PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.2. Hiện trạng chất lượng và các nguồn gây ảnh hưởng chính đến chất lượng nước suối Tà Vải
4.3.2. Nghiên cứu và lựa chọn màng lọc
Công nghệ màng lọc ra đời là phương án tối ưu để thay thế cho phương pháp lọc truyền thống. Nhiều nghiên cứu nhằm loại bỏ chất hữu cơ, trong đó sử dụng các màng lọc là phương pháp tốt nhất để loại bỏ chất hữu cơ trong nước, bao gồm: màng lọc MF, màng lọc UF, màng nano, và thẩm thấu ngược.
Sử dụng công nghệ màng lọc trong xử lí nước về nguyên tắc là phải loại bỏ tạp chất ra khỏi nước, kĩ thuật lọc màng có thể không cần sử dụng hóa chất mà có thể loại bỏ tạp chất ra khỏi nước theo nguyên lí cái “rây”, hạt to hơn lỗ
rây bị giữ lại, hạt nhỏ hơn lỗ rây sẽ lọt qua, nếu mắt rây đủ nhỏ các hạt tạp chất nhỏ nhất trong nước là các ion cũng bị chặn lại, chỉ có nước sạch đi qua.
Hình 4.2. Sơ đồ vận chuyển các chất trong nước qua màng lọc
Qua hình 4.2 cho ta bức tranh so sánh kích thước các hạt tạp chất có trong nước và khả năng lọc của các kỹ thật lọc khác nhau. Có rất nhiều loại màng lọc khác nhau với khả năng khác nhau. Chúng đều là các loại màng với động lực là áp suất. Về nguyên tắc, lọc càng tinh thì yêu cầu về áp suất để bơm nước qua màng càng cao, khi đó chi phí năng lượng càng lớn nên người ta đã nghĩ đến các giải pháp tốn ít năng lượng hơn và thứ tự sắp xếp các loại màng lọc như sau:
- Giá thành màng: RO > NF > UF > MF - Áp suất động học: RO > NF > UF > MF
Các phương pháp lọc nano (NF) và lọc thẩm thấu ngược (RO) có chi phí đầu tư cũng như vận hành lớn hơn vi lọc (MF). Tuy rằng NF và RO có khả năng loại bỏ tạp chất, vi khuẩn, vi rút cao nhưng để xử lý nước suối Tà
Vải thành nước sinh hoạt thì phương pháp sử dụng màng lọc MF có tính khả thi cao hơn.
Hình 4.3. Vùng làm việc của các kĩ thuật lọc và lọc màng
Về khía cạnh kỹ thuật lọc các loại màng trên đều cần áp lực, màng lọc càng tinh (kích thước lỗ càng nhỏ) thì lọc càng được nhiều loại tạp chất, đồng thời cần áp lực lọc càng cao.
Bảng 4.3. Quá trình lọc màng MF với động lực là áp suất (màng áp lực) Loại
màng
Kích thước lỗ,
nm
Tổn thất áp
∆p, bar
Khả năng thấm riêng, L/(m²h bar)
Nguyên lí
lọc Ứng dụng
MF 50 –
5000 0,1 – 2 > 50 Rây qua lỗ
Loại bỏ cặn lơ lửng
Bảng 4.4. Kích thước mao quản và áp suất làm việc của màng MF.
Loại màng
Kích thước lỗ
[μm]
Áp suất động lực
[bar]
Các ứng dụng đặc trưng Vi lọc
(Microfiltration) 10 - 0,05 0,1 – 2 Phân tách các chất dạng keo và các hạt
Do các màng có kích thước lỗ màng và lực điều khiển quá trình hoạt động khác nhau mà dải kích thước áp dụng và loại bỏ các chất khác nhau.
Màng lọc MF cú kớch thước lỗ khoảng 0,1 - 1àm. Do đú, quỏ trỡnh MF có thể có độ thấm cao hơn với áp suất sử dụng nhỏ hơn so với quá trình NF và RO. Hơn nữa, với cơ chế tách loại, màng áp suất thấp (MF và UF) có thể hình dung như một cái rây lọc nên dẫn đến lỗ rỗng lớn hơn, trong khi màng lọc áp suất cao (NF và RO) không đơn thuần chỉ phân loại dựa theo kích thước lỗ màng mà đánh giá dựa trên độ hòa tan và khuếch tán của chất cần lọc.
Trong bốn loại màng lọc phổ biến MF, UF, NO và RO được áp dụng khá rộng rãi với một số tính năng ưu biệt như tiết kiệm năng lượng, không tồn tại nước thải của quá trình lọc, và đảm bảo được chất lượng nước đầu ra cũng như quá trình vận hành bảo dưỡng đơn giản. Thì màng lọc MF thích hợp sử dụng với các vùng địa lý đặc biệt như biên giới, vùng núi nhằm đáp ứng được các nhu cầu sử dụng nước cũng như những vấn đề thiếu thốn về năng lượng.
Bên cạnh đó MF có khả năng loại bỏ tạp chất, vi khuẩn vi rút cao
Kết luận : Để xử lý nước suối Tà Vải thành nước sinh hoạt thì phương pháp MF có tính khả thi cao hơn.
Vì vậy, qua quá trình nghiên cứu về màng lọc, đề xuất sử dụng công nghệ màng lọc MF kết hợp với vật liệu lọc hấp phụ đa năng Zeolit-Diatomit để xử lý nước suối Tà Vải thành nước sinh hoạt.