v Vận dụng lựa chọn các qui trình xử lý chất thải bằng phương pháp màng.. KHÁI NIỆM Màng được định nghĩa là một pha quan tâm đến pha rắn không quan tâm đến pha lỏng hoạt động như một hàn
Trang 1TÊN MÔN HỌC:
HÓA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
CHƯƠNG 8:
QUÁ TRÌNH MÀNG
2
Mục tiêu
v Hiểu được cơ sở các quá trình màng
v Vận dụng lựa chọn các qui trình xử lý chất thải bằng phương pháp màng
Chương 8: QUÁ TRÌNH MÀNG
8.1 KHÁI NIỆM
8.2 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG CỦA
MÀNG
8.3 QUÁ TRÌNH CHUYỂN KHỐI QUA MÀNG
8.4 KỸ THUẬT THẨM THẤU
8.5 KỸ THUẬT ĐIỆN THẨM TÍCH VÀ THẨM TÍCH
XOAY CHIỀU
8.1 KHÁI NIỆM
Màng được định nghĩa là một pha (quan tâm đến pha rắn không quan tâm đến pha lỏng) hoạt động như một hàng rào chắn đối với dòng chảy của hỗn hợp gồm chất lỏng và các cấu tử trong đó
Màng có tính thấm chọn lọc khác nhau đối với cấu tử khác nhau
Phạm vi ứng dụng: tách các chất ra khỏi môi trường nước
Trang 25 5
Hạt thô: 10-1– 1 mm
Hạt mịn: 10-2 - 10-1mm
Phương pháp sa lắng hay lọc qua lớp hạt (lọc nhanh, lọc chậm)
Phương pháp sa lắng hay lọc qua lớp hạt (lọc nhanh, lọc chậm)
Phương pháp vi lọc mm
Hạt cỡ micron: 10-3–10-2 mm
Phương pháp siêu lọc,
ly tâm
Phương pháp siêu lọc,
ly tâm mm
Cao phân tử: 10-5– 10-3mm
Ion: 10-7– 10-5mm tích, điện thẩm tích, Phương pháp thẩm
thẩm thấu ngược và trao đổi ion
Phương pháp thẩm tích, điện thẩm tích, thẩm thấu ngược và trao đổi ion
6
Kích thước lỗ xốp của màng sẽ quyết định tính thấm qua của các cấu tử, tuy
nhiên, kích thước lỗ xốp của màng không đều nhau
=> phân t ử lượng bị chặn, đó là phân tử
lượng của một phân tử mà 90% của nó bị
giữ lại không vận chuyển qua được màng
7
Trong quá trình tách các chất cần phải tạo
được dòng chảy của nước, trong quá trình
màng luôn luôn cần đến áp suất ngoài – áp
suất động lực, nhằm thúc đẩy tốc độ quá trình
vì khi tiết diện chảy càng nhỏ (lỗ xốp của
màng) thì trở lực càng cao T ốc độ dòng chảy
tỷ lệ thuận với sự chênh lệch áp suất.
8
STT Màng vi lọc Màng siêu lọc Lọc nano hay dưới
siêu lọc
composit
da màng 1µm
động lực <0.1-2 bar(1 bar=0,9869 at) 1-10 bar 15- 25 bar
0,5m 3 /m 2 /ngày/
bar
>0,1-0,5m 3 /m 2 /
3 /m 2 /m 2 /ngày/
bar
Một số quá trình màng thường gặp trong
xử lý nước, nước thải.
Trang 3Một số quá trình màng thường gặp trong
xử lý nước, nước thải.
STT Màng vi lọc Màng siêu lọc Lọc nano hay
dưới siêu lọc
6 Cơ chế
hoạt
động
Rây ,lọc Rây, lọc Hoà tan, khuếch
tán
7 Vật liệu
chế tạo Polymer,sợi, gốm sứ Polymer, sợi, gốm sứ Polymer
8 Vùng
ứng
dụng
Phân tích , khử
trùng,nước
siêu sạch, làm
trong đồ uống
Tách hệ keo,cao phân tử, sữa,thực phẩm,luyện kim,dệt,dược phẩm
Làm mềm nước, loại bỏ chất hữu
cơ, nước siêu tinh khiết,cô đặc đồ uống,đường, sữa.
10
v Màng có cấu trúc đối xứng là màng có độ xốp đều dọc theo chiều dày (100-200 micromet)
v Màng có cấu trúc bất đối xứng là màng gồm 2 lớp : giá đỡ (có cấu trúc xốp) và lớp da (là lớp mỏng fía trên có lỗ xốp rất nhỏ: 0,1-1 micromet)
8.2 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÍNH
NĂNG CỦA MÀNG
8.2.1 Cấu trúc xốp của màng
8.2.2 Cấu trúc hình thái của màng
8.2 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÍNH NĂNG
CỦA MÀNG
8.2.1 Cấu trúc xốp của màng
Có 2 phương pháp:
• Xác định các thông số cấu trúc xốp độc lập: Độ lớn mao quản, Phân bố độ lớn mao quản, Độ dày của lớp da, Độ xốp bề mặt
• Xác định các thông số có cấu trúc liên quan đến tính thấm của màng: có liên quan đến quá trình tách chất có sử dụng chất tan (cần lọc) được giữ lại trên màng ở mức độ nào đó
Trang 48.2.2 Cấu trúc hình thái của màng
Các phương pháp đánh giá thường dùng là:
Ø Đo độ thấm
Ø Phương pháp vật lý: nhiệt quét vi sai, nhiệt
vi sai
Ø Ăn mòn plasma
Ø Phân tích bề mặt
14
8.3 QUÁ TRÌNH CHUYỂN KHỐI QUA MÀNG
8.3.1 Chuyển khối qua màng xốp 8.3.2 Chuyển khối qua màng đặc
15
8.3 QUÁ TRÌNH CHUYỂN KHỐI QUA MÀNG
Đọc tài liệu
16
8.4 KỸ THUẬT THẨM THẤU
vĐọc tài liệu
Trang 58.5 KỸ THUẬT ĐIỆN THẨM TÍCH VÀ THẨM
TÍCH XOAY CHIỀU
Điện thẩm tích là phương pháp tách ion ra
khỏi môi trường nước bằng phương pháp màng
và yếu tố động lực của quá trình tách là dòng
điện một chiều
Màng tích điện được sử dụng để khống chế
quá trình dịch chuyển của các ion Màng được
sử dụng gồm hai loại: màng anionit và màng
cationit
18
Hình phóng to cho thấy hình ảnh phóng lớn của màng tổng hợp chứa các phân tử liên kết hữu cơ
và các lỗ nhỏ Chỉ có các phân tử nước mới thoát
ra khỏi màng lọc từ phía bên trái của màng lọc Ống hình trụ có chứa một màng tổng hợp,
có độ dày khoảng 100 nanomét