15 / Khi đó số lượng đèn cần thiết là

: Áp suất thẩm thấu phía bên dòng

6 15 / Khi đó số lượng đèn cần thiết là

Khi đó số lượng đèn cần thiết là

đè

6,78 2,2

Chọn số lượng đèn cần thiết là 3 đèn trong đó có 2 đèn hoạt động và 1 đèn dự bị (đảm bảo quy định theo QCXDVN 33:2006 thì số lượng đèn không quá 5 cái).

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 -95-

KẾT LUẬN

Qua quá trình tìm tòi, nghiên cứu và thực hiện có thể rút ra các kết luận sau từ luận văn:

− Đã nghiên cứu và tóm tắt được các quá trình cơ bản trong công nghệ xử lý nước cấp truyền thống và hiện đại cũng như chỉ ra được ưu nhược điểm của từng công nghệ, từ đó tìm ra giải pháp công nghệ phù hợp với yêu cầu xử lý nguồn nước mặt nhiễm mặn, đó là giải pháp: làm trong bằng công nghệ lọc truyền thống với các bể lọc và khử mặn bằng công nghệ màng;

− Đã cơ bản nghiên cứu được về công nghệ màng ứng dụng trong xử lý nước cấp, bao gồm: các dạng màng, cơ chế tách bằng màng, cấu tạo và sắp xếp các màng lọc, các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của màng trong đó đáng chú ý là các yếu tố gây tắc màng, các thông số cần quan tâm khi thiết kế và vận hành các hệ thống lọc qua màng, các nghiên cứu cụ thể hơn đối với màng nano;

− Phân tích, lựa chọn và thiết kế công nghệ hệ thống xử lý nước cấp từ nguồn nước nhiễm mặn với công suất đầu vào 150m3/ngày.đêm.

Với với đặc tính đối tượng nghiên cứu thiết kế là nguồn nước mặt bị nhiễm mặn nhẹ được lấy vào hệ thống xử lý thông qua giếng thấm nên qua quá trình phân tích đã xác định được dây chuyền công nghệ xử lý nguồn nước lợ gồm các thiết bị chính như sau: Bể lọc áp lực – Cột lọc than hoạt tính – Lọc màng MF – Bể chứa trung gian – Lọc màng NF – Bể chứa nước ngọt – Khử trùng UV. Trong dây chuyền công nghệ trên, công nghệ chính quyết định đến kết quả của quá trình xử lý là công nghệ lọc màng nano. Loại màng nano khử mặn sử dụng phù hợp nhất là màng NF90-4040 của hãng DOW gồm 24 lõi màng được bố trí trong 4 vỏ chịu áp. Cấu hình và các điều kiện hoạt động cụ thể của hệ thống màng NF được thiết lập nhờ vào phần mềm ROSA.

Các kích thước cơ bản của các thiết bị như sau:

− Bể lọc áp lực có kích thước: chiều cao = 1,9m; đường kính = 0,91m; số lượng = 2 bể hoạt động luân phiên;

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội – Tel (84.4) 38681686 -96-

− Cột lọc than hoạt tính có kích thước: chiều cao = 1,9m; đường kính = 0,91m; số lượng = 2 bể hoạt động luân phiên;

− Hệ thống MF: số lượng lõi màng = 4 lõi;

− Bể chứa trung gian có kích thước: (dài x rộng x cao) = 3 x 2 x 2 (m3); − Hệ thống NF: số lõi màng = 24 lõi, số lõi trong mỗi vỏ chịu áp = 6 lõi; − Bể chứa nước ngọt có kích thước: (dài x rộng x cao) = 4 x 3 x 2,5 (m3); − Hệ đèn UV: số lượng = 3 đèn, công suất khử trùng của mỗi đèn = 6,78m3/h.

Luận văn cũng đã thể hiện được trên bảng vẽ kỹ thuật sơ đồ dây chuyền công nghệ hệ thống xử lý, mặt bằng bố trí thiết bị và chi tiết các thiết bị chính trong dây chuyền.

Kết quả nước đầu ra của toàn bộ hệ thống như sau: − Hiệu suất loại bỏ các ion hóa trị II trên 90%.

− Hiệu suất loại bỏ các ion K+, Na+, Cl- trên 80% nhờ vào khả năng tách muối hiệu quả của hệ thống màng NF90 – 4040.

− Hàm lượng TDS đầu vào hệ thống xử lý là 2230,1 mg/l và TDS còn lại trong nước sau xử lý là 308,24 mg/l, kết quả này nhỏ hơn nhiều so với quy định của QCVN 01:2009/BYT.

− Năng lượng tiêu tốn cho hệ thống NF xử lý nước lợ là 0,51 kWh/m3, giá trị này không chỉ nằm trong giới hạn cho phép quy định đối với năng lượng tiêu tốn cho hệ thống xử lý nước lợ (0,5 – 2,5 kWh/m3) mà còn là giá trị khá nhỏ, việc tiêu tốn ít điện năng chính là một ưu điểm của màng NF so với các hệ thẩm thấu ngược khác.

Như vậy, sau quá trình xử lý chất lượng nước không chỉ đạt được các chỉ tiêu như trong quy định của QCVN 01:2009/BYT mà còn tiết kiệm năng lượng. Cho nên dây chuyền công nghệ này hoàn toàn có thể được áp dụng lắp đặt để khử mặn nhằm giải quyết vấn đề khan hiếm nước sạch cho các vùng ven biển bị thiếu nước.

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội – Tel (84.4) 38681686 -97- MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ... i DANH MỤC CÁC BẢNG ... iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ... iv MỞĐẦU ... 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC MẶT ĐƯỢC SỬ

DỤNG TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI ... 3I.1. CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN THỐNG ... 3 I.1. CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN THỐNG ... 3

I.1.1. Hồ sơ lắng ... 4 I.1.2. Quá trình keo tụ ... 4 I.1.2. Quá trình keo tụ ... 4 I.1.3. Quá trình tạo bông keo ... 5 I.1.4. Quá trình lắng cặn ... 6 I.1.5. Quá trình lọc ... 7 I.1.6. Quá trình khử trùng ... 7 I.2. CÁC CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN ... 9 I.2.1. Công nghệ ôzôn hóa ... 9 I.2.2. Khử trùng bằng đèn cực tím UV ... 11 I.2.3. Công nghệ màng ... 12

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MÀNG ỨNG DỤNG TRONG XỬ

LÝ NƯỚC CẤP ... 13 II.1. CÁC CÔNG NGHỆ MÀNG ... 13 II.1. CÁC CÔNG NGHỆ MÀNG ... 13 II.1.1. Các loại màng ... 13 II.1.2. Cấu tạo và sắp xếp các màng lọc ... 15 II.2. CƠ CHẾ TÁCH QUA MÀNG ... 16 II.2.1. Động lực của quá trình lọc màng ... 16

II.2.2. Nguyên tắc lọc trong quá trình lọc màng ... 17 II.2.3. Cơ chế trong quá trình lọc màng ... 18 II.3. SỰ SUY GIẢM TỐC ĐỘ LỌC QUA MÀNG VÀ CÁCH ... 24 KHẮC PHỤC ... 24

II.3.1. Nguyên nhân làm giảm tốc độ lọc qua màng ... 24 II.3.2. Các dạng tắc màng ... 26 II.3.3. Tác hại của tắc màng ... 26 II.3.4. Biện pháp phòng chống tắc màng ... 26 II.4. CÁC YẾU TỐẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT ĐỘNG CỦA MÀNG ... 27 II.5. ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ MÀNG ... 29

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội – Tel (84.4) 38681686 -98-

II.6. CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ VÀ VẬN HÀNH CÁC HỆ THỐNG LỌC QUA MÀNG ... 30 MÀNG ... 30 II.7. MÀNG NANO XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM MẶN ... 31 II.7.1. Tính chất của màng NF ... 31 II.7.2. Cơ chế tách trong quá trình lọc màng NF ... 32

II.7.3. Vệ sinh màng NF ... 33

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC CẤP ... 36 NƯỚC CẤP ... 36

II.1. THÔNG SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC XỬ LÝ VÀ LỰA CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ... 36 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ... 36

III.1.1. Thông số chất lượng nước xử lý ... 36 III.1.2. Lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý ... 38 III.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC LỢ ... 43 III.2.1. Tính toán công suất đầu ra của trạm xử lý ... 43 III.2.2. Tính toán lượng hóa chất cần thiết ... 45 III.2.3. Tính toán bể lọc áp lực ... 47 III.2.4. Tính toán thiết bị hấp phụ bằng than hoạt tính ... 56 III.2.5. Tính toán màng MF ... 61 III.2.6. Tính toán màng NF ... 64 III.2.7. Tính toán ổn định nước sau xử lý và các bể chứa nước ... 90 III.2.8. Tính toán quá trình khử trùng ... 92

KẾT LUẬN ... 95

TÀI LIỆU THAM KHẢO ... 97

Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (INEST) - Đại học Bách khoa Hà Nội – Tel (84.4) 38681686 -99-

TÀI LIỆU THAM KHẢO

15 / Khi đó số lượng đèn cần thiết là

II.7 MÀNG NANO XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM MẶN II.7.1 Tính chất của màng NF

II.8 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHẦN MỀM ROSA [16]