Download miễn phí Đề tài Ứng dụng của màng lọc trong xử lý nước



MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
PHẦN I - KHÁI QUÁT VỀ CÁC QUÁ TRÌNH LỌC MÀNG. 3
1.1. Đặc điểm chung. 3
1.2. Lịch sử phát triển quá trình màng. 3
PHẦN II - CÁC LOẠI MÀNG. 5
2.1. Cấu trúc của màng. 6
2.2. Vai trò của màng. 7
2.3. Màng bán thấm (màng lọc). 8
2.3.1. Cơ chế chuyển dịch qua màng bán thấm. 8
2.3.2. Thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis). 8
a/ Nguyên lý lọc RO. 8
b/ Sơ đồ các loại thẩm thấu ngược. 9
d/ Các yếu tố ảnh hưởng đến thẩm thấu ngược. 11
e/ Sơ đồ của thiết bị thẩm thấu ngược: 13
g/ Ứng dụng của phương pháp thẩm thấu ngược: 13
2.3.3. Một số quá trình màng lọc khác. 15
a/ Lọc nano. 15
b/ Vi lọc. 16
c/ Siêu lọc. 16
2.4. Thẩm tách và điện thẩm tách. 17
2.4.1. Khái niệm về thẩm tách và điện thẩm tách. 17
2.4.2. Cơ chế của quá trình: 17
a/ Tác dụng của dòng điện 1 chiều lên ion. 17
b/ Blôc chứa màng trao đổi ion. 18
c/ Cấu trúc màng trao đổi ion. 20
d/ Khoang điện cực. 21
2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình xử lý. 21
a/ Mật độ dòng giới hạn (Sự phân cực). 21
b/ Sự tổn hao dòng điện. 22
c/ Khuyếch tán ngược. 22
d/ Chỉ số Langelier. 22
e/ Sự bão hoà CaSO4. 23
2.4.4. Phạm vi ứng dụng. 23
2.4.5. Ưu nhược điểm của phương pháp ED và hướng phát triển công nghệ. 23
a/ Ưu nhược điểm: 23
b/ Hướng phát triển công nghệ. 23
PHẦN III - ỨNG DỤNG CỦA MÀNG LỌCTRONG XỬ LÝ NƯỚC 26
3.1. Khử muối. 26
3.2. Làm trong và khử trùng nước. 26
3.3. Sản xuất nước siêu sạch. 26
3.4. Xử lý nước thải công nghiệp 28
3.5. Xử lý tuần hoàn nước thải đô thị. 28
3.6. Màng lọc trong các bể sinh học. 28
KẾT LUẬN 32
 
 


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2014-03-23-de_tai_ung_dung_cua_mang_loc_trong_xu_ly_nuoc.PnaehaV12b.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-64364/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

như một màng lọc và được phân loại chức năng theo ngưỡng tách và kích thước lỗ khoan:
Thẩm thấu ngược.
Màng lọc nano.
Màng siêu lọc.
Màng vi lọc
Cơ chế chuyển dịch qua màng bán thấm.
Người ta dùng màng bán thẩm thấu để cô đặc dung dịch nhờ sự chuyển qua có chọn lọc của nước. Các chất tan trong dung dịch được giữ lại ít nhiều trên bề mặt môi trường xốp tuỳ theo kích thước của chúng. Trong trường hợp lý tưởng màng bán thấm chỉ cho nước qua. Trường hợp này ứng với quá trình thẩm thấu ngược.
Thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis).
a/ Nguyên lý lọc RO.
Ta bố trí thí nghiệm sau: Lấy một bình chứa như hình vẽ, chia đôi bình bằng một màng bán thấm, màng này chỉ cho nước mà không cho chất tan qua.
Sơ đồ giải thích nguyên lý lọc:
Thẩm thấu ngược
Nước sạch
Dung dịch muối
Dung dịch muối
Nước sạch
áp suất thẩm thấu p
Nước sạch
P > p
Dung dịch muối
Thẩm thấu
Cân bằng thẩm thấu
hình 1
hình 2
hình 3
Nếu rót vào hai nửa bình đều nước sạch hay dung dịch nước muối có nồng độ bất kỳ thì không có hiện tượng gì xảy ra. Nhưng rót vào một bên là nước sạch, một bên là nước muối và quan sát ta thấy mức nước bên phải chứa dung sịch nước muối dâng dần lên. Điều đó chứng tỏ có một dòng nước chảy từ trái sang phải qua màng bán thấm.
Hiện tượng này gọi là hiện tượng thẩm thấu và được hiểu là: Sự di chuyển tự phát của dung môi từ một dung dịch loãng vào một dung dịch đậm đặc qua màng bán thấm.
Sau một thời gian, mực nước bên phải ngừng dâng, bên trái ngừng hạ, chênh lệch cột áp không đổi theo thời gian tức là hệ đạt cân bằng thẩm thấu và p được gọi là áp suất thẩm thấu (Hình 2).
Nếu cung cấp một áp suất P > p, cột nước bên trái dâng lên, nghĩa là dòng nước đã đảo ngược, chảy từ vùng nước muối sang vùng nước sạch. Từ đó muối được loại khỏi nước.Như vậy, nếu lọc từ nước mặn thành nước ngọt thì chỉ cần có thiết bị hoạt động theo nguyên tắc trên và một bơm tạo áp P > p. Thông thường áp suất P = (2-2,5) p.
b/ Sơ đồ các loại thẩm thấu ngược.
Nước thải
3
2
4
Nước đậm đặc
Nước sạch
2
2
1
a)
c)
1
Nước thải
Nước đậm đặc
1
2
3
Nước sạch
Nước thải
3
2
4
Nước đậm đặc
Nước sạch
2
2
1
a)
c)
1
Nước
thải
Nước
đậm đặc
1
2
3
b)
d)
Lọc với các thiết bị lọc song song: 1.tấm xốp; 2.màng
Lọc ống: 1. ẩng; 2. Giá đỡ; 3.Màng
Lọc màng bán thấm xếp thành cuộn: 1. Lớp đỡ; 2.màng; 3.ống dẫn nước sạch; 4.lưới phân cách
Màng ở dạng xơ trống rỗng: 1.Tấm đỡ; 2.vòng đệm với sợi; 3. Thân thiết bị; 4. Xơ trống rỗng
Các loại thiết bị thẩm thấu ngược:
d/ Các yếu tố ảnh hưởng đến thẩm thấu ngược.
Quá trình phân tách bằng thẩm thấu ngược phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
Áp suất.
Nhiệt độ.
Điều kiện thuỷ động.
Độ dày của màng.
Bản chất và nồng độ của nước thải.
Sự phụ thuộc vào áp suất và độ dày của màng.
Lưu lượng nước qua màng bán thấm có chiều dày d:
Qw = . (P - p)
Trong đó:
Dw – Hệ số khuếch tán.
Cw – Nồng độ nước thải.
V – Thể tích mol của nước.
P - Áp suất tạo động lực cho quá trình.
Ta thấy lượng nước trong chuyển qua một đơn vị bề mặt trong một đơn vị thời gian tỉ lệ nghịch với bề dày của màng. Do đó, màng không đồng nhất có ưu điểm hơn.
Gọi Wp = là hệ số thấm qua của nước.
Khi đó: Wp = tỉ lệ nghịch với áp suất hữu hiệu (hiệu số giữa áp suất tác động lên chất lỏng và áp suất hiệu quả).
Khi tăng áp suất, năng suất riêng của màng tăng lên vì động lực của quá trình tăng. Nhưng nếu áp suất quá cao, vật liệu màng sẽ bị nén chặt dẫn đến giảm độ thấm qua của dung môi. Do vậy mỗi loại màng có một áp suất P cực đại nhất định.
Tuần hoàn
Thông thường người ta đặt áp suất P gấp từ 2¸ 2,5 lần so với áp suất thẩm thấu.
Với nước biển áp suất thẩm thấu khoảng 350 psi do đó áp suất vận hành thẩm thấu ngược thay đổi từ 350 ¸1500 psi, thường dùng P tối ưu khoảng 600 - 800 psi
Ảnh hưởng của nhiệt độ:
Khi tăng nhiệt độ, độ nhớt và khối lượng riêng của dung dịch giảm nên làm tăng độ thấm qua. Nhưng đồng thời áp suất thẩm thấu lại làm giảm độ thấm qua.
Mặt khác, khi nhiệt độ tăng, các mao quản của màng bị co ngót, thắt lại làm giảm độ thấm qua đồng thời cũng làm giảm tuổi thọ của màng.
Ảnh hưởng của bản chất và nồng độ chất cặn :
Nồng độ dung dịch tăng dần sẽ làm tăng áp suất thẩm thấu của dung môi, tăng độ nhớt của dung dịch và tăng sự phân cực nồng độ, dẫn đến giảm sự thấm qua và độ chọn lọc.
Phương pháp thẩm thấu ngược được áp dụng khi chất điện ly có nông độ:
Khoảng 5-10% đối với muối hoá trị I.
Khoảng 10-15% đối với muối hoá trị II.
Khoảng 15-20% đối với muối hoá trị cao.
Đối với các chất hữu cơ nồng độ sẽ cao hơn một chút.
Bản chất của chất tan có ảnh hưởng tới tốc độ chọn lọc. Với khối lượng phân tử như nhau, chất vô cơ bị giữ lại trên màng tốt hơn chất hữu cơ.
Ảnh hưởng của điều kiện thuỷ động:
Trong quá trình lọc, khi nước dịch chuyển, các phần tử và ion giữ lại có xu hướng tích tụ dọc theo màng có vai trò như lớp vật liệu lọc, nhưng áp suất thẩm thấu lại tăng lên .Khi đó cần đặt một áp suất lớn hơn để thắng áp suất thẩm thấu nên chi phí năng lượng cao hơn.
Để giảm sự phân cực nồng độ, tiến hành tuần hoàn để tăng mức độ xoáy của lớp chất lỏng gần màng để giảm sự đóng cặn của màng. Có thể dùng bộ phận khuấy trộn cơ học, bộ phận tạo rung để làm tăng tốc độ dòng chảy.
e/ Sơ đồ của thiết bị thẩm thấu ngược:
Nước vào
Màng
Nước sạch
Thải bỏ
Tuần hoàn
g/ Ứng dụng của phương pháp thẩm thấu ngược:
Thẩm thấu ngược được ứng dụng rộng rãi để tách muối trong nước biển và nước lợ. Ngoài ra còn ứng dụng để tách muối trong các nhà máy nhiệt điện và một số nghành công nghiệp khác (công nghiệp bán dẫn, đèn hình, dược phẩm).
Trong quá trình làm việc màng dễ bị tắc nghẽn do một số nguyên nhân sau: Các chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, chất keo và một số chất ô nhiễm khác có trong nước bám vào màng. Do vậy, nước vào hệ thống lọc màng cần qua các thiết bị xử lý sơ bộ trước để làm sạch hết cặn lơ lửng, không có chất hữu cơ, không quá cứng, không có ion sắt và mangan để ngăn chặn mùi hôi thối và các gỉ sắt đóng trên màng. Một số thiết bị phụ trợ trong thiết bị lọc bằng phương pháp thẩm thấu ngược như: thiết bị xử lý trước (thiết bị lọc), bơm để cung cấp áp suất vận hành, thùng chứa nước rửa, hệ thống loại bỏ cặn, thiết bị khử cặn.
Nước trong
Thiết bị lọc hạt
Kiềm
TB lọc thẩm thấu
Bơm
axit
Nước cặn
Nước biển
Sau đây là sơ đồ xử lý nước biển thành nước sinh hoạt bằng phương pháp thẩm thấu ngược có các thiết bị bổ trợ:
Như hình minh họa, xử lý trước nói chung bao gồm : thiết bị lọc hạt, thiết bị lọc vỏ đạn(kích thước ô lưới 25 mm), thiết bị axit hoá, thiết bị khử cặn. ở những trạm xử lý lớn, thiết bị lọc hạt này có thể dùng phương pháp đông tụ đ

---