KHÁI QUÁT VỀ CÁC QUÁ TRÌNH LỌC MÀNG

Các quá trình lọc màng tuy mới chỉ áp dụng vào thực tế chỉ mới vài chục năm trở lại đây, nhưng chúng đã nhanh chóng phổ biến trong sản xuất và đời sống con người. Cùng với sự phát triển chung của khoa học kỹ thuật, kỹ thuật vật liệu và chế tạo màng ngày càng phát triển, các quá trình màng ngày càng áp dụng rộng rãi và không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau ở nhiều nước trên thế giới.

Ở nước ta hiện nay, kỹ thuật màng chưa được nghiên cứu đầy đủ, tuy vậy với nhu cầu phát triển của xã hội, nhu cầu hiện đại hóa công nghiệp và sản xuất, việc áp dụng công nghệ tiên tiến này vào các lĩnh vực sản xuất đã và đang phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây. Để triển khai áp dụng công nghệ này hiệu quả cần phải nắm vững các nguyên lý cơ bản và các đặc tính của hệ thống lọc màng.

Ưu điểm: lọc màng là phương pháp phân li màng có rất nhiều ưu điểm so với phương pháp truyền thống, như tiêu hao ít năng lượng thiết bị gọn nhẹ, có thể tiến hành liên tục, có thể tiến hành dưới điều kiện bình thường, dễ dàng kết hợp với các phương pháp phân ly khác, dễ chuyển đổi quy mô, dễ vận hành lắp đặt, chất lượng nước rất tốt, tính ổn định cao. Đặc biệt hệ thống này có thể tự động hóa hoàn toàn, không đòi hỏi trình độ cao về kỹ thuật vận hành và quản lý giám sát.

Nhược điểm: Thiết bị cấu tạo phức tạp, giá thành chế tạo cao, công suất cấp nước nhỏ, chi phí dùng điện còn khá cao.

 

Quá trình lọc màng – Cấu trúc của màng

Màng lọc – rào chắn ngăn cách giữa các pha, hạn chế sự vận chuyển qua lại giữa các cơ chất một cách có chọn lọc.

+ Cấu trúc đối xứng hoặc không đối xứng

+ Mang điện tích âm/dương

+ Trung hòa về điện tích

Màng còn được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau. Đó có thể là một chất rắn, một gelatin (chất keo) trương nở do dung môi hoặc thậm chí cả một chất lỏng.

Màng thẩm thấu ngược đầu tiên được đưa vào ứng dụng sản xuất axetat xenlulo. Sau đó một số màng hữu cơ (Polyme), ngay cả màng vô cơ (Al2O3, C, SiC…) cũng được sử dụng.

 

Phân loại màng

+ Màng đồng nhất: Màng kỹ thuật bắn phá dùng hóa chất khoan lỗ tròn

+ Màng không đối xứng: Điều chế chỉ một tầng từ vật liệu Polyme nhưng trong tầng này lớp thấm chọn lọc giảm thành một lớp rất mỏng nhằm hạn chết sức cản vận chuyển

+ Màng hỗn hợp: Đặt lớp màng thấm chọn lọc lên một “giá đỡ” khoan lỗ trước mà không đối xứng. Hai vật liệu khác nhau thường có tính chất khác nhau. Do đó tận dụng dược ưu điểm của cả hai vật liệu cả về độ bền cơ học và tính chất chọn lọc.

 

Quá trình lọc màng – Vai trò của màng

Màng bán thấm thường được chế tạo từ vật liệu tổng hợp hoặc vật liệu Composite để tăng khả năng chịu áp lực. Từ đó, nó chỉ cho dung môi qua mà không cho chất tan qua  hay nói cách khác nó có tính chọn lọc với các chất tan trong nước.

Dựa vào động lực, chức năng và phạm vi ứng dụng của các quá trình lọc/tách bằng màng, ta có bảng sau:

 

QUÁ TRÌNH LỌC MÀNG – CÁC LOẠI MÀNG LỌC

 

Thẩm thấu ngược R.O (Reverse Osmosis):

Màng lọc RO viết tắt từ hai chữ REVERSE OSMOSIS (thẩm thấu ngược) Màng lọc RO được sản xuất từ chất liệu Polyamit, công nghệ lọc RO được phát minh và nghiên cứu từ những năm 50 của thế kỷ trước và phát triển hoàn thiện vào thập niên 70 sau đó. Đầu tiên nó nó được nghiên cứu và ứng dụng chủ yếu cho lĩnh vực hàng hải và vũ trụ của Mỹ. Được phát minh bởi nhà khoa học Oragin. Sau này công nghệ RO được ứng dụng rộng rãi vào trong đời sống và sản xuất, như sản xuất nước uống, cung cấp nước tinh khiết cho sản xuất thực phẩm, dược phẩm hay phòng thí nghiệm…

 

Màng lọc nano:

Lọc nano là một dạng khác của công nghệ lọc thẩm thấu ngược. Cũng như lọc thẩm thấu ngược, lọc nano yêu cầu phải thực hiện ở áp suất cao từ 50 – 150 psi.

Màng lọc nano cho lọt qua các ion hóa trị I trong khi đó có khả năng giữ lại ion hóa trị II.

Lọc nano dùng để tách bỏ các hợp chất hữu cơ hoặc các vi ô nhiễm hữu cơ và vô cơ (nhưng trước đó cần lắp hệ thống vi lọc hoặc hệ thống làm trong nước truyền thống).

Đặc điểm của màng nano:

• Loại màng: bất đối xứng, ổn định, tổ hợp composite.
• Độ dày của màng: lớp đỡ 150µm, lớp màng 1µm. Kích thước lỗ xốp <2nm.
• Áp suất động lực: 15-25 bar. Tốc độ >0,05 m³/m².ngày.bar
• Cơ chế hoạt động hòa tan, khuếch tán và thẩm thấu. Vật liệu chế tạo màng: polymer.
• Loại bỏ được: độ cứng, các chất hữu cơ, THMs, thuốc trừ sâu (SOCs), màu.
• Tỉ số phân tử lượng bị ngăn chặn 200-500.

Màng siêu lọc:

Màng siêu lọc có cấu trúc rất mềm, thường được sử dụng để tách các cấu từ có khối lượng trên 500 và có áp suất thẩm thấu nhỏ như: vi khuẩn, tinh bột, protein, đất sét… Siêu lọc thực hiện ở áp suất thấp (20-100 psi).

 

Quá trình lọc màng – Màng vi lọc:

Vi lọc là quá trình lọc màng thực hiện ở áp suất (5-100 psi). Vi lọc không làm biến chất các thành phần dung dịch lọc, chỉ giữ lại các hạt huyền phù và những hạt keo lớn mà có trọng lượng phân tử trên 50000 hoặc có kích thước lớn hơn 0,05µm, các vi khuẩn (nhưng không loại bỏ được virus).

Các đặc tính cụ thể:

• Loại màng: xốp, đối xứng. Độ dày của màng: 10-150µm. Kích thước lỗ xốp: 0,05-10µm.
• Áp suất động lực: 0,1-2 bar, tốc độ lọc >0,5m3/m2.ngay.bar
• Cơ chế hoạt động: rây lọc
• Vật liệu chế tạo màng: polyme, sợi gốm sứ.
• Loại bỏ được: các chất rắn lơ lửng TSS, một số keo, vi khuẩn, nguyên sinh động vật, độ đục, các chất vô cơ, độ cứng…

 

So sánh khả năng lọc/tách của các màng lọc:

 

QUÁ TRÌNH LỌC MÀNG – ỨNG DỤNG CỦA MÀNG LỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC.

Ngày nay, màng lọc được sử dụng rất phổ biến ở các nước đang phát triển và được dùng trong nhiều lĩnh vực như: khử muối, làm trong và khử trùng nước, sản xuất nước siêu sạch, xử lý nước thải công nghệp, xử lý tuần hoàn nước thải đô thị, các bể sinh học với màng lọc…

 

Khử muối:

Khử muối là một quá trình phân tách, được sử dụng để làm giảm hàm lượng muối hòa tan trong nước đến một mức độ có thể sử dụng. Tất cả quá trình khử muối liên quan đến ba loại chất lỏng: nước cấp mặn, nước độ mặn thấp và nước rất mặn ( nước muối).

Trong nước tự nhiên thường hòa tan một lượng nhất định các muối như NaCl, KCl, CaSO₄, MgCl₂, Mg(NO₃)₂…Các muối này chính là tác nhân có hại như có hại cho sức khỏe, gây ăn mòn bê tông cốt thép, gây đóng cặn thành và đáy nồi,…

Do đó, trước khi sử dụng, cần phải xử lý để oại bỏ các muối có hại này. Đã có nhiều phương pháp được ứng dụng trong công nghiệp, nhưng phương pháp màng lọc có ưu thế hơn hẳn và ngày càng cạnh tranh với các phương pháp khác. Kiểu màng lọc hay dùng là kiểu màng lọc thẩm thấu ngược và thường được dùng để:

• Lọc nước uống từ nước biển.
• Sản xuất nước uống hay nước công nghiệp từ nước ngầm hoặc nước mặt.

 

Làm trong và khử trùng nước:

Sản xuất nước uống cũng như phần lớn các loại nước sản xuất trong công nghiệp từ nước tự nhiên luôn coi trọng việc loại bỏ huyền phù dù có nguồn gốc hay bản chất như thế nào.

Với màng vi lọc (MF) hay siêu lọc (UF) có ngưỡng tách cao, người ta có thể đảm bảo tất cả các công đoạn lọc trong và lọc cổ điển. Các màng lọc này tạo ra một hàng rào đối với ô nhiễm vi khuẩn, thậm chí cả vi rút. Tùy theo ngưỡng tách mà không cần chất phản ứng, nghĩa là không góp phần tạo ra bùn.

Một phát kiến của LE đã được điều chỉnh bằng cách sử dụng các modun sợi rỗng màng trong tập hợp thành một hệ thống đơn tầng đơn giản liên tục.

 

Sản xuất  nước siêu sạch:

Nước siêu sạch hết sức cần thiết cho các lĩnh vực công nghiệp như sản xuất vật liệu bán dẫn, cung cấp nước lò hơi và sản xuất thuốc…..

Trong công nghiệp diện tử, do việc chế tạo các linh kiện bán dẫn đòi hỏi phải có nguồn nước rất tinh khiết, do đó sơ đồ xử lý nước cho công nghiệp điện tử đòi hỏi rất phức tạp và thường kết hợp với các xử lý khác như: xử lý ô nhiễm vô cơ hòa tan, xử lý ô nhiễm hữu cơ và vi khuẩn.

Ô nhiễm vô cơ hòa tan  được loại bỏ bởi 2 phương pháp chính: thẩm thấu ngược và trao đổi ion.

Ô nhiễm hạt hữu cơ và vi khuẩn được xử lý bằng các biện pháp là:

• Phương pháp khử trùng và ôxy hóa, diệt các vi khuẩn hay ôxy hóa ít nhiều hay toàn bộ các hạt hữu cơ.
• Phương pháp màng lọc để loại bỏ ô nhiễm đặc biệt và hữu cơ.

Màng vi lọc được dùng chủ yếu:

• Như để bảo vệ phía trước lọc thẩm thấu ngược của xử lí bổ sung, ở phía sau nhựa trao đổi các hạt ion để giữ lại các hạt nhựa nhỏ, hoặc ở diểm sử dụng để giữ lại các vi khuẩn và các hạt.
• Màng siêu lọc dược sử dụng trong các chu trình sản xuất ở khâu xử lí kết thúc để giữ lại các virut, phân tử lớn và các hạt. nó dược sử dụng nhiều nhất là khi súc rửa nóng ở nhiệt độ 60-800C. các màng UF bền vững hơn là các màng OI ở nhiệt độ cao.
• Thẩm thấu ngược được sử dụng một cách hệ thống cho nước bổ sung để làm nhẹ khâu loại muối khoáng, nhất là nó như hàng rào cản hầu hết các ô nhiễm hữu cơ khác. Với các yêu cầu về chất lượng nước người ta sử dụng ngày càng thường xuyên màng OI trong sản xuất thay thế cho màng UF và MF để giảm ô nhiễm hữu cơ hòa tan.
• Trong công nghiệp dược phẩm yêu cầu về số lượng thấp hơn nhưng về chất lượng thì cũng đòi hỏi khắt khe tương tự như công ngiệp điện tử. do vậy đã có nhiều kĩ thuật xử lý khác nhau trong đó kỹ thuật màng cũng đã dược nghiên cứu và triển khai ứng dụng.

 

Xử lý nước thải công nghiệp:

Màng lọc có khả năng giải quyết một cách hiệu quả các vấn đề về xử lý nước thảinhưng xét về mặt kinh tế và tỉ số nồng độ bị hạn chế nên ngày nay kỹ thuật này chỉ được sử dụng trong các trường hợp sau:

• Thu hồi nước có chất lượng cao để sử dụng lại.
• Làm tăng giá trị chất cô đặc.trong trường hợp này cần thu hồi chất thải ở cạnh mới phát ra. Như vậy ta có thể đồng thời loại bỏ ô nhiễm và làm tăng giá trị, ví dụ như:

+ Các sản phẩm tẩm dầu và indigo trong công nghiệp dệt (FO).

+ Bột màu và nhựa trao đổi trong nước súc rửa sau khi sơn tĩnh (UF, MF).

+ Protein của nhà máy tinh bột (UF).

+ Kim loại quý trong huyền phù keo (UF,MF).

+ Kim loại của nước xử lý đúc điện (OI).

• Xử lý chất thải khó và có ít khả năng phân hủy sinh học hay gây độc.
• Cô đặc huyền phù hydrocacbua từ 10 (30g/l) đến 300 (500g/l).
• Làm trong các dung dịch tổng hợp chứa các tạp chất dưới dạng huyền phù, oxit, dầu và mỡ bắt buộc phải tháo định kì.

 

Xử lý tuần hoàn nước thải đô thị:

Nước thải đô thị có ưu điểm là có sẵn để sử dụng lại tại chỗ, mà không phải mua. Do vậy, người ta sử dụng lại nước này cho các công trình quý như: Công trình công nghiệp (nồi hơi, nước dùng trong quá trình sản xuất,…) tuần hoàn trong môi trường đô thị có nguy hiểm đến sinh hoạt của con người.

Trong trường hợp này, sử dụng màng lọc OI ở áp suất thấp cho phép nhận được một độ tin cậy cao hơn ở các hệ thống cũ, đặc biệt loại bỏ MO trơ và các thành phần gây bệnh.

 

Màng lọc trong các bể sinh học:

Trong xử lí sinh học vi khuẩn hiếu khí. Các quá trình lọc trong quyết định số lượng lớn khối lượng sinh học duy trì lò ủ. Cũng như khối lượng của nước thải. Kiểu màng lọc thường dùng là màng lọc MF.

Các màng lọc MF có ưu điểm là: Chúng giữ lại tất cả các loại vi khuẩn. Cho phép cô đặc quần thể vi sinh đến giá trị lớn. Giảm đáng kể thể tích lò ủ. Ngoài ra, chúng còn cho chảy qua nước, muối. Và các chuyển hóa khác hòa tan từ các phản ứng sinh học.

Nhưng bên cạnh đó chúng cũng có những nhược điểm như: Vốn đầu tư lớn. Và khả năng thông qua màng lọc nhỏ với việc cấy vi khuẩn và sự tiếp xúc của chúng.

Tuy nhiên màng lọc đã được sử dụng trong các trường hợp sau:

• Tuần hoàn nước thải.
• Lọc trong phía sau thiết bị phân hủy sinh học kị khí.

 

Để tìm hiểu chi tiết hơn. Hãy liên hệ ngay với Chúng tôi để được tư vấn hoàn toàn miễn phí.

Công ty TNHH Thương Mại Dịch Vụ Tư vấn Môi Trường Tân Huy Hoàng 

Tự hào là Đơn vị tiên phong về chất lượng, uy tín hàng đầu và giá rẻ nhất hiện nay. Với kinh nghiệm lâu năm trong ngành. Tân Huy Hoàng cam kết cung cấp cho Quý Khách hàng các sản phẩm phù hợp nhất, chất lượng cao nhất.  Phù hợp với đặc điểm từng ngành nghề sản xuất với giá thành cạnh tranh, hiệu quả và tiết kiệm chi phí nhất. Chúng tôi có đội ngũ chăm sóc khách hàng chu đáo. Đội ngũ kỹ thuật tư vấn có chuyên môn với từng ngành nghề sản xuất. Và đội ngũ giao hàng nhanh chóng sẽ luôn mang đến sự hài lòng cho Quý Khách hàng. Để được sự tư vấn hoàn toàn miễn phí. Quý khách hàng xin vui lòng liên hệ  0902.695.765 – 0898.946.896 (Ms. HẢI YẾN).

————————————-

Dịch vụ trọn gói – Giá cả cạnh tranh – Chất lượng vượt trội

Còn chần chờ gì nữa mà không liên hệ với chúng tôi. Để nhận  được sự tư vấn nhiệt tình về các vấn đề môi trường. Cùng mức giá cạnh tranh nhất thị trường miền Nam?

 

Liên hệ ngay:

Hotline: 0902 695 765 – 0898 946 896 (Ms.Yến)

Fanpage: Tư Vấn Môi Trường Tân Huy Hoàng

 

Tham khảo thêm các dịch vụ khác tại đây

 

CÔNG TY TNHH TMDV TƯ VẤN MÔI TRƯỜNG TÂN HUY HOÀNG

Địa chỉ: B24, Cx Thủy Lợi 301, Nguyễn Văn Thương, P.25, Q.Bình Thạnh, Tp.HCM.

CN1: 10/46 Lê Quí Đôn, KP4, P. Tân Hiệp, Tp. Biên Hòa, Đồng Nai.

CN2: Lê Hồng Phong, Tân Đông Hiệp, Dĩ An, Bình Dương

CN3: Đường huyện 87, Ấp Bình Phong, Tân Mỹ Chánh, Tp. Mỹ Tho, Tiền Giang