: Áp suất thẩm thấu phía bên dòng
d) Tiến hành chạy phần mềm ROSA:
Tóm tắt quá trình thiết kế hệ thống màng NF với các thông số đầu vào của nước nguồn tương ứng ở trên bằng phần mềm ROSA như sau [Chi tiết quá trình chạy phần mềm xem ở Phụ lục 2]:
Nhãn: PROJECT INFORMATION
Cửa sổ phần mềm cho phép đặt tên chương trình, mục đích chương trình sẽ thực hiện và thiết lập thứ nguyên cho hệ thống:
“Balance analysis with” : NaCl
“Units set” : Flow: m3/d, Pressure: bar “Temperature unit” : Celsius (oC)
Qv
Q = QP
QC
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 -73-
Nhãn:FEEDWATER DATA
Cửa sổ phần mềm cho phép nhập dữ liệu của các thông số chất lượng nước đầu vào hệ thống:
Tích vào ô “Specify individual solutes” để xóa các giá trị mặc định của hệ thống và nhập vào các thông số của nước cần xử lý. Sau khi nhập dữ liệu hệ thống sẽ tự động tính toán tổng hàm lượng các chất rắn hòa tan TDS, cụ thể là TDS = 2230,1 (mg/l).
“Temperater” : 27 oC (nhiệt độ của nước đầu vào); “pH” : 7,8 (pH của nước đầu vào);
“Charge Balance” : thể hiện cân bằng tổng số các cation và anion trong nước đồng thời cho phép bổ sung thêm các ion để điều chỉnh cân bằng điện tích ion trong dung dịch nếu cần thiết.
Nhãn:SCALING
Cửa sổ phần mềm cung cấp các thông tin tính toán về hàm lượng các chất có tiềm năng gây tắc màng đồng thời cho phép lựa chọn bước xử lý bổ sung để hạn chế tác hại tắc màng do các chất dễ đóng cặn gây ra. Các bước xử lý bổ sung như:
“No chemicals added” : Không thêm hóa chất điều chỉnh, “User-adjusted pH” : Điều chỉnh pH,
“Ion exchange softening” : Trao đổi ion làm mềm nước, “Recovery” : 60 %, tỷ lệ thu hồi.
Ở đây chọn quá trình không thêm hóa chất điều chỉnh.
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 -74-
Nhận xét [16]:
− pH ban đầu của dòng vào là pH0 = 7,8 và pH của dòng nồng độ là pHC = 8,2 đều nằm trong giới hạn hoạt động của màng NF (pH = 2 11) nên không cần dùng hóa chất điều chỉnh pH.
− Chỉ số bão hòa Langelier LSI: chỉ số này liên quan đến tiềm năng gây cáu cặn CaCO3, việc đóng cặn do CaCO3 có thể được khống chế thông qua việc điều chỉnh chỉ số LSI. Quá trình tính toán sơ bộ cho thấy: chỉ số Langelier của dòng nồng độ là LSI > 1 nên cặn canxi cacbonat có thể xuất hiện, theo khuyến nghị của nhà sản xuất thì trường hợp 1 có thể được điều chỉnh bằng các cách sau:
• Bổ sung chất chống cáu cặn: được thực hiện trong quá trình tiền xử lý. • Áp dụng quá trình làm sạch ngăn ngừa (preventive cleaning).
− Chỉ số S & DSI (Stiff & Davis Stability Index): cũng như chỉ số LSI, chỉ số S & DSI cũng được xác định bằng công thức S & DSI = pH – pHs và được sử dụng để biểu thị độ ổn định của CaCO3 trong nước. Nếu chỉ số LSI được sử dụng trong trường hợp TDS <10.000 (ppm) thì chỉ số S & DSI được sử dụng trong trường hợp TDS > 10.000 (ppm). Theo tính toán cho thấy chỉ số S & DSI thường có giá trị dương, khi đó để ngăn chặn sự tạo thành cặn CaCO3 thì cần bổ sung vào nước chất chống cáu cặn.
− Lực ion I (tính theo nồng độ mol/l): giá trị lực ion của dòng nồng độ Ic được sử dụng để xác định tính tan Ksp của các yếu tố có khả năng gây cáu cặn như: CaSO4, BaSO4, SrSO4, CaF2.
Lực ion của dòng nồng độ Ic được xác định dựa vào lực ion của dòng vào If
theo công thức:
1 1
Với R là tỷ lệ thu hồi của hệ thống màng, R = 0,6.
Theo kết quả tính toán từ phần mềm tương ứng với If = 0,046 thì Ic = 0,115. − Tiềm năng gây cáu cặn của CaSO4:
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 -75-
Để xác định tiềm năng gây cáu cặn của CaSO4 cần so sánh giá trị IPCaSO4 (Ion product) và giá trị Ksp (the solubility product): nếu IPCaSO4 Ksp thì kết tủa CaSO4
có thể sẽ xuất hiện, tuy nhiên trong thiết kế để đảm bảo an toàn thì khi IPCaSO4 0,8Ksp đã cần phải có sự điều chỉnh để ngăn ngừa cáu cặn.
IPCaSO4 được xác định theo công thức: . 1
1 . .
1 1
Trong đó:
: hàm lượng trong dòng vào, = 55 (mg/l) = 1,375.10-3 (mol/l); : hàm lương trong dòng vào, = 210 (mg/l) = 2,19.10-3 (mol/l); R: tỷ lệ thu hồi, R = 0,6.
1,375. 10 . 1
1 0,6 . 2,19. 10 . 1 1
1 0,6 0,19. 10Với giá trị lực ion của dòng nồng độ Ic = 0,115 và dựa vào biểu đồ hình 2.6