TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC MẶN BẰNG MÀNG RO QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH

Nước mặn là thuật ngữ dùng để gọi các loại nước có chứa một lượng lớn các dạng muối hòa tan (thường là NaCl). Lượng muối trong nước thường là 10 g/L thì nước sẽ được gọi là nước mặn. Do sự khan hiếm nước ngọt trong một số khu vực của thế giới, nên nước mặn cũng được sử dụng bằng cách khử muối đối với nó. Ví dụ, tại Colorado, nước có độ muối lên tới 2.500 ppm (2,5 ppt hay 0,25%) cũng được sử dụng để tưới

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC QUẢN LÍ

BÁO CÁO THỰC TẬP MÔN HỌC

BỘ MÔN: THỰC TẬP KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC CẤP

NĂM HỌC 2021 – 2022

Bình Dương, 2022

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC QUẢN LÍ

Đề tài:

TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC MẶN BẰNG

MÀNG RO QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH

GVHD: Th.S Trần Thanh Nhã SVTH: Nguyễn Lê Trung Dũng Lớp: D19MTKT01

MSSV:1924403010190 Email: dungnguyen3301@gmail.com

Bình Dương, 2022

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG ii

DANH MỤC HÌNH iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1

1.1.Nước mặn 1

1.2 Nước sinh hoạt dùng để uống từ nước mặn 3

1.3 Màng RO 3

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 6

2.1 Phương pháp vật lý 6

2.2 Phương pháp hóa lý 9

CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 11

3.1 Phân tích thành phần ô nhiễm 11

3.2 Phân tích phương pháp và hiệu suất xử lý 11

3.2.1 Phương pháp vật lý 11

3.2.2 Phương pháp hóa lý 12

3.3 Công nghệ xử lý 13

3.4 Phân tích công nghệ xử lý đạt quy chuẩn cho phép 14

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN 17

TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

DANH MỤC BẢ

Bảng 2 1 Các công trình trong phương pháp vật lý 6

Bảng 2 2 Các công trình trong phương pháp hóa lý 9Y Bảng 3 1 Hàm lượng ô nhiễm 11

Bảng 3 2 Hiệu suất xử lý của các công trình vật lý 11

Bảng 3 3 Hiệu suất xử lý của các công trình hóa lý 12

Bảng 3 4 Chức năng của các công trình 13

Bảng 3 5 Hiệu suất xử lý thực tế của các công trình 14

Bảng 3 6 So sánh thông số xử lý và QCVN 01:2009/BYT 16

DANH MỤC HÌHình 1 1 Các loại nước mặn và hàm lượng 1YHình 3 1 Sơ đồ công nghệ 13

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BOD Biological Oxygen Demand

TSS Total Suspended Solids

BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Nước mặn

Nước mặn là thuật ngữ dùng để gọi các loại nước cóchứa một lượng lớn các dạng muối hòa tan (thường là NaCl).Lượng muối trong nước thường là 10 g/L thì nước sẽ được gọi

là nước mặn

Do sự khan hiếm nước ngọt trong một số khu vực củathế giới, nên nước mặn cũng được sử dụng bằng cách khửmuối đối với nó Ví dụ, tại Colorado, nước có độ muối lên tới2.500 ppm (2,5 ppt hay 0,25%) cũng được sử dụng để tưới

cho cây trồng Một dạng nước mặn khác, được biết đến như lànước đẳng trương, được sử dụng trong y tế dưới dạng dungdịch vô trùng

Thông thường, các dạng nước mặn vừa phải và nướcmặn nhiều ít được sử dụng cho con người Con người khôngthể uống các dạng nước mặn này một cách trực tiếp và nócũng không thích hợp để tưới cho cây trồng

Một số ngành công nghiệp có sử dụng nước mặn, chẳnghạn như ngành khai thác mỏ hay các nhà máy nhiệt điện

Tại Hoa Kỳ, 14% các loại nước sử dụng trong năm 2000

là nước mặn Gần như toàn bộ lượng nước mặn, trên 92%,được các nhà máy nhiệt điện sử dụng để làm mát các thiết bị

Hình 1 1 Các loại nước mặn và hàm lượng

của tổ hợp máy phát điện Khoảng 3% được sử dụng trongkhai mỏ và các mục đích công nghiệp khác.

Do cận kề với Đại Tây Dương và Thái Bình Dương nêncác bang gần biển chiếm tỷ trọng lớn nhất trong sử dụngnước mặn Gần 40% nước mặn được sử dụng trong năm 2000thuộc về California, Florida, Maryland

Việc sử dụng nước mặn, cũng như với nước ngọt, đang

có xu hướng giảm kể từ đỉnh cao năm 1968 Nhưng trong giaiđoạn từ 1950 tới 1968, việc sử dụng nước mặn tại quốc gianày đã tăng lên với tốc độ nhanh hơn so với sử dụng nướcngọt

*Nước nhiễm mặn:

Nước nhiễm mặn có các tính chất như nước mặn Hiệntượng nguồn nước nhiễm mặn xuất hiện bởi sự xâm nhập củanước biển đi vào trong đất liền Gây cho nguồn nước ngọt ởcác sông, hồ, ao, suối bị nhiễm mặn bởi nước biển

Việc sử dụng nguồn nước nhiễm mặn sẽ ảnh hưởng trựctiếp cực kì nguy hiểm đến sức khỏe mọi người Khi nướcnhiễm mặn vào trong cơ thể con người sẽ bắt đầu từ từ hútnước từ các tế bào Làm cho cơ thể con người xuất hiện triệuchứng mất nước Gây cho tế bào ngày càng bị teo nhỏ đi

Được biết khi các tế bào chết đi, sức đề kháng của conngười bị giảm sút đi Tạo ra điều kiện thuận lợi cho các vikhuẩn đi vào cơ thể Gây ra các căn bệnh về tiêu hóa, gan,thận,… Đồng khi sử dụng nguồn nước nhiễm mặn trong sinhhoạt hằng ngày như: tắm rửa, giặt rũ,… Sẽ có dấu hiệu gây racác bệnh ở da như: viêm da, ghẻ lở, hắc lào, mọc mụn,…

Đặc biệt, khi nguồn nước nhiễm mặn được phun tướitrong nông nghiệp sẽ gây ra hiện tượng đất đai khô cứng, gâythất thu Ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống sinh hoạt và kinh

tế của mọi người Không những thế, nó còn gây hỏng hóc, ănmòn các thiết bị, đồ đạc sinh hoạt trong gia đinh, nhất là cácthiết bị điện

Những tác hại khi sử dụng nguồn nước nhiễm mặn

 Khi sử dụng nước nhiễm mặn sẽ gây ra những ảnh hưởngcực kì nghiêm trọng đến sức khỏe của con người Nướcnhiễm mặn khi vào cơ thể sẽ hút nước từ các tế bào gâynên hiện tượng mất nước khiến tế bào ngày càng bị teo

nhỏ Khi các tế bào chết đi, hệ miễn dịch của cơ thể bịsuy giảm tạo điều kiện cho các vi khuẩn xâm nhập gâynên các bệnh lý về tiêu hóa, giảm chức năng đề kháng

và dẫn đến tình trạng suy thận, suy gan,

 Khi sử dụng nguồn nước nhiễm mặn trong sinh hoạt như:tắm, rửa, vệ sinh, sẽ có khả năng gây ra các bệnhngoài da như: viêm da, mụn nhọt, ghe lở, hắc lào,

 Nghiêm trọng hơn là khi nguồn nước nhiêm mặn được sửdụng trong nông nghiệp sẽ khiến đất đai bị cằn cỗi, gâymất mùa, ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống và kinh

tế của người dân Ngoài ra, nó còn phá hủy các thiết bị,

đồ dùng sinh hoạt trong nhà đặc biệt là các thiết bị điện.Ngoài ra, nước nhiễm mặn còn phá hoạt các thiết bị, đòdùng sinh hoạt trong nhà, đặc biệt là các thiết bị được làmbằng kim loại Vì muối sẽ tác dụng với kim loại và khiến kimloại đó bị ăn mòn và phân hủy

1.2 Nước sinh hoạt dùng để uống từ nước mặn

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu trên quy mô toàn cầunhư hiện nay thì Việt Nam là một trong những nước phải chịu

sự tàn phá nặng nề nhất của biến đổi khí hậu Tại khu vựcmiền Tây, người dân luôn phải đối phó với tình trạng nướcnhiễm mặn liên tục Việc ứng dụng công nghệ trong việc lọcnước sẽ giúp cho người dân không còn phải lo lắng mỗi khimùa hạn mặn đến

Các phương pháp xử lý nước mặn truyền thống có thể kểđến như:

 Chưng cất nước bằng nhiệt

 Hứng nước mưa hoặc lưu trữ nước mùa mưa để sử dụng

Tuy nhiên việc sử dụng các phương pháp kể trên trongthời buổi hiện nay không còn hiệu quả như trước Việc chưngcất nhiệt sẽ khiến cho một lượng lớn chất đốt bị hảo tổn,không phù hợp nếu xét về khía cạnh kinh tế Việc hứng nướcmưa sẽ có trở ngại là không khí ngày càng ô nhiễm, việc nước

mưa chứa các thành phần ô nhiễm sau khi rơi xuống khiếnviệc hứng nước mưa trở nên không hiệu quả.

1.3 Màng RO

Màng lọc R.O viết tắt từ hai chữ Reverse osmosis (thẩmthấu ngược) Màng lọc RO được sản xuất từ chất liệu Polyamit,công nghệ lọc RO được phát minh và nghiên cứu từ nhữngnăm 50 của thế kỷ trước và phát triển hoàn thiện vào thậpniên 70 sau đó Đầu tiên nó nó được nghiên cứu và ứng dụngchủ yếu cho lĩnh vực hàng hải và vũ trụ của Hoa Kỳ Đượcphát minh bởi nhà khoa học Oragin Sau này công nghệ ROđược ứng dụng rộng rãi vào trong đời sống và sản xuất, nhưsản xuất nước uống, cung cấp nước tinh khiết cho sản xuấtthực phẩm, dược phẩm hay phòng thí nghiệm

Lõi lọc RO hiện tại được biết đến là lõi lọc được cấu thànhbởi các cụm (module) màng lọc được cuộn tròn lại, mỗi mộtcụm (module) màng lọc bao gồm một màng dẫn nước sạch,một màng lọc thẩm thấu ngược và một màng dẫn nước cấp.Những màng trên được xếp chồng lên nhau và quấn quanhống thu hồi nước sạch trung tâm Màng thẩm thấu ngượcđược quấn tròn để hình thành kênh nước cấp ở giữa hai bềmặt ngoài liền kề của màng Kênh nước sạch được hình thành

từ mặt trong liền kề của màng lọc thẩm thấu ngược Màngdẫn nước sạch nằm giữa kênh nước sạch này

Lõi lọc thẩm thấu ngược RO loại này các mép được dánkín ở 2 mép bên của kênh nước sạch và 1 mép một ở cách xaống thu hồi nước sạch trung tâm Do đó, nước sau khi thẩmthấu sẽ chảy tập trung về một bên mép còn lại và nối với ốngdẫn nước sạch trung tâm

Sau khi cụm (module) màng lọc được quấn quanh ốngnước sạch trung tâm, toàn bộ mặt ngoài của lõi lọc sẽ đượcbọc bởi một màng nhựa mỏng bên ngoài được dán kín trừ 2đầu của lõi lọc

Đối với lõi lọc loại này, đầu tiên nước sẽ vào kênh nướccấp ở một đầu của lõi lọc: một phần của nước cấp sẽ được lọcbởi màng RO và chảy vào ống nước sạch trung tâm thông quamàng dẫn nước; một phần khác mà không được lọc qua màng

RO là nước thải sẽ chảy dọc theo màng dẫn nước cấp và đượcthải ra ngoài ở đầu còn lại của lõi lọc

Với lõi lọc loại này thì hướng của nước cấp và hướng củanước thải ra là cùng một hướng

Tuy nhiên, do kênh nước cấp rộng và đường đi của nướcngắn thì tốc độ dòng chảy của nước cấp dọc theo kênh nướccấp là tương đối thấp và dẫn đến hiện tượng phân cực nồng

độ rất dễ xảy ra trên bề mặt của màng lọc Điều này dẫn đếnlàm tăng tốc độ bám bẩn màng lọc, giảm tỉ lệ loại bỏ tạp chất,năng suất lọc thấp và tuổi thọ lõi lọc ngắn

*Nguyên lý hoạt động của màng lọc RO

Theo một cơ chế ngược lại với các cơ chế lọc thẩm thấuthông thường, nhờ lực hấp dẫn của trái đất để tạo ra sự thẩmthấu của các phân tử nước qua các mao mạch của lõi lọc(chẳng hạn như lõi lọc dạng gốm Ceramic) Màng lọc RO hoạtđộng trên cơ chế chuyển động của các phần tử nước nhờ áplực nén của máy bơm cao áp tạo ra một dòng chảy mạnh (đây

có thể gọi là quá trình phân ly trong chính dòng nước ở môitrường bình thường nhờ áp lực) đẩy các thành phần hóa học,các kim loại, tạp chất có trong nước chuyển động mạnh,văng ra vùng có áp lực thấp hay trôi theo dòng nước ra ngoàitheo đường thải (giống như nguyên lý hoạt động của thậnngười) Trong khí ấy các phân tử nước thì lọt qua các mắt lọc

cỡ kích cỡ 0,0001 micromet nhờ áp lực dư, với kích cỡ mắt lọcnày thì hầu hết các thành phần hóa chất kim loại, các loại vikhuẩn đều không thể lọt qua

Màng lọc nước RO là thiết bị thực hiện chức năng chínhcủa máy lọc nước RO với các nhiệm vụ như sau:

 Loại bỏ các hợp chất hữu cơ như thuốc trừ sâu, phẩmnhuộm công nghiệp… thường có kích thước phân tử lớnnên không thể đi qua màng lọc nước RO được

 Các ion kim loại tuy nhỏ nhưng lại bị Hydrat hóa(bị cácphân tử nước bao quanh) nên cũng trở nên cồng kềnhhơn và không hể chui lọt được qua các khe hở có trên lỗlọc của màng RO

 Các vi khuẩn(kích thước vài micromet) hay các loại virusnhỏ hơn kích thước cũng vài chục nanomet đều to gấphàng chục lần kích thước của lỗ trên màng nên đều bịchặn lại

 Loại bỏ hoàn toàn các chất rắn, khí hòa tan trong nước

Do đó kết quả sau khi đi qua màng RO chỉ còn lại nước tinhkhiết

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 2.1 Phương pháp vật lý

Bảng 2 1 Các công trình trong phương pháp vật lý

STT Module Chức năng Hiệu suất xử

lý lý thuyết(%)

1 SCR Có tác dụng giữ lại những loại

rác thải dạng rắn, thô hoặc cácloại túi nylon, cỏ cây, bao bì, hộpđựng… rơi vào dòng chảy nướcthải để tránh sự tắc nghẽnđường ống dẫn nước

SS: 3-5

2 Lắng cát Là một kiểu công trình xử lý

nước thải được xây dựng dướidạng hình chữ nhật, công trìnhnày cho phép lưu trữ nước thảivới thời gian nhất định nhằm tạođiều kiện cho các chất bẩn lơlửng trong nước chìm hết xuốngđáy dưới tác động tự nhiên củatrọng lực

Bể lắng cát có vai trò giữ lại cáctạp chất nổi và tạp chất rắnchứa trong nước thải côngnghiệp Quá trình hoạt động của

bể có thể bị ảnh hưởng bởi nhiềuyếu tố như khối lượng riêng vàtải lượng chất rắn trong nướcthải, lưu lượng nước thải, thờigian chờ, nhiệt độ nước thảicũng như kích thước bể

Loại công trình này thường đượcdùng để loại bỏ những cặn lớn

vô cơ chứa trong nước thải

Những cặn này nếu không đượcloại bỏ trước khi đi qua các hệthống lọc nước thải sẽ gây khókhăn trong công đoạn xử lý bùn

Các hệ thống như ống dẫn bùnhay máy bơm sẽ dễ bị lỗi vàhỏng hóc do cản trở của các cặn

vô cơ

TSS: 20-30SS: 50-60

3 Lắng hóa lý Là công trình xử lý nước thải

được xây dựng với hình chữnhật, cho phép lưu nước thải vớithời gian nhất định nhằm tạođiều kiện cho các chất lơ lửngdưới tác dụng của trọng lực cóthể lắng xuống đáy

Làm nhiệm vụ giữ lại các tạpchất lắng và các tạp chất nổichứa trong nước thải Quá trìnhlắng chịu ảnh hưởng của các yếu

tố sau: lưu lượng nước thải, thờigian lắng, khối lượng riêng và tảilượng tính theo chất rắn lơ lửng,vận tốc dòng chảy trong bể,nhiệt độ nước thải và kích thước

bể lắng

TSS: 60-70

4 Lọc chậm Là loại bồn lọc áp lực cho nước

đi qua các lớp vật liệu để cáccặn bẩn trong nước được giữ lạitrên bề mặt hoặc các khe hở củavật liệu

Giữ lại các cặn bẩn trong nước ởtrên bề mặt hoặc các khe hở củavật liệu Bồn lọc áp lực là nơichứa vật liệu lọc và cho nướcchảy qua

Trong xử lý nước sinh hoạt, bểlọc áp lực là thành phần khôngthể thiếu để đảm bảo độ sạchcủa nước Dựa theo tốc độ lọc,người ta xác định bồn lọc áp lực

là bể có vận tốc lọc v <0,5m/h

TSS: 80

5 Lọc tinh Là thiết bị dùng để lọc các thành

phần tạp chất kích thước nhỏ cótrong nước nhằm làm sạch nướccấp

Nước sau khi xử lý sơ bộ, đưađến bồn lọc áp lực (bên trongbao gồm các lõi lọc siêu nhỏ) để

xử lý triệt để các chất rắn hòatan trong nước Tùy theo kíchthước khe lọc mà thiết bị có khả

TSS: 90

năng loại bỏ các tạp chất có kíchthước khác nhau Sau mỗi chu

kỳ lọc, cặn dính bám trên bểmặt lớp lõi lọc lấy ra bằngphương pháp rửa ngược, và đếnkhi hết hạn sử dụng sẽ đượcthay bằng các lõi lọc khác

6 Trung gian Không phải hệ thống nào cũng

cần bể trung gian, tuy nhiên đểcải thiện chất lượng xử lý người

ta thường cho thêm bể trunggian vào trong hệ thống xử lýnước thải

Có hai vị trí đặt bể trung gianchứa nước thải: vị trí đặt bơmtuần hoàn nước thải, và vị trí đặtbơm lọc áp lực

Khi bơm tuần hoàn nước thải từ

bể Hiếu khí về bể thiếu khí trongdây chuyền xử lý nước thải sinhhoạt, do bể hiếu khí được sục khí

và có DO lớn, nếu không bố trí

bể trung gian đặt bơm để tuầnhoàn về sẽ dễ làm mất môitrường thiếu khí trong bể thiếukhí, do trong nước tuần hoàn về

đã có rất nhiều Oxy hòa tan

Khi bơm nước vào các bồn lọc,phải có bể chứa trung gian đểđảm bảo thời gian hoạt độngcủa bơm lọc áp lực

-7 Màng RO Màng lọc R.O có thể hoạt động,

một máy bơm cao áp được dùng

để tạo một dòng chảy mạnh đểtạo áp lực cho nước chảy quamàng để đẩy các thành phầnhóa học, các kim loại tạp chất,

kể cả hợp chất hữu cơ có lượngphân tử lớn hơn 300 hay nhữnghạt có kích thước khoảng 0,001micron ra khỏi dòng nước

Màng lọc RO có thể loại bỏ99,99% vi khuẩn và virus có hại

Vi sinh vật:99

TSS: 95SS: 95

có trong nước giúp an toàn tuyệtđối khi uống mà không cần côngđoạn đun sôi hay chưng cất.

Công nghệ RO giúp bạn loại bỏtất ca các chất nguy hại cho sứckhỏe con người thường đượcphát hiện như trong nước ngầm,nước giếng, nước mặt, nướcsông và cả trong các quy trình

xử lý lọc nước ở những nguồnnước bị nhiễm bẩn

Những tác nhân gây ung thư nhưTHMs được sản xuất từ Chlorineđều được loại bỏ bởi màng lọc

RO trong máy lọc nước Qua đó

sẽ giúp bạn yên tâm hơn khiuống nước

Công nghệ lọc nước RO vẫn làmmột trong những công nghệ lọcnước tân tiến và hiện đại để cho

ra nguồn nước tinh khiết nhấttrong các loại bộ lọc, nó có khảnăng lọc nước cao hơn cả côngnghệ siêu lọc nước, công nghệtinh lọc và cả sơ lọc

8 Khử trùng UV Là một phương pháp khử trùng

sử dụng tia cực tím để giết hoặclàm bất hoạt các vi sinh vậtbằng cách phá hủy các acidnucleic và phá hoại DNA củachúng, khiến chúng không thểthực hiện chức năng tế bào quantrọng

Hiệu quả diệt khuẩn của tia cựctím phụ thuộc vào độ dài củathời gian vi sinh vật tiếp xúc vớitia cực tím, cường độ và bướcsóng của bức xạ tia cực tím, sựhiện diện của các hạt có thể bảo

vệ các vi sinh vật khỏi tia cựctím, và khả năng của một vi sinhvật chịu được tia UV khi tiếp xúccủa nó

Vi sinh vật:99%