ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT RẮN LƠ LỬNG TRONG NƯỚC SÔNG HỒNG BẰNG MÀNG LỌC PTFE

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU. 3 1.1 Công nghệ xử lý nước cấp. 3 1.1.1 Các loại nguồn nước dùng cho cấp nước. 3 1.1.2 Công nghệ xử lý nước mặt. 3 1.1.3 Công nghệ xử lý nước ngầm. 4 1.2 Tổng quan về màng lọc. 4 1.2.1 Lịch sử hình thành và phát triển của công nghệ màng lọc. 4 1.2.2 Khái niệm màng lọc. 5 1.2.3 Nguyên lý hoạt động của màng lọc. 5 1.2.4 Ưu, nhược điểm của công nghệ màng lọc 8 1.2.5 Phân loại màng lọc. 8 1.2.6 Các dạng màng lọc. 11 1.2.7 Vật liệu chế tạo màng lọc. 12 1.3 Tổng quan về màng lọc PTFE. 14 1.3.1 Giới thiệu về màng lọc PTFE. 14 1.3.2 Tính ứng dụng của màng lọc XCROSSING. 15 CHƯƠNG II – VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 17 2.1 Mô hình lọc nước sinh hoạt sử dụng màng lọc XCROSSING. 17 2.1.1 Thiết kế mô hình. 17 2.1.2 Lắp đặt mô hình. 17 2.2 Nguồn nước giả định. 18 2.3 Nguồn nước sông Hồng. 18 2.4 Phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu. 18 2.5 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu. 19 2.6 Các phương pháp phân tích. 19 2.6.1 Phương pháp phân tích tổng chất rắn lơ lửng (TSS). 19 2.6.2 Thí nghiệm Jatest. 20 CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 22 3.3. Mô hình lọc nước sinh hoạt sử dụng màng lọc XCROSSING. 22 3.2 Thử nghiệm xử lý nước quy mô phòng thí nghiệm. 23 3.2.1 Khả năng lọc cặn lơ lửng của màng lọc tại nhiều nồng độ cặn khác nhau. 23 3.3.2. Khảo sát hiệu quả của màng lọc theo thời gian. 26 3.3.3. Khảo sát hiệu quả lọc cặn lơ lửng khi sử dụng chất keo tụ. 35 3.3.4. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc của màng lọc. 40 3.4. Thử nghiệm xử lý nước sông Hồng, khu vực Bãi Đá sông Hồng. 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

HOÀNG MINH TUẤN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ CHẤT RẮN LƠ LỬNG TRONG NƯỚC SÔNG HỒNG BẰNG MÀNG LỌC PTFE

HÀ NỘI, 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

HOÀNG MINH TUẤN

HÀ NỘI, 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên là: Hoàng Minh Tuấn

MSSV: DH00301332

Hiện đang là sinh viên lớp ĐH3CM1 – Khoa Môi trường – Trường Đại họcTài nguyên và Môi trường Hà Nội

Với đề tài: “Đánh giá hiệu quả xử lý chất rắn lơ lửng trong nước sông

Hồng bằng màng lọc PTFE” Tôi xin cam đoan đây là đồ án tốt nghiệp do tôi thực

hiện dưới sự hướng dẫn của Ts Lê Ngọc Thuấn – Giảng viên khoa Môi trường –Trường đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

Tôi xin chịu trách nhiệm về sự chính xác và tính trung thực trong thuyết minhtính toán và thể hiện các bản vẽ kỹ thuật ở đồ án tốt nghiệp này

Hà Nội, tháng 05 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Hoàng Minh Tuấn

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp “Đánh giá hiệu quả xử lý chất

rắn lơ lửng trng nước sông Hồng bằng màng lọc PTFE”, em đã nhận được sự

quan tâm, giúp đỡ, những ý kiến đóng góp và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, giađình và bạn bè

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Lê Ngọc Thuấn – Giảng viên KhoaMôi Trường - Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội Thầy cô đã tậntình chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp

Em cũng xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy giáo, cô giáo tham gia giảngdạy tại trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội nói chung và các thầy côtrong Khoa Môi trường nói riêng Thầy cô đã trang bị cho chúng em những kiếnthức vô cùng quý báu và đã từng bước hướng dẫn chúng em trong quá trình học tập

và nghiên cứu Nếu không có sự giúp đỡ của các thầy cô thì chắc chắn chúng em sẽkhông có được những kiến thức như ngày hôm nay

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn tạo điềukiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ

án tốt nghiệp này

Hà Nội, ngày tháng 05 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Hoàng Minh Tuấn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Công nghệ xử lý nước cấp 3

1.1.1 Các loại nguồn nước dùng cho cấp nước 3

1.1.2 Công nghệ xử lý nước mặt 3

1.1.3 Công nghệ xử lý nước ngầm 4

1.2 Tổng quan về màng lọc 4

1.2.1 Lịch sử hình thành và phát triển của công nghệ màng lọc 4

1.2.2 Khái niệm màng lọc 5

1.2.3 Nguyên lý hoạt động của màng lọc 5

1.2.4 Ưu, nhược điểm của công nghệ màng lọc 8

1.2.5 Phân loại màng lọc 8

1.2.6 Các dạng màng lọc 11

1.2.7 Vật liệu chế tạo màng lọc 12

1.3 Tổng quan về màng lọc PTFE 14

1.3.1 Giới thiệu về màng lọc PTFE 14

1.3.2 Tính ứng dụng của màng lọc XCROSSING 15

CHƯƠNG II – VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.1 Mô hình lọc nước sinh hoạt sử dụng màng lọc XCROSSING 17

2.1.1 Thiết kế mô hình 17

2.1.2 Lắp đặt mô hình 17

2.2 Nguồn nước giả định 18

2.3 Nguồn nước sông Hồng 18

2.4 Phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu 18

2.5 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu 19

2.6 Các phương pháp phân tích 19

2.6.1 Phương pháp phân tích tổng chất rắn lơ lửng (TSS) 19

2.6.2 Thí nghiệm Jatest 20

CHƯƠNG III - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 22

3.3 Mô hình lọc nước sinh hoạt sử dụng màng lọc XCROSSING 22

3.2 Thử nghiệm xử lý nước quy mô phòng thí nghiệm 23

3.2.1 Khả năng lọc cặn lơ lửng của màng lọc tại nhiều nồng độ cặn khác nhau 23

3.3.2 Khảo sát hiệu quả của màng lọc theo thời gian 26

3.3.3 Khảo sát hiệu quả lọc cặn lơ lửng khi sử dụng chất keo tụ 35

3.3.4 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc của màng lọc 40

3.4 Thử nghiệm xử lý nước sông Hồng, khu vực Bãi Đá sông Hồng 44

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

PES: Polyetherdulfone.

PVA: Polyvinyl alcohol

PVC: Polyvinyl chloride.PS: Polysulfone

PI: Polyimide

PEI: Polyetherimide

PTFE: Polytetrafuoroethylene.PVDF: Polyvinyllidene fluoride.TSS: Tổng chất rắn lơ lửng.UF: Màng siêu lọc

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Kích thước lỗ mao quản của một số loại màng lọc 9

Bảng 1.2: Tính chất và ứng dụng của một số loại màng lọc vi xốp 10

Bảng 1.3: So sánh ưu, nhược điểm của các dạng màng lọc 11

Bảng 1.4: Các vật liệu sử dụng chế tạo màng lọc 14

Bảng 1.5: Một số thông số lỹ thật của màng lọc XCROSSING 15

Bảng 3.1: Lưu lượng lọc của màng với hàm lượng TSS 2100mg/L theo thời gian 27 Bảng 3.2: Hiệu quả lọc của màng với hàm lượng TSS 2100mg/L theo thời gian 27

Bảng 3.3: Lưu lượng lọc của màng với hàm lượng TSS 1566,67mg/L theo thời gian 29

Bảng 3.4: Lưu lượng lọc của màng với hàm lượng TSS 1566,67mg/L theo thời gian 29

Bảng 3.5: Lưu lượng lọc của màng với hàm lượng TSS 933,33mg/L theo thời gian 30

Bảng 3.6: Hiệu quả lọc của màng với hàm lượng TSS 433,33mg/L theo thời gian 31 Bảng 3.7: Lưu lượng lọc của màng với hàm lượng TSS 433,33mg/L theo thời gian 32

Bảng 3.8: Hiệu quả lọc của màng với hàm lượng TSS 433,33mg/L theo thời gian 32 Bảng 3.10: Lưu lượng lọc của màng với hàm lượng TSS 200mg/L theo thời gian 34 Bảng 3.11: Hiệu quả lọc của màng với hàm lượng TSS 200mg/L theo thời gian 34

Bảng 3.12: Xác định pH tối ưu 36

Bảng 3.13: Xác định liều lượng phèn tối ưu 37

Bảng 3.14: So sánh hiệu quả lọc của màng khi sử dụng chất keo tụ 39

Bảng 3.15: Ảnh hưởng của nhiệt độ nước đến hiệu quả lọc 43

Bảng 3.16: Hiệu quả lọc nước sông Hồng theo thời gian 45

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp từ nguồn nước mặt 3

Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm 4

Hình 1.3: Mô hình Dead- end 5

Hình 1.4: Mô hình Cross-Flow 6

Hình 1.5: Cấu trúc bề mặt màng lọc vi xốp 9

Hình 1.6: Cấu trúc màng lọc vi xốp đẳng hướng 10

Hình 1.7: Cấu trúc màng lọc vi xốp, bất đẳng hướng 10

Hình 1.8: Công thức cấu tạo của (CA) 12

Hình 1.9: Công thức cấu tạo của (PVDF) 13

Hình 1.10: Công thức cấu tạo của (PS) 13

Hình 2.1 : Sử dụng phần mềm Autocad thiết kế mô hình 17

Hình 2.2 : Hình ảnh minh họa các bước lắp đặt mô hình 17

Hình 2.3 : Khu vực Bãi đá sông Hồng 18

Hình 2.4: Bộ thí nghiệm Jatest 20

Hình 3.1: Một số hình ảnh thực thế mô hình lọc nước sinh hoạt sử dụng màng lọc XCROSSING sau khi lắp đặt 22

Hình 3.2: Một số hình ảnh thực thế mô hình lọc nước sinh hoạt sử dụng màng lọc XCROSSING sau khi lắp đặt 22

Hình 3.3: So sánh hiệu quả lọc TSS tại nhiều nồng độ khác nhau 26

Hình 3.4: Hình ảnh so sánh kết quả lọc nước tại các khoảng thời gian khác nhau 27

Hình 3.5: Biểu đồ hiệu quả lọc TSS theo thời gian 28

Hình 3.6: Hình ảnh so sánh kết quả lọc nước tại các khoảng thời gian khác nhau 29

Hình 3.7:Biểu đồ hiệu quả lọc TSS theo thời gian 29

Hình 3.8: Hình ảnh so sánh kết quả lọc theo thời gian 30

Hình 3.9: Biểu đồ hiệu quả lọc theo thời gian 31

Hình 3.10: Hình ảnh so sánh kết quả lọc nước theo thời gian 32

Hình 3.11: Biểu đồ hiệu quả lọc TSS theo thời gian 33

Hình 3.12: Hình ảnh so sánh kết quả lọc nước tại các khoảng thời gian khác nhau.34 Hình 3.13: Biểu đồ hiệu quả lọc tại nhiều khoảng thời gian khác nhau 35

Hình 3.14: Biểu đồ mối quan hệ giữa pH và hiệu quả xử lý TSS 36

Hình 3.15: Hình ảnh thí nghiệm Jatest, xác định liều lượng Al2(SO4)3 tối ưu 37

Hình 3.16: Biều đồ mối quan hệ giữa liều lượng chất keo tụ và hiệu quả xử lý TSS 38

Hình 3.17: Hình ảnh so sánh kết quả lọc nước khi không sử dụng chất keo tụ và sử dụng chất keo tụ Al 2(SO 4)3 39

Hình 3.18: Biểu đồ mối quan hệ giữa nồng độ TSS đầu vào và hiệu quả lọc TSS 41

Hình 3.19: Biểu đồ mối quan hệ giữa nhiệt độ đến hiệu quả lọc TSS của màng lọc 43Hình 3.20: Hiện tượng Fouling 43Hình 3.21: Biểu đồ hiệu quả lọc TSS của nước sông Hồng theo thời gian 45

LỜI MỞ ĐẦU

 Đặt vấn đề:

Nước là một nhu cầu không thể thiếu được trong cuộc sống sinh hoạt hằng ngàycũng như trong quá trình sản xuất công nghiệp Trong sinh hoạt, nước cấp dùng chonhu cầu ăn uống, vệ sinh cá nhân, các hoạt động giải trí, các hoạt động công cộngnhư cứu hỏa, nước tưới cây, rửa đường… Trong hoạt động sản xuất công nghiệp,nước cấp dùng cho quá trình làm sạch, sản xuất các thực phẩm đồ hộp, nước giảikhát, rượu bia…

Xét trên phạm vi toàn cầu, tình trạng cũng cấp nước sạch hiện nay là không đápứng Cứ năm người thì có một người thiếu nước uống, cứ hai người thì một ngườikhông được sử dụng nước sạch hợp vệ sinh và năm triệu người chết hàng năm vìdùng nước bị ô nhiễm Trong tương lai, tình trạng khan hiếm nước ngọt và vấn đềcung cấp nước sạch cho người dân càng khó khan hơn do sự biến đổi về khí hậu,xuất hiện nhiều vùng thiếu nước do khô cằn, hạn hán Sự gia tăng dân số làm chonhu cầu sử dụng nước tăng cao Ngân hàng thế giới (WB) ước tính nhu cầu về nướctrên thế giới vào năm 2030 sẽ tăng 50% so với mốc thời gian là năm 2009, chủ yếu

do tăng dân số và tăng nhu cầu đa dạng về thực phẩm Do đó việc xử lý nguồn nước

bị ô nhiễm để cung cấp nước sạch phục vụ đời sống cộng đồng dân cư là mối quantâm của nhiều quốc gia, nhiều tổ chức xã hội và chính bản thân cộng đồng dân cư.Việt Nam là một quốc gia mà phần lớn dân cư sống ở vùng nông thôn đangtrong tình trạng thiếu nước sạch Thực tế hiện nay cho thấy: Chỉ có 60% hộ dân ởnông thôn được sử dụng nước sạch, còn lại 40% trong tổng số 80% dân số chưađược sử dụng nước sạch Nước sử dụng cho sinh hoạt 70% là nước mặt và 30% lànước ngầm Tuy nhiên, nước ngầm và nước mặt ở nước ta phân bố không đồng đều,phụ thuộc vào lượng mưa hàng tháng nên đa phần khu vực miền núi và miền Trungrất thiếu nước, đặc biệt vào mùa khô Người dân thuộc các tỉnh vùng núi phía Bắcnhư Bắc Kạn, Lào Cai, Hà Giang và vùng Tây Nguyên, Bình Thuận, Ninh Thuận,

số người dân tiếp xúc với nước sạch chỉ trên 28% và thường xuyên chịu khát ít nhất1-2 tháng mùa khô Dân cư các huyện Quảng Ninh, Bố Trạch ( Quảng Bình), thịtrấn Đông Hà ( Quảng Trị )… thường phải sống, trăn trở với nạn hạn hán và thiếunước sinh hoạt, nhiều làng dân không có nước sinh hoạt phải chở nước xa 5-7 km.Hiện nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, việc nghiên cứu các côngnghệ và thiết bị mới phục vụ cho việc xử lý các nguồn nước cấp cho sinh hoạt nhưcông nghệ lọc màng RO, thiết bị lọc nước bằng năng lượng mặt trời, thiết bị lọctrọng lực tự động…Tuy nhiên, với việc áp dụng các công nghệ này tốn nhiều kinhphí, vận hành, lắp đặt khó khăn Đối với một quốc gia đang phát triển như Việt Nam

thì công nghệ mới chưa được phổ biến ra diện rộng, nhất là các vùng nông thôn,vùng núi, vùng xâu, vùng xa Việc nghiên cứu công nghệ và thiết bị xử lý nước sinhhoạt phù hợp với quy mô hộ gia đình có ý nghĩa to lớn về mặt thực tiễn Chính vì

vậy tôi quyết định chọn đề tài: “ Đánh giá hiệu quả xử lý chất rắn lơ lửng trong

nước sông Hồng bằng màng lọc PTFE“.

 Đối tượng nghiên cứu:

- Màng lọc PTFE

- Mô hình lọc nước sinh hoạt sử dụng màng lọc PTFE

 Phạm vi nghiên cứu:

- Sử dụng mẫu nước giả định tiến hành khảo sát quy mô phòng thí nghiệm

- Nước sông Hồng, khu vực Bãá, phường Nhật Tân, quận Tây Hồ, thàn phố

Hà Nội

 Mục tiêu của đề tài:

- Cung cấp một số cơ sở khoa học, giúp các nhà quả lý có thêm định hướng

và đầu tư phù hợp để đổi mới công nghệ xử lý nước cấp

- Tìm ra giải pháp xử lý nước sinh hoạt phù hợp với quy mô hộ gia đình Vớihiệu quả xử lý cao, chi phí thấp

 Nội dung nghiên cứu của đề tài.

- Tìm hiểu cơ sở khoa học, cấu tạo, tính ứng dụng của màng lọc

- Thiết kế, lắp đặt mô hình lọc sử dụng màng lọc

- Thử nghiệm xử lý nước trong phòng thí nghiệm

- Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc

- Thử nghiệm xử lý nước sông Hồng

- Viết báo cáo

CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.

1.1 Công nghệ xử lý nước cấp.

1.1.1 Các loại nguồn nước dùng cho cấp nước.

Chất lượng nguồn nước cấp có ý nghĩa rất quan trọng cho việc lựa chọn công nghệ

và thiết kế hệ thống xử lý nước Các nguồn nước cấp thường là:

Nước mặt là nguồn nước được hình thành trên bề mặt trái đất bao gồm: Sông, hồ,

ao Suối, kênh mương…Chịu nhiều ảnh hưởng bởi các yếu tố tự nhiên, điều kiệnmôi trường xung quanh và cả tác động của con người khi khai thác và sử dụngnguồn nước Do có sự kết hợp của các dòng chảy từ nơi cao đến nơi thấp Nước mặt

có các đặc trưng: Chứa các khi hòa tan (CO2,O2…) có hàm lượng hữu cơ cao, có độmặn, có sự xuất hiện của các loại thực vật thủy sinh (tảo, rong…)

Là nguồn khai thác từ các tầng chứa nằm dưới mặt đất nên ít bị ảnh hưởng trực tiếp

từ các tác động của con nười Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào cấu trúc địatầng mà nước thấm qua Nước ngầm có các đặc trưng: Độ đục thấp, nhiệt độ vàthành phần hóa học ổn định, nước thiếu khíO2 những chứa nhiều khí H2S, CO2,…chứa nhiều chất khoáng hòa tan, đặc biệt là Fe, Mn

Là nguồn nước được hình thành do quá trình tự nhiên, bay hơi, gió bão tạo thànhmưa rơi xuống mặt đất ở một phạm vi nhất định Đặc trưng của nguồn nước mưa:

Có chất lượng tốt, bão hòa CO2, Tuy nhiên nước mưa hòa tan các chất hữu cơ và vô

cơ trong không khí và bề mặt trái đất, đồng thời lưu lượng không ổn định nên ítđược sử dụng làm nguồn cấp nước chỉ sử dụng ở một số nơi khó khăn về nước

Trạmbơm cấp2

Nước được bơm lên trạm bơm cấp 1, đi qua song chắn rác để cản lại những vật trôinổi trong nước Sau đó được bơm lên bể trộn đứng tại bể trộn đứng, nước sẽ tiếpxúc với hóa chất phèn để tạo kết tủa Nhờ bể trộn mà hóa chất có thể phân phốinhanh và đều trong nước, nhằm đạt hiệu quả xử lý cao nhất Sau khi nước được tạobông cặn ở bể trộn sẽ được dẫn đến bể phản ứng Tại đây, các bông cặn sẽ tạo thànhcác bông cặn lớn hơn Sau đó các bông cặn sẽ được đưa vào bể lắng Tiếp theo nướcđược đưa vào bể lọc nhanh Những hạt cặn còn sót lại sau quá trình lắng sẽ đượcgiữ lại trong lớp vật liệu lọc, còn nước sẽ được đưa sang công trình xử lí tiếp theo.Nước sau khi làm sạch cặn lắng thì được khử trùng bằng clo để làm tiêu diệt vikhuẩn và vi trùng trước khi được đưa vào sử dụng

1.1.3 Công nghệ xử lý nước ngầm.

Clo

Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp từ nguồn nước ngầm.

Nước được bơm lên từ trạm bơm cấp 1, sau đó được dẫn đếm công trình làm thoáng(giàn mưa), với mục đích để oxy hóa Fe2+ thành Fe3+,Mn2+ thành Mn4+ để dễ dàng kết tủa, lắng đọng, nâng cao hiệu quả của quá trình lắng và lọc Nước sau khi khử sắt và Mangan sẽ được đưa qua bể lắng Tiếp đó được đưa sang bể lọc để loại bỏ hạtcặn còn lại bởi các lớp vật liệu lọc Nước sau khi làm sạch cặn lắng thì được khử trùng bằng clo để làm tiêu diệt vi khuẩn và vi trùng trước khi được đưa vào sử dụng

1.2 Tổng quan về màng lọc.

1.2.1 Lịch sử hình thành và phát triển của công nghệ màng lọc.

Năm 1748, Abbe Nollet là nười đầu tiên có ý tưởng nghiên cứu kỹ thuậtmàng phân ly khi dùng bong bóng cá để thử rượu nho Sau đó vào năm 1920 kỹthuật màng phân ly được áp dụng vào quy mô công nghiệp là khi người ta dùngphương pháp thẩm tích để thu hồi kiềm từ dung dịch nhão trong công nghiệp sảnxuất tơ nhân tạo Nhưng sau đó kỹ thuật này hầu như không được phát triển

Đến năm 1940, Meyer và Strauss mới lần đầu tiên đề xuất ý tưởng về điệnthẩm tích với dạng nhiều ngăn Phát triển ý tưởng này, năm 1950 Juda đã phát minhđược loại màng đáp ứng được nhu cầu sử dụng Sau đó, đặc biệt ở Nhật Bản, khi kỹthuật này được áp dụng trong sản xuất muối ăn, phương pháp thẩm tích điện mới

Trạm

bơm cấp

Trạmbơm cấp2

thực sự được phát triển nhanh chóng Năm 1952, giáo sư Raid của trường Đại họcFlorida với mục đích tìm kiếm những phương pháp mới để làm ngọt nước biển đãđưa ra ý tưởng về thẩm thấu ngược Nhưng việc phát minh ra loại màng thích hợpvới mục đích này phải đợi cho đến khi Loeb và Sourirajan chế tạo thành công loạimàng bất đối xứng vào năm 1960.

Tiếp theo đó, cùng với sự tăng nhanh của nhu cầu sử dụng trong các lĩnh vựckhác nhau, sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là kỹ thuật chế tạo vật liệu

và chế tạo màng, quá trình phân ly màng được nghiên cứu phát triển mạnh mẽ và đadạng hơn Từ đó, các phương pháp phân ly màng mới như siêu lọc, vi lọc, phân lykhí, thẩm tích áp suất, thẩm thấu hóa khí lần lượt được áp dụng vào thực tế

1.2.2 Khái niệm màng lọc.

Màng lọc “ Membrane” là thuật ngữ khoa học chỉ một bề mặt mỏng cho phépmột số cấu tử khuếch tán qua nó Thuật ngữ bắt đầu xuất hiện từ khi con người pháthiện ra khả năng bán thấm của các bộ phận nội tạng của động vật như bóng bóng cá,bàng quang lợn…Sau đó nhiều loại màng lọc nhân tạo đã được ra đời và được ứngdụng rộng rãi trong kỹ thuật phân riêng

Hiện nay, định nghĩa màng lọc “ Membrane “ được đa số các nhà nghiên cứuđồng ý như sau:

Là loại màng đặc biệt có thể phân riêng một cách chọn lọc các cấu tử có kíchthước khác nhau, từ những hợp chất cao phân tử như tinh bột, protein cho đến cácchất có kích thước phân tử như các ion hóa trị I

1.2.3 Nguyên lý hoạt động của màng lọc.

Mô hình Dead-end trong đó nước đầu vào chảy vuông góc với màng lọc, cácphần tử có kích thước và khối lượng phân tử thích hợp sẽ chảy qua màng lọc bởi ápsuất Các phần tử có kích thước lớn hơn hoặc bằng đường kính lỗ mao quản sẽ bịgiữ lại bên trên bề mặt màng lọc Theo thời gian các phần tử đó sẽ tích tụ, làm tăngtrở lực của quá trình, vì vậy phải vệ sinh màng lọc thường xuyên

Nước đầu vào, Áp suất

Mô hình Cross-Flow là mô hình trong đó dòng nước đầu vào chảy song songvới bề mặt màn Các phân tử có kích thước và khối lượng phân tử thích hợp sẽ điqua màng nhờ áp lực của bơm, phần còn lại sẽ bị giữ lại tiếp tục chảy qua bề mặtmàng, kéo theo các hạt cặn bám dính trên bề mặt Vì vậy, mô hình này ít bị tắcnghẽn hơn so với mô hình Dead-end và có thể hoạt động liên tục trong thời gian dài.

Áp suất

Nước đầu vào

Màng lọc

Nước thấm qua màng lọc

Hình 1.4: Mô hình Cross-Flow.

Tốc độ nước thấm qua bề mặt màng là do chịu ảnh hưởng bởi độ chênh lệch

áp suất hiệu dụng gữa hai bề mặt màng lọc Độ chênh lệch áp suất bề mặt đượcquyết định bởi hai yếu tố: Độ chênh lệch áp suất giữa hai phía của màng lọc và độchênh lệch áp suất thẩm thấu ở hai phía của màng lọc

Độ chênh lệch áp suất giữa hai phía của màng lọc được xác định như sau:

P = P f+P r

2 - P p

Trong đó:

- P: Độ chênh lệch áp suất (Pa) qua màng

- P f: Áp suất (Pa) của nước đầu vào

- P r: Áp suất (Pa) bị giữ loại bên ngoài màng

- P p: Áp suất (Pa) của nước thấm qua bề mặt màng

Áp suất thẩm thấu trong một nguồn nước đầu vào được tính như sau:

Khi đó độ chênh lệch áp suất hiệu dụng qua màng được xác định:

∆ P=P−¿)

Trong đó:

- π r:Là áp suất thẩm thấu phía dòng giữ lại

- π p:Là áp suất thẩm thấu phía dòng thấm qua

Như vậy, chúng ta có thể thấy để nước đầu vào có thể chuyển động qua màng thìcần phải tạo ra một áp lực tối thiểu bằng với độ chênh lệch áp suất thẩm thấu giữahai phía của màng lọc

Để đánh giá hiệu qua của quá trình phân riêng bằng màng lọc, người ta xác định haichỉ tiêu sau đây:

Độ phân riêng:

R=1 - C P

CR.Trong đó:

- C P : Nồng độ cấu tử trong nước thấm qua bề mặt màng

- C R : Nồng độ cấu tử trong nước đầu vào

Độ phân riêng R là khả năng phân riêng của màng đối với một cấu tử có trongnguồn nước ban đầu Khi giá trị R khảo sát càng cao thì khả năng đi qua màng củacấu tử đó sẽ càng thấp Giá trị R dao động trong khoảng từ [0,1]

+ Khi cấu tử khảo sát không thể đi qua màng, thì C P= 0, suy ra R=1

+ Khi cấu tử khảo sát có thể đi qua được màng với xác suất cao nhất thì C P= C R, suy

- N : Số mao dẫn trong màng.

- S : Diện tích bề mặt hoạt động của màng (m2)

1.2.4 Ưu, nhược điểm của công nghệ màng lọc

Công nghệ màng lọc tuy chỉ mới được áp dụng vào thực tế vài chục năm trở lạiđây, những chúng đã đóng vai trò quan trọng trong sản xuất và đời sống con người.Cùng với sự phát triển chung của khoa học kỹ thuật, kỹ thuật vật liệu và chế tạomàng ngày càng phát triển, công nghệ màng lọc ngày càng được áp dụng rộng rãi

và không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực khác nhau ở nhiều nước trên thế giới Ởnước ta hiện nay công nghệ màng chưa được nghiên cứu đầy đủ, tuy vậy với nhucầu phát triển của xã hội, nhu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa, việc áp dụng côngnghệ tiên tiến này vào các lĩnh vực sản xuất đã và đang phát triển mạnh mẽ trongnhững năm gần đây Để triển khai, áp dụng công nghệ này hiệu quả cần phải nắmvững những nguyên lý cơ bản và đặc tính của các loại màng lọc

Ưu điểm: Lọc màng có rất nhiều ưu điểm so với các phương pháp truyền thống,

như tiêu hao ít năng lượng, có thể tiến hành liên tục dưới điều kiện bình thường, dễdàng kết hợp với các phương pháp phân ly khác, dễ chuyển đổi quy mô, dễ vậnhành lắp đặt, chất lượng nước rất tốt, tính ổn định cao Đặc biệt hệ thống này có thể

tự động hóa hoàn toàn, không đòi hỏi trình độ cao về kỹ thuật vận hành và giám sát

Nhược điểm: Thiết bị cấu tạo phức tạp, giá thành chế tạo cao, công suất cấp

+ Màng lọc hữu cơ – organic (polymer của các hợp chất hữa cơ )

+ Màng lọc vô cơ – inorganic (ceramic hoặc kim loại…)

Trong đó, polymer (cellulose acetate, cellulose esters polypropylene polyamides,polysulfomes…) và ceramic (alumina, titania, and zirconia…) được sử dụng phổbiến nhất

 Theo kích thước lỗ mao quản.

Theo kích thước lỗ mao quản, màng lọc được chia thành 4 loại sau: Màng thẩm thấungược (RO – Reverse Osmosis), màng lọc nano (NF – Nanofiltration), màng siêulọc (UF – Ultrafiltration) và màng vi lọc (MF – Microfiltration)

Bảng 1.1: Kích thước lỗ mao quản của một số loại màng lọc.

Theo cấu trúc, màng lọc được chia thành các loại như sau:

- Màng lọc có cấu trúc vi xốp: Dựa vào kích thước và sự phân bố các maoquản trong màng, người ta chia ra làm hai loại sau:

Hình 1.5: Cấu trúc bề mặt màng lọc vi xốp.

+ Đẳng hướng:

Cấu trúc của loại màng này có vô số các lỗ xốp bên trong dưới dạng maoquản hoặc các lỗ hổng được hình thành một cách ngẫu nhiên Đường kính của maoquản ổn định trong suốt chiều dày của màng, các mao quản này song song với nhau.Màng lọc vi xốp được chế tạo bằng một số kỹ thuật như: Nung kết, kéo căng, đảopha… từ nhiều loại vật liệu khác nhau như ceramic, graphite, kim loại, oxit kim loạihoặc các polymer

Đẳng hướng

Cấu trúc lỗ hình trụ Cấu trúc vi xốp Cấu trúc đóng thể

Hình 1.6: Cấu trúc màng lọc vi xốp đẳng hướng.

+ Bất đẳng hướng

Loại này có đường kính mao quản thay đổi theo chiều dài của màng lọc,thường có 2 lớp: Lớp trên dày 0,1 – 0,5 µm, đường kính mao quản nhỏ và lớp nàyquyết định khả năng phân riêng của màng, lớp dưới dày 100 – 200 µm, đường kínhmao quản lớn, thường đóng vai trò là khung đỡ, vì thế cần có độ bền cơ học cao

Loại màng này thường được sử dụng trong kỹ thuật nano, kỹ thuật thẩm thấungược, tinh sạch khí…

Lớp màng mỏng Lớp vi xốp

(Nguồn: Mark C Porter, Handbook of Industrial Membrane Technology,

Noyes Publication, USA, 1990)

kỹ thuật được dùng là sử dụng các chất nhũ hóa hoặc dùng vật liệu polymer có cấutrúc vi xốp có độ bền cơ học cao để chứa chất lỏng bên trong Màng lọc dạng lỏngdùng để tách ion kim loại nặng, các chất vô cơ từ nước thải công nghiệp.

- Màng lọc trao đổi ion

Màng lọc trao đổi ion là màng lọc mà trên bề mặt có nhiều điện tích âm hoặcdương…Có 2 loại màng lọc trao đổi ion

+ Màng lọc trao đổi ion dương

+ Màng lọc trao đổi ion âm

Hai loại màng lọc này sẽ hấp thu các ion có điện tích trái dấu (counter-ion)

so với các ion trên bề mặt màng lọc ( có-ion) và không cho các ion này đi qua Sựphân riêng bằng màng lọc trao đổi ion đạt được chủ yếu do quá trình tách những iontích điện trái dấu với màng lọc hơn là do kích thước lỗ mao quản Sự phân riêng này

bị ảnh hưởng bới điện tích và nồng độ của những ion trong dung dịch Màng lọctrao đổi ion thường được dùng trong kỹ thuật điện thẩm tích

1.2.6 Các dạng màng lọc.

Bảng 1.3: So sánh ưu, nhược điểm của các dạng màng lọc.

Dạng ống: Thiết bị gồm hai

ống hình trụ đồng trục bằng

thép không rỉ, đường kính khác

nhau và được đặt lồng vào

nhau Ống hình trụ bên trong

- Thích hợp áp dụng cho quy mô phòng thí nghiệm

ép sát vào hai bên tấm đỡ Bề

mặt hoạt động của màng được

quay ra bên ngoài

Dạng cuộn xoắn: Thiết bị gồm

hai ống đồng trục những có

đường kính khác nhau và được

lồng vào nhau Khoảng không

gian giới hạn bởi hai hình trụ là

hình trụ Bên trong chứa các bó

sợi màng lọc được xếp song

song với nhau

- Dễ chế tạo

- Thể tích thiết bị nhỏ

- Giá thành rẻ

- Dễ bị tắc nghẽn mao quản trong quá trình sử dụng

- Khi vài sợi bị hỏng phải tiến hành thay thế toàn bộ thiết bị

1.2.7 Vật liệu chế tạo màng lọc.

 Cellulose Acetate ( CA)

Hình 1.8: Công thức cấu tạo của (CA).

Cellulose acetate ( CA) là vật liệu được sử dụng chế tạo và ứng dụng đầu tiêntrong kỹ thuật thẩm thấu ngược, lọc nano và siêu lọc

- Nhược điểm của kỹ thuật này là kém bền đối với nhiệt độ, pH và có thể bịphá hủy bởi các vi sinh vật

- Tuy nhiên chế tạo bằng vật liệu này có giá thành tương đối rẻ, háo nước vàkhông bị tắc nghẽn so với các loại vật liệu khác

Polyvinylidenedifluoride ( PVDF)

Hình 1.9: Công thức cấu tạo của (PVDF).

Là loại vật liệu chế tạo màng lọc truyền thống Tuy nhiên , kỹ thuật chế tạomàng lọc từ vật liệu này rất khó khăn và các tính chất, cấu trúc của màng lọc kém

ổn định nên ít được sử dụng

Polysulfone ( PS)

Hình 1.10: Công thức cấu tạo của (PS).

Là loại vật liệu được sử dụng nhiều trong kỹ thuật siêu lọc và vi lọc Ưu điểm

có khả năng chịu được pH và nhiệt độ cao Loại vật liệu này được sử dụng rất nhiềutrong các nhà máy thực phẩm, đặc biệt trong nhà máy chế biến sữa Về nguyên tắc,polysulfone là vật liệu háo nước, không thể sử dụng để xử lý các chất dầu, mỡ haycác chất ưu béo Tuy nhiên, có một số loại màng lọc polysulfone có thể sử dụng để

xử lý các chất nhũ tương rất tốt

Các vật liệu khác

- Ceramic: Các màng lọc chế tạo bằng các vật liệu ceramic thường có cấu tạodạng ống và được lắp theo từng hệ thống

+ Ưu điểm của loại vật liệu này là khoảng nhiệt độ và pH hoạt động rộng, có

độ bền hóa học cao, thời gian sử dụng dài, vệ sinh đơn giản

+ Nhưng bên cạnh đó có độ bền cơ học không cao, không chịu được hiệntượng sốc nhiệt, giá thành cao

- Kim loại: Kim loại thường được dùng để chế tạo màng lọc là paladi hoặc hợpkim của paladi với một số kim loại khác như niken, bạch kim…Loại màng lọc nàyđược sử dụng chủ yếu trong quá trình phân riêng khí ở nhiệt độ cao ( Ví dụ: quátrình tinh sạch khí hydro từ khí thải)

Bên cạnh đó còn có các loại vật liệu khác như một số polymer tổng hợp…

Composites, polymeric thin film (PA hay

polyethetherurea trên polysulfonr)

X

(Nguồn: Munir Cheryan, Ultrafiltration and Microfiltration Handbook, Technomic

publishing co., inc)

1.3 Tổng quan về màng lọc PTFE.

1.3.1 Giới thiệu về màng lọc PTFE.

Màng lọc PTFE có tên là XCROSSING được nghiên cứu và chế tạo bởi công tyAMTS có trụ sở tại Seoul Hàn Quốc Màng lọc đã và đang được áp dụng thửnghiệm tại một số quốc gia như Hàn Quốc, Singapore, Uzebekistan Màn lọc đượcnhập khẩu về Việt Nam bởi công ty cổ phần BKT

Màng lọc XCROSSING thuộc loại màng vi lọc (MF) Có cấu trúc vi xốp kiểu đẳnghướng Trên bề mặt có vô số các lỗ xốp dưới dạng mao quản được hình thành mộtcách ngẫu nhiên Đường kính mao quản ổn định trong suốt chiều dày của màng là0,4μm.

Màng lọc thuộc dạng khung bản, bao gồm một tấm đỡ được làm bằng vật liệu xốp

và 2 miếng màng lọc được ép sát vào hai bên tấm đỡ Bề mặt hoạt động quay ra bênngoài được đặt song song với nhau, tạo thành hệ thống kênh dẫn để thu nước

Màng lọc được chế tạo từ vật liệu PTFE (Polytetrafluoroethylene) Vật liệu PTFE

có những tính chất vượt trội như: Hệ số ma sát cực thấp, đứng thứ hai sau kimcương, không bám dính bề mặt với bất kì loại vật liệu nào Bộ cách điện đạt mức lýtưởng, khả năng chịu nhiệt cao, chịu hóa chất rất tốt…

Bảng 1.5: Một số thông số lỹ thật của màng lọc XCROSSING.

Dạng Khung bản phẳng

 Làm trong và khử trùng nước sinh hoạt

Sản xuất nước sinh hoạt từ nguồn nước tự nhiên luôn coi trọng việc loại bỏ huyềnphù Với màng lọc XCROSSING có ngưỡng tách cao 0,4µm, có thể đảm bảo tất cảcác công đoạn lọc trong và lọc cổ điển Màng lọc sẽ tạo ra một ra một hàng rào đốivới một số loại vi khuẩn

 Sản xuất nước siêu sạch

Nước siêu sạch hết sức cần thiết cho nhiều lĩnh vực công nghiệp như sản xuất vậtliệu bán dẫn, thiết bị nồi hơi và sản xuất thuốc…Trong công nghiệp điện tử, do việcchế tạo các linh kiện bán dẫn đòi hỏi phải có nguồn nước rất tinh khiết do đó mà sơ

đồ xử lý nước cho nghành công nghiệp điện tử đòi hỏi rất phức tạp và thường kếthợp với các xử lý khác như: Xử lý ô nhiễm vô cơ hòa tan, xử lý ô nhiễm hữu cơ vàcác vi khuẩn Áp dụng màng lọc XCROSSING như để bảo vệ phía trước hệ thốnglọc thẩm thấu ngược (RO)

 Xử lý nước thải công nghiệp

Màng lọc có khả năng giải quyết một cách hiệu quả các vấn đề về xử lý nướcthải nhưng xét về khía cạnh kinh tế và tỉ số nồng độ bị hạn chế nên ngày nay kỹthuật này chỉ được áp dụng cho các trường hợp sau:

- Thu hồi nước có chất lượng cao để dùng lại

- Làm tăng giá trị chất cô dặc trong trường hợp này, cần thiết thu hồi chất thảiphát ra, ta có thể đồng thời loại bỏ chất ô nhiễm và làm tăng giá trị Ví dụ như ( Bộtmàu và nhựa trao đổi trong nước súc rửa sau khi sơn tĩnh, thu hồi các kim loại quý

có trong huyền phù)

Màng lọc trong các bể sinh học

Trong xử lý sinh học vi khuẩn hiếu khí, các quá trình lọc trong quyết định số lượnglớn khối lượng sinh học duy trì lò ủ cũng như chất lượng nước thải Màng lọcXCROSSING có ưu điểm là: Giữ lại tất cả các vi khuẩn có kích thước lớn hơn

0,4µm, cho phép cô dặc quần thể vi sinh đến giá trị lớn hơn, giảm đáng kể thể tích

lò ủ

CHƯƠNG II – VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

2.1 Mô hình lọc nước sinh hoạt sử dụng màng lọc XCROSSING.

2.1.1 Thiết kế mô hình.

Hình 2.1 : Sử dụng phần mềm Autocad thiết kế mô hình.

 Vật liệu chuẩn bị bao gồm :

- Một thùng chứa nước chất liệu nhựa dung tích 75L

- 02 miếng xốp

- Đoạn ống dẫn nước ∅ 8.

- 01 van khóa nước

- 02 cút

- 01 tê

 Cấu tạo mô hình lọc nước

- Bên trong thùng chứa nước, sử dụng hai miếng xốp làm giá đỡ của màng lọc, chú ý đặt màng lọc cao hơn so với mặt sàn của thùng chứa nước một khoảng là 3cm để các hạt cặn có thể lắng Sử dụng cút, tê để kết nối các tấm màng lọc với ống dẫn nước, tạo thành hệ thống thu nước đã qua lọc ra bên ngoài qua một van khóa nước

2.1.2 Lắp đặt mô hình.

Hình 2.2 : Hình ảnh minh họa các bước lắp đặt mô hình.

Làm sạch các loại vật liệu dùng để lắp đặt mô hình

Lắp ráp màng lọc với ống dẫn nước, sử dụng cút, tê để tạo ra hệ thống thu nước

đã qua lọc

Đặt cố định hai tấm màng lọc lên hệ thống giá đỡ, sao cho hai tấm màng lọc cao hơn mặt sàn của thùng chứa nước một khoảng 3cm, và song song với thành của thùng chứa

Lắp đặt van khóa nước để chủ động trong quá trình sử dụng mô hình

2.2 Nguồn nước giả định.

Do yêu cầu trong quá trình thử nghiệm chạy mô hình phải sử dụng nhiều nguồnnước là khá lớn, bên cạnh đó cần thử nghiệm ở các nguồn nước có hàm lượng cặnkhác nhau gây khó khăn cho việc lấy mẫu Được sự hướng dẫn của Ts Lê NgọcThuấn, em đã sử dụng nguồn nước giả định là nước máy pha với đất phù sa Đấtphù sa mua ngoài thị trường, có nguồn gốc được khai thác dọc hai bên bờ sôngHồng

Tiến hành pha đất phù sa với 50L nước máy ta được nguồn nước giảm định có hàmlượng TSS lần lượt là 2100mg/L, 1566,67mg/L, 933,33mg/L, 433,33mg/L, 200mg/L

2.3 Nguồn nước sông Hồng.

Mẫu nước sông Hồng được lấy tại khu vực Bãi đá sông Hồng, phường Nhật Tân,quận Tây Hồ, thành phố Hà Nội vào lúc 16h, ngày 20/04/2017.

Hình 2.3 : Khu vực Bãi đá sông Hồng.

Nhìn chung, chất lượng nước tự nhiên của sông Hồng đủ điều kiện làm nguồn cấpcho xử lý nước phục vụ sinh hoạt

2.4 Phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu.

Các tài liệu thu thập thông qua các cơ qua nghiên cứu, các cơ quan chuyênmôn, các bài viết trên tạp chí chuyên nghành, đè tài nghiên cứu khoa học của ViệtNam và nước ngoài…

Tài liệu thu thập là những tài liệu liên quan đến đề tài như: Tài liệu hướng dẫn

về màng lọc XCROSSING, Tổng quan về màng lọc, ứng dụng kỹ thuật

“Membrane” ,nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hoạt động củamàng, các số liệu thống kê…

Mục tiêu của phương pháp này nhằm phân tích, tổng hợp các kết quả nghiêncứu trước đó Từ đó nắm bắt những vấn đề đặc trưng cần nghiên cứu và đưa ranhững biện pháp cần thiết để tiến hành nghiên cứu, đồng thời thấy rõ những tài liệu,

số liệu còn thiếu để bổ sung và cập nhật thông tin giúp quá trình nghiên cứu đạthiệu quả hơn

2.5 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu.

Trước khi lấy mẫu, cần súc rửa bình lấy mẫu (chai nhựa PE) bằng cách lấy

đủ nước tại vị trí lấy vào bình rồi xoay bình để nước láng đều tất cả bề mặt bêntrong của bình Đổ bỏ nước súc rửa trong bình sao cho nước súc rửa đó không làmnhiễm bẩn nước nơi được lấy mẫu

Lấy mẫu trực tiếp vào bình bằng cách nhúng ngập bình vào trong nước tại vịtrí lấy mẫu, hướng miệng bình về phía thượng nguồn dòng chảy của nước Đưa cổbình xuống dưới mặt nước cho đến khi ngập ở độ sâu khoảng 25 cm Tránh không

để nước lấy được bị nhiễm bùn đáy

Nghiêng cổ bình sao cho bình hướng hơi nghiêng về phía mặt nước và vềphía dòng chảy Để cho nước chảy vào bình với lượng mẫu cần yêu cầu (lấy đầy