Hình 4.13 Kết vận hành mơ hình chưng cất màng ánh sáng mặt trời trực tiếp điều kiện có dùng chảo parablo làm lạnh dòng nước cất nồng độ nước giả lập 10g/l 51 Hình 4.14 Kết vận hành mơ hình chưng cất màng ánh sáng mặt trời trực tiếp điều kiện có dùng chảo parablo làm lạnh dịng nước cất nồng độ nước giả lập 12g/l 53 ix KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua kết mang tính đặc trưng phân tích bởi phương pháp thống kế, phân tích liệu, với phương pháp so sánh dựa sở phân tích liệu thu thập từ thực tế nghiên cứu liên quan, nhằm xác thực khả hiệu điều kiện khác dòng nước mặn thực tế giả lập Nghiên cứu tập chung vào việc cải thiện hiệu vận hành công nghệ chưng cất màng (MD) qua thông lượng nước cất thu (kg/m2.h), độ mặn hiệu khử mặn (%) việc xây dựng mô vật lý hệ thống chưng cất màng khảo nghiệm tính biến thiên bề mặt màng PVDF Ngoài ra, nghiên cứu cịn có khảo nghiệm hiệu hệ thống mơ hình chưng cất màng ở điều kiện nhiệt độ thời tiết khác nhau, đặc biệt khả gia tăng nhiệt độ ánh sáng mặt trời trực tiếp thiết bị gia nhiệt phận làm lạnh mang lại kết hiệu xử lý khác Đánh giá ảnh hưởng ở hai mức nhiệt độ khác 50 – 70ºC mơ hình vận hành màng chưng cất với điều kiện nồng độ thay đổi khác (4g/l – 7g/l – 8g/l – 10g/l – 12g/l) kết thu với nồng độ gần tương dồng với nghiên cứu thực trước đây, với hiệu suất khử mặn (%) cao 80% có khả đạt 100% khảo sát ở nồng độ nước mặn cao Thông lượng nước cất đạt ngưỡng cao 0,919kg/m2.h điều kiện thay đổi nồng độ sử dụng ảnh sáng mặt trời trực tiếp Chất lượng nước thu khảo sát ở nước mặn thực tế chưa đạt yêu cầu tiêu chuẩn QCVN 01-1:2018/BYT, khảo sát ở nồng độ giả lập có đến nồng độ đạt tiêu tiêu chuẩn QCVN 01-1:2018/BYT mặt chất lượng nước sinh hoạt Kiến nghị Do nhiều điều kiện khách quan khác nên chưa có điều kiện thử nghiệm tối ưu hóa nhất, thơng lượng cất nước không cao chịu nhiều tác động điều kiện khí hậu Nghiên cứu tương lai sử dụng số biện pháp để phát triển nhằm tăng thông lượng cất nước tăng hiệu suất khử nước nhiễm mặn để đạt hiệu tối ưu xử lý 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] WHO, World health statistics 2022: monitoring health for the SDGs, sustainable development goals 2022, World Health Organization: Geneva, Switzerland p 1-131 [2] UNICEF, Children and the Sustainable Development Goals in Viet Nam 2017, United Nations Children’s Fund: New York, USA p 1-10 [3] Tran TTV, Kumar SR, Nguyen CH, Lee JW, Tsai H-A, Hsieh C-H, et al High- permeability graphene oxide and poly(vinyl pyrrolidone) blended poly(vinylidene fluoride) membranes: Roles of additives and their cumulative effects Journal of Membrane Science 2021;619:118773 [4] H T Chi, “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nanocomposit graphen oxit/MnO2 ứng dụng để xử lý số kim loại nặng môi trường nước,” Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội, 2016 [5] B T T Loan, “Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất vật liệu graphen oxit phương pháp điện hóa,” Luận văn thạc sĩ, Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2019 [6] Nguyễn Du, Lê Minh Nhựt, “Đánh giá ảnh hưởng điều kiện thời tiết đến lượng hữu ích hệ thống nước nóng lượng mặt trời”, Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật số 39, 12/2016 [7] B T T Loan, “Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất vật liệu graphen oxit phương pháp điện hóa,” Luận văn thạc sĩ, Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2019 [8] Mohammad Reza Shirzad Kebria and Ahmad Rahimpour, Membrane Distillation: Basics, Advances, and Applications, IntechOpen, 2018 [9] Thi-Tra-My Ngo et al, Development of a novel submerged tubular direct- contact membrane distillation system for saltwater treatment, Desalination and Water Treatment, 2020 65 Tạp chí Con số Sự kiện, Bộ Kế hoạch Đầu tư, Thách thức an ninh [10] nguồn nước Đồng sông Cửu Long, 2020, https://consosukien.vn/thachthuc-an-ninh- nguon-nuoc-tai-dong-bang-song-cuu-long.htm, truy cập ngày 1/6/2019 [11] Pratiksha D Dongare et al, Nanophotonics-enabled solar membrane distillation for off-grid water purification, Department of Electrical and Computer Engineering, Rice University, Houston, 2017 [12] Ibrahim A Said et al, Field Demonstration of a Nanophotonics-Enabled Solar Membrane Distillation Reactor for Desalination, Industrial & Engineering Chemistry Research, Rice University, 2019 66 PHỤ LỤC I PHỤ LỤC II ABSTRACT ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN NHIỆT ĐỘ ĐẾN HIỆU QUẢ VẬN HÀNH MƠ HÌNH CHƯNG CẤT MÀNG ỨNG DỤNG XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM MẶN BÙI BÁCH PHÚ TRÍ, ĐÀO DUY ĐẠT, TRẦN THỊ TƯỜNG VÂN Viện Khoa Học , Công Nghệ & Quản Lý Môi Trường , Trường Đại Học Cơng Nghiệp Tp.HCM, tranthituongvan@iuh.edu.vn Tóm tắt: Nghiên cứu nhằm khảo sát ảnh hưởng điều kiện nhiệt độ, bao gồm nhiệt độ dòng nước mặn đầu vào dòng nước cất đầu ra, đặc biệt việc kết hợp sử dụng lượng mặt trời trực tiếp gia nhiệt dòng nước mặn đầu vào, đến hiệu vận hành mơ hình chưng cất màng nhằm mục đích xử lý nước nhiễm mặn Các thí nghiệm tiến hành nước nhiễm mặn giả lập nồng độ 10 g/L, thực qua nhiều ngày Kết cho thấy, thông lượng cất nước hiệu suất khử mặn trung bình ở điều kiện nhiệt độ nước mặn 50ºC 70ºC, không làm lạnh nước cất 0,319 L/m2.h, 99,1% 0,396 L/m2.h, 99,5% Đối với điều kiện có làm lạnh nước cất, nhiệt độ nước mặn 50ºC 70ºC thơng lượng cất nước hiệu suất khử mặn trung bình 0,447 L/m2.h, 99,4% 0,498 L/m2.h, 99,5% Trong điều kiện sử dụng lượng mặt trời, thơng lượng cất nước trung bình đạt đến 0,522 L/m2.h hiệu suất khử mặn trung bình 99,5% Từ khóa: Nước nhiễm mặn, Khử mặn, Chưng cất màng, Nhiệt độ nước mặn, Nhiệt độ nước cất, Năng lượng mặt trời EFFECT OF TEMPERATURE CONDITION ON OPERATION EFFICIENCY OF MEMBRANE DISTILLATION MODEL FOR APPLICATION IN SALINE WATER TREATMENT BUI BACH PHU TRI, DAO DUY DAT, TRAN THI TUONG VAN Institute of Science, Engineering & Environmental Management, Industrial University of Ho Chi Minh City, tranthituongvan@iuh.edu.vn Abstract: This study aim to investigate the influence of temperature conditions, including inlet salt water and outlet distilled water temperature, especially the combination of using direct solar energy to heat the input salt water, the operating efficiency of the membrane distillation model for the purpose of treatment of saline water Experiments were carried out on simulated saline water at a concentration of 10 g/L, and over several days The results showed that the average distillate flux and desalination efficiency at 50ºC and 70ºC salt water conditions, without cooling the distilled water were 0.319 L/m2.h, 99.1% and 0.396 L./m2.h, 99.5%, respectively For the condition with cooling of distilled water, at 50ºC and 70ºC salty water, the average distillate flux and desalination efficiency were 0.447 L/m2h, 99.4% and 0.498 L/m2.h, 99.5%, respectively Under the condition of solar heating, the average distillate flux could reach 0.522 L/m2.h and the average desalination efficiency was 99.5% Keyword: Saline water, Desalination, Membrane distillation, Salt water temperature, Distilled water temperature, Solar energy PHỤ LỤC III Tổng hợp kết thí nghiệm Ảnh hưởng nhiệt độ dịng nước mặn nhiệt độ dòng nước cất đến hiệu vận hành mơ hình chưng cất màng a Ở nhiệt độ dịng nước mặn 50ºc 70º Thí nghiệm NGÀY Nước mặn Thời gian vận hành (h) Đầu vào Đầu (1) (2) (3) Độ mặn nước mặn (4) 9489 5012 9489 1 1 Độ mặn (‰) EC (mS/cm) Lượng nước (g) TDS (mg/L) Nhiệt độ bề mặt khung Đầu vào Đầu Đầu vào Đầu Đầu vào (A) Đầu (A) Lượng (A) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) 7251 20.60 19.7 18354 18320 200 180 20 38.5 5120 7305 20.60 18.8 18354 18292 200 175 25 40.6 9489 9489 9489 9489 9489 4923 5320 5203 5021 4932 7206 7405 7346 7255 7211 20.60 20.60 20.60 20.60 20.60 20.1 20.1 19.9 19.7 19.2 18354 18354 18354 18354 18354 18340 18330 18420 18201 18021 200 200 200 200 200 195 180 185 180 185 20 15 20 15 38.1 40.5 39.8 40.4 38.8 1 1 1 9489 9489 9489 9489 9489 9489 5021 5021 5021 5329 5320 5212 7255 7255 7255 7409 7405 7351 20.60 20.60 20.60 20.60 20.60 20.60 19.4 19.4 19.6 19.2 20.2 19.9 18354 18354 18354 18354 18354 18354 18452 18452 18202 18002 18021 18213 200 200 200 200 200 200 180 190 185 190 180 185 20 10 15 10 20 15 40.7 39.2 39.9 39.1 40.5 39.5 1 1 9489 9489 9489 9489 4903 5031 5032 5392 7196 7260 7261 7441 20.60 20.60 20.60 20.60 19.6 18.2 20.1 19.9 18354 18354 18354 18354 17982 18102 18249 18231 200 200 200 200 180 180 175 185 20 20 25 15 40.7 41.2 40.7 39.8 25-Mar 26-Mar 27-Mar 28-Mar Nồng độ nước mặn giả lập 10 g/l 29-Mar 30-Mar 31-Mar 01-Apr 02-Apr 03-Apr 04-Apr 05-Apr Thí nghiệm NGÀY 25Mar 26Mar Nồng độ nước mặn giả lập 10 g/l 27Mar 28Mar 29Mar 30Mar 31Mar Thời gian vận hành (h) (1) 1 1 1 9489 9489 9489 9489 9489 9489 5234 5021 5031 5021 5032 5021 7362 7255 7260 7255 7261 7255 20.60 20.60 20.60 20.60 20.60 20.60 19.2 19.3 18.9 19.2 19.3 19.5 18354 18354 18354 18354 18354 18354 18123 18201 18123 18102 18132 18001 200 200 200 200 200 200 175 185 180 185 180 185 25 15 20 15 20 15 38.6 40.8 39.7 40.9 39.8 40.7 9489 4901 7195 20.60 19.2 18354 18021 200 180 20 39.7 Độ mặn (‰) Độ Đầu Đầu mặn vào nước mặn (2) (3) (4) 11 12.5 11.8 Nước Cất EC (mS/cm) TDS (mg/L) Đầu vào Đầu Đầu vào Đầu (5) 0.0000055 (6) 0.0000292 (7) (8) 98 Lượng nước (g) Nhiệt Lượng độ Đầu Đầu gia nước vào tăng (B) (B) (B) (9) (10) (11) (23) 200 205 20 Hiệu suất khử mặn (%) Thông lượng cất nước (kg/m2.h) Diện tích màng (m2) (34) 99.8 (31) 0.38 0.013056 0.013056 11 13 12.0 0.0000055 0.0000345 86 200 206 20 99.8 0.46 0.013056 1 1 1 1 1 1 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 13 12 13.5 12.5 11.5 12 12.5 11.5 12.5 13 12.5 11.5 12.0 11.5 12.3 11.8 11.3 11.5 11.8 11.3 11.8 12.0 11.8 11.3 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000985 0.0000323 0.0000325 0.0000767 0.0000875 0.000078 0.0000980 0.0000567 0.0000678 0.0000567 0.0000137 0.000165 9 9 9 9 9 9 93 86 98 91 89 67 94 98 101 82 83 87 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 203 206 205 206 204 206 204 205 204 206 205 206 6 6 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 99.8 99.8 99.8 99.8 99.8 99.8 99.8 99.8 99.8 99.8 99.8 99.8 0.23 0.46 0.38 0.46 0.31 0.46 0.31 0.38 0.31 0.46 0.38 0.46 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 01-Apr 02-Apr 03-Apr 04-Apr 05-Apr 1 1 1 1 1 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 13 12 12.5 12 11.5 11.5 12 12.5 11.5 13 12.0 11.5 11.8 11.5 11.3 11.3 11.5 11.8 11.3 12.0 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.000024 0.000023 0.000028 0.000027 0.000021 0.000023 0.000029 0.000032 0.000046 0.000025 9 9 9 9 9 92 89 85 56 58 52 62 53 57 51 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 206 208 205 207 205 206 205 206 205 206 6 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 99.8 99.8 99.8 99.8 99.8 99.8 99.8 99.8 99.8 99.8 0.46 0.61 0.38 0.54 0.38 0.46 0.38 0.46 0.38 0.46 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 b đến hiệu vận hành mơ hình chưng cất màng làm lạnh khơng làm lạnh Thí nghiệm Nồng độ nước mặn giả lập 10g/l Đầu vào (1) Làm lạnh Khơng làm lạnh Thí nghiệm Nồng độ nước mặn giả lập 10 g/l Thời gian vận hành (h) Làm lạnh Không làm lạnh Độ mặn (‰) Nước mặn TDS (mg/L) EC (mS/cm) Lượng nước (g) Đầu (A) Lượng (A) Nhiệt độ bề mặt khung (9) 200 (10) 175 (11) 25 (12) 40.1 18320 18376 200 200 170 170 30 30 38.8 38.6 18354 18298 200 180 20 38.6 18354 18354 18265 18321 200 200 180 180 20 20 38.2 38.7 Đầu Độ mặn nước mặn Đầu vào Đầu Đầu vào Đầu Đầu vào (A) (2) 9489 (3) 5102 (4) 7296 (5) 20.6 (6) 19.5 (7) 18354 (8) 18023 1 9489 9489 4992 4979 7241 7234 20.6 20.6 19.7 18.7 18354 18354 9489 5002 7246 20.6 18.8 1 9489 9489 5023 4971 7256 7230 20.6 20.6 19.4 18.8 Thời gian vận hành (h) Đầu vào Đầu (1) (2) 11 1 Nước Cất EC (mS/cm) TDS (mg/L) Độ mặn (‰) Nhiệt độ nước Hiệu suất khử mặn (%) Thông lượng cất nước (kg/m2.h) (23) 20 (34) 99.8 (31) 0.61 0.01306 0.01306 Diện tích màng (m2) Đầu vào Đầu (5) (6) 0.0000055 0.0000435 (7) (8) 58 Lượng nước (g) Lượng Đầu Đầu gia vào (B) tăng (B) (B) (9) (10) (11) 200 208 12 12 0.0000055 0.0000488 0.0000055 0.0000334 9 55 54 200 200 210 209 10 20 20 99.8 99.8 0.77 0.69 0.01306 0.01306 12 12 0.0000055 0.0000294 54 200 205 20 99.8 0.38 0.01306 12 12 12 12 0.0000055 0.0000398 0.0000055 0.0000364 9 61 52 200 200 205 206 20 20 99.8 99.8 0.38 0.46 0.01306 0.01306 (3) 12 Độ mặn nước mặn (4) 12 11 11 12 12 11 1 11 11 Đầu vào Đầu c So sánh có chảo parabol khơng có chảo parabol Thí nghiệm NGÀY Nồng độ nước mặn giả lập 10g/l Thí nghiệm Nồng độ nước mặn giả lập 10 g/l NGÀY Có chảo parabol Khơng có chảo parabol Thời gian vận hành (h) Thời gian vận hành (h) Có chảo parabol Khơng có chảo parabol Độ mặn (‰) EC (mS/cm) Nước mặn TDS (mg/L) Lượng nước (g) Đầu vào Đầu Đầu vào Đầu Đầu vào (A) Đầu (A) Lượng (A) Nhiệt độ bề mặt khung Đầu vào Đầu Độ mặn nước mặn (1) 1 1 (2) 9489 9489 9489 9489 (3) 4998 4967 4971 4936 (4) 7244 7228 7230 7213 (5) 20.60 20.60 20.60 20.60 (6) 18.90 19.80 18.8 19.5 (7) 18354 18354 18354 18354 (8) 18298 18332 18321 18344 (9) 200 200 200 200 (10) 185 185 185 190 (11) 15 15 15 10 (12) 34.8 24.9 34.8 34.9 9489 4979 7234 20.60 19.7 18354 18326 200 190 10 34.8 9489 4969 7229 20.60 19.2 18354 18320 200 190 10 34.9 Độ mặn (‰) Độ Đầu Đầu mặn vào nước mặn EC (mS/cm) Nước Cất TDS (mg/L) Đầu vào Đầu Đầu vào Đầu Lượng nước (g) Lượng Đầu Đầu gia vào (B) tăng (B) (B) Nhiệt độ nước Hiệu suất khử mặn (%) Thơng Diện tích lượng cất màng nước (m2) (kg/m2.h) (1) 1 1 (2) 11 11 11 11 (3) 12 12 12 12 (4) 12 12 12 12 (5) 0.0000055 0.0000055 0.0000055 0.0000055 (6) 0.0000294 0.0000388 0.0000368 0.0000344 (7) 9 9 (8) 54 54 52 51 (9) 200 200 200 200 (10) 204 204 205 203 (11) 4 (23) 20 20 20 20 (34) 99.8 99.8 99.8 99.8 (31) 0.31 0.31 0.38 0.23 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 0.013056 11 12 12 0.0000055 0.0000377 59 200 203 20 99.8 0.23 0.013056 11 12 12 0.0000055 0.0000384 56 200 202 20 99.8 0.15 0.013056 d Hiệu vận hành mơ hình màng chưng cất ánh sáng mặt trời trực tiếp ngày có nắng sử dụng chảo parabol làm lạnh dòng nước cất với nồng độ nước mặn giả lập Thí nghiệm Nồng độ nước mặn giả lập g/l Nồng độ nước mặn giả lập g/l Nồng độ nước mặn giả lập g/l Nồng độ nước mặn giả lập 10 g/l Nồng độ nước mặn giả lập 12 g/l Thời gian vận hành (h) (1) 1 1 1 1 1 Độ mặn (‰) Đầu vào Đầu (2) 8403 8403 8545 8545 9021 (3) 4683 4676 4754 4730 4832 9021 9456 9456 9872 9872 4830 5012 4902 4829 4782 EC (mS/cm) Độ mặn nước mặn (4) 6543.0 6539.5 6649.5 6637.5 6926.5 6925.5 7234.0 7179.0 7350.5 7327.0 Đầu vào (5) 8.3 8.3 14.1 14.1 13.9 13.9 18.2 18.2 21.8 21.8 Nước mặn TDS (mg/L) Đầu Đầu vào (6) 9.1 9.1 15.2 15.3 14.0 14.2 18.1 18.2 22.9 22.6 (7) 8102 8102 14590 14590 13280 13280 18150 18150 22050 22050 Lượng nước (g) Đầu Đầu vào (A) Đầu (A) Lượng (A) Nhiệt độ bề mặt khung (8) 9001 8204 14660 14880 13295 13292 18005 18140 23002 24008 (9) 150 150 150 150 200 200 150 150 150 150 (10) 130 120 130 105 180 190 100 105 125 120 (11) 20 30 20 45 20 10 50 45 25 30 (12) 55 65 40 50 60 55 60 55 40 50 Nước cất EC (mS/cm) TDS (mg/L) Thí nghiệm Nồng độ nước mặn giả lập g/l Nồng độ nước mặn giả lập g/l Nồng độ nước mặn giả lập g/l Nồng độ nước mặn giả lập 10 g/l Nồng độ nước mặn giả lập 12 g/l Độ mặn (‰) Độ Đầu Đầu mặn Đầu vào vào nước cất (13) (14) (15) (16) 11 12 33.4 0.0000023 Đầu Đầu vào Đầu (17) 0.0000055 (18) (19) 59 Hiệu Thông Lượng nước (g) Nhiệt suất lượng cất Lượng Diện tích màng (m2) khử độ Đầu Đầu nước gia nước mặn vào (kg/m2.h) tăng (%) (B) (B) (B) 0.01306 (20) (21) (22) (23) (34) (31) 0.01306 150 157 20 99.5 0.54 11 13 31.3 0.0000023 0.0000545 52 150 162 12 20 99.5 0.92 0.01306 11 13 113.0 0.0000023 0.000062 52 150 153 20 98.3 0.23 0.01306 11 13 40.6 0.0000023 0.000067 58 150 158 20 99.4 0.61 0.01306 11 13 63.0 0.0000023 0.0000295 67 200 208 20 99.1 0.61 0.01306 11 12 52.0 0.0000023 0.0000144 57 200 205 20 99.2 0.38 0.01306 11 12 27.0 0.0000023 0.00001128 63 150 160 10 20 99.6 0.77 0.01306 11 13 50.5 0.0000023 0.0000835 58 150 158 20 99.3 0.61 0.01306 11 13 57.5 0.0000023 0.0000515 42 150 155 20 99.2 0.38 0.01306 11 12 20.9 0.0000023 0.000067 52 150 158 20 99.7 0.61 0.01306 e Hiệu vận hành mơ hình màng chưng cất ánh sáng mặt trời trực tiếp nước mặn thực tế Thí nghiệm NGÀY 11-Apr 12-Apr Nồng độ nước mặn thực tế 13-Apr 14-Apr 15-Apr Độ mặn (‰) Thời gian vận hành (h) Đầu vào (1) EC (mS/cm) Nước mặn TDS (mg/L) Đầu Độ mặn nước mặn Đầu vào Đầu Đầu vào (2) 15.60 (3) 19.7 (4) 17.65 (5) 23.80 (6) 33.90 15.60 18.8 17.20 23.80 15.60 17.8 16.70 15.60 19.7 15.60 Lượng nước (g) Nhiệt độ bề mặt khung Đầu Đầu vào (A) Đầu (A) Lượng (A) (7) 12.9 (8) 16.5 (9) 200 (10) 175 (11) 25 (12) 37.5 30.70 12.9 15.6 200 170 30 38.2 23.80 29.60 12.9 15.8 200 170 30 38.8 17.65 23.80 29.9 12.9 18.3 200 170 30 39.2 16.9 16.25 23.80 29.1 12.9 17.8 200 175 25 38.2 15.60 16.4 16.00 23.80 30.7 12.9 19.2 200 170 30 37.5 15.60 19.9 17.75 23.80 29.3 12.9 18.1 200 170 30 38.1 15.60 17.9 16.75 23.80 29.8 12.9 16.8 200 175 25 38.2 15.60 16.4 16.00 23.80 30.7 12.9 19.2 200 170 30 37.5 15.60 19.8 17.70 23.80 29.9 12.9 18.5 200 170 30 38.6 15.60 17.1 16.35 23.80 28.8 12.9 15.8 200 170 30 38.2 15.60 16.7 16.15 23.80 30.1 12.9 19.5 200 175 25 37.5 15.60 17.8 16.70 23.80 27.9 12.9 18.4 200 170 30 39.6 15.60 17.7 16.65 23.80 26.8 12.9 16.8 200 180 20 38.2 15.60 18.7 17.15 23.80 30.6 12.9 19.2 200 175 25 37.6 Thời gian vận Thí NGÀY hành nghiệm (h) (1) 11Apr 12Apr Nồng độ nước mặn giả lập 10 g/l 13Apr 14Apr 15Apr Nước Cất EC (mS/cm) TDS (mg/L) Độ mặn (‰) Độ Đầu Đầu mặn Đầu vào Đầu vào nước mặn (2) (3) (4) (5) (6) 11 11.0 11 0.0000055 0.0000980 Đầu vào Đầu (7) (8) 78 Lượng nước (g) Nhiệt Lượng độ Đầu Đầu gia nước vào tăng (B) (B) (B) (9) (10) (11) (23) 200 212 12 20 Hiệu Thơng suất lượng cất Diện tích màng (m2) khử nước mặn (kg/m2.h) (%) (34) 37.7 (31) 0.92 0.013056 0.013056 11 11.5 11 0.0000055 0.0000900 73 200 215 15 20 34.6 1.15 0.013056 11 11 11 0.0000055 0.0000982 79 200 214 14 20 34.1 1.07 0.013056 11 11 11 0.0000055 0.0000962 79 200 215 15 20 37.7 1.15 0.013056 11 11 11 0.0000055 0.000092 72 200 210 10 20 32.3 0.77 0.013056 11 11 11 0.0000055 0.000089 82 200 216 16 20 31.3 1.23 0.013056 11 11 11 0.0000055 0.0000952 77 200 216 16 20 38.0 1.23 0.013056 11 11 11 0.0000055 0.000098 74 200 213 13 20 34.3 1.00 0.013056 11 11 11 0.0000055 0.000089 82 200 212 12 20 31.3 0.92 0.013056 11 11 11 0.0000055 0.0000958 73 200 216 16 20 37.9 1.23 0.013056 11 11 11 0.0000055 0.000088 74 200 216 16 20 32.7 1.23 0.013056 11 11 11 0.0000055 0.000099 78 200 212 12 20 31.9 0.92 0.013056 11 11 11 0.0000055 0.0000858 73 200 216 16 20 34.1 1.23 0.013056 11 11 11 0.0000055 0.000082 89 200 209 20 33.9 0.69 0.013056 11 11.5 11 0.0000055 0.000089 73 200 212 12 20 34.4 0.92 0.013056 10