b) Nhược điểm của đồ án (thuyết minh, bản vẽ,…):
4.6.1. Tính toán nồng độ ion trong nước đầu vào RO
- Na+ = 200 × 1.2 + 8.4 × 23 = 433.2 ppm - Cl− = 300 × 1.2 = 360 ppm - SO42− = 250 × 1.2 = 300 ppm - F− = 1.5 × 1.2 = 1.8 ppm - NO3− = (2 × 1.2)/14 × 62 = 10.6 ppm 4.6.2. Lựa chọn loại màng phù hợp - Chọn màng RO LG BW 440R của hãng LG Cheme
- Màng RO LG BW 440R khử muối nước lợ được nhập khẩu với chất lượng cao, thiết kế với những màng mỏng nano composite ( TFN) đặc trưng vật liệu nano lành tính tích hợp với các lớp màng mỏng polyamide của màng composite, công nghệ hiện đại giúp tăng tính thấm của màng và cung cấp khả năng loại bỏ muối cao.
- Màng RO LG BW 440R khử muối nước lợ là một loại màng RO tiết kiệm chi phí khử muối bằng cách cải thiện hiệu quả năng lượng và năng suất.
- Kích thước, thông lượng theo tiêu chuẩn công nghiệp. - Dễ dàng trang bị thêm cho hệ thống hiện có.
Màng polymer Màng mỏng nanocomposite ( TFN ) polyamide
Lưu lượng m3/d (gpd) 43.7(11550) Loại nỏ NaCl tối thiểu 99.5% Loại bỏ NaCl thông thường 99.6%
Diện tích bề mặt lọc 41 m2(440 ft2) Chiều dài 1016 mm(40 inch) Đường kính ngoài 200 mm(7.9 inch) Đường kính trong 28.6 mm (1.125 inch) Khối lượng 16 kg (35 lbs)
Bảng 4.6. 1: Thông số kỹ thuật
Chú ý: Các giá trị bên trên là bình thường với điều kiện sau: NaCl 2000ppm, 15.5 bar( 225 psi), 25oC(77oF), pH 8, recovery 15%, độ thấm dòng chảy có thể thay đổi +/- 15%.
Áp suất hoạt động tối đa 41 bar ( 600 psig ) Nồng độ Clo tối đa < 0.1 ppm
Nhiệt độ hoạt động tối đa 45oC ( 113oF) pH, liên tục( làm sạch) 2 – 11 ( 2-12) Độ đục nuóc cấp tối đa 1.0 NTU SDI nước cấp tối đa( 15 phút ) 5.0
Tốc độ dòng chảy 19 m3/h ( 85 GPM ) Áp suất thấp tối đa 1.0 bar ( 15 psig )
4.6.3. Tính toán bằng phần mềm
Sử dụng phần mềm Q+ Project Software của hãng LG chem để thiết kế hệ thống màng lọc RO sao cho phù hợp với lưu lượng cần thiết và mang tính kinh tế nhất.
Thiết kế hệ thống RO gồm 2 stage. Stage 1 gồm 2 vỏ màng mỗi vỏ 6 màng. Stage 2 gồm 1 vỏ màng có 6 màng
- Số màng cần sử dụng: 2 × 6 + 1x6 = 24 màng
Quy trình lựa chọn, thiết kế hệ thống RO với lưu lượng đầu ra:
4.6.4. Hóa chất rửa màng:
Solution Concentrations Recomended Ph range Recomended temperature range (oC ) NaOH/ RO permeat 1% 10 – 12 25 – 30 NaOH, EDTA/ RO permeat NaOH : 0.1% EDTA : 1% 10 – 12 25 – 30 Citric acid / RO permeat 2% 2 - 4 25 – 30 Bảng 4.6. 3: Hóa chất rửa màng
- Trong trường hợp nhiệt độ của dung dịch làm sạch vượt quá 45oC do sự tích tụ nhiệt ( ma sát lỏng ) tuè bơm tuần hoàn, hãy xem xét lắp đặt một thiết bị làm mát. - Thời gian lưu thông: 0.5 – 1 giờ (lặp lại 2-3 lần) được khuyến cáo
- Thời gian ngâm:2-24 giờ bao gồm thời gian lưu thông - Phương pháp làm sạch: Lưu thông và ngâm
- Thông lượng xả nước lần cuối: tối thiểu 1 – 2 giờ tùy theo ứng dụng 4.6.5. Tính toán bồn trộn hóa chất rửa màng:
- Thể tích hữu ích: Vn = A – B – C Trong đó
A: Số lượng hóa chất dùng để rửa trên một màng 40 – 60l đối với màng 8 inch.
Chọn 40l
B: Thể tích hệ thống
Chọn vỏ màng 300E-8040-6
Chiều dài vỏ màng: 6578 − 104 × 2 = 6370mm
Thể tích rỗng của vỏ màng khi chứa 6 màng:
4 × [π × (0.202 2 ) 2× 6.370 − π × (0.2 2 ) 2× 1.016 × 6] = 0.05m3 = 50l Trong đó Đường kính vỏ màng là 0.202m, đường kính màng lọc là 0.2m
Chiều dài đường ống từ bơm đến vỏ màng: 5m Thể tích đường ống từ bơm đến vỏ màng: π × r2× l = π ×0.065 2 2 × 5 = 0.017m3 = 17l
C: là thể tích hóa chất trong màng lọc được làm sạch đồng thời: C=10l cho màng 8 inch
Vn = A – B – C = 40 × 24 − (50 + 17) − 10 × 24 = 653l
4.6.6. Chọn bơm áp lực cho hệ thống RO
- Chọn hệ đa bơm trục đứng biến tầng pentax - Cột áp max: 190m
- Lưu lượng: 6-60m3
4.7. Bể chứa
4.7.1. Bể chứa nước mềm:
- Chọn thể tích bể chứa bằng 20% công suất đầu vào
Vbể = 20% × 800 = 160 m3
- Chọn kích thước bể
H × L × B = 4m × 5m × 8m
4.7.2. Bể trung gian:
- Chọn thể tích bể chứa bằng 10% công suất đầu vào
Vbể = 10% × 800 = 80 m3
- Chọn kích thước bể 𝐻
H × L × B = 4m × 5m × 4m
4.7.3. Bể chứa nước sạch
- Chọn thể tích bể chứa bằng 10% công suất đầu vào
Vbể = 10% × 800 = 80 m3
- Chọn kích thước bể 𝐻
4.8. Thiết bị khử khí
Kiểm soát mức độ O2 và CO2 hòa tan trong nồi hơi và hệ thống nước là rất quan trọng để vận hành nhà máy. Cả hai chất khí là ăn mòn và có thể tác động tiêu cực đến hiệu suất lò hơi và ăn mòn kim loại tiếp xúc với lò hơi nước cấp như bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt. CO2 mà thoát với các hình thức hơi axít carbonic như ngưng tụ hơi nước và làm giảm đáng kể độ pH của nước ngưng đó là một nguồn chính của cuộc tấn công axit có thể gây ra ăn mòn đường ống và gây tổn hại thết bị.
Trong quá trình vận hành lò hơi thì khử khí hơi nước, khử cacbonat và dùng hóa chất là phương pháp phổ biến được sử dụng để kiểm soát oxy hòa tan (O2) và carbon dioxide (CO2) trong nước cấp cho lò hơi sản xuất hơi nước. Tuy nhiên, những phương pháp này có thể được ít hiệu quả, đòi hỏi nhiều bảo trì và xử lý khối lượng lớn hóa chất.
Sử dụng màng lọc Liqui-Cel Industrial của hãng Membrana (USA) - thiết bị tách khí CO2 và O2 với giá giảm đi nhiều. So với các thiết bị trước đây sử dụng phương pháp hút chân không, model 8x20 sử dụng máy thổi khí để tách khí CO2 và O2 ra khỏi nước.
Công nghệ màng lọc khử khí Liqui-Cel có thể bỏ oxy xuống 1ppb. So với một tháp chân không điển hình hoặc khử khí hơi nước mà chỉ có thể đạt được 7ppb, điều này có thể làm giảm đáng kể việc ăn mòn, tiết kiệm tối đa chi phí cho việc vận hành lò hơi.
CHƯƠNG 5: VẬN HÀNH
5.1. Bể lọc áp lực và cột lọc than hoạt tính
Điều kiện cho bồn lọc làm việc tốt là nước đưa vào bồn lọc phải có hàm lượng cặn lơ lửng nhỏ hơn 12mg/l (nếu không đảm bảo điều kiện này thì hiệu quả hoạt động của bồn lọc giảm, chu kỳ ngắn lại)
Nước sau khi qua bồn lọc phải đảm bảo các chỉ tiêu: - Sắt < 0.3mg/l
Quá trình Lọc Rửa lọc Xả nước đầu V1 × × V2 × V3 × V4 × V5 ×
Bảng 5. 1: Thứ tự van mở khi vận hành trong các giai đoạn Chu kỳ hoạt động:
- Trước khi bơm nước vào bồn lọc thì cần khóa các van: van xả nước rửa lọc (V3), van dẫn nước rửa lọc(V2), van thu nước lọc (V5); đồng thời mở van: van dẫn nước vào (V1), van xả nước lọc đầu (V4).
- Sau khi xả lọc đầu thấy nước xả đã trong thì đóng van xả (V4) mở van thu nước lọc (V5).
- Trong quá trình lọc, thường xuyên theo dõi mực nước trong bồn và điều chỉnh van khí để có chế độ lọc hợp lý.
Quá trình rửa lọc:
- Trong quá trình hoạt động của bồn lọc, cặn bẩn lắng đọng trong lớp vật liệu lọc làm khả năng lọc giảm dần, tổn thất áp lực tăng lên. Khi tổn thất áp lực đạt tới giá trị giới hạn (6 bar), lưu lượng lọc bắt đầu giảm thì tiến hành rửa lọc.
- Đóng thu nước lọc ; mở van xả nước rửa lọc và cho chảy bơm rửa lọc với cường độ 16 l/s.m2, rửa trong thời gian 6 phút..
- Mở van đưa nước từ bể chứa vào bồn lọc và bắt đầu lại quy trình lọc ban đầu. - Sau 20 – 30 phút lọc, đóng van nước sạch, mở van xả nước lọc đầu cho xả 10 –
15 phút thấy nước trong thì đóng lại.
- Đóng van xả nước lọc đầu và mở van đưa nước về bể chứa.
- Khoảng thời gian của từng pha rửa lọc có thể điều chỉnh theo thực tế quan sát chất lượng bể được rửa lọc.
Lưu ý:
- Tốc độ lọc phải được giữ không đổi trong suốt chu kỳ lọc. Trong trường hợp cần thiết muốn thay đổi tốc độ lọc cần phải làm từ từ, không được phép thay đổi đột ngột.
- Khi bắt đầu 1 chu kỳ lọc phải giữ tốc độ ở gia trị 2 – 3m/h, sau đó trong khoảng 10 – 15 phút tăng dần lên tốc độ bình thường.
- Vật liệu lọc sau 1 thời gian hoạt động có thể bị hao hụt, phải bổ sung cho đủ chiều dày làm việc theo thiết kế ban đầu.
Quy trình bảo dưỡng bồn lọc:
- Bảo dưởng cột lọc khi:
- Bảo dưỡng định kì ( 1 tháng 1 lần ) - Thay lớp vật liệu mới sau 1 năm sử dụng
Các bước bảo dưỡng:
- Bước 1: Đóng hoàn toàn van trên đường ống dẫn nước vào bồn lọc.
- Bước 2: Cho nước tiếp tục sang bể chứa đến khi nước không tự chảy được thì đóng van trên đường ống dẫn nước sang bể chứa,
- Bước 3: Xả kiệt bồn lọc.
- Bước 4: Lấy hết vật liệu lọc và sỏi đỡ ra khỏi bồn lọc sau khi bảo dưỡng và phơi khô bồn lọc.
- Bước 5: Kiểm tra lại các thiết bị của bồn lọc sau khi bảo dưỡng và phơi khô bồn lọc.
- Bước 6: Đóng van xả kiệt, đổ sỏi đỡ và vật liệu lọc vào theo đúng chiều cao thiết kế.
- Bước 7: Mở van cho nước vào bồn lọc, đóng van qua bể chứa, mở van xả nước lọc đầu khoảng 15 phút sau đó mở van cho nước chảy qua bể chứa.
Các lưu ý trong quá trình vận hành:
- Các dụng cụ đo lường đều phải được kiểm tra định kì tối thiểu kì tối thiểu 6 tháng một lần.
- Lập kế hoạch kiểm tra định kì các bộ phận của bể lọc như sau:
o Kiểm tra chiều dày lớp vật liệu và quan sát bề mặt lớp lọc 3 tháng 1 lần.
o Trước khi rửa lọc, quan sát sự nhiễm bền lớp cát lọc, độ phân bố đều của cạn bẩn trên bề mặt bể lọc. Xem xét sự có mặt của cặn tích lũy thành các hốc, hố dang hình phễu, các vết nứt trên mặt vật liệu lọc. Sau khi rửa lọc, quan sát
trạng lớp cát, tìm chỗ rửa chưa đạt yêu cầu, độ nhiễm bẩn còn lại trên lớp học... ( Có thể 1 tháng 1 lần)
o Lấy mẫu cát để phân tích độ nhiễm bẩn (1 năm 1 lần).
o Kiểm tra lượng cát bị hao hụt. Nếu cần phải đổ thêm cát lọc thì phải cắt bỏ lớp cát bị nhiễm bẩn ở trên mặt dày 3 ÷ 5 cm (6 tháng 1 lần).
o Kiểm tra mặt phẳng của mép máng thu nước rửa, nếu không phẳng ngang thì phải mùi mép máng (1 năm 1 lần).
o Sau mỗi lần sản xuất bể phải được khử trùng bằng clo với nồng độ 20 ÷50mg/l, ngầm trong 24 giờ. Sau đó rửa bằng nước sạch, cho đến khi nước rửa chỉ còn lại 0,3mg/l clo dư được.
5.2. Cột trao đổi cationit
Quá trình Trao đổi Hoàn nguyên Rửa ngược Rửa xuôi chậm Rửa xuôi nhanh V1 × × V2 × V3 × V4 × × × V5 × V6 × ×
Sau một chu kỳ hoạt động ( 8h ) nhựa mất khả năng trao đổi, chất lượng nước sau trao đổi kém đi, khi đó cần phải tiến hành hoàn nguyên nhựa.
- Chuẩn bị dung dịch hoàn nguyên NaCl 20%
- Chuẩn bị 0.62m3 dd NaCl 20% cho mỗi lần rửa( cần khoảng 196.6kg muối NaCl)
Cách pha hóa chất:
- Cho 0.62m3 nước vào bồn NaCl
- Tiếp tục cho 196.6kg muối NaCl vào và khuấy đều
Lưu ý: Đổ nước vào bồn trước khi cho hóa chất vào
Các bước hoàn nguyên nhựa:
- Bước 1: Rửa ngược bằng nước sạch v=12m/h; t= 15 phút
- Bước 2: Hoàn nguyên bằng dung dịch NaCl 10% V = 0.62 m3; t= 12 phút
- Bước 3: Rửa xuôi chậm bằng nước sạch Q= 13.44 m3/h; t = 30 phút
- Hệ thống bị mất áp: kiểm tra ống, đẩy hơi, thay đồng hồ áp - Hạt lọc bị thất thoát: Kiểm tra thường xuyên cung cấp hạt nhựa - Nước sau lọc còn bị nhiễm phèn, sắt: Kiểm tra hệ thống phía trước - Muối lọt vào nước sau xử lý: Kiểm tra ống thoát nước ra.
5.3. Cột lọc tinh
Sau một thời gian sử dụng, cặn thẩm thấu vào lõi lọc tinh làm cho chất lượng nước đầu ra kém đi. Vì vậy, cần phải tháo lõi ra vệ sinh.
Các bước vệ sinh lõi lọc tinh:
- Bước 1: Cho 50l HCl 0.2% vào thùng 1, ngâm lõi khoảng 10 phút rồi lấy ra rửa lại bằng nước sạch.
- Bước 2: Tiếp tục cho lõi vào thùng 2 chứa 50l NaOH 0.2% và ngâm khoảng 10 phút rồi lấy ra rửa lại bằng nước sạch.
- Bước 3: Cho tiếp các lõi lọc tinh vào dung dịch H2O2 0.2% trong thùng 3 rồi ngâm khoảng 10 phút lấy ra.
- Bước 4:Cuối cùng rửa lại với nước sạch và lắp lại như cũ. Sau khoảng 3 lần rửa bằng hóa chất để sử dụng lại, đến lần thứ 4 nên thay lõi mới.
Hiện tượng Nguyên nhân Giải pháp Bơm chạy nhưng không đủ
công suất định mức
1. Ngược chiều quay 2. Lõi lọc bị nghẹt 3. Không khí trong bơm 4. Van xả mở
1. Kết nối lại dây
2. Làm sạch hoặc thay lõi 3. Đẩy không khí
4. Điều chỉnh áp sau khi xả Bơm gây ồn khi tăng áp
suất
1. Cuộn dây điều khiển hoặc mạch
2. Cuộn dây cơ học lỗi
1. Kiểm tra và thay cuộn dây hoặc
mạch điện
2. Thay hoặc sửa cuộn dây
Ngừng do thiếu áp
1. Thiếu nước nguồn 2. Lõi bị nghẹt
3. Lỗi điều chỉnh áp khi đang xả
1. Kiểm tra bơm nước nguồn hoạt
động hay không
2. Làm sạch hoặc thay lõi 3. Điều chỉnh van áp, giữ áp dưới
1.4 kgf/cm2
5.4. Hệ thống RO .
Khởi động hệ thống
- Mở công tắc nguồn, công tắc khẩn.
- Mở van nước (V1), dòng vào (V2) và dòng thấm (V3), van hồi dòng đậm đặc (V4). Đóng van hóa chất (V5)
- Xoay công tắc sang phải ở vị trí ‘OPERATION’ - Bật công tắc mở bơm
- Xoay van chỉnh áp cùng chiều kim đồng hồ để điều chỉnh áp lực yêu cầu ( khoảng 10 bar ).
Tắt hệ thống
- Tắt bơm
- Xoay van chỉnh áp ngược chiều kim đồng hồ ( giảm áp) - Tắt công tắc điện nguồn
- Lưu lượng dòng thấm giảm 10% so với ban đầu
- Tổn thất áp lực tăng vượt quá 15% so với thiết kế trong suốt 48h hoạt động - Nồng độ muối trong dòng thấm tăng 5%
Các hóa chất rửa màng
- Bước 1: Rửa bằng dung dịch NaOH 0.1% - Bươc 2: Rửa bằng dung dịch Na-EDTA 0.1% - Bước 3: Rửa bằng dung dịch acid citric 2%
Chuẩn bị dung dịch rửa màng
Dung dịch NaOH 0.1%
- Chuẩn bị 1m3 dd NaOH 0.1% cho mỗi lần rửa (cần khoảng 1kg NaOH rắn) - Cách pha hóa chất:
• Cho 1m3 nước vào bồn hóa chất
• Cho tiếp 1kg NaOH rắn vào và khuấy cho NaOH tan đều
Lưu ý: Đổ nước vào bồn trước khi cho hóa chất vào
Dung dịch Na-EDTA 0.1%
- Chuẩn bị 1m3 Na-EDTA 0.1% cho mỗi lần rửa ( cần khoảng 1kg Na-EDTA rắn) - Cách pha hóa chất:
• Cho 1m3 nước vào bồn hoá chất