4. Rỏc thải sinh hoạt, cỏc thụng số chớnh của nước rỏc và cỏc
2.4.3.Màng Xelluloaxetat cú đế vải
- Để tăng độ bền cơ học của màng và cú thể dựng cho mỏy lọc khung bản, chỳng tụi đó chế tạo màng cú đế vải. Kết quả được trỡnh bày trong bảng 2
Bảng 2 : Kết quả kiểm tra chất lượng màng Xelluloaxetat cú đế vải. Nồng độ chất tạo màng (g/l) Thời gian lọc (phút) Năng suất lọc (l/m2.h) Độ đục Nhận xột 100 2 9791 0,240 Bia đục
120 2 7632 0,208 Bia đục, hầu nh nấm men
qua màng hết
140 2 2834 0,194 Bia đục, cú một ít nấm
160
2
754 0,161 Bia khỏ trong, nấm men
bị giữ lại trờn màng nhiều hơn
180
2
91 0,138 Bia khỏ trong nấm men
bị giữ lại trờn màng khỏ nhiều
Nhận xột :
Qua kết quả thu được cho thấy : Với cựng nồng độ chất tạo màng thỡ khi cú đế vải năng suất lọc sẽ tăng lờn nhiều. Tuy nhiờn, loại màng này vẫn chưa giữ được toàn bộ nấm men
2.4.4. Màng Xelluloaxetat và Polypropylen biến tớnh.
Hoà tan 1,5 g Xelluloaxetat ( CA) trong 12,5 ml Axeton (Ax) . Sau đú cho từ từ dung dịch Polypropylen biến tớnh (PP) với nồng độ 120g/l , khuấy đều. Và kộo màng trờn đế vải với chiều dày 0,5 mm và bốc hơi 1 phút.
Thay đổi dần lượng Polypropylen cho vào để khảo sỏt ảnh hưởng của thành phần dung dịch tạo màng và tỡm điều kiện chế tạo màng tối ưu cho loại vật liệu này.Kết quả được trỡnh bày trong bảng 3
Bảng 3: Kết quả lọc bia bằng màng Xelluloaxetat và Polypropylen biến tớnh. Thành phần dung dịch tạo màng CA/Ax/ PP Thời gian lọc (Phút) Năng suất lọc (l/m2.h) Độ đục Nhận xột
1,5g/ 12,5ml/ 5ml 3 1541 0,253 Bia vẫn đục, lượng men trờn bề mặt màng rất ít
1,5g/ 12,5ml/ 8ml 3 1653 0,194 Bia đục, lượng men giữ
trờn bề mặt màng ít
1,5g/ 12,5ml/ 9ml 3 1708 0,143 Bia khỏ trong, nhưng
men vẫn bị lọt xuống
1,5g/ 12,5ml/ 10ml 3 1847 0,086
Bia rất trong, men bị giữ trờn bề mặt màng nhiều
1,5g/ 12,5ml/ 11ml 3 1692 0,094
Bia rất trong, men bị giữ trờn bề mặt màng khỏ nhiều
1,5g/ 12,5ml/ 12ml 3 1560 0,260 Bia đục, men bị lọt qua màng do màng xốp
1,5g/ 12,5ml/ 15ml 3 1292 0,312
Bia đục, men đi qua màng được (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhận xột:
-Từ kết quả trờn cho thấy: khi tăng lượng Polypropylen biến tớnh từ 5 đến 10 ml thỡ khụng chỉ năng suất lọc, mà độ lưu giữ cũng tăng lờn. Đõy là hiện tượng rất ít xảy ra. Thụng thường, khi thu hẹp kớch thước lỗ màng để tăng độ lưu giữ thỡ sẽ làm cho năng suất lọc bị giảm xuống. Với dung dịch 5g CA/ 12,5 ml Ax/ 10ml PP cú thể chế tạo được màng lọc bia với độ lưu giữ và năng suất lọc cao. Bia sau khi lọc rất trong, khụng cũn nấm men và cỏc vi sinh vật khỏc . Sau đú, nếu ta tiếp tục tăng Polypropylen lờn thỡ độ lưu giữ và năng suất lọc của màng đều giảm xuống.
Theo chỳng tụi, cú thể giải thớch hiện tượng trờn nh sau:
Dung dịch cú thành phần 5g CA/12,5 ml Ax/ 10ml PP cho phộp tạo được vật liệu làm màng cú độ xốp rất cao, mật độ lỗ tại lớp hoạt động lớn
nhưng kớch thước lỗ lại bộ. Nếu thay đổi thành phần dung dịch khỏi tỉ lệ trờn thỡ màng sẽ ít xốp hơn, mật độ lỗ tại lớp hoạt động giảm xuống và kớch thước lỗ tăng lờn.
Tuy nhiờn, muốn cú được kết luận chắc chắn thỡ cần phải tiếp tục nghiờn cứu cấu trỳc và tớnh chất của vật liệu bằng cỏc phương phỏp khỏc nhau
nh kớnh hiển vi điện tử.
2.5. Ứng dụng màng lọc xử lý nước thải bói rỏc Nam Sơn - Hà Nội.
2.5.1. Tỡm hiểu sự biến động hàm lượng chất hữu cơ và amoni. [Mục này trớch dẫn từ Đề tài nghiờn cứu quy trỡnh xử lý nước thu gom từ bói chụn lấp rỏc Nam Sơn - Hà Nội trong Hội thảo cụng nghệ xử lý chất thải rắn, kinh nghiệm - thỏch thức, 2003].
- Để hiểu rừ hơn về hàm lượng chất hữu cơ cú trong nước rỏc Nam Sơn thỡ chỳng tụi đó tiến hành phõn tớch xỏc định COD và hàm lượng amoni của nước rỏc gốc ở cỏc hồ chứa H1, H2, H3 ở cỏc thời điểm khỏc nhau. Kết quả được trỡnh bày ở bảng 4.
Bảng 4: Kết quả phõn tớch xỏc định chỉ số COD và hàm lượng amoni qua cỏc hồ ở cỏc thời gian khỏc nhau:
Ngày lấy mẫu Chỉ số Kết qủa phõn tớch cỏc mẫu cở cỏc hồ
Mẫu gốc Hồ H1 Hồ H2 Hồ H3 26/9/2002 COD NH4+ 1570 788 674 472 547 222 593 145 6/1/2003 COD NH4+ 5534 811 1240 536 935 380 620 315 11/2/2003 COD NH4+ 14370 2463 1496 840 1122 749 986 630
2.5.2. Kết quả lọc nước rỏc Nam Sơn sau cụng đoạn xử lý hoỏ lý và tỏch loại amoni.
Nước rỏc Nam Sơn cú thành phần nitơ so với cacbon cao. Hàm lượng nito trung bỡnh là 546 mg/l và COD trung bỡnh là 1006 mg/l. Tỷ lệ BOD/ COD thấp, tỷ lệ COD/N thấp. Tỷ lệ COD/P cao và biến động lớn. Tuy nhiờn sau quỏ trỡnh gom và giữ trong 3 hồ chứa thỡ hàm lượng cỏc chất hữu cơ giảm đỏng kể.
Nước rỏc Nam Sơn sau cụng đoạn xử lý hoỏ lý và tỏch loại amoni thỡ cú COD trung bỡnh trờn 600 mg/l . Nguyờn nhõn chủ yếu làm cho COD cũn cao là do cỏc hợp chất hữu cơ cũn lại trong nước rỏc ở dạng cỏc hợp chất cú chứa cacbon và nitơ khú phõn huỷ.
*. Một số phương phỏp như dựng than hoạt tớnh hấp phụ, hoặc phương phỏp oxy hoỏ kết hợp cú thể làm giảm COD trong nước xuống mức đạt tiờu chuẩn xả ra mụi trường tự nhiờn. Nhưng giỏ thành cũn cao, do đú chỳng tụi đó thử ứng dụng màng lọc chế từ Xelluloaxetat và polypropylen biến tớnh để xử lý nước rỏc Nam Sơn. Mục đớch của quỏ trỡnh sử dụng màng là để tỏch loại cỏc hợp chất hữu cơ khú phõn huỷ.Kết quả được trỡnh bày ở bảng 5.
Bảng 5: Kết quả lọc tỏch loại cỏc hợp chất hữu cơ khú phõn huỷ trong nước rỏc. Cỏc loại màng Năng suất lọc (l/m2.h) COD đầu (mg/l) COD sau lọc (mg/l) Độ lưu giữ (%) M1 7454 620 401 35,3 M2 6728 620 344 44,5 M3 6072 620 321 48,2 Kớ hiệu :
M1: Màng chế từ Xelluloaxetat và polypropylen biến tớnh cú thành phần
1,5 gCA/ 12,5 ml Ax / 9 ml PP.
M2 : Màng chế từ Xelluloaxetat và polypropylen biến tớnh cú thành phần
M3 : Màng chế từ Xelluloaxetat và Polypropylen biến tớnh cú thành phần
1,5 g CA/ 12,5ml Ax/ 10 ml PP.
Nhận xột :
- Với COD ban đầu là 620 mg/l, sau khi lọc dó giảm xuống đỏng kể thỡ ta cú thể khẳng định hàm lượng cỏc chất hữu cơ khú phõn hủy trong nước rỏc hầu nh đó được loại bỏ.
-Màng M3 cho ta kết quả về độ lưu giữ cao nhất trong 3 màng đạt 48,2%. Tuy nhiờn, COD vẫn chưa đạt tiờu chuẩn thải ra mụi trường tự nhiờn. Song điều đú chứng tỏ nú hợp với quy luật nh đó lọc với bia ở trờn.
2.5.3. Khảo sỏt độ lưu giữ theo thời gian bốc hơi của màng.
Để tăng độ lưu giữ của màng M3 chỳng tụi đó tiến hành khảo sỏt, tăng thời gian bốc hơi cua màng M3 lờn. Kết quả được trỡnh bày trong bảng 6 .
Bảng 6: Khảo sỏt độ lưu giữ theo thời gian bốc hơi Cỏc loại màng Năng suất lọc (l/m2.h) COD đầu ( mg/l) COD sau lọc (mg/l) Độ lưu giữ (%) M4 5636 620 307 51,5 M5 4546 620 236 61,9 Ký hiệu:
M4: Là màng chế từ Xelluloaxetat và Polypropylen biến tớnh cú thành phần 1,5 g CA/12,5ml Ax/10mlPP cú thời gian bốc hơi 3 phút. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
M5: Là màng chế từ Xelluloaxetat và Polypropylen biến tớnh cú thành phần 1,5 g CA/12,5ml Ax/10mlPP cú thời gian bốc hơi 4phỳt.
Nhận xột:
- Từ bảng 6 ta thấy màng M3 với thời gian bốc hơi là 4 phút cho ta kết quả tốt nhất. Độ lưu giữ đạt 61,9 %. Nước rỏc sau khi lọc đạt tiờu chuẩn loại C cú thể thải ra mụi trường tự nhiờn. Màu của nước thải trước khi lọc cú màu vàng nhưng sau khi lọc màu vàng gần nh mất hẳn.
2.5.4. So sỏnh màng M3 với màng lọc vi trựng cú kớch thước lỗ 0,22
Để xỏc định kớch thước lỗ màng của một loại màng nào đú, chỳng tụi đó tiến hành so sỏnh loại màng đú với một loại màng chuẩn đó biết kớch thước lỗ. Ở đõy chỳng tụi sử dụng màng vi trựng cú kớch thước 0,22àm.
- Màng vi trựng được chế từ Xelluloaxetat được chỳng tụi sử dụng để lọc thử nước rỏc. Kết quả được so sỏnh với màng M3 và được trỡnh bày ở bảng 7.
Bảng 7: Kết quả so sỏnh màng M3 với màng vi trựng cú kớch thước lỗ 0,22àm.
Loại màng COD đầu(mg/l) COD sau lọc(mg/l) Năng suất lọc(l/m2.h)
Độ lưu giữ (%) Màng vi trựng 620 382 7001 38,4 Màng M3 620 321 6072 48,2 Nhận xột :
Từ bảng 7 chỳng tụi thấy màng M3 cú độ lưu giữ lớn hơn màng vi trựng nờn cú thể kết luận màng M3 cú kớch thước lỗ nhỏ hơn 0,22 àm . Cho nờn cú thể xếp màng M3 vào loại màng siờu lọc.
Kết luận
1.Chỳng tụi đó chế thử màng lọc bia từ CA với đế vải và khụng cú đế vải.
- Khi tăng nồng độ chất tạo màng thỡ màng sẽ ít xốp hơn, chiều dày lớp hoạt động tăng lờn, do đú độ lưu giữ tăng và năng suất lọc giảm xuống.
- Màng lọc làm từ CA theo phương phỏp này cú độ lưu giữ kộm đối với nấm men. Ngay cả khi năng suất lọc của màng giảm rất thấp thỡ vẫn cú một ít nấm men lọt qua màng.
2. Màng cú đế vải cú năng suất lọc cao hơn nhiều so với màng khụng cú đế vải. Ngoài ra cũn cú độ bền cơ học lớn nờn cú thể dựng cả trong mỏy lọc khung bản.
3.Chỳng tụi đó nghiờn cứu chế thử màng lọc bia từ Xelluloaxetat và Polypropylen biến tớnh.
Khi cố định lượng CA và Axeton là 1,5 g CA/ 12,5 ml Ax và thay đổi dần lượng Polypropylen biến tớnh từ 5ml đến 10 ml thỡ năng suất lọc và độ lưu giữ của màng cựng tăng lờn. Điều này rất ít gặp và rất cú giỏ trị thực tế vỡ màng tốt là màng phải cú năng suất lọc và độ lưu giữ cao. Với dung dịch cú thành phần 1,5g CA/ 12,5 ml Ax /10ml PP đó chế tạo được màng với năng suất lọc cao và lưu giữ được toàn bộ nấm men và cỏc vi sinh vật khỏc cú trong bia như E.coli, Coliform.Sau đú nếu tăng tỷ lệ PP lờn từ 10- 15 ml thỡ năng suất lọc và độ lưu giữ giảm xuống.
4. Từ CA và PP biến tớnh cú thể chế tạo được màng lọc bia với chất lượng tốt. Loại màng này cú độ lưu giữ cao đó giữ được toàn bộ nấm men và cỏc vi khuẩn. Tuy nhiờn muốn ứng dụng kỹ thuật lọc màng vào quỏ trỡnh sản xuất bia thỡ cần giải quyết đồng bộ nhiều vấn đề nhất là khõu tiền lọc. Vỡ trong quỏ trỡnh lọc bia nấm men bỏm trờn bề mặt sẽ làm tắc dần lỗ màng và năng suất lọc giảm rất nhanh[7].
5. Chỳng tụi đó ứng dụng thử màng chế từ CA và PP để lọc nước rỏc Nam Sơn và đó thu được kết quả tương đối khả quan. Sau khi lọc COD của nước rỏc đó giảm từ 620 xuống 236. Vậy độ lưu giữ của màng đối với cỏc hợp chất hữu cơ khú phõn hủy cú trong nước rỏc đạt 61,9%. Nước trước khi lọc cú màu vàng nhưng sau khi lọc màu vàng gần nh mất hẳn. Song, đõy mới chỉ là một số kết quả bước đầu do đú chỳng tụi cần phải nghiờn cứu thờm để nhanh chúng đưa phương phỏp này vào ứng dụng phục vụ thực tế .
TÀI LIỆU THAM KHẢO.
1. PGS.TS. Lờ Viết Kim Ba. TS.Trần Khiờm Thẩm . Trần Thị Dung . Nghiờn cứu chế tạo màng lọc làm ngọt nước biển. Tạp chớ Hoỏ học và cụng nghiệp hoỏ chất.Tạp chớ của hội Hoỏ học Việt Nam- ISSN 0866-7004. Số 8- 2000.
2.Đỗ Văn Đoàn. 2002. Cụng nghệ sản xuất rượu vang và nghiờn cứu chế thử màng lọc rượu, bia từ Poly Propylen biến tớnh. Khoỏ luận tốt nghiệp. ĐHKHTN.
3. Dương Thị Lịm. 2001. Nghiờn cứu chế thử màng Xenluloaxetat để lọc bia . Khoỏ luận tốt nghiệp. ĐHKHTN.
4. Hồ Sưởng . Cụng nghệ sản xuất bia. Nhà xuất bản Khoa học kĩ thuật. 1992.
5. Trịnh Lờ Hựng, Nguyễn Đắc Vinh, Phạm Thị Dương, Lờ Văn Dũng, Nguyễn Thị Minh Nguyệt.
Nghiờn cứu quy trỡnh xử lý nước thu gom từ bói chụn lấp rỏc Nam Sơn- Hà Nội. Hội thảo cụng nghệ xử lý chất thải rắn, kinh nghiệm- thỏch thức.3- 2003. Trang 122- 127.
6. Nguyễn Xuõn Nguyờn, Ngụ Kim Chi, Lờ Văn Cỏt.
Nghiờn cứu diễn biến đặc tớnh nước rỏc Nam Sơn- Hà Nội. Hội thảo cụng nghệ xử lý chất thải rắn, kinh nghiệm - thỏch thức. 3-2003. Trang 65-71.
7. Piotr Czekaj, Francisco Lúpez, Came Guell. Membrane fouling during microfiltration of fermented beverages. Journal of MEMBRANE SCIENCE. 1999.
Xử lý dịch rũ rỉ từ bói chụn lấp rỏc bằng thiết bị phản ứng sinh học sử dụng nấm kết hợp với màng siờu lọc. Hội thảo cụng nghệ xử lý chất thải rắn, kinh nghiệm- thỏch thức, 2003. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});