Bài viết tiến hành nghiên cứu, thiết kế và thi công máy lọc nước nhiễm mặn sử dụng công nghệ RO; hệ thống sử dụng công nghệ thẩm thấu ngược RO cho khả năng xử lý tốt nguồn nước đầu vào có độ mặn từ 0 - 2⁰/₀₀, đảm bảo chất lượng nước luôn nằm trong quy chuẩn.
Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 61 (12/2020) 17 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ RO KHỬ MẶN QUY MƠ HỘ GIA ĐÌNH HOUSEHOLD DESALINATION RO SYSTEM DESIGN AND INSTALLATION Nguyễn Văn Hiệp, Nguyễn Trọng Tuyển, Phan Mạnh Cường Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, Việt Nam Ngày tòa soạn nhận 6/7/2020, ngày phản biện đánh giá 20/7/2020, ngày chấp nhận đăng 14/8/2020 TĨM TẮT Trong năm gần đây, tình trạng xây dựng thủy điện hoạt động khai thác tài nguyên nước thượng nguồn sông Mekong gây thiếu hụt nguồn nước hạ lưu Hơn nữa, yếu tố nước biển dâng biến đổi khí hậu với việc tỉnh, thành phố khu vực Đồng sơng Cửu Long có cao độ tự nhiên thấp, gây tượng xâm nhập mặn nặng nề Bến Tre, Việt Nam tỉnh chịu nạn xâm nhập mặn trầm trọng nước Theo số báo cáo tháng 3/2020, nhiều tuyến sông địa bàn tỉnh nhiễm mặn - 10⁰/₀₀ Riêng nước cấp trực tiếp cho sinh hoạt vượt mức báo động 2⁰/₀₀, gấp8 lần so với 0,25⁰/₀₀ quy chuẩn chất lượng nước ăn uống QCVN 01:2009 Trước tình hình đó, nhóm tác giả thiết kế thi công hệ thống lọc nước mặn bán tự động quy mơ hộ gia đình Hệ thống sử dụng cơng nghệ thẩm thấu ngược RO cho khả xử lý tốt nguồn nước đầu vào có độ mặn từ - 2⁰/₀₀, đảm bảo chất lượng nước nằm quy chuẩn Hệthống đạt công suất lọc 10 L/h, giúp đáp ứng nhu cầu ăn uống hàng ngày người Ngồi ra, người dùng giảm sát thơng số TDS, độ mặn, thể tích nước lọc điều khiển hệ thống từ xa điện thoại Android Từ khóa: Máy lọc nước; nhiễm mặn; RO; độ mặn; hệ thống lọc nước mặn ABSTRACT In recent years, hydropower projects and exploitation of upstream MeKong river has been causing shortage of downstream Moreover, the rising of sea level due to climate change in combination with low natural elevation of (the) Mekong Delta region made saltwater intrusion more serious For instance, Ben Tre in Vietnam is one of the provinces suffering the most serious saltwater intrusion According to reports in mid-March 2020, many rivers in the province have been affected by salinity of - 10 ⁰/₀₀, living water sources reached the alarming level at 2⁰/₀₀, more (than) times compared to 0.25⁰/₀₀ in the standard of drinking water quality QCVN 01:2009 In this situation, the authors have designed and implemented a semiautomatic household desalination system It is applied RO technology for the ability of handling well feed water with the salinity within - 2⁰/₀₀, ensuring water quality always meets the standard The system also reaches a permeate flow of over 10 L/h, which helps to afford daily dietary needs of each person In addition, the system operation and indicators of Total Dissolved Solids (TDS), salinity, filtered water volume can be remotely controlled and monitored by Android phone Keywords: Water purifier; intrusion; RO; salinity; saltwater filtration system GIỚI THIỆU Biến đổi khí hậu xem vấn đề quan trọng ảnh hưởng đến sách, kế hoạch hành động Việt Nam năm tới Biến đổi khí hậu mực nước biển dâng cao làm tăng vùng ngập lụt, cản trở hệ thống nước, tăng cường độ xói lở vùng bờ biển Đặc biệt vấn đề nhiễm mặn, gây khó khăn cho hoạt động 18 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 61 (12/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh nơng nghiệp cung cấp nước sinh hoạt Nước biển dâng làm xâm nhập mặn sâu vào nội địa, cống hạ lưu ven sơng khơng có khả lấy nước Bảng bên thể thành phần hàm lượng trung bình chúng nước biển nước sơng tồn giới: Bảng Hàm lượng chất vơ hịa tan nước biển sông [1] Sông Biển Ion (mg/L) (mg/L) Bicarbonate (HCO3-) 142 58,0 Calcium (Ca2+) 400 15,0 Silicate (SiO2) 6,4 13,1 Sulfate (SO42-) 2.700 11,2 Chloride (Cl-) 19.000 7,8 Sodium (Na+) 10.500 6,3 Magnesium (Mg2+) 1.350 4,1 380 2,3 Potassium (K+) Độ mặn tổng nồng độ ion hịa tan nước Dựa vào Bảng thấy nước sơng có độ mặn khoảng 120 mg/l (0,12⁰/₀₀), thấp so với nước biển khoảng 34.500 mg/l (34,5⁰/₀₀) Trong đó, Na+ Cl- chiếm khoảng 0,1% nước sông, chiếm 85% nước biển Tình trạng nhiễm mặn miền Tây Nam Bộ khiến lượng Na+ Cl- nước sông tăng đáng kể Tại tỉnh Bến Tre, độ mặn đo nhiều tuyến sông kênh rạch địa bàn huyện Chợ Lách đạt từ 4⁰/₀₀ đến 6⁰/₀₀ Tại ấp cù lao Tiên Lợi, xã Tiên Long, huyện Châu Thành, tỉnh Bến Tre, bao bọc sông Hàm Luông nên nước mặn xâm nhập mức 7⁰/₀₀ đến 10⁰/₀₀ Hầu hết nhà máy xử lý trực tiếp nguồn nước đầu vào từ sông khiến đầu nước sinh hoạt bị nhiễm mặn lên đến 2⁰/₀₀ [2] Để sử dụng nguồn nước này, việc trang bị thêm hệ thống lọc trung gian cần thiết Trước tình hình đó, nhóm tác giả nghiên cứu, thiết kế thi công máy lọc nước nhiễm mặn sử dụng công nghệ RO Kết thu cho chất lượng nước đầu đạt chuẩn ăn uống với độ mặn 0,25⁰/₀₀ Máy lọc kết hợp điều khiển giám sát chất lượng nước qua điện thoại, giúp người dùng đánh giá khách quan thuận tiện trình sử dụng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Khái niệm nước nhiễm mặn Nước nhiễm mặn nước chứa hàm lượng đáng kể muối hòa tan (chủ yếu muối NaCl) vượt mức cho phép Ở Việt Nam, tiêu chuẩn nước cấp cho ăn uống độ mặn không vượt 0.25⁰/₀₀ Độ mặn củanước dựa muối hòa tan Độ mặn nước thay đổi theo đặc thù năm, phụ thuộc vào lượng nước sơng thượng nguồn đổ về, yếu tố khí tượng thủy văn toàn vùng theo thời gian tổng hàm lượng muối tan nước Bảng Phân loại nguồn nước theo độ mặn Nguồn nước Độ mặn (⁰/₀₀) Nước < 0,5 Nước lợ 0,5 - 30 Nước mặn 30 - 50 Nước muối > 50 2.2 Giới thiệu công nghệ lọc nước RO RO (Reverse Osmosis) công nghệ lọc nước sử dụng nguyên lý thẩm thấu ngược Quá trình thẩm thấu định nghĩa dịch chuyển thụ động phân tử dung môi qua màng bán thấm đến khu vực có nồng độ cao chất tan theo khuynh hướng cân nồng độ chất tan hai bên Q trình diễn tự nhiên khơng tốn lượng Công nghệ RO hoạt động theo nguyên lý ngược lại với tượng nên gọi thẩm thấu ngược Khi cấp môt áp suất lớn áp suất thẩm thấu, dung môi nước di chuyển từ môi trường nồng độ chất tan cao sang mơi trường có nồng độ thấp ngăn cách màng bán thấm Kết thu nước tinh khiết hỗn hợp nước có độ mặn cao hai ngăn khác Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 61 (12/2020) 19 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Lõi lọc RO cấu tạo từ nhiều lọc cuộn trịn theo hình xoắn ốc xung quanh ống lọc trung tâm Mỗi lọc gồm màng phẳng có ba lớp: lớp vải polyester, xốp polysulfone lớp lọc polyamide dày 0,2 µm Lớp xốp polysulfone có chức gia cố cho lớp lọc mỏng, lớp lọc thực chức loại bỏ tạp chất: hóa chất, vi khuẩn vi rút khỏi nước Giữa lọc có đệm tạo khoảng trống cho nước chảy qua 2.4 Thiết kế hệ thống máy lọc RO 2.4.1 Máy lọc Yêu cầu: - Máy lọc nước có độ mặn từ - 2⁰/₀₀ xuống 0,25⁰/₀₀ theo quy chuẩn vềchất lượng nước ăn uống QCVN 01: 2009 - Phục vụ cho hộ gia đình thành viên vấn đề ăn uống Theo tiêu chuẩn cấp nước bên TCVN 4513: 1988, nhà ở, nước sinh hoạt dùng hàng ngày lấy vịi cơng cộng đường phố, tiểu khu, tiêu chuẩn dùng nước trung bình người lấy từ 40 - 60 L/ngày Chọn 10 L/người/ngày vấn đề ăn uống, máy phải tạo 40 L/ngày - Thời gian lọc nhanh, chọn công suất lọc 10 L/h - Kích thước nhỏ gọn, thẩm mỹ, dễ lắp đặt, vận chuyển Tính tốn áp suất thẩm thấu: Hình Ngun lý cơng nghệ RO Nước nhiễm mẵn (mũi tên màu đỏ) bơm vào chảy dọc theo hướng hình trụ dọc theo bề mặt bên màng Dưới áp lực bơm, phần nước thẩm thấu ngược qua màng (mũi tên màu xanh) chảy phía ống lọc tạo thành nước tinh khiết, để lại muối vi sinh vật tập trung bề mặt màng Điều khiến lỗ nhỏ màng bán thấm bị lấp kín trừ loại bỏ đủ nhanh dịng chảy bên trên, nguyên nhân phải thay lõi lọc sau thời gian sử dụng Phần nước cịn lại khơng kịp thẩm thấu bị đẩy với độ mặn lớn nhiều so với nước ban đầu 2.3 Ưu điểm nhược điểm công nghệ lọc nước RO Ưu điểm: Công nghệ RO phổ biến Việt Nam, dễ lắp đặt, có khả khử muối khoáng tốt, nguồn nước đầu Phù hợp xử lý nguồn nước nhiễm mặn, nhiễm lợ Nhược điểm: Làm khống chất có lợi, phải thay lõi sau thời gian sử dụng, chi phí thay lõi đắt, … Như trình bày trên, nước sông nhiễm mặn chủ yếu NaCl, độ mặn 2⁰/₀₀ có nghĩa lít nước có 2g muối NaCl Nhóm tác giả sử dụng muối ăn NaCl pha chế tượng trưng dùng bút thử TDS để đo tổng chất rắn hịa tan Vì có NaCl nước nên xem hai thơng số Xét lít nước nhiễm mặn: Khối lượng NaCl: m = 2,0 g Số mol NaCl: n= � � = = 0,0342 mol (1) 58,44 Nồng độ mol NaCl: c= � � = 0,0342 = 0,0342 M (2) Do mol NaCl tạo mol hạt dung dịch nên tổng nồng độ hạt hòa tan dung dịch là: c = × 0,0342 = 0,0684 � Áp suất thẩm thấu 30℃ theo phương trình Val’t Hoff: Ps = c × R × T = 0,0684 × 0,0831 × 303,15 ≈ 1,72 bar ≈ 25 psi (3) Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 61 (12/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh 20 Trong đó: Tính tốn áp suất bơm: R: Hằng số khí, đơn vị �.��� Cơng thức tính lưu lượng dịng thấm [3]: ���.� F = K × (Pp – Ps) T: Nhiệt độ Kelvin, đơn vị K Ps: Áp suất thẩm thấu, đơn vị bar psi Đây áp suất trạng thái cân bằng, không xảy tượng thẩm thấu, cần cung cấp áp suất lớn để trình thẩm thấu ngược xảy Áp suất thẩm thấu (psi) Trong đó: F: lưu lượng dòng thấm, đơn vị L/h K: hệ số lưu lượng, phụ thuộc đặc tính màng � lọc áp suất thẩm thấu, đơn vị ℎ.��� Pp: Áp suất máy bơm, đơn vị psi 140 125,02 Pₛ/30℃ 120 Hệ số lưu lượng: 100,02 100 �ₘ K= 75,01 80 (�ₘ−�ₛ) 50,01 60 40 20 (4) (130−25) = 0,207 � ℎ.�� (5) Trong đó: 0 21,8 � 25 = Độ mặn tính theo NaCl (⁰/₀ ) 10 Hình Tác động độ mặn áp suất thẩm thấu Chọn lõi lọc RO: Lõi lọc phải chịu áp suất lớn áp suất thẩm thấu có lưu lượng dòng thấm từ 10 L/h trở lên Qua nghiên cứu, nhóm tác giả nhận thấy lõi lọc DOW FILMTEC TW30-1812-50HR dành cho quy mơ hộ gia đình phù hợp với thông số đề Pm: Áp suất vận hành màng, đơn vị psi Fm: Lưu lượng dòng thấm tối đa Pm, đơn vị L/h Ps: Áp suất thẩm thấu, đơn vị psi Để đáp ứng lưu lượng dòng thấm F = 10 L/h, Áp suất bơm tối thiểu là: Pp = � � + Ps = 10 + 25 ≈ 73 psi Trên thị trường phổ biến loại 125 psi, 140 psi, 150 psi dành cho loại màng lọc Chọn máy bơm 125 psi để đảm bảo an toàn cho màng lọc Hình Lõi RO sử dụng Bảng Thơng số lõi TW30-1812-50HR Thuộc tính Thơng số Nhiệt độ tối đa 45℃ Áp suất tối đa 150 psi Lưu lượng dòng thấm tối đa 130 psi 21,8 L/h (6) 0,207 Hình Máy bơm màng TF - 8379 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 61 (12/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh 21 Nhóm tác giả sử dụng bơm màng TF – 8379, thông số máy bơm: Điện tiêu thụ để tạo 10 L nước tinh khiết [3]: Bảng Thông số máy bơm màng TF - 8379 Thuộc tính Thơng số định mức A= Điện áp 0,34 A Áp suất bơm 125 psi Lưu lượng 1,2 L/m 36 = (125 ×0,06895)×(20 ×10−3) 36 = 0,0048 ��ℎ 24 VDC Dịng điện �ₚ × � (8) Trong đó: A: Điện tiêu thụ, đơn vị kWh Pp: Áp suất bơm, đơn vị bar Lưu lượng dòng thấm tối đa sử dụng máy bơm trên: Để sản suất 40 L/ngày cần tiêu tốn: × � = 0,0192 ��ℎ F = K × (Pp – Ps) = 0,207 × (125 – 25) = 20,7 L/h V: Thể tích nước cần bơm, đơn vị m3 (7) (9) Thiết kế hệ thống lọc: Dưới biểu đồ thể mối quan hệ lưu lượng dòng thấm độ mặn sử dụng lõi lọc chọn áp suất bơm 125 psi: Lưu lượng dòng thấm (L/h) Áp suất thẩm thấu Pₛ (psi) 25 50 75 100 125 150 25 20,9 20,7 20,4 Hình Sơ đồ khối hệ thống lọc 19,8 20 - Tiền xử lý: Gồm lõi lọc, lõi số để lọc chất rắn khơng tan nước cát, bụi, nhựa có kích thước lớn µm Lõi số lõi lọc than hoạt tính giúp làm nước, loại bỏ mùi lạ, mùi Clo, số chất độc hại tro0ng nước Lõi thứ loại bỏ vật thể lớn µm giúp bảo vệ kéo dài tuổi thọ màng lọc RO 18,1 15,5 15 10 F Pₛ 0 10 12 Độ mặn theo NaCl (⁰/₀₀) Hình Tác động độ măn lưu lượng dòng thấm Như vậy, theo lý thuyết máy bơm 125 psi rút ngắn thời gian lọc 40 lít nước tinh khiết từ tiếng xuống gần tiếng Tính tốn điện tiêu thụ: Giả định hệ số hồi phục 50% Cứ 2L nước nhiễm mặn bơm tạo 1L nước tinh khiết 1L nước thải có độ mặn gấp đôi ban đầu Máy bơm tiêu tốn lượng lượng tích áp suất bơm thể tích nước bơm - Bơm: Sử dụng máy bơm 125 psi tạo áp lực lên lọc RO - Valve điện từ: Ngăn tình trạng tự lọc áp suất nguồn nước cấp tăng cao tình trạng rỉ nước thải gây lãng phí - Áp kế: Kiểm tra thủ cơng áp lực màng RO để đánh giá tình trạng máy, áp lực chịu đựng màng (trên 150 psi) phải dừng hoạt động lọc để tránh hỏng màng - Thẩm thấu ngược: Lõi RO giúp loại bỏ phân tử lớn 0,1 nm cho nước tinh khiết - Bình chứa: Chứa nước tinh khiết sau lọc 22 Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 61 (12/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh 2.4.2 Mạch điều khiển Đối tượng nghiên cứu: Module vi điều khiển ESP32, cảm biến tổng chất rắn hòa tan TDS, cảm biến khoảng cách tia laser ToF VL53L0X, buzzer, đèn led, hình LCD hiển thị Phần mềm hỗ trợ: Solidworks thiết kế khí, Visual Studio lập trình ứng dụng Android sử dụng tảng lập trình ứng dụng di động cross-platform Micosoft Xamarin Sơ đồ khối hệ thống Ngoài khả lọc nước nhiễm mặn, máy kết hợp đo đạc tham số TDS, độ mặn thể tích nước bình chứa sau đánh giá chất lượng nước gửi lên Firebase, người dùng cần cài đặt ứng dụng Desalination Monitor theo dõi thông số điều khiển máy từ đâu Bên sơ đồ khối hệ thống: Hình Lưu đồ thuật tốn mạch điều khiển KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Thiết kế hệ thống máy lọc 3.1.1 Bản vẽ máy lọc Sau tính tốn, lựa chọn đo đạc kích thước linh kiện, nhóm giác giả tiến hành thiết kế máy phần mềm Solidworks Máy có kích thước: D x W x H = 200 mm x 685 mm x 550 mm Hình Sơ đồ khối hệ thống c Lưu đồ giải thuật: Mạch điều khiển có chức đo đạc thông số nhận lệnh điều khiển từ điện thoại thông qua Firebase Sau lưu đồ thuật tốn mạch điều khiển Hình Ảnh render máy lọc nước solidworks Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 61 (12/2020) 23 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh 3.1.2 Thi công máy lọc 3.1.4 Giao diện ứng dụng điện thoại Phần khung sử dụng sắt để gia cố, xung quanh ốp mica mm nhiều chi tiết khác in 3D Người dùng giám sát điều khiển máy lọc từ xa điện thoại Android thông qua ứng dụng Trên ứng dụng thể chi tiết thơng số hình LCD gắn máy lọc Hình 10 Ảnh thực tế bên ngồi máy Vị trí mạch điều khiển thay đổi so với thiết kế để thuận tiện cho trình lắp đặt Hình 13 Giao diện ứng dụng điện thoại 3.1.5 Giao diện Firebase Cloud Hình 11 Ảnh thực tế bên máy 3.1.3 Nội dung hiển thị LCD Màn hình LCD gắn máy lọc, hiển thị thơng số: ● TDS: Tổng chất rắn hịa tan ● SAL: Độ mặn ● VOL: Thể tích nước thấm ● ● Firebase Cloud giải pháp tốt để lưu trữ liệu Các thông số gửi lên Firebase bao gồm trạng thái máy, TDS, thể tích nước lọc, ngẫu số báo trạng thái online/offline máy cuối lệnh điều khiển STT: Trạng thái hoạt động máy gồm: Lọc/Dừng/Đầy (RUN/STOP/FULL) QLT: Chất lượng nước sau lọc gồm: Tốt/Kém (GOOD/BAD) Hình 14 Giao diện Firebase Cloud 3.2 Kết đo Tiến hành đặt tên cho đại lượng để dễ dàng biểu thị: Hình 12 Các thông số hiển thị LCD Fl: Lưu lượng thấm lý thuyết Ft: Lưu lượng thấm thực tế Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 61 (12/2020) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh Vs: Thể tích nước thấm Vp: Thể tích nước ngõ vào Vt: Thể tích nước thải Vp ln trì mức L Sau chạy kiểm thử nhiều liên tục, nhóm tác giả thống kê số liệu cho biểu đồ bên dưới: Chỉ số TDS (ppm) 15 30 45 60 201 90 Thời gian (phút) 139 150 75 Sử dụng số liệu TDS áp suất bơm hình 16, quan sát biểu đồ bên dưới: 131 4500 115 100 4000 72 Chỉ số TDS (ppm) 200 56 50 260 16 26 với áp suất bơm tỷ lệ nghịch với độ mặn nước cấp Đảm bảo lưu lượng thấm 10 L/h yêu cầu độ mặn nước cấp 2,01⁰/₀₀ áp suất bơm 100 psi Với lưu lượng thấm 13,2 L/h áp suất bơm 105 psi số TDS 2010 ppm (độ mặn 2,01⁰/₀₀), tiếng để lọc 40L nước tinh khiết, đạt yêu cầu thời gian đề Tuy nhiên, lưu lượng thấm đạt 20,7 L/h tính tốn trước hết máy bơm khơng đạt mức 125 psi thông số sản xuất 26 32 26 23 Nước cấp Đánh giá: Máy đáp ứng khả lọc nước nhiễm mặn từ - 2⁰/₀₀, thành nước đạt quy chuẩn nước ăn uống QCVN 01:2009 4500 18 0,83 0,79 3000 0,77 0,8 2500 2010 2000 1390 1500 1310 1150 726 565 500 Hình 15 Sự thay đổi số TDS nước cấp nước lọc theo thời gian 0,89 0,86 3500 1000 Nước lọc Fₜ/Fₗ 1,01 Tỉ lệ 24 260 0 55 75 105 77,5 92 95 97 Áp suất bơm trung bình (psi) Hình 17 Sai số lưu lượng thấm lý thuyết thực tế Hình 16 Tác động áp suất bơm độ mặn nước cấp tới lưu lượng thấm Đánh giá: Có sai lệch lưu lượng thấm lý thuyết thực tế, tỉ lệ trung bình 0,85 Có nhiều ngun nhân dẫn đến khác biệt Đầu tiên kể đến hệ số K thực bị ảnh hưởng đặc tính màng lọc RO diện tích tiếp xúc, nhiệt độ nước, thất thoát áp suất số thấm màng Nhóm tác giả dựa viết chuyên gia đơn giản hóa việc tính tốn, dẫn đến sai số lớn công suất lọc lý thuyết thực tế Tiếp đến sai số dụng cụ đo, nhóm tác giả sử dụng cơng cụ áp kế có giới hạn đo l50 psi, độ chia nhỏ psi, q trình đo áp suất khơng ổn định, phải ước lượng chủ quan dẫn đến sai số áp suất bơm Đánh giá: Máy bơm đạt 105/125 psi áp suất định mức Lưu lượng thấm tỷ lệ thuận Tiếp theo biểu đồ thể hiệu suất lọc máy: 15,3 15,6 15,5 16,6 16 3500 14 3000 2500 2000 11,4 12 13,2 13,6 13 12 10 8,3 9,8 8,4 2010 9,2 1390 1500 1000 11,6 1310 1150 726 565 500 Công suất lọc (L/h) Chỉ số TDS (ppm) 4000 260 0 55 75 77,5 92 95 97 105 Áp suất bơm trung bình (psi) TDS Fₜ Fₗ Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 61 (12/2020) 25 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh 0, 3000 2000 0,28 0,33 0,31 2010 1390 0,37 0,36 0,35 0,36 1310 1150 1000 bơm màng RO áp suất thẩm thấu tăng lên theo công thức Ps(i+1) =1,5 Ps(i) Vₛ/Vₚ TDS Tỉ lệ Chỉ số TDS (ppm) 4000 726 565 260 0 55 75 77,5 92 95 97 105 Áp suất bơm trung bình (psi) Hình 18 Tương quan thể tích nước thấm nước ngõ vào Đánh giá: Hệ số hồi phục trung bình khoảng 33%, tức L nước nhiễm mặn ngõ vào hồi phục gần L nước tinh khiết L lại nước thải Như vậy, để lọc 40 L nước tinh khiết yêu cầu, cần khoảng 121 L nước nhiễm mặn ngõ vào Để cải thiện hệ số tránh lãng phí nước, áp dụng biện pháp lọc nhiều giai đoạn, ngõ lõi RO thứ ngõ vào lõi RO thứ Lưu ý, thể tích nước ngõ vào tầng bị giảm 33% so với thể tích nước ngõ vào tầng trước hay độ mặn tăng thêm xấp xỉ = 1,5 lần, ví dụ 1−0,33 đề tài từ 2⁰/₀₀ lên 3⁰/₀₀ Như vậy,nếu cần thiết phải tính tốn lại để chọn máy KẾT LUẬN Máy lọc xử lý tốt nguồn nước sinh hoạt nhiễm mặn 2⁰/₀₀ miền Tây Nam Bộ, đáp ứng sinh hoạt người dân thiên tai xâm nhập mặn xảy Ngồi khả lọc mặn, cơng nghệ RO có khả loại bỏ vi khuẩn, mầm bệnh, đảm bảo an toàn sức khỏe cho người sử dụng Nhờ khả ghép tầng màng lọc RO, tiết kiệm nguồn nước ngõ vào đồng thời tăng sản lượng dòng thấm Máy hoạt động ổn định thời gian dài Các cảm biến theo dõi chất lượng nước xác Ứng dụng điện thoại hoạt động ổn định, giao diện thân thiện người dùng Tuy nhiên công suất sản phẩm nhỏ phù hợp với nhu cầu hộ gia đình LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cám ơn Ban chủ nhiệm, khoa Điện – Điện tử trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm tác giả nghiên cứu hồn thiện sản phẩm máy lọc nước nhiễm mặn sang nước TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Claude E Boyd, Water Quality, 98 - 104, Springer Publisher, Third edition, 2020 [2] http://kttvqg.gov.vn/kttv-voi-san-xuat-va-doi-song-106/dieu-dung-vi-xam-nhap-man6088.html [3] Uri Lachish, Optimizing the Efficiency of Reverse Osmosis Seawater Desalination, May 2002 Tác giả chịu trách nhiệm viết: Ths Nguyễn Văn Hiệp Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Email: hiepspkt@hcmute.edu.vn Nguyễn Trọng Tuyển Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Email: tuyennt.hcmute@gmail.com ... nước này, việc trang bị thêm hệ thống lọc trung gian cần thiết Trước tình hình đó, nhóm tác giả nghiên cứu, thiết kế thi công máy lọc nước nhiễm mặn sử dụng công nghệ RO Kết thu cho chất lượng nước... khoảng 121 L nước nhiễm mặn ngõ vào Để cải thiện hệ số tránh lãng phí nước, áp dụng biện pháp lọc nhiều giai đoạn, ngõ lõi RO thứ ngõ vào lõi RO thứ Lưu ý, thể tích nước ngõ vào tầng bị giảm 33%... Solidworks thiết kế khí, Visual Studio lập trình ứng dụng Android sử dụng tảng lập trình ứng dụng di động cross-platform Micosoft Xamarin Sơ đồ khối hệ thống Ngoài khả lọc nước nhiễm mặn, máy kết hợp