suất của bộ điện phân
Biểu đồ 3.13 Ảnh hưởng của lưu lượng nước qua bộ xử lý đến sự sụt giảm tổng độ cứng của nước theo thời gian
Theo lý thuyết, lưu lượng nước qua bộ xử lý sẽ ảnh hưởng đến bề dày của lớp khuếch tán. Ngoài ra lưu lượng xử lý cũng phải nhanh hơn tốc độ hình thành độ cứng trong nước thông qua quá trình bay hơi và cấp nước bổ sung của tháp giải nhiệt (đã đề cập nhiều ở chương 1).
Đúng vậy ở lưu lượng 1l/phút và 2l/phút thì sau 8 giờ vận hành thì tổng độ cứng Carbonat sau cùng không đạt được yêu cầu theo TCVN quy đinh là 240mg/l mà chỉ đạt 1l/phút (253mg/l), 2l/phút (244mg/l).
Còn ở lưu lượng lớn nhất là 6l/phút tốc độ nước đi qua bộ xử lý là quá nhanh để cho các phản ứng có thể kịp diễn ra ở hai điện cực. Vì thế tổng độ cứng Carbonat sau cùng cũng không đạt được yêu cầu theo TCVN quy định.
Chỉ có 3 lưu lượng là 3 l/phút; 4 l/phút; 5 l/phút là tổng độ cứng Carbonat sau cùng đạt được yêu cầu theo TCVN quy định. 3l/phút (tổng độ cứng Carbonat sau cùng 231mg/l), 4l/phút (tổng độ cứng Carbonat sau cùng 217mg/l), 5l/phút (tổng độ cứng Carbonat sau cùng 236mg/l).
Biểu đồ 3.14 Ảnh hưởng của lưu lượng nước qua bộ xử lý đến sự sụt giảm TDS của nước theo thời gian
Chỉ số TDS sẽ giảm sau thời gian xử lí là 8 giờ. Sau quá trình xử lý nước đạt được giá trị 367 ppm; 360 ppm; 352 ppm; 348 ppm; 336 ppm tương ứng với các thể tích là 1 L/phút; 2 L/phút; 6 L/phút; 5 L/phút; 4 L/phút. Giá trị TDS đạt được thấp nhất là 336 ppm tại 4L/phút.
Biểu đồ 3.15 Ảnh hưởng của lưu lượng nước qua bộ xử lý đến sự dao động pH của nước theo thời gian
Ở tất cả các lưu lượng nước thí nghiệm thì chỉ số Ph đều giữ ổn định, không dao
động nhìêu ở khoảng 7.7-7.9 phù hợp với yêu cầu cho hệ thống với pH lí tưởng là từ 7.5- 8.5. Vì thế 4l/phút là lưu lượng tối ưu nhất để xử lý làm giảm độ cứng.
Biểu đồ 3.16 Ảnh hưởng của lưu lượng nước qua bộ xử lý đến hiệu quả xử lý nước và tiêu thụ năng lượng
Ngoài ra ta thấy lượng ĐNTT tại 4l/phút (mức lưu lượng tối ưu nhất) là 329Wh cho 8 giờ xử lý. Chứng tỏ phương pháp điện phân cho xử lý làm mềm nước cứng rất hiệu quả về mặt năng lượng làm cho chi phí xử lý nước rất thấp.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Theo thí nghiệm này, dựa trên các thông số bằng thực nghiệm đã xác định các thông số tối ưu cho bộ xử lý điện phân như sau:
MĐDĐ: 90A/m2
Khoảng cách giữa các điện cực: 2cm
Thể tích bể điện phân: 2L
Lưu lượng qua bể điện phân: 4L/phút
Các kết quả và thực nghiệm đã cho thấy rằng bộ xử lý bằng công nghệ điên phân chịu sự ảnh hưởng của các yếu tố mật độ dòng điện, khoảng cách của điện cực, thể tích bể phản ứng và lưu lượng nước trích. ĐNTT của bộ xử lí là rất khả quan khi chỉ tiêu thụ lượng điện năng là 329Wh trong thời gian 8 giờ đã có thể xử lí được 65L nước của tháp giài nhiệt từ mức vượt chuẩn là 280mg/l xuống dưới chuẩn TCVN 232-199 quy định là 240mg/l. Ngoài ra chỉ số pH của nước tháp giải nhiệt sau quá trình điện phân vẫn đạt được giá trị như tiêu chuẩn ASHRAE yêu cầu.
Kiến nghị
Công điện phân là một công nghệ xanh sạch vì không ảnh hưởng đến môi trường, cần được áp dụng nhiều hơn nửa trong xử lí nước tháp giải nhiệt nói riêng và các ngành công nghệ, kĩ thuật khác nói chung vì một mội trường trong sạch và một bầu khí quyển khỏe mạnh.
Đây là hướng nghiên cứu mới trong xử lý nước cho chiller. Ở nước ta đây vẫn là một công nghệ còn mới mẻ, cần được quan tâm và đầu tư nghiên cứu nhiều hơn. Bên cạnh đó thì việc tiến hành thí nghiệm còn hạn chế về thời gian thực nghiệm nên dữ liệu còn chưa được đa dạng. Nhóm nghiên cứu kiến nghị các nghiên cứu tiếp theo sẽ tiếp bước thí nghiệm này để có thể hiểu rõ hơn về công nghệ điện phân trong xử lý nước.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Electrochemical Water Treatment for Cooling Towers
[2] Electrochemical treatment of industrial cooling tower blowdown water using magnesium-rod electrode.
[3] Electrolytic Treatment with Aluminum Cực dươngs for Reuse of Cooling Tower Water.
[4]Removal of Silica from Cooling Water by Electrocoagulation: A Comprehensive and Systematic Study Using Response Surface Methodology.
[5] PGS.TS Võ Chí Chính giáo trình Điều hòa không khí. Nhà xuất bản khoa học và công nghệ.
[6]PGS.TS Nguyễn Đức Lợi – PGS.TS. Phàm Văn Tùy “Kĩ thuật lạnh cơ sở”. Nhà xuất bản giáo dục.
[7] http://www.techno-water.com/cooling-tower.html
[8] https://greenwater.com.vn/phuong-phap-lam-mem-nuoc-cung.html
[9] Cooling-Water Fouling in Heat Exchangers
[10] Cooling Water Treatment
[11] Condenser Water Management System Technical Description
[12]Chen-Yu Chiang, Ru Yang and Kuan-Hsiung Yang - The Development and Full- Scale Experimental Validation of an Optimal Water Treatment Solution in Improving Chiller Performances.
[13]Chu Thị Hiền, Luận án tiến sĩ “Nghiên cứu chế tạo, khảo sát đặc tính điện hóa của điện cực Ti/SnO2 – Sb2O3 trong dung dịch có chứa hợp chất hữu cơ”.
[14] PGS.TS Ngô Quốc Quyền – TS. Trần Thị Thanh Thủy, Điện hóa học, Nhà xuất bản Bách Khoa - Hà Nội
[15] https://en.wikipedia.org/wiki/Conductivity_(electrolytic)
https://www.saiglobal.com/PDFTemp/Previews/OSH/ISO/990624_1537/T014838E.PDF [16]Rapeepat Rungvavmanee, Kritima Berpant, Chantaraporn Phalakornkule - Electrolytic Treatment with Aluminum Cực dươngs for Reuse of Cooling Tower Water - TIChE International Conference 2011 November 10 – 11, 2011 at Hatyai, Songkhla THAILAND
[17]V. Fylypchuk – electrochemical water softening in a diaphragm electrolyzer - Eastern-European Journal of Enterprise Technologies ISSN 1729-3774
[18]Omar M. Hafez, Madiha A. Shoeib - Removal of Scale Forming Species from Cooling Tower Blowdown Water by Electrocoagulation Using Different Electrodes - Chemical Engineering Research and Design
[19] Guohua Chen - Electrochemical technologies in wastewater treatment – ELSEVIER Separation and Purification Technology 38 (2004) 11–41
[20] Allen J. Bard, Larry R.Faulkner ELECTROCHEMICAL METHODS Fundamentalsand Applications - JOHN WILEY &SONS, INC
[21] F. Goodridge and K. Scott - Electrochemical Process Engineering - Springer Science+Business Media, LLC