công nghệ màng RO và ứng dụng trong lĩnh vực khử mặn

Nước bao phủ 71% diện tích của quả đất trong đó có 97% là nước mặn, còn lại là nước ngọt. Trong 3% lượng nước ngọt có trên quả đất thì có khoảng hơn 3/4 lượng nước mà con người không sử dụng được vì nó nằm quá sâu trong lòng đất, bị đóng băng, ở dạng hơi trong khí quyển và ở dạng tuyết trên lục điạ

Viện khoa học và công nghệ môi trường Báo cáo thực tập tốt nghiệp LỜI MỞ ĐẦU Nhu cầu về nước của con người không ngừng tăng lên. Ở hiện tại nguồn nước đang thiếu và trong tương lai điều này sẽ ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn, đặc biệt ở các quốc gia đang phát triển và các nước nghèo có dân số đông thì vấn đề về nước sinh hoạt chưa được quan tâm đầy đủ. Việt Nam là quốc gia đang phát triển, nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa chúng ta không phải là quốc gia khan hiếm về nguồn nước nhưng khả năng trữ nước là không cao do đó không thể phân bố đều theo thời gian trong năm. Hơn nữa Việt Nam có hơn 3260 km chiều dài bờ biển vùng biển có nhiều đảo và quần đảo, đồng bằng ven biển là nơi tập trung dân cư đông đúc nhất, thời gian đánh bắt trên biển của tàu thuyền ngày càng kéo dài. Đồng thời, trên đà phát triển nhiều thành phố ven biển sẽ được mọc lên. Do đó, nhu cầu về nước cho sinh hoạt ở các khu vực này cần được quan tâm giải quyết vì nước biển và nước lợ không thể dùng trực tiếp cho sinh hoạt. Trên thế giới, từ lâu con người đã nghĩ đến việc khử mặn nước biển bằng cách bay hơi và ngưng tụ nhưng hiệu quả chưa cao. Một giải pháp mang tính đột phá được đưa ra và ứng dụng thành công đầu tiên ở Mỹ vào những năm 60 của thế kỷ trước đó là lọc nước biển và nước lợ để sử dụng cho sinh hoạt bằng công nghệ thẩm thấu ngược RO. Cho đến nay kỹ thuật này ngày càng được hoàn thiện . Tuy nhiên, ở Việt Nam chưa được nghiên cứu ứng dụng nhiều. Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp này em tập trung tìm hiểu về công nghệ màng RO và ứng dụng trong lĩnh vực khử mặn. Báo cáo này l là những kết quả thu thập bước đầu cho đề tài tốt nghiệp trên trong thời gian thực tập tốt nghiệp. Kết thúc lời mở đầu em xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Xuân Hiển, Người đã tạo điều kiện và tận tình giúp đỡ chúng em có được những buổi tham quan các công trình xử lý nước cấp và nước thải rất thiết thực. Sinh viên Nguyễn Đình Mãi Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược Trang 1 Viện khoa học và công nghệ môi trường Báo cáo thực tập tốt nghiệp MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG . CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHỬ MUỐI VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ KHỬ MUỐI NƯỚC BIỂN . I.1. Các vấn đề về nguồn nước trên trái đất: .7 I.2. Sự cung ứng và phân bố nước trên hành tinh:[2] .7 I.3. Vai trò của nước: [2] .8 I.4. Thành phần và tính chất của nước và nước biển: .8 I.5. Những đặc tính chung của nước tinh khiết:[1] .8 I.6. Thành phần của nước biển:[1] 9 I.7. Cân bằng của nước biển:[1] 10 I.8. Các cách biểu thị độ mặn nước biển:[7] .10 I.9. Sự cần thiết phải khử mặn nước biển: 11 I.10. Khái quát về tình hình khử mặn nước biển trên thế giới: 12 I.11. Các công nghệ khử mặn nước biển:[3] 14 I.12. Phân loại các biện pháp khử muối: .14 I.13. Các phương pháp nhiệt: 15 I.13.1.1. Bay hơi nhanh nhiều bậc (Multi Stage Flash - MSF): .15 I.13.1.2. Bay hơi đa hiệu ứng (Multiple Effect Evaporlation - MEE): 18 I.13.1.3. Bay hơi đơn hiệu ứng (Single Effect Evaporlation - SEE): .20 I.13.1.4. Một số qúa trình khử muối sử dụng năng lượng nhiệt khác: 21 I.14. Công nghệ màng: 21 I.14.1.1. Màng điện thẩm (Electro Dialysis - ED): .21 I.14.1.2. Màng thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis - RO): 22 I.15. Lựa chọn công nghệ khử muối phù hợp: 24 I.16. Vấn đề môi trường nảy sinh từ các nhà máy khử muối: 26 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ THẨM THẤU NGƯỢC RO 27 II.1. Sơ lượt về các loại màng và quá trình màng: 27 II.2. Các loại màng chính:[4] 27 II.3. Các quá trình màng: .27 II.4. Các khái niệm liên quan: [5] .27 II.5. Giới thiệu quá trình lọc màng: 27 II.6. Hiện tượng thẩm thấu và thẩm thấu ngược: .30 II.7. Mô hình áp suất thẩm thấu: .31 II.8. Tính toán áp suất thẩm thấu: .31 II.9. Các cơ chế vận chuyển:[ 4] .32 II.10. Giới thiệu hai cơ chế vận chuyển chính: .32 II.11. Mô hình khuếch tán: 34 II.11.1.1. Gradient độ và Gradient áp suất trong màng: .34 II.11.1.2. Áp dụng mô hình khuếch tán cho thẩm thấu ngược: 39 II.12. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thẩm thấu ngược:[ 7] 42 II.13. Ảnh hưởng của cấu trúc dung dịch: 42 II.14. Ảnh hưởng của chất điện ly: .43 II.15. Ảnh hưởng của áp suất làm việc: 43 II.16. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch: 44 II.17. Ảnh hưởng của cấu trúc màng: .45 II.18. Hiện tượng phân cực nồng độ: 45 II.19. Ứng dụng thẩm thấu ngược trong khử mặn nước biển:[ 4] 46 Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược Trang 2 Viện khoa học và công nghệ môi trường Báo cáo thực tập tốt nghiệp II.20. Cơ sở lý thuyết của quá trình khử muối: .46 II.21. Ảnh hưởng của áp suất dòng, nồng độ muối (NaCl) và nhiệt độ của nước cần xử lý đến quá trình làm việc của màng thẩm thấu ngược:[4] .47 II.21.1.1. Ảnh hưởng của áp suất đặt vào: 47 II.21.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ muối: .47 II.21.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ: .48 II.21.1.4. Ảnh hưởng của một số yếu tố khác: .49 CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU MỘT SỐ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP VÀ NƯỚC THẢI ĐÃ THAM QUAN .49 II.22. Các trạm xử lý nước cấp và khử khoáng: .49 II.23. Trạm xử lý nước cấp cho khu công nghiệp Bắc Thăng Long: .49 II.24. Trạm xử lý nước cấp cho nhà máy mạ kẽm - Mạ màu LiLaMa: 54 II.25. Trạm khử khoáng cho nhà máy mạ kẽm - Màu LiLaMa: .55 II.26. Hệ thống lọc nước RO cấp cho hệ thống sản xuất Hiđrô của nhà máy mạ kẽm - mạ màu LiLaMa: 55 II.27. Các trạm xử lý nước thải: 57 II.28. Trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu công nghiệp Bắc Thăng Long: .57 II.29. Trạm xử lý nước thải của nhà máy giấy Bãi Bằng: 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO .67 1.Đặng Kim Chi, Hoá học môi trường, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2005. 67 2.Gleick, P. H, S.H Scheneide, Tài nguyên nước. Bách khoa từ điển về khí hậu và thời tiết. Quyển II, Nhà xuất bản Đại học OXford, New york, 1996 67 3.H. El-Dessouky and H. Ettouny, “Study on water desalination technologies”, prepared for ESCWA in January, 2001 .67 4.Richard W.Baker, Membrane Technology and Application, Wiley, 2004 .67 5.Søren Prip Beier, Pressure Driven Membrane Processes, In Zusammenarbeit mit, May 2007 .67 9.http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Sea_salt-e_hg.svg .67 Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược Trang 3 Viện khoa học và công nghệ môi trường Báo cáo thực tập tốt nghiệp DANH MỤC CÁC HÌNH Chương I Hình I.1 Tỷ lệ các loại nước trên trái đất Hình I.2 Thành phần các nguyên tố cơ bản trong nước biển Hình I.3 Nhà máy biến nước biển thành nước ngọt tại vịnh Tampa, Mỹ. Hình I.4 Nhà máy biến nước biển thành nước ngọt với công suất 800m 3 /ngày ở Israel, sử dụng công nghệ thẩm thấu ngược Hình I.5 Farasan - nhà máy biến nước biển thành nước ngọt lớn nhất trên thế giới nằm tại Ả-Rập Xê-út. Hình I.6 Nhà máy khử muối Tuas. Công trình đầu tiên ở Singapore - Nó cung cấp 10% nhu cầu nước cho nước này Hình I.7 Sơ đồ nguyên tắc quá trình khử muối Hình I.8 Sơ đồ phân loại các quá trình khử muối Hình I.9 Hệ thống khử muối bay hơi nhanh nhiều bậc - tuần hoàn dung dịch muối (MSF - BR) Hình I.10 Hệ thống bay hơi nhanh nhiều bậc - dòng đi qua một lần ( MSF-OT) Hình I.11 Hệ thống bay hơi đa bậc - trộn dòng (MSF – M) Hình I.12 Hệ thống bay hơi đa bậc - nén hơi (MSF – VC) Hình I.13 Hệ thống chưng đa hiệu ứng với dòng vào song song (MED - PF) Hình I.14 Quá trình bay hơi đơn hiệu ứng nén hơi cơ học (SEE - MVC) Hình I.15 Sự loại bỏ các ion trong quá trình điện thẩm Hình I.16 Sự di chuyển các ion trong quá màng điện thẩm Hình I.17 Sơ đồ quy trình khử mặn bằng màng thẩm thấu ngược RO Hình I.18 Đồ thị biểu diễn lượng nước được khử mặn bằng công nghệ thẩm thấu ngược ở một số nước Chương II Hình II. 1 Các loại màng cơ bản Hình II.2 Các quá trình màng cơ bản và kích thước lỗ các màng Hình II.3 Mô tả quá trình màng Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược Trang 4 Viện khoa học và công nghệ môi trường Báo cáo thực tập tốt nghiệp Hình II.4 Hai cách đặt áp suất vận hành trong quá trình màng Hình II.5 Quá trình thấu và thẩm thấu ngược Hình II.6 Mô tả sự vận chuyển dung môi qua màng xốp và màng chặt Hình II.7 Kích thước mao quản và lý thuyết áp dụng tôt nhất cho các quá trình màng cơ bản Hình II.8 Sự xuyên thấm cưỡng bức của dung dịch một thành phần theo mô hình khuếch tán Hình II.9 Thế hoá học, áp suất và hoạt hoá dung môi qua màng thẩm thấu theo cơ chế khuếch tán Hình II.10 Dữ liệu về sự loại bỏ muối và dòng nước đi qua khi cho thẩm thấu một dung dịch muối (3.5 % NaCl) qua một màng thẩm thấu ngược chất lượng cao. Dòng muối thì tương thích với công thức II. sự giữ lại là một hằng số và không phụ thuộc vào áp suất.Còn dòng nước trong công thức II. tăng lên theo áp suất và dòng bằng 0 ở áp suất 350 psi của nước biển Hình II.11 Hiện tượng phân cực nồng độ Hình II.12 Biểu đồ ảnh hưởng của áp suất đến quá trình tách muối bằng màng RO Hình II.13 Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ đến quá trình tách muối bằng màng RO Hình II.14 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình khử muối Chương III Hình III.1 Sơ đồ qui trình công nghệ trạm xử lý nước cấp cho khu công nghiệp Bắc Thăng Long Hình III.2 Mặt bằng trạm xử lý nước cấp cho khu công nghiệp Bắc Thăng Long Hình III.3 Sơ đồ quy trình xử lý nước cấp cho công ty mạ kẽm mạ màu - LiLaMa Hình III.4 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống khử khoáng nước cấp cho dây chuyền mạ Hình III.5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống lọc nước bằng công nghệ RO cấp nước cho hệ thống sản xuất hiđrô Hình III.6 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt khu công nghiệpBắc Thăng Long Hình III.7 Mặt bằng trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu công nghiệp Bắc Thăng Long Hình III.8 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy Bãi Bằng Hình III.9 Cơ cấu cào rác Hình III.10 Khuấy trộn hoá chất Hình III.11 Ngăn phản ứng Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược Trang 5 Viện khoa học và công nghệ môi trường Báo cáo thực tập tốt nghiệp Hình III.12 Bể lắng ngang và cơ cấu hút bùn Hình III. 13 Sơ đồ điều khiển hệ thống cho bể cân bằng, tháp làm mát và bể tiếp xúc sinh học Hình III.14 Sơ đồ điều khiển và kiểm soát cho bể tiếp xúc sinh học và aeroten Hình III.15 Sơ đồ điều khiển và kiểm soát tháp khử khí, bể lắng thứ cấp và bơm bùn Hình III.16 Sơ đồ điều khiển cho bể chứa bùn, và hệ thống ép bùn băng tải Hình III.17 Bùn tồn đọng ở cuối bể lắng ngang DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng I.1 Tình hình sản xuất nước ngọt từ nước biển ở một số nước trên thế giới Bảng I.2 So sánh phương pháp khử muối bằng phương pháp nhiệt và màng Bảng II. 1 Thể hiện kích thước mao quản và áp suất cần đặt vào cho một số quá trình màng Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược Trang 6 Viện khoa học và công nghệ môi trường Báo cáo thực tập tốt nghiệp CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHỬ MUỐI VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ KHỬ MUỐI NƯỚC BIỂN I.1.Các vấn đề về nguồn nước trên trái đất: I.2.Sự cung ứng và phân bố nước trên hành tinh:[2] Nước bao phủ 71% diện tích của quả đất trong đó có 97% là nước mặn, còn lại là nước ngọt. Trong 3% lượng nước ngọt có trên quả đất thì có khoảng hơn 3/4 lượng nước mà con người không sử dụng được vì nó nằm quá sâu trong lòng đất, bị đóng băng, ở dạng hơi trong khí quyển và ở dạng tuyết trên lục điạ, chỉ có 0,3% nước ngọt hiện diện trong sông, suối, ao, hồ mà con người đã và đang sử dụng. Tuy nhiên, nếu ta trừ phần nước bị ô nhiễm ra thì chỉ có khoảng 0,003% là nước ngọt sạch mà con người có thể sử dụng được và nếu tính ra trung bình mỗi người được cung cấp 879.000 lít nước ngọt để sử dụng (Miller, 1988). Hình I.1 Tỷ lệ các loại nước trên trái đất Nguồn: Gleick, P. H, S.H Scheneide, Tài nguyên nước. Bách khoa từ điển về khí hậu và thời tiết. Quyển II, Nhà xuất bản Đại học OXford, New york, 1996 Hơn nữa xét về mặt địa lí, sự phân bố của nước là không đồng đều. 15% lượng nước ngọt toàn cầu được giữ tại khu vực Amazon. Ngay trong khu vực Địa trung hải, các nước giàu về tài nguyên nước (Pháp, Ý, Thổ Nhĩ Kì, Nam Tư cũ) chiếm tới 2/3 lượng nước toàn khu vực. Tình trạng này dẫn đến sự phân hóa những nước giàu và nghèo tính theo tỉ lệ tài nguyên nước trên đầu người: Giao động từ chưa đến 100m 3 /năm đến 10.000m 3 /năm. Dưới ngưỡng 1000m 3 /năm/đầu người những căng thẳng bắt đầu xuất hiện và ngưỡng thiếu nước được xác định ở mức 500m 3 /năm. Không những thế lượng nước lại có sự phân bố không đồng đều theo thời gian. Có một sự mất cân đối về lượng nước giữa mùa khô hạn và mùa mưa và giữa các năm. Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược Trang 7 Viện khoa học và cơng nghệ mơi trường Báo cáo thực tập tốt nghiệp I.3.Vai trò của nước: [2] Nước giữ cho khí hậu tương đối ổn định và pha lỗng các yếu tố gây ơ nhiễm mơi trường. Nước là thành phần cấu tạo chính yếu trong cơ thể sinh vật, chiếm từ 50% - 97% trọng lượng của cơ thể, chẳng hạn như ở người nước chiếm 70% trọng lượng cơ thể và ở Sứa biển nước chiếm tới 97%. Trong lĩnh vực nơng nghiệp thì nước lại càng khơng thể thiếu, khơng có nước sẽ khơng có lương thực ni sống con người và cung cấp năng lượng cho sự vận động của các hệ sinh thái trong tự nhiên. Một nghiên cứu tồn cầu gần đây do các nhà nghiên cứu Viện Quản lý Nước Quốc tế cho thấy ít nhất 30% các dòng chảy của sơng ngòi trên thế giới cần được sử dụng để duy trì điều kiện của các hệ sinh thái nước ngọt. Tuy khơng sử dụng nước nhiều như nơng nghiệp nhưng nước cũng khơng thể thiếu trong hầu hết các hoạt động cơng nghiệp. Ngày nay dịch vụ và du lịch ngày càng được chú trọng phát triển và đây cũng là lĩnh vực tiêu tốn nhiều nước. I.4.Thành phần và tính chất của nước và nước biển: I.5.Những đặc tính chung của nước tinh khiết:[1] Nước tính khiết có cơng thức hố học là H 2 O, trong phân tử nước có hai phân tử hyđro và một ngun tử ơxy. Các phân tử nước khơng tồn tại riêng rẽ mà tạo thành từng nhóm phân tử nhờ các liên kết hyđro. Nước có thể tồn tại ở thể rắn, lỏng hoặc hơi. Ở áp suất khí quyển 1at, nước đơng đặc ở nhiệt độ 0 o C, sơi ở nhiệt độ 100 o C. Ở nhiệt độ thường nước tồn tại ở thể lỏng. Phân tử nước có mơmen lưỡng cực cao, hằng số điện mơi cao, tỷ trọng 1kg/l, nhiệt dung riêng 1cal/g o C , nhiệt bay hơi cao (540 cal/g), sức căng bề mặt của nước bằng 73 dyn/cm 3 và độ nhớt bằng 0.01 poise ở 20 o C. Nước có một số tính chất đặc biệt sau: - Nước có khả năng hồ tan một số chất rắn, nó là dung dịch điện ly với anion, cation và các chất khơng điện ly có cực cơ thể hồ tan trong nước với nồng độ cao. Khi nồng độ chất tan càng lớn thì nhiệt độ sơi của dung dịch càng cao và nhiệt độ đóng băng càng thấp - Độ hồ tan của khí vào nước phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. Thường thì độ hồ tan tăng khi nhiệt độ giảm và áp suất tăng. Giá trị của các thơng số hồ tan có thể xác định theo định luật Henry. - Sức căng bề mặt của nước lớn hơn sức căng bề mặt của nhiều chất khác, tính chất này giúp ta kiểm tra các yếu tố về mặt vật lý, điều chỉnh giọt và hiện tượng bề mặt Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng cơng nghệ màng thẩm thấu ngược Trang 8 Viện khoa học và công nghệ môi trường Báo cáo thực tập tốt nghiệp - Nước không có màu, trong suốt, cho ánh sáng và sóng dài đi qua. - Nước có tỷ trọng tối đa ở 4 o C cho nên băng nổi trên mặt nước. - Nhiệt bay hơi của nước lớn hơn nhiệt bay hơi của các chất lỏng khác cho nên nó thường được sử dụng trong các quá trình truyền nhiệt. - Nhiệt hoà tan của nước cao hơn các chất lỏng khác và tạo điều kiện giữ nhiệt độ ổn định ở điểm tinh khiết của nước. - Nhiệt dung riêng của nước cao hơn nhiệt dung riêng của các chất lỏng khác. I.6.Thành phần của nước biển:[1] Nước biển là sản phẩm kết hợp giữa những khối lượng khổng lồ các axit và bazơ từ những giai đoạn đầu của sự hình thành trái đất. Các axit HCl, H 2 SO 4 và CO 2 sinh ra từ trong lòng đất do sự hoạt động của núi lửa kết hợp với các bazơ sinh ra do quá trình phong hoá các đá thời nguyên thuỷ và tạo thành muối và nước. Thành phần chủ yếu của nước biển là các anion như Cl - , SO 4 -2 , CO 3 -2 , SiO 3 -2 ,…và các cation như Na + , Ca +2 ,…Nồng độ muối trong nước biển lớn hơn nước ngọt 2000 lần. Vì biển và các đại dương thông nhau nên thành phần các chất trong nước biển tương đối đồng nhất. Hàm lượng muối (độ mặn) có thể khác biệt nhưng tỷ lệ về những thành phần chính thì hầu như không đổi. Trong nước biển ngoài H 2 và O 2 ra thì Na, Cl 2 , Mg chiếm 90%;K, Ca, S (Dưới dạng SO 4 - 2 ) chiếm 7% tổng lượng các chất. Ở đại Tây dương tỷ lệ Na/Cl = 0.55 – 0.56. Ở Thái Bình Dương và Đại Trung Hải tỷ lệ Mg/Cl = 0.06 – 0.07 và K/Cl = 0.02 Đại dương là nơi lắng đọng cuối cùng của nhiều vật thể, sản phẩm cảu nhiều quá trình hoá địa cũng như các chất thải do hoạt động của con người thải vào. Đại dương chấp nhận quá trình tuần hoàn lại từ các lục địa, sự hoà tan và bay hơi của nhiều sinh vật trên trái đất. Diễn đạt theo ngôn ngữ hoá học thì “Nước biển là dung dịch của 0.5 mol NaCl, 0.05 mol MgSO 4 và vi lượng của tất cả các nguyên tố có mặt trong toàn cầu” Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược Trang 9 Viện khoa học và công nghệ môi trường Báo cáo thực tập tốt nghiệp Hình I.2 Thành phần các nguyên tố cơ bản trong nước biển Nguồn: http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Sea_salt-e_hg.svg I.7.Cân bằng của nước biển:[1] Người ta ước đoán rằng trong khoảng 500 triệu năm , đại dương đã trải qua 5 triệu lần quay vòng, nghĩa là chu kỳ 1 vòng quay là 1000 năm và do đó pha lỏng đã bị xáo trộn mạnh. Cân bằng nước biển rất phức tạp vì đó là hỗn hợp của một hệ thống các nguyên tố với những thông số độc đáo như: Nhiệt độ trung bình: 5 o C (0 – 30 o C); áp suất trung bình: 200 at (1 at ở bề mặt và 1000 at ở dưới đáy) Độ pH trong nước biển dao động ổn định trong khoảng 8.1 ± 0.2. Độ pE trong nước biển dao động trong khoảng 12.5 ± 0.2 I.8.Các cách biểu thị độ mặn nước biển:[7] Để xác định thành phần nước biển người ta thường sử dụng các thông số: Độ Clo; độ muối (Độ mặn); tổng lượng muối; nồng độ Bômê. - Độ Clo của nước biển là tổng số gam bạc cần có để làm Clo, Brom, iot có trong 0.328523 kg nước biển đó kết tủa hoàn toàn. Đơn vị đo độ Clo là ‰ (phần nghìn). Kí hiệu độ Clo là Cl ‰ - Độ muối (Độ mặn) của nước biển là tổng số gam muối hoà tan trong 1000 gam nước biển, trong đó các muối cacbonat, bromua, iotdua, được thay thế bằng các oxyt tương ứng và kể cả oxyt của các chất hữu cơ. Độ muối tính bằng ‰ và kí hiệu S ‰ Giữa độ muối và độ Clo của nước biển có hệ thức liên hệ sau: S % = 0.030 + 1.8050×Cl ‰ - Tổng lượng muối của nước biển là tổng số gam các lợi muối có trong 1000 gam nước biển. Tổng lượng muối cũng được tính bằng ‰ và ký hiệu Σ‰ Hệ thức liên hệ giữa độ Clo và tổng lượng muối qua hệ thức sau Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược Trang 10 [...]... Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược Trang 13 Viện khoa học và công nghệ môi trường Báo cáo thực tập tốt nghiệp I.11.Các công nghệ khử mặn nước biển:[3] I.12.Phân loại các biện pháp khử muối: Bản chất của quá trình khử muối là tách các muối tự do có trong nước biển hoặc nước lợ, với các muối có trong dòng nước đầu vào của quá trình khử muối sẽ được nâng cao nồng độ trong dung... hơi đơn hiệu ứng nén hơi cơ học (SEE - MVC) Nguồn: H El-Dessouky and H Ettouny, “Study on water desalination technologies”, prepared for ESCWA in January, 2001 Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược Trang 20 Viện khoa học và công nghệ môi trường Báo cáo thực tập tốt nghiệp I.13.1.4.Một số qúa trình khử muối sử dụng năng lượng nhiệt khác: Trong quy trình khử muối sử dụng nhiệt... để đóng băng và thu hồi nước ngọt, tuy nhiên trên thực tế thì biện pháp này không khả thi lắm I.14 .Công nghệ màng: I.14.1.1 .Màng điện thẩm (Electro Dialysis - ED): Theo công nghệ này nước biển hoặc nước lợ được bơm vào khoảng giữa các màng trao đổi ion với áp suất thấp, số lượng các màng có thể lên đến hàng trăm màng đặt song song và xen kẽ nhau, cứ một màng trao đổi cation thì đến một màng trao đổi... vôi và các kết tủa khác Hình I.15 Sự loại bỏ các ion trong quá trình điện thẩm Hình I.16 Sự di chuyển các ion trong quá màng điện thẩm Nguồn: H El-Dessouky and H Ettouny, “Study on water desalination technologies”, prepared for ESCWA in January, 2001 Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược Trang 21 Viện khoa học và công nghệ môi trường Báo cáo thực tập tốt nghiệp I.14.1.2 Màng. .. ứng với dòng vào song song (MED - PF) Nguồn: H El-Dessouky and H Ettouny, “Study on water desalination technologies”, prepared for ESCWA in January, 2001 Ngoài quá trình trên đối với quy trình bay hơi nước biển đa hiệu ứng còn một số công nghệ khác như: - Bay hơi đa hiệu ứng dòng vào nối tiếp - Bay hơi đa hiệu ứng dòng vào đi theo hướng thẳng ứng Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm... hai phương pháp nhiệt và lọc màng được sử dụng trong lĩnh vực này Hình I.7 mô tả khái niệm của quá trình khử muối, hình I.8 đưa ra các loại công nghệ chính trong hai quá trình trên Hình I.7 Sơ đồ nguyên tắc quá trình khử muối Nguồn: H El-Dessouky and H Ettouny, “Study on water desalination technologies”, prepared for ESCWA in January, 2001 Hình I.8 Sơ đồ phân loại các quá trình khử muối Nguồn: H El-Dessouky... hơi và hơi nước được hình thành bị giới hạn bởi sự gia tăng thể tích riêng ở nhiệt độ thấp cũng như những khó khăn gặp phải trong quá trình vận hành ở áp suất tĩnh Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược Trang 15 Viện khoa học và công nghệ môi trường Báo cáo thực tập tốt nghiệp thấp Theo kinh nghiệm chung thì nhiệt độ ở bậc cuối cùng khoảng 30 – 40 0C tương ứng với vận hành trong. .. thống khử muối bay hơi nhiều bậc nén hơi Với hệ thống này thì nước được gia nhiệt và làm bay hơi ở đầu vào sau đó hơi này được hút và nén bằng các Ejecter và tạo thành dòng khí nóng, nhiệt này được đưa đến để Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược Trang 17 Viện khoa học và công nghệ môi trường Báo cáo thực tập tốt nghiệp gia nhiệt cho các buồng bay hơi theo bậc ở phía sau Và. .. Nhưng trong số đó thì module dạng xoắn ốc được sử dụng rộng rãi và hiệu quả hơn cả Trong hình I.17 biểu diễn một module dạng xoắn ốc điển hình - Xử lý bổ sung - Ổn định nước (Post - Treament) Nước sản phẩm sau khi ra khỏi hệ thống lọc RO sẽ được điều chỉnh pH và đuổi khí trước khí vào bể chứa và vào hệ thống phân phối - Trữ trong bể chứa (Freshwater storage): Thông thường thì nước sau xử lý được xả vào... mặt màng - Tạo áp và phân tách bằng màng RO (Reserve Osmosis Process): Áp suất được tạo ra nhờ hệ thống bơm Tuỳ thuộc vào từng loại màng cũng như thành phần và nồng độ trong nước mà áp lực được tạo ra khác nhau khi đưa vào hệ thống tách màng Do tính chất đặc biệt của màng bán thấm ngăn chặn các muối hoà tan nhưng lại cho phép nước thấm qua Nên kết quả là sau khi đi qua các module màng, từ dòng nước . nghiên cứu ứng dụng nhiều. Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp này em tập trung tìm hiểu về công nghệ màng RO và ứng dụng trong lĩnh vực khử mặn. Báo cáo. trong quá màng điện thẩm Hình I.17 Sơ đồ quy trình khử mặn bằng màng thẩm thấu ngược RO Hình I.18 Đồ thị biểu diễn lượng nước được khử mặn bằng công nghệ