Trong quá trình sử dụng màng, việc nước thải có chứa các thành phần khác nhau có thể gây tắc màng, làm giảm thời gian sử dụng của màng và tăng chi phí vận hành. Các nguyên nhân gây ra tắc màng được trình bày trong bảng sau
Bảng 3.17. Dạng và các nguyên nhân gây tắc màng
Tắc màng (sự hình thành lớp cặn)
Oxit kim loại, keo, vi khuẩn, vi sinh vật, chất phân ly Có thể giới hạn bằng cách kiểm soát các chất Tắc màng (sự hình thành lớp kết tủa)
Calcium sulfate, calcium carbonate, calcium
fluoride, barium sulfate, sự hình thành oxit kim loại, silicate
Có thể giam bằng cách giới hạn nồng độ muối, bằng cách them acid để giới hạn sự hình thành calcium carbonate, và bằng các hóa chất khác (như them
antiscalant)
Hư màng Acid, ba zơ, pH quá cao/thấp, chlorine tự do, vi khuẩn, oxi tự do
Có thể giảm bằng cách kiểm soát các chất này. Việc hư hỏng màng phụ thuộc vào bản chất của màng
Nguồn: Metcalf & Eddy; 2003.
Để tránh tắc màng, người ta thường áp dụng ba biện pháp sau: - Xử lý sơ bộ nước đầu vào;
- Rửa bằng nước/khí; - Rửa bằng hóa chất.
Xử lý sơ bộ
Để xử lý sơ bộ nước đầu vào hệ thống NF và RO người ta thường áp dụng các phương pháp sau:
1. Xử lý bằng hóa chất và lọc hoặc bằng lọc và sử dụng UF nếu thấy cần thiết để loại bỏ hạt keo;
2. Sử dụng lõi lọc có kích thước 5 – 10 µm để giảm chất rắn lơ lửng;
3. Giảm hoạt động của vi khuẩn bằng các chất oxi hóa như chlorine, ozone hoặc UV;
4. Loại oxi để tránh quá trình oxi hóa sắt, mangan và hydrogen sulfide;
5. Tùy thuộc vào loại màng mà có thể phải loại chlorine (với sodium bisulfide) và ozone nếu thấy cần thiết;
6. Loại sắt và mangan;
7. Điều chỉnh pH dòng vào trong khoảng 4 – 7.5.
Đánh giá mức độ cần thiết của việc xử lý sơ bộ chỉ số SDI (Slit Density Index) được sử dụng. Chỉ số SDI được xác định bằng cách tiến hành thí nghiệm như sau: Mẫu được cho qua giấy lọc (có kích thước lỗ lọc 0.45 µm) với đường kính 47 mm ở áp lực 210 KPa, để xác định SDI. Thời gian thực nghiệm khác nhau từ 15 phút đến 2 giờ tùy thuộc vào bản chất của việc gây tắc màng. Từ kết quả thí nghiệm trên, chỉ số SDI được xác định như sau
Trong đó:
+ ti = thời gian lấy mẫu đầu 500 ml; + tf: = thời gian lấy mẫu cuối 500 ml; + t = tổng thời gian tiến hành thí nghiệm.
Ngoài chỉ số SDI nêu trên, chỉ số MFI (Modified Fouling Index) còn được sử dụng. Chỉ số MFI được xác định bằng cách tiến hành thí nghiệm như sau: Mẫu được cho qua giấy lọc (có kích thước lỗ lọc 0.45 µm) với đường kính 47 mm ở áp lực 210 KPa, để xác định MFI. Thể tích nước qua màng được đo liên tục sau 30 giây trong 15 phút. Quan hệ giữa MFI, thể tích lọc và lưu lượng lọc như sau
Với Q = lưu lượng trung bình, L/s; a = hằng số;
MFI = s/L2; V = thể tích.
MFI được xác định bằng cách vẽ đồ thị với: Trục tung là 1/Q và Trục hoành là thể tích tích lũy (∑V).