Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thẩm thấu ngược ro trong khử mặn và phục vụ cấp nước cho các vùng duyên hải và hải đảo

NGUYỄN CẢNH DŨNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN CẢNH DŨNG NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THẨM THẤU NGƯỢC RO TRONG KHỬ MẶN VÀ PHỤC VỤ CÂP NƯỚC CHO CÁC VÙNG DUYÊN HẢI VÀ HẢI ĐẢO LUẬN VĂN THẠC SĨ MƠI TRƯỜNG KHĨA 2005-2007 HÀ NỘI 2008 ộ 00 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN CẢNH DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THẨM THẤU NGƯỢC RO TRONG KHỬ MẶN VÀ PHỤC VỤ CÂP NƯỚC CHO CÁC VÙNG DUYÊN HẢI VÀ HẢI ĐẢO Chuyên ngành: Kỹ thuật Mơi trường LUẬN VĂN THẠC SĨ MƠI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS: ĐẶNG XUÂN HIỂN Hà Nội - 2008 SUMMARY OF THESIS Warmer Global is the cause of sea-level rising, this is the main affection come to water supply in the world Main due to which look for a solutions bump off face is a requests is necessary Base on the reverse osmosis principle, the Thesis concentrates to study for reverse osmosis membrane's desalination capability and namely "The desalination capability research of the reverse osmosis membrane's (RO) and Application puts forward the solution to supply water for salt’s polluted water regions” It includes following contents: Chapter 1: General, deliver to a generality look reader about the water resources of the world and Viet Nam, the challenges in sustain level of julep delivered to conditions of life and production of human being Near that is potential provide juleps from well-spring to prepossess saltiness In this chapter, a number of desalinated method tractate also approached, from sloyd to complexity Chapter 2: the base theoretically of the osmotic process negative that this is Chapter provide basic knowledges, the reverse osmosis process Chapter 3: The desalination capability research of the reverse osmosis membrane's, this chapter includes describing method collecting actual data and method converting them into input data Analysing some resons that effection to the productivity of the desalination capability In which we built the equation of the fitted model and the optimize response Chapter 4: Application puts forward the solution to supply water for salt’s polluted water regions, this chapter includes some desalination’s solution to suplly the water for island and salt-marsh region Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường MỞ ĐẦU Chiến lược kinh tế - xã hội công nghiệp đến năm 2010 xác định “Phát triển nhanh, hiệu bền vững, tăng trưởng kinh tế đôi với bảo đảm tiến công xã hội bảo vệ môi trường’ Vấn đề phát triển bền vững nêu nhiều văn kiện, thị, nghị Đảng, văn quy phạm pháp luật Quốc hội ban hành thể rõ chương trình hành động cụ thể Chính phủ nhằm thực chiến lược phát triển kinh tế - xã hội, chiến lược tăng trưởng xố đói giảm nghèo, chiến lược bảo vệ mơi trường… Do việc chăm lo cho đời sống nhân dân, ổn định xã hội trọng tâm thiếu việc phát triển bền vững Nước đóng vai trị quan trọng đời sống sản xuất người, hoạt động sinh tồn phát triển người cần đến nước Việc thiếu nước ảnh hưởng đến kinh tế, sức khỏe người mà ảnh hưởng đến tình hình xã hội cộng đồng dân cư sống khu vực Điều ảnh hưởng nhiều đến phát triển bền vững quốc gia Nhận thức điều này, Đảng nhà nước ta từ lâu coi nhu cầu nước nhu cầu thiết yếu người dân, hàng trăm ngàn tỷ đồng chi nhằm mục đích đưa nước đến với người dân, nhiên đến vấn đề gặp phải khó khăn rào cản khoảng cách địa lý, địa hình Cơng nghệ màng lọc thẩm thấu ngược RO nghiên cứu sử dụng rộng rãi nước tiên tiến giới việc tạo hóa nước biển tạo nước siêu phục vụ nhiều ngành nghề khác Tại số quốc gia vùng Trung Đông Arab Saudi, UAE, Kuwat… để cung cấp đầy đủ nước cho nhu cầu người dân nhiều nhà máy khử muối dùng công nghệ xây dựng đem lại hiệu to lớn nhiều mặt Với mục đích đưa giải pháp kỹ thuật góp phần cải thiện tình hình thiếu hụt nước vùng khó khăn nước vùng hải đảo ven biển, đề tài “ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thẩm thấu ngược (RO) khử mặn phục Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường vụ cấp nước cho vùng duyên hải hải đảo” hy vọng đóng góp nhỏ bé việc cung cấp nước cho vùng ven biển, hải đảo vùng nước nhiễm mặn Đề sâu vào nghiên cứu tổng thể công nghệ màng thẩm thấu ngược RO, hiệu khử muối công nghệ màng thẩm thấu ngược (RO) yếu tố ảnh hưởng tới lưu lượng hiệu suất trình khử muối màng Các nội dung nghiên cứu trình bày theo chương mục Luận văn này, cụ thể: Chương 1: Tổng quan, cung cấp cho người đọc nhìn tổng quát tài nguyên nước giới Việt Nam, thách thức việc trì lượng nước cung cấp cho sinh hoạt sản xuất người Bên cạnh tiềm cung cấp nước từ nguồn nước nhiễm mặn Trong chương này, luận văn đề cập đến phương pháp từ thủ công đến phức tạp việc khử muối tạo nước Chương 2: Cơ sở lý thuyết trình thẩm thấu ngược, chương cung cấp kiến thức trình thẩm thấu ngược Chương 3: Nghiên cứu khả khử muối nước màng thẩm thấu ngược RO, chương với số liệu thí nghiệm, luận văn phân tích rõ yếu tố ảnh hưởng đến công suất hiệu suất khử muối màng bán thấm, từ tìm phương trình hồi quy, điều kiện tối ưu cơng suất hiệu suất dựa theo nhiệt độ, áp suất độ mặn đầu vào Chương 4: Đề xuất sơ đồ công nghệ khử muối vùng ven biển, hải đảo vùng nước nhiễm mặn, sau chạy chương trình winflow2004 (một phần mềm thiết kế hệ thống RO) với thơng số chọn lựa để kiểm nghiệm tính xác thực, chương luận văn đề xuất công nghệ cung cấp nước cho vùng dựa yếu tố đặc trưng vùng Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tài nguyên nước giới 1.1.1 Tổng quan trữ lượng phân bố nước trái đất 1.1.1.1 Tổng trữ lượng nước trái đất Nước bao phủ 71% diện tích đất có 97% nước mặn, cịn lại nước Nước giữ cho khí hậu tương đối ổn định pha lỗng yếu tố gây nhiễm mơi trường, cịn thành phần cấu tạo yếu thể sinh vật, chiếm từ 50%-97% trọng lượng thể, chẳng hạn người nước chiếm 70% trọng lượng thể Sứa biển nước chiếm tới 97% Trong 3% lượng nước có đất có khoảng 3/4 lượng nước mà người khơng sử dụng nằm q sâu lịng đất, bị đóng băng, dạng khí dạng tuyết lục điạ có 0, 5% nước diện sông, suối, ao, hồ mà người sử dụng Tuy nhiên, ta trừ phần nước bị nhiễm có khoảng 0,003% nước mà người sử dụng tính trung bình người cung cấp 879.000 lít nước để sử dụng (Miller, 1988) Hình 1.1 Tỉ lệ loại nước giới (Liêm, 1990) Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Hiện nay, nước hành tinh phát sinh từ nguồn: bên lòng đất, từ thiên thạch đất mang vào từ tầng khí quyển; nguồn gốc từ bên lòng đất chủ yếu Theo tính tốn khối lượng nước trạng thái tự phủ lên trái đất khoảng 1,4 tỷ km3, so với trử lượng nước lớp vỏ qủa đất ( khoảng 200 tỷ km3) chẳng đáng kể chiếm khơng đến 1% Tổng lượng nước tự nhiên giới theo ước tính có khác theo tác giả dao động từ 1.385.985.000 km3 (Lvovits, Xokolov - 1974) đến 1.457.802.450 km3 (F Sargent 1974) Bảng 1.1 Trữ lượng nước giới (theo F Sargent, 1974) Loại nước Trữ lượng (km3) Biển đại dương Nước ngầm Băng băng hà Hồ nước Hồ nước mặn Khí ẩm đất Hơi nước khí ẩm Nước sơng Tuyết lục địa 1.370.322.000 60.000.000 26.660.000 125.000 105.000 75.000 14.000 1.000 250 1.1.1.2 Nước mặt Sự bốc nước đất, ao, hồ, sơng, biển; nước thực vật động vật , nước vào khơng khí sau bị ngưng tụ lại trở thể lỏng rơi xuống mặt đất hình thành mưa, nước mưa chảy tràn mặt đất từ nơi cao đến nơi thấp tạo nên dịng chảy hình thành nên thác, ghềnh, suối, sơng tích tụ lại nơi thấp lục địa hình thành hồ đưa thẳng biển hình thành nên lớp nước bề mặt vỏ trái đất Trong trình chảy tràn, nước hịa tan muối khống nham thạch nơi chảy qua, số vật liệu nhẹ khơng hòa tan theo dòng chảy bồi lắng nơi khác thấp hơn, tích tụ muối khống nước biển sau Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Mơi trường thời gian dài q trình lịch sử đất làm cho nước biển trở nên mặn Có hai loại nước mặt nước diện sông, ao, hồ lục địa nước mặn diện biển, đại dương mênh mông, hồ nước mặn lục địa 1.1.1.3 Nước ngầm Ðó loại nước tích tụ lớp đất đá sâu lịng đất, nước tíctụ làm đất ẩm ướt lấp đầy tế khổng đất Phần lớn nước tế khổng lớp đất mặt bị bốc hơi, hấp thụ phần lại ảnh hưởng trọng lực, trực di xuống tới lớp nham thạch nằm sâu bên làm bảo hịa hồn toàn lổ trống bên cho lớp đá ngậm nước tạo nên nước ngầm Quá trình hình thành nước ngầm diễn chậm từ vài chục đến hàng trăm năm Có hai loại nước ngầm: nước ngầm khơng có áp lực nước ngầm có áp lực Nước ngầm khơng có áp lực: dạng nước giữ lại lớp đá ngậm nước lớp đá nầy nằm bên lớp đá không thấm lớp diệp thạch lớp sét nén chặt Loại nước ngầm có áp suất yếu, nên muốn khai thác phải phải đào giếng xun qua lớp đá ngậm dùng bơm hút nước lên Nước ngầm loại nầy thường không sâu mặt đất, có nhiều mùa mưa dần mùa khơ Nước ngầm có áp lực: dạng nước giữ lại lớp đá ngậm nước lớp đá nầy bị kẹp hai lớp sét diệp thạch không thấm Do bị kẹp chặt hai lớp đá khơng thấm nên nước có áp lực lớn khai thác người ta dùng khoan xuyên qua lớp đá không thấm bên chạm vào lớp nước tự phun lên mà không cần phải bơm Loại nước ngầm nầy thường sâu mặt đất, có trữ lượng lớn thời gian hình thành phải hàng trăm năm chí hàng nghìn năm Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường 1.1.2 Các vấn đề ảnh hưởng đến tài nguyên nước 1.1.2.1 Hạn hán Theo nhà nghiên cứu khả cung cấp nước vấn đề nghiêm trọng tồn giới Có 80 nước vùng sa mạc bán sa mạc (chiếm khoảng 40% dân số giới) thuộc hai lục điạ Á Châu Phi Châu thường xuyên bị hạn hán thất mùa nên thường xuyên không cung cấp đủ lương thực để nuôi sống dân họ Trong thập niên 1970 thảm họa hạn hán đe dọa khoảng 24, triệu người hàng năm giết chết 23.000 người, hậu kéo dài đến 1980 Năm 1985 154 triệu người thuộc 21 quốc gia Phi Châu rơi vào nạn đói hạn hán, thêm vào gia tăng dân số mức chiến tranh lan rộng, mặt khác việc quản lý sử dụng nguồn tài nguyên phát triển nông nghiệp hiệu Ở nước này, người dân nghèo phải nhiều thời gian để tìm nước thường dịng sơng suối bị nhiễm để có nước người phụ nữ trẻ em phải từ 16 km - 25 km ngày mang bình đầy nước đường trở về( Miller, 1988 ) 1.1.2.2 Ngập lụt Ngược lại, quốc gia khác có vũ lượng mưa tương đối lớn lượng lớn nước mưa nhận thời gian ngắn năm Chẳng hạn Ấn Ðộ, 90% lượng nước mưa tập trung vào tháng đến tháng thường gây nên ngập lụt Trong thập niên 1970, thảm họa lụt lội đe dọa 15, triệu người năm giết chết trung bình 4.700 người, làm thiệt hại trung bình 15 tỉ USD, hậu kéo dài đến năm 1980 Nguyên nhân dẫn đến lụt lội người phá rừng, đốt rừng để lấy đất canh tác, khai thác quặng mỏ, mở rộng đô thị Mặc dù lụt lội xem thiên tai gây chết người làm thiệt hại hoa màu, tài sản người dân sau trận lụt, lắng đọng phù sa làm tăng thêm độ màu mỡ cho đất ( Miller, 1988 ) Ðể ngăn ngừa làm giảm tàn phá lụt lội quốc gia nầy, nhiều biện pháp thực xẻn Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Cơng nghệ Mơi trường kinh nước, xây đập hồ chứa nước, trồng gây rừng đồi trọc, giữ lại rừng đầu nguồn 1.1.2.3 Sự úng nước Ở vùng có địa hình thấp nơi có mực nước ngầm q cao làm cho mặt đất ln bị phủ kín lớp nước tù đọng lâu ngày tạo nên trạng thái úng nước, đất bị úng nước nên ln yếm khí Trên vùng đất bị úng nước thường có thực vật thủy sinh đặc trưng số lồi rong tảo, năn, lác phát triển nên đất nơi dồi mùn , đạm acid hữu làm cho đất nước bị chua, đất nghèo lân lại giàu chất độc H2S, CH4, Fe2+ Do tính chất vật lý hóa học nước đất vùng bị úng nước khơng tốt cho trồng trọt sử dụng nước cho công nghiệp sinh hoạt 1.1.2.4 Nước bị ô nhiễm Theo nhịp độ phát triển công nghiệp, nông nghiệp nâng cao mức sống người nhu cầu nước sử dụng ngày tăng Vấn đề nước ngày trở nên nghiêm trọng, đặc biệt nước mặt ngày thối hóa mức độ ô nhiễm nước ngày tăng Theo tổ chức y tế giới (WHO -1980) ước tính quốc gia phát triển 70% dân chúng vùng ven thành phố 25% dân cư thị khơng có đủ nước để sử dụng Ở Việt Nam, công nghiệp phát triển, số thị khu cơng nghiệp cịn điểm tập trung dân cư chưa nhiều nên lượng nước dùng cho công nghiệp sinh hoạt cịn q so với trữ lượng tự nhiên Tuy vậy, nhiễm bẩn nguồn nước bắt đầu xuất việc sử dụng thuốc trừ sâu nông nghiệp; lượng nước thải môi trường nhà máy luyện kim, nhiệt điện, hóa chất, thực phẩm; với lượng nước thải sinh hoạt trở thành vấn đề cấp bách cần phải quan tâm Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường File chạy phần mềm STATGRAPHICS Centurion XV a) File chạy phần mơ hình hóa thực nghiệm bậc hai tâm xoay ảnh hưởng yếu tố đến hiệu suất xử lý Response Surface Design Attributes Design class: Response Surface Design name: Box-Behnken design File name: Base Design Number of experimental factors: Number of blocks: Number of responses: Number of runs: 15, including centerpoints per block Error degrees of freedom: Randomized: Yes Factors ap suat man vao nhiet Low 28 Responses hieu suat Units % High 60 32 32 Units bar phan nghin C Continuous Yes Yes Yes The StatAdvisor You have created a Box-Behnken design design which will study the effects of factors in 15 runs The design is to be run in blocks The order of the experiments has been fully randomized This will provide protection against the effects of lurking variables Analyze Experiment - hieu suat File name: Estimated effects for hieu suat (%) Effect Estimate Stnd Error V.I.F average 97.4033 0.548208 A:ap suat 3.85352 1.76769 3.57718 B:do man vao -1.92744 2.45983 4.26978 C:nhiet 7.39106 1.77947 4.20748 AA -0.820388 3.84924 4.17883 AB 4.3861 7.58878 13.5774 AC -2.02391 2.99232 7.6119 BB -3.1245 5.99361 8.14949 BC -1.60186 4.12473 9.8874 CC -6.89644 2.03585 4.82142 Standard errors are based on total error with 96 d.f The StatAdvisor This table shows each of the estimated effects and interactions Also shown is the standard error of each of the effects, which measures their sampling error Note also that the largest variance inflation factor (V.I.F.) equals 13.5774 For a perfectly orthogonal design, all of the factors would equal Factors of 10 or larger are usually interpreted as indicating serious confounding amongst the effects Regression coeffs for hieu suat Coefficient Estimate constant -765.442 A:ap suat 0.572403 B:do man vao 0.760293 C:nhiet 54.5953 AA -0.000542405 AB 0.00514499 AC -0.0183992 BB -0.00650261 Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 109 Luận văn thạc sỹ BC CC Viện Khoa học Công nghệ Môi trường -0.0258365 -0.862054 The StatAdvisor This pane displays the regression equation which has been fitted to the data The equation of the fitted model is hieu suat = -339.946 + 0.568252*ap suat - 1.19973*do man vao + 28.3096*nhiet - 0.000701672*ap suat^2 + 0.000637195*ap suat*do man vao - 0.0149598*ap suat*nhiet + 0.00448008*do man vao^2 + 0.028289*do man vao*nhiet - 0.456676*nhiet do^2 where the values of the variables are specified in their original units To have STATGRAPHICS evaluate this function, select Predictions from the list of Tabular Options To plot the function, select Response Plots from the list of Graphical Options Analysis of Variance for hieu suat Source Sum of Squares A:ap suat 26.8719 B:do man vao 41.1818 C:nhiet 2.64118 AA 0.594032 AB 0.0399688 AC 2.35731 BB 1.00771 BC 1.41351 CC 25.2976 Total error 127.901 Total (corr.) 261.325 Df 1 1 1 1 96 105 Mean Square 26.8719 41.1818 2.64118 0.594032 0.0399688 2.35731 1.00771 1.41351 25.2976 1.3323 F-Ratio 20.17 30.91 1.98 0.45 0.03 1.77 0.76 1.06 18.99 P-Value 0.0000 0.0000 0.1624 0.5059 0.8629 0.1866 0.3866 0.3056 0.0000 R-squared = 81.7831 percent R-squared (adjusted for d.f.) = 75.3878 percent Standard Error of Est = 2.7923 Mean absolute error = 1.25365 Standardized Pareto Chart for hieu suat B:do man vao + - A:ap suat CC C:nhiet AC BC BB AA AB Standardized effect Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 110 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Main Effects Plot for hieu suat Normal Probability Plot for hieu suat 99.9 100 99 percentage 95 97 80hieu 50 suat 95 20 93 0.1 91 -3.4 -1.4 0.6 2.6 4.6 Standardized effects 89 5.0 60.0 1.0 34.0 28 33.5 ap suat man vao nhiet Contours of Estimated Response Surface nhiet do=30.75 40 man vao hieu suat 85.0 86.5 88.0 89.5 91.0 92.5 94.0 95.5 97.0 98.5 100.0 30 20 10 0 10 20 Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 30 ap suat 40 50 60 111 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Estimated Response Surface nhiet do=30.75 100 98 96 hieu suat 94 92 90 88 10 20 30 40 50 60 ap suat 40 30 20 10 man vao Correlation Matrix for Estimated Effects (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) average A:ap suat B:do man vao C:nhiet AA AB AC BB BC CC (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (10) -0.0310 -0.0944 -0.0435 -0.6445 -0.2895 -0.1745 -0.2610 0.0768 0.2370 1.0000 (1) 1.0000 0.1288 0.1127 -0.1381 -0.6264 0.5392 0.0623 -0.5244 -0.1878 -0.0310 (2) 0.1288 1.0000 -0.6438 -0.1139 -0.2965 0.2270 -0.1162 -0.0004 0.1280 -0.0944 (3) 0.1127 -0.6438 1.0000 -0.1168 0.0314 0.1017 0.4324 -0.0952 -0.5949 -0.0435 (4) -0.1381 -0.1139 -0.1168 1.0000 0.3786 0.0586 -0.2887 -0.2367 0.3191 -0.6445 (5) -0.6264 -0.2965 0.0314 0.3786 1.0000 -0.6720 -0.2083 0.3944 0.2170 -0.2895 (6) 0.5392 0.2270 0.1017 0.0586 -0.6720 1.0000 0.2030 -0.8310 -0.2597 -0.1745 (7) 0.0623 -0.1162 0.4324 -0.2887 -0.2083 0.2030 1.0000 0.0896 -0.8912 -0.2610 (8) -0.5244 -0.0004 -0.0952 -0.2367 0.3944 -0.8310 0.0896 1.0000 0.0306 0.0768 (9) -0.1878 0.1280 -0.5949 0.3191 0.2170 -0.2597 -0.8912 0.0306 1.0000 0.2370 The StatAdvisor The correlation matrix shows the extent of the confounding amongst the effects A perfectly orthogonal design will show a diagonal matrix with 1's on the diagonal and 0's off the diagonal Any non-zero terms off the diagonal imply that the estimates of the effects corresponding to that row and column will be correlated In this case, there are 36 pairs of effects with non-zero correlations Since one or more of the pairs is greater than or equal to 0.5, you may have some difficulty separating the effects from each other when analyzing the data You should consider adding additional runs to the design to reduce the correlations Estimation Results for hieu suat Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 112 Luận văn thạc sỹ Row 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 Observed Value 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 90.76 97.62 95.23 97.62 68.25 96.83 95.24 94.52 94.52 92.68 92.68 92.68 97.56 97.56 97.56 98.78 97.56 97.56 98.78 97.56 97.56 97.56 97.56 98.02 97.03 97.03 98.02 98.02 98.02 98.02 98.02 98.02 98.02 98.02 98.02 98.02 98.02 98.02 95.17 94.48 94.48 97.93 97.93 97.93 97.93 97.93 97.93 97.93 97.93 97.93 97.93 97.93 97.24 Fitted Value 98.4291 98.4291 98.429 98.299 98.299 98.0338 98.4679 96.5419 97.5396 91.0322 94.23 94.6081 92.8464 94.4668 91.4248 91.9052 91.9052 93.5802 95.0856 95.0856 96.2793 97.6547 97.0446 98.4441 98.639 98.1049 98.6222 98.5658 94.3033 94.6619 95.0074 96.7529 97.2016 97.5812 98.2398 98.341 98.341 98.6379 98.6577 98.365 97.9189 97.3697 97.1421 94.312 93.9606 94.6462 96.5963 97.0148 97.1982 97.6998 97.5564 97.9666 98.4468 97.4716 98.5308 98.8188 98.4225 98.1908 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Lower 95.0% CL for Mean 96.4069 96.4069 96.3003 96.1695 96.1695 95.5411 96.9446 93.5045 95.7474 88.8889 92.7629 93.1779 91.3019 93.0441 89.6359 90.2332 90.2332 92.2163 93.9797 93.9797 95.1351 96.5947 95.9642 97.288 97.5605 96.5089 97.2038 97.136 92.8047 93.6139 93.9831 95.8283 96.2541 96.5979 97.2275 97.3347 97.3347 97.4647 97.5177 96.5521 95.9562 95.4349 95.0786 92.8279 92.426 93.1954 95.61 95.9923 96.1469 96.6467 96.5283 96.9251 97.3738 96.4213 97.5391 97.8344 97.404 96.9427 Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 Upper 95.0% CL for Mean 100.451 100.451 100.558 100.429 100.429 100.526 99.9913 99.5793 99.3317 93.1754 95.6971 96.0384 94.3909 95.8896 93.2138 93.5772 93.5772 94.944 96.1914 96.1914 97.4235 98.7146 98.125 99.6001 99.7175 99.7009 100.041 99.9956 95.8018 95.7098 96.0317 97.6776 98.149 98.5646 99.2521 99.3474 99.3474 99.8112 99.7978 100.178 99.8817 99.3044 99.2056 95.7962 95.4952 96.0971 97.5825 98.0373 98.2495 98.7529 98.5846 99.0081 99.5197 98.5218 99.5226 99.8031 99.441 99.4389 113 Luận văn thạc sỹ 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 97.24 97.24 94.64 94.2 97.32 97.32 97.32 97.32 97.32 97.77 97.77 97.32 97.32 97.32 96.88 96.88 96.43 96.43 95.98 95.4 95.4 97.7 97.7 97.13 98.28 98.28 98.28 97.7 97.7 97.7 97.7 97.97 97.97 98.0 98.0 97.44 97.76 97.44 98.19 98.19 99.19 96.38 96.38 96.38 94.0 95.27 94.88 94.88 97.9063 97.7382 95.654 95.654 97.1142 97.2108 97.397 97.397 97.8255 97.7956 97.7956 98.228 98.228 98.1601 97.7869 96.8043 95.9702 94.8805 94.0678 95.6297 95.3639 97.2625 97.7696 99.1371 99.1235 98.7972 98.7972 98.8376 97.178 96.893 96.5907 99.0886 98.9762 98.1353 98.1353 96.9245 96.533 96.3114 94.3978 95.542 95.9386 97.0137 98.2034 98.2034 95.6451 94.534 95.8692 96.668 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường 96.5044 96.2388 92.9471 92.9471 95.8148 95.9181 96.0314 96.0314 96.7428 96.5509 96.5509 97.1321 97.1321 97.0442 96.3609 95.2437 94.1225 92.6418 91.467 94.2607 93.9577 96.1775 96.476 97.7865 97.7881 97.5752 97.5752 96.6705 95.082 94.7645 94.4148 97.6396 97.6083 96.5994 96.5994 94.2839 93.7998 93.506 91.4787 93.1329 94.1325 94.6254 96.0526 96.0526 92.8887 91.4532 93.3 94.3827 99.3082 99.2376 98.3609 98.3609 98.4136 98.5035 98.7625 98.7625 98.9081 99.0402 99.0402 99.3239 99.3239 99.276 99.2128 98.3648 97.8178 97.1191 96.6685 96.9986 96.77 98.3474 99.0632 100.488 100.459 100.019 100.019 101.005 99.274 99.0214 98.7666 100.538 100.344 99.6713 99.6713 99.5651 99.2663 99.1168 97.3169 97.9511 97.7447 99.4021 100.354 100.354 98.4015 97.6147 98.4385 98.9533 The StatAdvisor This table contains information about values of hieu suat generated using the fitted model The table includes: (1) the observed value of hieu suat (if any) (2) the predicted value of hieu suat using the fitted model (3) 95.0% confidence limits for the mean response Each item corresponds to the values of the experimental factors in a specific row of your data file To generate forecasts for additional combinations of the factors, add additional rows to the bottom of your data file In each new row, enter values for the experimental factors but leave the cell for the response empty When you return to this pane, forecasts will be added to the table for the new rows, but the model will be unaffected Path of Steepest Ascent for hieu suat Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 114 Luận văn thạc sỹ ap suat (bar) 32.5 33.5 34.5 35.5 36.5 37.5 man vao (phan nghin) 16.5 16.2198 15.9449 15.6782 15.4229 15.1832 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường nhiet (do C) 30.0 30.135 30.2606 30.3764 30.4819 30.5765 Predicted hieu suat (%) 97.4033 97.7205 97.9852 98.2032 98.3803 98.522 The StatAdvisor This pane displays the path of steepest ascent (or descent) This is the path from the center of the current experimental region along which the estimated response changes most quickly for the smallest change in the experimental factors It indicates good locations to run additional experiments if your goal is to increase or decrease hieu suat Currently, points have been generated by changing ap suat in increments of 1.0 bar You can specify the amount to change any one factor by pressing the alternate mouse button and selecting Pane Options STATGRAPHICS will then determine how much all the other factors have to change to stay on the path of steepest ascent The program also computes the estimated hieu suat at each of the points along the path, which you can compare to your results if you run those points Optimize Response Goal: maximize hieu suat Optimum value = 99.4333 Factor Low High Optimum ap suat 5.0 57.0 57.0 man vao 1.1 31.2 1.1 nhiet 28.4 33.2 30.4284 The StatAdvisor This table shows the combination of factor levels which maximizes hieu suat over the indicated region Use the Analysis Options dialog box to indicate the region over which the optimization is to be performed You may set the value of one or more factors to a constant by setting the low and high limits to that value b) File chạy phần mơ hình hóa thực nghiệm bậc hai tâm xoay ảnh hưởng yếu tố đến lưu lượng dòng Analyze Experiment - luu luong File name: Estimated effects for luu luong (l/h) Effect Estimate Stnd Error V.I.F average 48.5353 3.71569 A:ap suat 114.152 12.2747 4.04837 B:do man vao -94.2542 16.4596 4.25439 C:nhiet 61.3592 12.4205 4.30068 AA 109.93 23.7546 4.27542 AB -195.305 48.096 12.38 AC 2.33087 19.5317 7.69604 BB 112.305 39.0112 7.81111 BC 12.237 27.6498 9.71053 CC -84.3018 14.0552 4.82142 Standard errors are based on total error with 96 d.f The StatAdvisor This table shows each of the estimated effects and interactions Also shown is the standard error of each of the effects, which measures their sampling error Note also that the largest variance inflation factor (V.I.F.) equals 12.38 For a perfectly orthogonal design, all of the factors would equal Factors of 10 or larger are usually interpreted as indicating serious confounding amongst the effects To plot the estimates in decreasing order of importance, select Pareto Charts from the list of Graphical Options To test the statistical significance of the effects, select ANOVA Table from the list of Tabular Options You can then remove insignificant effects by pressing the alternate mouse button, selecting Analysis Options, and pressing the Exclude button Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 115 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Analysis of Variance for luu luong Source Sum of Squares Df Mean Square A:ap suat 26000.5 26000.5 B:do man vao 14964.9 14964.9 C:nhiet 534.261 534.261 AA 2255.26 2255.26 AB 1394.2 1394.2 AC 2665.27 2665.27 BB 490.578 490.578 BC 1384.58 1384.58 CC 5744.21 5744.21 Total error 16086.6 96 167.569 Total (corr.) 143006 105 R-squared = 88.7511 percent R-squared (adjusted for d.f.) = 87.6965 percent F-Ratio 155.16 89.31 3.19 13.46 8.32 15.91 2.93 8.26 34.28 P-Value 0.0000 0.0000 0.0773 0.0004 0.0048 0.0001 0.0903 0.0050 0.0000 Regression coeffs for luu luong Coefficient Estimate constant -9775.91 A:ap suat 0.512049 B:do man vao -9.50077 C:nhiet 643.626 AA 0.0813094 AB -0.249559 AC 0.0224122 BB 0.247912 BC 0.203272 CC -10.5377 The StatAdvisor This pane displays the regression equation which has been fitted to the data The equation of the fitted model is luu luong = -6449.37 - 13.6216*ap suat + 24.5278*do man vao + 422.295*nhiet + 0.0432342*ap suat^2 - 0.119007*ap suat*do man vao + 0.503023*ap suat*nhiet + 0.0988489*do man vao^2 - 0.885373*do man vao*nhiet - 6.88151*nhiet do^2 where the values of the variables are specified in their original units To have STATGRAPHICS evaluate this function, select Predictions from the list of Tabular Options To plot the function, select Response Plots from the list of Graphical Options Correlation Matrix for Estimated Effects (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) average A:ap suat B:do man vao C:nhiet AA AB AC BB BC CC (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (10) -0.0253 -0.0081 -0.0226 -0.6261 -0.2895 -0.1745 -0.2610 (1) 1.0000 0.1572 0.0923 -0.1151 -0.6072 0.5228 0.0513 -0.5294 -0.1719 -0.0253 (2) 0.1572 1.0000 -0.6671 -0.1923 -0.4408 0.2723 -0.0812 -0.0127 0.0955 -0.0081 (3) 0.0923 -0.6671 1.0000 -0.1062 0.1013 0.0249 0.3891 -0.0656 -0.5555 -0.0226 Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 (4) -0.1151 -0.1923 -0.1062 1.0000 0.3822 0.0530 -0.3301 -0.2438 0.3447 -0.6261 (5) -0.6072 -0.4408 0.1013 0.3822 1.0000 -0.6720 -0.2083 0.3944 0.2170 -0.2895 (6) 0.5228 0.2723 0.0249 0.0530 -0.6720 1.0000 0.2030 -0.8310 -0.2597 -0.1745 (7) 0.0513 -0.0812 0.3891 -0.3301 -0.2083 0.2030 1.0000 0.0896 -0.8912 -0.2610 (8) -0.5294 -0.0127 -0.0656 -0.2438 0.3944 -0.8310 0.0896 1.0000 0.0306 0.0768 (9) -0.1719 0.0955 -0.5555 0.3447 0.2170 -0.2597 -0.8912 0.0306 1.0000 0.2370 116 Luận văn thạc sỹ (8) (9) (10) Viện Khoa học Công nghệ Môi trường 0.0768 0.2370 1.0000 The StatAdvisor The correlation matrix shows the extent of the confounding amongst the effects A perfectly orthogonal design will show a diagonal matrix with 1's on the diagonal and 0's off the diagonal Any non-zero terms off the diagonal imply that the estimates of the effects corresponding to that row and column will be correlated In this case, there are 36 pairs of effects with non-zero correlations Since one or more of the pairs is greater than or equal to 0.5, you may have some difficulty separating the effects from each other when analyzing the data You should consider adding additional runs to the design to reduce the correlations Estimation Results for luu luong Observed Fitted Row Value Value 25.0 37.6789 28.0 37.6789 17.0 23.2124 17.0 19.4295 17.0 19.4295 20.0 10.5988 30.0 31.2177 18.0 -18.979 26.0 20.7339 10 18.0 -0.155438 11 19.0 27.2972 12 19.0 30.1691 13 18.0 11.9143 14 18.0 24.7295 15 17.0 -2.01617 16 16.0 2.15433 17 16.0 2.15433 18 24.0 19.1431 19 26.0 31.2333 20 26.0 31.2333 21 32.0 47.9738 22 29.0 56.0601 23 29.0 52.9653 24 59.0 71.0774 25 51.0 66.8075 26 78.0 88.7949 27 78.0 81.8426 28 78.0 79.946 29 20.0 19.8945 30 20.0 23.2991 31 28.0 26.0441 32 28.0 44.1453 33 28.0 46.918 34 60.0 48.8477 35 60.0 64.6669 36 60.0 64.6968 37 94.0 64.6968 38 85.0 84.5242 39 120.0 79.472 40 120.0 108.105 41 102.0 100.069 42 102.0 70.5479 43 19.0 66.8066 44 19.0 18.0646 45 19.0 15.0194 46 30.0 20.8991 Lower 95.0% CL for Mean 23.7175 23.7175 8.51642 4.72743 4.72743 -6.61025 20.7008 -39.9488 8.36102 -14.9523 17.1686 20.2948 1.25113 14.907 -14.3669 -9.3889 -9.3889 9.72732 23.5985 23.5985 40.0743 48.7424 45.5063 63.0963 59.3615 77.7761 72.0496 70.0748 9.54867 16.0639 18.9725 37.7618 40.3768 42.0588 57.678 57.7491 57.7491 76.4243 71.6013 95.5883 86.5187 57.1906 52.5606 7.81838 4.42468 10.8827 Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 Upper 95.0% CL for Mean 51.6402 51.6402 37.9084 34.1315 34.1315 27.8078 41.7346 1.99084 33.1069 14.6414 37.4258 40.0433 22.5775 34.5521 10.3346 13.6976 13.6976 28.5589 38.8681 38.8681 55.8732 63.3778 60.4244 79.0585 74.2534 99.8137 91.6355 89.8172 30.2403 30.5342 33.1157 50.5289 53.4593 55.6366 71.6558 71.6445 71.6445 92.6241 87.3428 120.621 113.619 83.9052 81.0527 28.3109 25.6141 30.9156 117 Luận văn thạc sỹ 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 30.0 30.0 36.0 36.0 62.0 62.0 62.0 100.0 100.0 100.0 62.0 62.0 62.0 19.0 19.0 33.0 33.0 33.0 33.0 60.0 60.0 55.0 55.0 55.0 55.0 66.0 66.0 60.0 30.0 30.0 17.0 17.0 40.0 40.0 40.0 137.0 137.0 137.0 152.0 152.0 152.0 152.0 110.0 110.0 82.0 82.0 53.0 53.0 53.0 110.0 110.0 62.0 99.0 99.0 99.0 136.0 36.0 36.0 28.0 28.0 35.9144 38.8749 40.0391 45.9241 45.1747 60.6249 62.3426 57.0653 81.7792 89.0944 79.8224 59.133 54.1431 51.332 43.0274 43.0274 43.0432 43.7536 44.6202 44.6202 49.107 47.3567 47.3567 57.228 57.228 55.9538 79.8619 68.1478 70.2141 57.3391 47.7019 28.5782 26.3058 40.3253 42.2593 116.026 115.625 110.463 110.463 147.845 127.065 123.52 119.763 101.218 99.3829 69.3143 69.3143 58.8099 54.9877 52.7604 79.2125 92.5186 79.7345 124.481 138.262 138.262 44.0057 29.5104 33.0427 43.0515 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường 29.1055 31.8159 32.7808 38.6535 38.0764 53.4347 54.9353 49.8144 74.9323 82.2987 72.7909 50.5162 44.4648 40.9802 24.3395 24.3395 34.0723 34.8289 35.1929 35.1929 41.6326 38.7636 38.7636 49.6619 49.6619 48.2497 70.0175 57.3738 57.4581 41.8836 29.7466 19.1274 16.598 32.8351 33.3284 106.701 106.406 102.026 102.026 132.884 112.595 108.825 104.741 91.2142 89.9393 58.7106 58.7106 40.5794 36.1178 33.3923 59.0594 75.8866 67.2653 107.992 123.413 123.413 24.9761 8.24163 15.3046 27.2744 Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 42.7233 45.934 47.2974 53.1946 52.273 67.8152 69.7499 64.3162 88.6262 95.8902 86.8539 67.7497 63.8214 61.6839 61.7152 61.7152 52.0141 52.6783 54.0476 54.0476 56.5813 55.9499 55.9499 64.794 64.794 63.6578 89.7062 78.9219 82.9702 72.7946 65.6572 38.029 36.0137 47.8155 51.1902 125.35 124.845 118.9 118.9 162.806 141.536 138.214 134.785 111.222 108.827 79.918 79.918 77.0403 73.8575 72.1285 99.3656 109.151 92.2037 140.97 153.111 153.111 63.0352 50.7792 50.7807 58.8287 118 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường The StatAdvisor This table contains information about values of luu luong generated using the fitted model The table includes: (1) the observed value of luu luong (if any) (2) the predicted value of luu luong using the fitted model (3) 95.0% confidence limits for the mean response Each item corresponds to the values of the experimental factors in a specific row of your data file To generate forecasts for additional combinations of the factors, add additional rows to the bottom of your data file In each new row, enter values for the experimental factors but leave the cell for the response empty When you return to this pane, forecasts will be added to the table for the new rows, but the model will be unaffected Path of Steepest Ascent for luu luong ap suat (bar) 31.0 32.0 33.0 34.0 35.0 36.0 man vao (phan nghin) 16.15 15.6671 15.1749 14.6748 14.1681 13.6558 nhiet (do C) 30.0 30.0378 30.0696 30.0969 30.1205 30.1413 Predicted luu luong (l/h) 48.5353 53.0637 58.0328 63.4804 69.433 75.9096 The StatAdvisor This pane displays the path of steepest ascent (or descent) This is the path from the center of the current experimental region along which the estimated response changes most quickly for the smallest change in the experimental factors It indicates good locations to run additional experiments if your goal is to increase or decrease luu luong Currently, points have been generated by changing ap suat in increments of 1.0 bar You can specify the amount to change any one factor by pressing the alternate mouse button and selecting Pane Options STATGRAPHICS will then determine how much all the other factors have to change to stay on the path of steepest ascent The program also computes the estimated luu luong at each of the points along the path, which you can compare to your results if you run those points Optimize Response Goal: maximize luu luong Optimum value = 288.157 Factor ap suat man vao nhiet Low 5.0 1.1 28.4 High 57.0 31.2 33.2 Optimum 57.0 1.33295 32.5924 The StatAdvisor This table shows the combination of factor levels which maximizes luu luong over the indicated region Use the Analysis Options dialog box to indicate the region over which the optimization is to be performed You may set the value of one or more factors to a constant by setting the low and high limits to that value Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 119 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Standardized Pareto Chart for luu luong A:ap suat + - B:do man vao CC AC AA AB BC C:nhiet BB Standardized effect Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 12 15 120 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Main Effects Plot for luu luong 170 luu luong 130 90 50 10 -30 5.0 60.0 ap suat 1.0 35.0 28.0 34.0 man vao nhiet Estimated Response Surface nhiet do=31.0 luu luong 400 300 200 100 0 10 20 30 40 ap suat Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 50 60 10 20 30 40 man vao 121 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Contours of Estimated Response Surface nhiet do=31.0 40 luu luong 0.0 40.0 80.0 120.0 160.0 200.0 240.0 280.0 320.0 360.0 400.0 440.0 man vao 30 20 10 0 10 20 30 ap suat 40 50 60 Một số hình ảnh thiết bị thẩm thấu ngược OIA/EV hãng ElettronicaVenneta CHÚ THÍCH FI4 FT4 V1: V5 V2: V3: F2 V4: V5: PI1 PC1 PT1 V6: V8 FI3 PV1 V7: FT3 V8: V9: Van xả đáy cho thùng D1 Van đóng mở dịng vào hệ thống Van chỉnh lưu lượng vào thiết bị màng Van chỉnh lưu lượng dòng xả tay Van chỉnh lưu lượng dòng sản phẩm Van đóng mở nước vào thiết bị UV Van xả đáy thùng D2 Van xả dung dịch ngâm màng Van chỉnh lưu lượng dịng tuần hồn tay Bơm nước nguồn vào hệ thống màng, áp suất tối đa 45 bar Bơm nước vào thiết bị UV, lưu lượng 60L/h F1: Cột lọc kích thước lỗ 5µm F2: Module màng RO FI1: Lưu lượng kế, dải đo 100 ÷ 1000 L/h TI1: Áp kế đo áp suất dòng vào bơm PSW1: Áp kế Bounrdon, dải đo 0÷60bar G1: G2: FC2 V9 FI2 FT2 V4 PSV FV2 V3 PV1: Van điều chỉnh dịng tuần hồn tự động, đồng thời kiểm sốt áp suất Chạy khí nén FV2: Van điều chỉnh dịng xả tự động, đồng thời kiểm sốt áp suất Chạy khí nén D2 D1 FI1 TI1 Bộ chuyển đổi tín hiệu đo áp suất dịng sản phẩm, dải đo đến 1000mmH2O FT4: Bộ chuyển đổi tín hiệu đo lưu lượng dòng sản phẩm, dải đo đến 200L/h FI3: Bộ chuyển đổi tín hiệu áp suất dịng tuần hồn, dải đo đến 1000mmH2O FT3: Bộ chuyển đổi tín hiệu đo lưu lượng dịng tuần hồn, dải đo đến 200L/h FI4: V6 PSW F1 V1 UV V1 V7 G1 G2 FI2: Bộ chuyển đổi tín hiệu đo áp suất dịng xả, dải đo đến 1000mmH2O chuyển đổi tín hiệu đo lưu lượng dịng xả, dải đo đến 200L/h FT2: Bộ Sơ đồ dây dây chuyền công nghệ thiết bị thẩm thấu ngược OIA/EV hãng ElettronicaVenneta Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 122 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường Thiết bị thẩm thấu ngược OIA/EV hãng ElettronicaVenneta Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 123 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN CẢNH DŨNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THẨM THẤU NGƯỢC RO TRONG KHỬ MẶN VÀ PHỤC VỤ CÂP NƯỚC CHO CÁC VÙNG DUYÊN HẢI VÀ HẢI ĐẢO... trường vụ cấp nước cho vùng duyên hải hải đảo? ?? hy vọng đóng góp nhỏ bé việc cung cấp nước cho vùng ven biển, hải đảo vùng nước nhiễm mặn Đề sâu vào nghiên cứu tổng thể công nghệ màng thẩm thấu ngược. .. nước vùng khó khăn nước vùng hải đảo ven biển, đề tài “ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thẩm thấu ngược (RO) khử mặn phục Nguyễn Cảnh Dũng, CHMT 05-07 Luận văn thạc sỹ Viện Khoa học Công nghệ Môi