Nghiên cứu khử mặn nước biển bằng công nghệ màng thẩm thấu ngược


Nhu cầu về nước của con người không ngừng tăng lên. Ở hiện tại nguồn nước đang thiếu và trong tương lai điều này sẽ ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn, đặc biệt ở các quốc gia đang phát triển và các nước nghèo có dân số đông thì vấn đề về nước sinh hoạt chưa được quan tâm đầy đủ. Việt Nam là quốc gia đang phát triển, nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa chúng ta không phải là quốc gia khan hiếm về nguồn nước nhưng khả năng trữ nước là không cao do đó không thể phân bố đều theo thời gian trong năm.
Hơn nữa Việt Nam có hơn 3260 km chiều dài bờ biển vùng biển có nhiều đảo và quần đảo, đồng bằng ven biển là nơi tập trung dân cư đông đúc nhất, thời gian đánh bắt trên biển của tàu thuyền ngày càng kéo dài. Đồng thời, trên đà phát triển nhiều thành phố ven biển sẽ được mọc lên. Do đó, nhu cầu về nước cho sinh hoạt ở các khu vực này cần được quan tâm giải quyết vì nước biển và nước lợ không thể dùng trực tiếp cho sinh hoạt. Trên thế giới, từ lâu con người đã nghĩ đến việc khử mặn nước biển bằng cách bay hơi và ngưng tụ nhưng hiệu quả chưa cao. Một giải pháp mang tính đột phá được đưa ra và ứng dụng thành công đầu tiên ở Mỹ vào những năm 60 của thế kỷ trước đó là lọc nước biển và nước lợ để sử dụng cho sinh hoạt bằng công nghệ thẩm thấu ngược RO. Cho đến nay kỹ thuật này ngày càng được hoàn thiện . Tuy nhiên, ở Việt Nam chưa được nghiên cứu ứng dụng nhiều.
Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp này em tập trung tìm hiểu về công nghệ màng RO và ứng dụng trong lĩnh vực khử mặn.

Báo cáo này l là những kết quả thu thập bước đầu cho đề tài tốt nghiệp trên trong thời gian thực tập tốt nghiệp.
Kết thúc lời mở đầu em xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Xuân Hiển, Người đã tạo điều kiện và tận tình giúp đỡ chúng em có được những buổi tham quan các công trình xử lý nước cấp và nước thải rất thiết thực.

NỘI DUNG:

DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................................4
DANH MỤC CÁC BẢNG .....................................................................................................6
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHỬ MUỐI VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ KHỬ MUỐI
NƯỚC BIỂN....................................................................................................................................7
I.1. Các vấn đề về nguồn nước trên trái đất:....................................................................................7
I.2. Sự cung ứng và phân bố nước trên hành tinh:[2]......................................................................7
I.3. Vai trò của nước: [2]..................................................................................................................8
I.4. Thành phần và tính chất của nước và nước biển:......................................................................8
I.5. Những đặc tính chung của nước tinh khiết:[1]..........................................................................8
I.6. Thành phần của nước biển:[1]...................................................................................................9
I.7. Cân bằng của nước biển:[1].....................................................................................................10
I.8. Các cách biểu thị độ mặn nước biển:[7]..................................................................................10
I.9. Sự cần thiết phải khử mặn nước biển:.....................................................................................11
I.10. Khái quát về tình hình khử mặn nước biển trên thế giới:......................................................12
I.11. Các công nghệ khử mặn nước biển:[3]..................................................................................14
I.12. Phân loại các biện pháp khử muối:........................................................................................14
I.13. Các phương pháp nhiệt:.........................................................................................................15
I.13.1.1. Bay hơi nhanh nhiều bậc (Multi Stage Flash - MSF):.....................................................15
I.13.1.2. Bay hơi đa hiệu ứng (Multiple Effect Evaporlation - MEE):..........................................18
I.13.1.3. Bay hơi đơn hiệu ứng (Single Effect Evaporlation - SEE):............................................20
I.13.1.4. Một số qúa trình khử muối sử dụng năng lượng nhiệt khác:..........................................21
I.14. Công nghệ màng:...................................................................................................................21
I.14.1.1. Màng điện thẩm (Electro Dialysis - ED):........................................................................21
I.14.1.2. Màng thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis - RO):..........................................................22
I.15. Lựa chọn công nghệ khử muối phù hợp:...............................................................................24
I.16. Vấn đề môi trường nảy sinh từ các nhà máy khử muối:........................................................26
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÔNG NGHỆ THẨM THẤU NGƯỢC RO.............27
II.1. Sơ lượt về các loại màng và quá trình màng:.........................................................................27
II.2. Các loại màng chính:[4].........................................................................................................27
II.3. Các quá trình màng:...............................................................................................................27
II.4. Các khái niệm liên quan: [5]..................................................................................................27
II.5. Giới thiệu quá trình lọc màng:...............................................................................................27
II.6. Hiện tượng thẩm thấu và thẩm thấu ngược:...........................................................................30
II.7. Mô hình áp suất thẩm thấu:....................................................................................................31
II.8. Tính toán áp suất thẩm thấu:..................................................................................................31
II.9. Các cơ chế vận chuyển:[ 4]....................................................................................................32
II.10. Giới thiệu hai cơ chế vận chuyển chính:..............................................................................32
II.11. Mô hình khuếch tán:.............................................................................................................34
II.11.1.1. Gradient độ và Gradient áp suất trong màng:................................................................34
II.11.1.2. Áp dụng mô hình khuếch tán cho thẩm thấu ngược:.....................................................39
II.12. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thẩm thấu ngược:[ 7]..................................................42
II.13. Ảnh hưởng của cấu trúc dung dịch:.....................................................................................42
II.14. Ảnh hưởng của chất điện ly:................................................................................................43
II.15. Ảnh hưởng của áp suất làm việc:.........................................................................................43
II.16. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch:.....................................................................................44
II.17. Ảnh hưởng của cấu trúc màng:............................................................................................45
II.18. Hiện tượng phân cực nồng độ:.............................................................................................45
II.19. Ứng dụng thẩm thấu ngược trong khử mặn nước biển:[ 4]..................................................46
II.20. Cơ sở lý thuyết của quá trình khử muối:..............................................................................46
II.21. Ảnh hưởng của áp suất dòng, nồng độ muối (NaCl) và nhiệt độ của nước cần xử lý đến quá
trình làm việc của màng thẩm thấu ngược:[4]............................................................................47
II.21.1.1. Ảnh hưởng của áp suất đặt vào:.....................................................................................47
II.21.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ muối:.......................................................................................47
II.21.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ:................................................................................................48
II.21.1.4. Ảnh hưởng của một số yếu tố khác:...............................................................................49
CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU MỘT SỐ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP VÀ NƯỚC THẢI ĐÃ
THAM QUAN...............................................................................................................................50
II.22. Các trạm xử lý nước cấp và khử khoáng:.............................................................................50
II.23. Trạm xử lý nước cấp cho khu công nghiệp Bắc Thăng Long:.............................................50
II.24. Trạm xử lý nước cấp cho nhà máy mạ kẽm - Mạ màu LiLaMa:........................................54
II.25. Trạm khử khoáng cho nhà máy mạ kẽm - Màu LiLaMa:....................................................55
II.26. Hệ thống lọc nước RO cấp cho hệ thống sản xuất Hiđrô của nhà máy mạ kẽm - mạ màu
LiLaMa:......................................................................................................................................55
II.27. Các trạm xử lý nước thải:.....................................................................................................57
II.28. Trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho khu công nghiệp Bắc Thăng Long:.............................57
II.29. Trạm xử lý nước thải của nhà máy giấy Bãi Bằng:..............................................................59
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................67
1.Đặng Kim Chi, Hoá học môi trường, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2005. ....67
2.Gleick, P. H, S.H Scheneide, Tài nguyên nước. Bách khoa từ điển về khí hậu và thời tiết.
Quyển II, Nhà xuất bản Đại học OXford, New york, 1996..................................................67
3.H. El-Dessouky and H. Ettouny, “Study on water desalination technologies”, prepared for
ESCWA in January, 2001......................................................................................................67
4.Richard W.Baker, Membrane Technology and Application, Wiley, 2004.........................67
5.Søren Prip Beier, Pressure Driven Membrane Processes, In Zusammenarbeit mit, May
2007 ......................................................................................................................................67
9.http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Sea_salt-e_hg.svg.......................................................67

LINK DOWNLOAD
M_tả

No comments: