BÀI THU HOẠCH NGUYÊN LÝ LỌC, Thiết bị lọc màng ceramic Kubota

BÀI THU HOẠCH NGUYÊN LÝ LỌC, Thiết bị lọc màng ceramic Kubota

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG  BÀI THU HOẠCH NGUYÊN LÝ LỌC GV : TS Lý Cẩm Hùng Tên SV: Nguyễn Ngọc Như Quỳnh MSSV : 0250020074 Lớp : 02_QTTB TP HỒ CHÍ MINH, 9/2015 Mục lục Thiết bị lọc màng ceramic Kubota (Filcera®) Khái qt cơng nghệ Kubota “Filcera ®” hệ thống lọc màng kiểu ngâm sử dụng màng ceramic phát triển riêng Như thể hình 1, mơ đun màng lọc lắp đặt thành nhiều tầng ngâm bể nước, trực tiếp lọc nước thải nên việc tu quản lý dễ dàng, hệ thống thiết bị đơn giản gọn nhẹ Đồng thời, khí sục lên từ đáy bể giúp trình lọc tiến hành dòng bọt khí đối lưu nên có nhiều ưu điểm khác chức khử đục, khử khuẩn hiệu nhờ màng lọc, sử dụng cho nhiều loại nước thải khác Hình 1: Sơ đồ lọc màng ceramic sơ đồ cấu tạo Filcera a Cơ sơ tính tốn Phương trình đơn giản biểu diễn quan hệ áp lực thẩm thấu nồng độ là: Trong đó: - π: áp lực thẩm thấu (Pa) - ∆C: chênh lệch nồng độ (mol/m3) - R – Hằng số lý tưởng, R = 8.314 (J/mol.K) - T – Nhiệt độ Kenvine Lưu lượng nước qua màng: Trong - Qn lưu lượng nước qua màng - Kn : hệ số thấm nước qua màng - S: diện tích bề mặt màng - ∆P: độ chênh lệch áp suất qua màng - ∆л: độ chênh áp lực thẩm thấu dung dịch trước dung dịch sau: - Kt: hệ số nhiệt độ Lưu lượng muối qua màng: Trong -Qm: lưu lượng muối qua màng - Km: hệ số thấm màng đố với muối hòa tan - S: diện tích bề mặt màng - e: chiều dày màng - ∆C: độ chênh lệch nồng độ ion dung dịch trước sau màng ∆C = C m – Cp - Kt: hệ số nhiệt độ Nồng độ muối dung dịch lọc qua màng biểu thị quan cơng thức trên: Đặc trưng (Tính năng) (1) Chất lượng nước sau xử lý vượt trội Do tinh lọc màng ceramic nên khuẩn cryptosporidium, khuẩn đường ruột độ đục đạt giới hạn phát hiện, đảm bảo chất lượng nước tạo kết tủa+lọc nhanh (2) Khơng cần q trình tiền xử lý, thích ứng tốt với biến động độ đục Không cần đến trình tiền xử lý nhằm giảm độ đục củanước thải song loại bỏ hiệu chất bám bề mặt màng nhờ kiểu lọc dòng chảy ngang rửa nước nghịch áp, nên cho dù độ đục có biến động mạnh trì lực xử lý ổn định (Xem hình 2) (3) Màng ceramic có tuổi thọ cao Màng ceramic vượt trội khả chịu hóa chất, chịu ăn mòn vi sinh vật độ bền giới v.v, khơng bị biến chất hay lão hóa nên tuổi thọ kéo dài 15 năm (4) Chức xử lý sinh học, khử sắt, mangan hòa tan Có thể khử ammonia nitrogen vi sinh vật bể ngâm Đồng thời khử sắt, mangan hòa tan nhờ tác dụng vi sinh vật (5) Có thể điều chỉnh tỉ lệ thu hồi Hình 2: Sơ đồ quy trình FILCERA Có thể điều chỉnh tỉ lệ thu hồi đặc chất gây đục nước thải nồng độ cao bể ngâm (tỉ lệ thu hồi đến 99.5%) (6) Đáp ứng việc xử lý tinh cách dễ dàng Có thể loại bỏ cách iệu chất gây mùi hôi vi lượng hữu nhờ trì bột than hoạt tính lâu dài bể ngâm Chất liệu màng lọc: ceramic (kiểu ống ngoại áp) Đường kính lỗ màng: 0.1μm Lưu tốc lọc: khoảng 2.0 m3 / (m3.d) Kiểu truyền động: áp lực nước + áp lực hút Sơ đồ dòng chảy FILCERA Nước chưa qua xử lý (nước bề mặt, nước thải công nghiệp, …) chảy vào bể màng lọc điều chỉnh mực nước bể lọc Chất hóa học (chất keo tụ, chất điều chỉnh pH, chất oxy hóa … cần thiết) thêm vào bể Nước xử lý lọc qua màng ceramic bơm bơm hút (bơm nước sau xử lý) Hạt rắn lơ lửng tích tụ bể lấy bơm tiêu hút thành đợt định kỳ Module màng lọc làm dòng khí khuếch tán liên tục đợt khí thổi ngược Thêm nữa, để chuẩn bị cho trường hợp khẩn cấp, nước xử lý thường xuyên kiểm tra thiết bị dò tìm chỗ thủng màng (membrane breakage detector) Hình 3: Sơ đồ dòng chảy FILCERA Chất keo tụ Chất điều chỉnh pH Tẩy uế Máy phát dò tìm thủng màng Nước chưa xử lý Nước xử lý Module màng lọc Bơm hút Máy thổi khí Bơm tiêu hút khí Máy thổi Bể lọc Bể chứa nước chảy ngược Module lọc ống lọc Module lọc ・Kích thước (mm) : 871L×258W×150H ・Diện tích bề mặt lọc : 2.3m2/module(77 ống) Ống lọc (xem hình 4,5,6) ・Kích thước lỗ rỗng : 0.1µm(Micro filtration) ・Kích thước ống (mm) : ID9φ×OD13φ×759L(hiệu suất) Hình 4: Sơ đồ ống lọc Hạt rắn lơ lửng hạt Ống lọc Nước thấm qua Dòng khí khuếch tán Hình 5: Hình ảnh SEM màng lọc ceramic Hình ảnh SEM màng lọc ceramic Hình 5: Hình ảnh SEM màng lọc ceramic Hình 6: Hình ảnh kính hiển vi bề mặt màng lọc Hình ảnh SEM màng lọc ceramic Hình 5: Hình ảnh SEM Lỗ màng lọc ceramic Lớp màng lọc xốp chống chịu Bề mặt màng lọc Mặt cắt đan chéo Cấu tạo FILCERA: - Vật liệu lọc: ceramic nung kết nhôm oxit - Tỷ lệ thu hồi (lượng nước lọc/ lượng nước chưa xử lý): 90 – 99% (tùy thuộc vào chất lượng nước chưa xử lý) - Phương pháp rửa: dòng khí khuếch tán liên tục ngược dòng đợt - KUBOTA FILCERA bao gồm bể ngâm màng lọc, module lọc, thùng chứa chất hóa học thêm vào, bơm, máy thổi khí bảng điều khiển Các module lọc xếp bể lọc, ống khí khuếch tán đặt module để làm bề mặt lọc Mỗi module lọc gồm 77 ống ceramic lọc có diện tích bề mặt 2.3 m module Ống lọc ceramic nung từ nhơm oxit Thêm vào đó, kích thước lỗ rỗng màng lọc 0.1μm lỗ thiết kế khít khao - Nước chưa xử lý chảy vào bể lọc sau keo tụ chất keo tụ điểu chỉnh pH Các module lọc xếp bể lọc Nước chưa xử lý lọc thủy lực, trọng lực sức hút bơm.Mùi loại bỏ dòng khuếch tánliên tục từ phía dòng nước ngược theo đợt Nước sau xử lý (đã cô đặc) tháo nước định kỳ bên cạnh nước chưa xử lý đổ vào bể Như vậy, nồng độ giữ cân bằng.Việc vệ sinh bể hóa chất tiến hành hay hai lần năm để phục hồi hiệu lọc vốn bị suy giảm từ từ theo thời gian (xem hình 7) Hình 7: Sơ đồ quy trình thiết bị KUBOTA FILCERA Hình ảnh SEM màng lọc ceramic Bộtảnh carbon hoạt Hình 5: Hình SEM củatính màng lọc ceramic (tùy chọn) Bể Javel để tẩy trùng (tùy chọn) Các đơn vị màng lọc ceramic Dòng nước chưa xử lý Bể chứa nước chưa xử lý Nước Bơm nạp Bơm nước sau lọc Bơm cấp nước Chất keo tụ (tùy chọn) Bể nước ngược dòng Bơm ngược dòng Dòng nước thải Bể tiêu thoát nước (tùy Bể chọn) lọc ngập nước Quạt rửa Ống khuếch tán Module màng lọc Điều kiện, lĩnh vực ứng dụng • • • • Xử lý nước sạch, xử lý nước chất lượng cao Xử lý nước thải nhà máy nước Xử lý tinh nước thải sinh hoạt, xử lý tinh nước thải bãi chôn lấp rác Xử lý nước thải từ cơng đoạn mài kính (tái sử dụng nước sau xử lý) Khả ứng dụng Việt Nam Cần thay đổi vài thông số để hạ giá thành muốn ứng dụng công nghệ doanh nghiệp Việt Nam Hình 8: Hình ảnh thực tế thiết bị màng lọc KUBOTA Hình ảnh SEM màng lọc ceramic Hình 5: Hình ảnh SEM màng lọc ceramic Hồ sơ lực Filcera ® bắt đầu vận hành thiết bị xử lý nước vào năm 1999 tính năm 2009 có 36 đơn vị sử dụng thiết bị (công suất lớn 7500 m3 /ngày Tài liệu tham khảo - Brochue hãng Kubota (http://www.kubota.co.jp/amenity/english/02e-filcera.html, http://www.kubota-mbr.com/resources/Kubota%20Filcera%20Brochure.pdf http://www.kubota-mbr.com/ceramicmembrane.html) - , Tài liệu danh sách công nghệ xử lý nước thải Bộ tài nguyên môi trường Nhật Bản (bản http://www.env.go.jp/en/water/wq/ine/pdf/technology/vietnamtechnology-list-vt.pdf tiếng Việt) 10