CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.6. Lắp ghép môđun màng lọc polyme
Lắp ghép môđun màng tấm phẳng
Chuẩn bị vật liệu: 2 khung xương bằng vật liệu PVC, có độ dày 5 mm; 2 tấm lót màng bằng vật liệu polyme, có chiều dày 1,5 mm, dạng tấm lưới với các kích thước lỗ từ 1 - 2 mm và 2 tấm vật liệu màng hình chữ nhật.
Các bước lắp ghép:
Bước 1: Ghép 2 tấm lót màng vào nhau để làm tăng bề dày của tấm lót và giúp dòng nước dễ dàng đi qua. Cố định 2 tấm lót màng với nhau tại các viền xung quanh bằng keo epoxy D.E.R.331 pha với chất đóng rắn DETA, theo tỉ lệ (về khối lượng) 11:1;
Bước 2: Ghép 2 tấm vật liệu màng vào 2 mặt của tấm lót màng và cố định các viền xung quanh bằng keo epoxy pha với chất đóng rắn, theo tỉ lệ 11:1;
Bước 3: Đặt màng và tấm lót vào 1 mặt của khung xương, cố định bằng keo epoxy và ghép khung xương còn lại vào. Đổ keo epoxy kín các viền xung quanh và nối với tấm lót màng bằng một ống dẫn. Nước sẽ đi qua màng và được hút ra ngoài qua ống dẫn có gắn đồng hồ đo áp suất. Sau 5 giờ, keo epoxy đóng rắn, khô, thu được môđun màng tấm phẳng. Môđun màng được kiểm tra độ kín và áp suất ban đầu trước khi đưa vào sử dụng trong các thí nghiệm.
Môđun màng tấm phẳng có diện tích bề mặt (21x10-2 m x 31 x10-2 m) x 2 tấm =0,13 m2. Các môđun đã được lắp ghép từ một số loại vật liệu màng khác nhau thể hiện trên Hình 2.3.
Hình 2.3. Môđun màng tấm phẳng đã được lắp ghép
Lắp ghép modun màng sợi rỗng
Chuẩn bị vật liệu: các sợi màng có độ dài bằng nhau, không bị dập hay đứt gãy.
Các bước lắp ghép:
Bước 1: Lắp ghép bó màng sợi rỗng
Ghép các bó sợi vào trong ống nhựa đầu khung màng (đầu khung được chế tạo bằng nhựa PVC ∅21 mm, cao 20 mm) và cho đi qua các lỗ đã đục sẵn trên
52
đĩa đục lỗ để cố định 2 đầu sợi màng (kích thước lỗ đường kính 1,2 mm). Dùng keo epoxy đã trộn chất đóng rắn theo tỷ lệ 11:1 đổ lên đĩa đục lỗ, để giữ cố định hai đầu bó màng.
Hình 2.4. Khung đầu gắn màng và đĩa đục lỗ
Sau khoảng thời gian 5 giờ, khi khối keo đóng rắn, khô thì tiến hành cắt bỏ phần thừa của sợi màng tại vị trí hai đầu ống của bó màng bằng cưa máy. Làm nhẵn bóng bề mặt tiếp diện của 2 đầu bó màng bằng máy mài. Lắp ghép co nối ren vào hai đầu bó màng, cố định bằng keo dán PVC.
Bước 2: Lắp ghép các bó màng thành môđun
Lắp ghép các bó màng thành hệ bằng nối ống chữ T. Sử dụng ống nhựa PVC ∅21 mm lắp ghép hệ màng thành khối như Hình 2.5, ghép nối với đồng hồ kiểm soát áp suất cho môđun màng. Môđun màng được kiểm tra độ kín và áp suất ban đầu trước khi đưa vào sử dụng trong các thí nghiệm.
Sợi màng
Hình 2.5. Môđun màng sợi rỗng
Để cố định toàn bộ hệ môđun màng, khung thép inox đã được thiết kế chế tạo theo khung hộp chữ nhật như Hình 2.6.
Khung thép được chế tạo linh hoạt cho việc tháo lắp, thuận tiện cho quá trình di chuyển, sửa chữa, rửa màng, chỉnh sửa khi cần thiết.
54
Hình 2.6. Khung đỡ môđun màng
Các đơn nguyên màng lọc sợi rỗng được lắp ghép thành hệ thống như trên Hình 2.7. Trong đó, mỗi đơn nguyên có diện tích bề mặt [2 x π x R x L x số sợi]
= [(2 x 3,14 x 0,6x10-3 m x 38x10-2 m) x 70 sợi màng] = 0,1 m2. Lắp ghép 10 đơn nguyên màng lọc thành hệ thống có diện tích bề mặt 1 m2.
Hình 2.7. Môđun màng sợi rỗng đã được lắp ghép
Kiểm tra hoạt động và độ kín của các môđun màng lọc
Làm sạch môđun màng lọc và kiểm tra hoạt động (Dow Chemical Company, 2011):
Các môđun màng lọc được rửa sạch trước khi khởi động để loại bỏ chất lỏng bảo quản trong khi vận chuyển môđun. Việc rửa bằng nước được thực hiện cho đến khi không còn xuất hiện bọt khí trong nước đầu ra.
- Rửa sạch các môđun ở tỉ lệ năng suất lọc 40 L/m2.h trong khoảng thời gian là 4 giờ;
- Đạt được tổng lưu lượng đầu ra khoảng 160 L/m2.h.
Kiểm tra độ kín
Các môđun màng lắp ghép được kiểm tra độ kín bằng cách quan sát hiện tượng sủi bọt và ổn định/giảm áp suất.
Quan sát hiện tượng sủi bọt:
Ngâm môđun màng trong nước sạch. Làm đầy nước trong đường ống. Điều chỉnh tốc độ bơm hút nước qua màng nhanh dần, áp suất qua màng tăng lên 30 cmHg. Quan sát không thấy sủi bọt ở các sợi màng, chứng tỏ sợi màng không bị rách.
Áp suất ổn định/giảm:
Ngâm môđun màng trong nước sạch. Làm đầy nước trong đường ống. Điều chỉnh tốc độ bơm hút nước qua màng tăng lên sao cho áp suất qua màng đạt 30 cmHg. Giữ áp suất đó trong khoảng 10 phút. Sau khoảng thời gian 10 phút, áp suất qua màng giảm nhỏ hơn 3 cmHg, chứng tỏ sợi màng kín.