: Áp suất thẩm thấu phía bên dòng
1000 0,0065 / 6,5 / • Đường kính ống dẫn nước rửa vào bể lọc:
• Đường kính ống dẫn nước rửa vào bể lọc:
Chọn ống dẫn nước bằng vật liệu inox có dchính = 42mm thì vận tốc nước chảy trong ống tương ứng là: ử 4 ử ử 4.0,0065 3,14. 0,042 4,6 /
• Hệ thống phân phối nước gồm các ống nhánh phân phối từ ống chính. Chọn số ống nhánh là 3 ống xoay quanh ống chính.
Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước nhiễm mặn trên cơ sở công nghệ lọc Nano phục vụ cấp nước vùng duyên hải miền Trung Việt Nam – Nguyễn Thị Thanh Thủy – Cao học CNMT 2009
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội – Tel (84.4) 38681686 -60- ố á ử ọ ố á 0,0065 3 0,0022 /
Chọn vận tốc nước chảy trong các ống nhánh là vnhánh = 2 m/s (quy phạm vnhánh = 1,6 2 m/s), thì đường kính ống nhánh tương ứng là: á 4. ố á . á 4.0.0022 3,14.2 0,037 Chọn đường kính ống nhánh là á = 34 mm.
Trên các ống nhánh tiến hành xẻ các khe rãnh với chiều rộng mỗi khe là 0,7mm (quy phạm 0,7 1 mm), chiều dài mỗi khe là 2cm, tổng số khe trên mỗi đoạn ống nhánh là 10 khe.
− Hệ thống phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc: vì bể lọc than hoạt tính có kích thước khá bé tương ứng với công suất xử lý của trạm nhỏ nên thay vì sử dụng máng để phân phối nước lọc có thể lựa chọn phễu để phân phối nước lọc và thu nước rửa lọc, chọn phễu như sau:
• Bán kính lớn của phễu: R = 0,15 m; • Bán kính nhỏ r = 0,021 m;
• Chiều cao phễu h = 0,15 m;
• Khoảng cách từ bề mặt lớp than đến mép trên của phễu ∆h = 0,65 m;
Tóm tắt các thông số chính khi tính toán bể lọc than hoạt tính:
Bảng 3.7. Tóm tắt các thông số tính toán cột lọc than.
TT Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Kích thước cơ bản của bể lọc than hoạt tính
1 Diện tích bể F m2 0,65
2 Đường kính bể D m 0,91
3 Chiều cao bể Hxd m 1,9
Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước nhiễm mặn trên cơ sở công nghệ lọc Nano phục vụ cấp nước vùng duyên hải miền Trung Việt Nam – Nguyễn Thị Thanh Thủy – Cao học CNMT 2009
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội – Tel (84.4) 38681686 -61-
4 Bán kính lớn của phễu R m 0,15
5 Bán kính nhỏ r m 0,021
6 Chiều cao phễu h m 0,15
7 Khoảng cách từ bề mặt lớp than đến
mép trên của phễu m 0,65
Rửa bể lọc
8 Lưu lượng nước rửa qrửa lọc m3/s 0,0065
9 Cường độ rửa W l/s.m2 10
10 Thời gian rửa Trửa phút 12
11 Đường kính ống dẫn nước rửa Dchính mm 60 12 Đường kính ống dẫn nước rửa Dnhánh mm 27
III.2.5. Tính toán màng MF
Hệ thống lọc màng MF được sử dụng để loại bỏ những hạt cặn nhỏ còn lại trong nước mà những hạt cặn này đã không bị giữ lại ở bể lọc áp lực và cột lọc than hoạt tính. Thực tế màng MF có thể được sử dụng thay thế cho cả quá trình lọc phía trước nhờ vào khả năng tách cặn và xử lý độ đục hiệu quả. Khi đó màng MF sẽ phải giữ lại lượng chất bẩn lớn hơn nhiều so với trường hợp có bể lọc nên hiệu suất làm việc sẽ giảm đi nhanh chóng, quá trình này có thể áp dụng để làm trong nước trong quá trình xử lý nước thông thường. Mục đích của việc bố trí hệ thống lọc MF trong dây chuyền này là không cho cặn bẩn đi vào hệ thống lọc NF, nơi mà chỉ những ion hòa tan bị giữ lại, qua đó bảo vệ và nâng cao hiệu quả của hệ thống lọc NF.
Màng MF có kích thước lỗ xốp 1 10 thường được sử dụng cho mục đích này. Chọn thiết bị lọc MF có modul dạng cuộn có tên Duraclear® Filter Car- tridge của hãng MEISSNER FILTRATION PRODUCTS, INC. Một số đặc tính của màng lọc MF có thể tham khảo như sau:
Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước nhiễm mặn trên cơ sở công nghệ lọc Nano phục vụ cấp nước vùng duyên hải miền Trung Việt Nam – Nguyễn Thị Thanh Thủy – Cao học CNMT 2009
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội – Tel (84.4) 38681686 -62-
Bảng 3.8. Các thông số kỹ thuật của màng MF.
TT Thông số Đơn vị Giá trị
Đặc tính
1 Vật liệu chế tạo Màng bán thấm bất đối xứng Polypropylene (PP) 2 Kiểu màng 03 lớp, một lớp vật liệu lọc PP được đặt ở giữa hai
lớp đỡ bằng vật liệu PP 3 Dạng mô đun Dạng cuộn (Spiral wound)
4 Kích thước lỗ xốp 5
5 Tính chất
- Màng ưa nước;
- Không chứa chất kết dính, keo dán;
- Bền cơ, bền nhiệt, chịu được chênh lệch áp lực cao; - Không độc;
- Tuổi thọ dài, chi phí năng lượng thấp, chi phí bảo dưỡng giảm
6 Ứng dụng điển hình
- Tiền xử lý cho màng RO, NF;
- Ngành mạ, hóa chất, dầu khí, chụp ảnh;
- Lọc nước, sản xuất thực phẩm, nước giải khát, …
Kích thước màng
7 Chiều dài mm(inches) 508 (20)
8 Đường kính mm(inches) 70 (2,75)
Thông số vận hành
9 Áp suất tối đa Bar 1,4
10 Nhiệt độ tối đa oC 82
11 pH cho phép 1 – 14
- Tính toán số lượng lõi lọc cần thiết là:
Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước nhiễm mặn trên cơ sở công nghệ lọc Nano phục vụ cấp nước vùng duyên hải miền Trung Việt Nam – Nguyễn Thị Thanh Thủy – Cao học CNMT 2009
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội – Tel (84.4) 38681686 -63-
q: cường độ thấm qua màng, m3/h, chọn dựa vào đồ thị sau:
Hình 3.3. Đồ thị tốc độ lọc tiêu biểu của lõi màng MF có chiều dài 10 inches.
Chọn q = 30 lít/ phút = 1,8 m3/h tại áp suất P = 0,24psi (0,017 bar) nên:
6,25
1,8 3,5 õ
Chọn số lượng ống lọc MF cần thiết là n = 4 lõi, khi đó cường độ lọc qua màng sẽ là:
6,25
4 1,5625 / 26 í / ú
Các ống màng MF được bố trí thành 1 cụm và mỗi màng được chứa trong bồn bằng inox có tiết diện hình tròn, khoảng cách giữa các tâm ống là 10 inch và các bồn inox được gắn trên một giá đỡ bằng thép.
- Vệ sinh màng:
Màng MF cần được vệ sinh định kỳ để làm sạch cặn bẩn bám vào bề mặt màng và phục hồi hoạt động của màng. Việc lựa chọn tác nhân hóa học để vệ sinh màng dựa vào bảng 2.13 [15]. Với đặc tính nguồn nước cần xử lý là nguồn nước sông, kết quả phân tích sơ bộ cho thấy hàm lượng các chất khoáng (kali: 180 mg/l, canxi: 55 mg/l , magie 130 mg/l), dầu mỡ, vi sinh vật và độ màu (dầu mỡ: 0,1 mg/l; Coliform: 530 MPN/100ml; Fecal coliform/100ml: 50; độ màu Pt-Co: 19) của nước nguồn cao hơn tiêu chuẩn cho phép. Theo bảng bảng 2.13 [15] để vệ sinh màng MF trong trường hợp nước nguồn cần xử lý chứa hàm lượng khoáng chất, dầu mỡ, vi sinh vật, … thì sử dụng dung dịch axít citric 0,5M. Quy trình rửa màng MF như sau:
Lít/phút Gallon/ngày Áp suất (psi) Áp suất (mbar)
Nghiên cứu thiết kế hệ thống xử lý nước nhiễm mặn trên cơ sở công nghệ lọc Nano phục vụ cấp nước vùng duyên hải miền Trung Việt Nam – Nguyễn Thị Thanh Thủy – Cao học CNMT 2009
Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội – Tel (84.4) 38681686 -64-
+ Rửa cơ học bằng nước: sử dụng nước từ bể chứa trung gian để sục rửa màng trong thời gian 5 phút, mục đích là rửa trôi các chất bẩn bám trên bề mặt màng và tạo thuận lợi cho công đoạn rửa bằng hóa chất;
+ Rửa bằng dung dịch axít citric: công đoạn này được thực hiện trong 30 phút (giới hạn 30 – 60 phút), về nguyên tắc dung dịch axit citric 0,5M sẽ được bơm tuần hoàn để rửa màng với tốc độ tăng dần, trong 5 phút đầu bơm với tốc độ bằng 1/3 tốc độ thiết kế, 5 phút tiếp theo dung dịch được tốc độ bơm bằng 2/3 tốc độ thiết kế và trong thời gian còn lại dung dịch sẽ được bơm với tốc độ cực đại Q = 6,25 m3/h;
+ Rửa lại bằng nước: nước từ bể chứa trung gian sẽ được bơm qua màng để rửa sạch hóa chất còn đọng lại trong màng. Thời gian rửa là khoảng 15 60 phút, chọn thời gian bơm rửa là 20 phút.
III.2.6. Tính toán màng NF
Việc tính toán màng NF được thực hiện nhờ công cụ hỗ trợ là phần mềm ROSA.