ABR có sử dụng giá thể sinh học để nâng cao hiệu quả xử lý. Bể AEROTANK sục khí một lượng khí thích hợp tạo điều kiện cho vi sinh vật hiếu khí phân giải chất hữu cơ làm giảm hàm lượng COD, nito và photpho trong nước thải và góp phần giảm vấn đề bẩn màng đặt trong bể.
3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.3.1. Phương pháp thu thập và nghiên cứu tài liệu
Thu thập và nghiên cứu tài liệu là một công việc quan trọng cần thiết cho bất kỳ hoạt động nghiên cứu khoa học nào. Đây là nền tảng cho hoạt động nghiên cứu. Việc thu thập và nghiên cứu tài liệu giúp cho người nghiên cứu nắm rõ được các phương pháp nghiên cứu trước đây, làm rõ hơn đề tài nghiên cứu của mình, có thêm kiến thức rộng, sâu về lĩnh vực đang nghiên cứu… Từ các tài liệu đã thu thập và kiến thức chuyên ngành đề xuất và đưa ra mô hình xử lí nước thải sinh hoạt bằng hệ thống kị khí, hiếu khí kết hợp màng lọc (MF) quy mô phòng thí nghiệm.
3.3.2. Phương pháp lấy mẫu nước thải
Theo TCVN 5992 – 1995 (ISO 5667 – 2: 1991): Chất lượng nước, lấy mẫu, hướng dẫn kỹ thuật lấy mẫu.
Lấy mẫu tại đầu vào và đầu ra của hệ thống.
Chuẩn bị dụng cụ lấy mẫu có nhãn dán ghi rõ địa điểm lấy mẫu; Tráng dụng cụ chứa mẫu 2-3 lần bẵng mẫu nước tại hiện trường.
3.3.3. Phương pháp mô hình Mô hình pha nước thải: Mô hình pha nước thải:
Gồm có bơm đương lượng, 1 can nhựa 30l, 1 thùng chứa 100l
Nguyên tắc hoạt động của hệ thống như sau: Đầu tiên nước thải đã được pha loãng được đổ vào thùng chứa. Tại đây nước thải sẽ được pha loãng và được bơm vào hệ thống. Nước trong thùng chứa được cấp vào liên tục. Việc sử dụng bơm đương lượng để bơm nước từ bình chứa nước thải vào pha loãng góp phần làm ổn định nồng độ của nước thải, giúp quá trình xử lí diễn ra hiệu quả hơn.
3.3.4. Vật liệu màng ứng dụng trong nghiên cứuCông nghệ màng MF Công nghệ màng MF
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Minh Quyền Giảngviên hướng dẫn:TS. Trần Minh Thảo 21
Bảng 3. 1: Ứng dụng xử lý các chất ô nhiễm của các loại màng.
Nguồn: Giáotrìnhcông nghệxửlýnước Cácquátrìnhhoálý(TS.Trần MinhThảo)
MÀNG LỌC MICRON (MF) là được cấu tạo từ Polyproylene (PP) hay Polypropene, đây là các sợi hữu dẻo có đặc tính cơ học tốt cà chống chịu được ăn mòn từ axit và các hoá chất tồn tại trong nước. Ngoài ra, màng MF còn được làm bằng gốm sứ, Teflon hoặc các loại nhựa khác. Để chế tạo lõi lọc nước thô, các sợi PP sẽ được nén với áp suất cao và công nghệ tiên tiến để tạo nên hệ thống lọc với các khe lọc nhỏ, thường là khoảng 0,1 đến 5µm (micronmet). Lõi lọc này sẽ bảo đảm chống chịu tốt áp suất nước cao, không bị ảnh hưởng bởi hoá chất trong nước và có đặc tính cơ học bền vững. Màng có dộ xốp cao, các chất bị màng MF. Chặn lại có kích thước 0.1 – 10micron bao gồm rỉ sét, bùn đất, cát, huyền phù và các vi sinh vật trôi nổi nhưng không ngăn được vi khuẩn và các tạp chất hoà tan.
Cơ chế: Nguyên lý lọc màng của công nghệ MF dựa trên sự phân tách các phần tử trong nước qua lớp vách ngăn (màng lọc) nhờ sự chênh lệch áp suất. Màng MF có khả năng tách các phân tử có kích thước từ vài micromet ra khỏi nước nhờ vi khuẩn, các vi sinh vật, chất lơ lửng...
Chất ô nhiễm
Loại màng
MF UF NF RO
Chất hữu cơ dễ phân huỷ v v v
Các ion cứng v v Kim loại nặng v v Nitrate v v Các chất hữu cơ tổng hợp v v TDS v v TSS v v Vi khuẩn v v v v Động vật nguyên sinh v v v v Virus v v
Hình 3. 2: Cơ chế hoạt động màng MF (nguồn: http://hongphuctv.com.vn/san-
pham/mang-loc-mbr-hieu-toray-nhat-ban/)
Đặc điểm của màng lọc MF được cấu tạo với độ xốp cao và có kích thước rất nhỏ từ 0,1 -10 µm. Trong nghiên cứu này sử dụng màng MF dạng sợi có kích thước lỗ màng 1.0 µm và chất liệu từ florua polyvinylidene. Màng MF có nhược điểm gây tổn thất do áp lực và bẩn màng khá nghiêm trọng.
Hệ màng lọc MF
Màng lọc MF (Microfiltration) hay còn gọi là màng siêu lọc sợi rỗng thẩm thấu, mỗi sợi màng có dạng hình ống, màu trắng, khi lọc cho phép nước đi từ ngoài vào trong lòng ống nhờ áp lực dòng chảy của nước, khi ta bịt một đầu ống lại hoặc uốn ống theo hình chữ (U). Dưới áp lực dòng chảy của nước sẽ thấm qua các mao dẫn có kích thước khoảng từ 0,1~ 2,0 micromet(µm).
Công dụng của màng lọc MF: Với kích thước từ 0,1~ 2,0 micron (µm) màng lọc MF có thể lọc sạch các tạp chất có kích thước nhỏ hơn cả vi khuẩn, loại bỏ dầu, mỡ, hydroxit kim loại, chất keo, nhũ tương, chất rắn lơ lửng, và hầu hết các phân tử lớn từ nước và các dung dịch khác như (phấn hoa, tảo, kí sinh trùng, virut, và vi trùng gây bệnh…)và đặc biệt là có thể triệt tiêu được vi khuẩn tới 99.9% dường như không còn vi khuẩn. Các phân tử có kích thước lớn hơn như các loại tạp chất, virus, vi khuẩn sẽ bị giữ lại và thải xả ra ngoài. qua tất cả các bước lọc khắt khe nhất từ các lõi lọc, cấp lọc và màng siêu lọc MF đã cho ra một nguồn nước tinh khiết đảm bảo sức khỏe tối ưu cho mọi người sử dụng.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Minh Quyền Giảngviên hướng dẫn:TS. Trần Minh Thảo 23
Cấu tạo và chức năng của màng siêu lọc MF:
Hình 3. 3: Cấu tạo màng lọc
Màng lọc Microfiltration có thể hoạt động theo 2 nguyên lý:
Hình 3. 4: Quy trình màng lọc
Từ ngoài vào trong: Lớp lọc nằm bên ngoài màng, dòng nước có chất ô nhiễm được đẩy vào từ bên ngoài vào trong màng lọc tất cả các chất độc hại được dữ lại bên ngoài màng lọc. chỉ duy nhất Nước sạch nguyên khoáng, nước tinh khiết sau lọc được thu ở bên trong màng lọc.
Từ trong ra ngoài: Lớp lọc nằm bên trong màng. Dòng nước có chất ô nhiễm được thấm vào từ bên trong màng lọc. Nước sạch sau lọc được thu ở bên ngoài màng lọc
Cấu tạo của màng lọc MF là: Các tạp chất không thấm qua màng sẽ được giữ lại bên ngoai màng lọc trong lòng ống và được tống ra ngoài khi mở đầu bịt của ống ra. Điều này cho phép tạo khả năng tự xả bẩn của màng MF bằng cách lắp van tự động xả thải một theo thời gian làm việc của màng.
Hình 3. 5: Sợi rỗng Hình 3. 6: Kiểu quấn
Nguyên lý hoạt động:
Microfiltration (MF) là công nghệ siêu lọc, sử dụng các lớp màng có kích thước nhỏ 0,1 – 5 dùng để loại bỏ các hạt lơ lửng thô, có kích thước lớn dưới một áp lực nhất định (khoảng 100 PSI). Nước sẽ được chảy qua màng lọc này trước khi qua các bước lọc tiếp theo của thiết bị lọc…
Một số đặc điểm tiêu biểu của công nghệ Microfiltration :
Quá trình lọc diễn ra ở nhiệt độ bình thường từ (0~55°C) và áp suất thấp từ (1~5 bar) nên tiêu thụ ít điện năng, cắt giảm chi phí hoạt động đáng kể. Kích thước của hệ thống gọn nhỏ, cấu trúc đơn giản nên không tốn mặt bằng lắp đặt.
Không có nước thải lãng phí như RO tiếp kiệm lớn cho người sử dụng.
Quy trình vận hành đơn giản, không cần nhiều nhân công. Cấu trúc và vật liệu màng lọc đồng nhất sử dụng phương pháp lọc cơ học nên không làm biến đổi tính chất
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Minh Quyền Giảngviên hướng dẫn:TS. Trần Minh Thảo 25
Vật liệu của màng lọc không xâm nhập vào nguồn nước, đảm bảo độ tinh khiết trong suốt quy trình xử lý.
Đặc điểm chính:
Màng siêu lọc (MF) là công nghệ lọc cung cấp một giải pháp hợp lý cho các dây chuyền sản xuất thực phẩm và đồ uống, cung cấp nguồn nước ăn uống hàng ngày vô hạn cho người dùng. Chất lượng nước rất cao sau khi lọc qua màng MF dùng cho việc sản xuất nước khoáng, nước hoa quả, nước tăng lực. Màng MF tạo nên một rào cản chắc chắn ngăn cản các vi sinh vật, bào tử và loại bỏ màu, chất hữu cơ (trong nguồn nước tự nhiên thường xuất hiện các chất tiết ra từ vỏ cây, các chất mùn, bùn, gỉ sắt các độc tố và vi khuẩn có hại…vv).