Tag: xử lý nước

Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện

Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện

Hệ thống xử lý nước thải bệnh viện Bộ Công Thương có các bể như: xử lý hiếu khí với giá thể lưu động( Oxic & MBBR),yếm khí ( Anaerobic Process), thiếu khí (Anoxic) và ngăn khử trùng.

Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện

Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện

Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện AAO&MBBR là công nghệ lai hợp hybri được sử dụng khá rộng rãi hiện nay, phù hợp để xử lý các loại nước thải chứa nhiều chất hữu cơ ô nhiễm dễ phân hủy sinh học như: sản xuất bánh kẹo, nước thải thủy sản, nước thải mía đường, nước thải bệnh viện, nước thải khách sạn, nước thải đô thị, sản xuất tinh bột sắn….
Ở nội dung bài viết này chúng tôi xin đề cập về hệ thống xử lý nước thải bệnh viện mà chúng tôi đã xử lý thành công. Giá thành hệ thống chỉ rẻ bằng 1/3 so với nhập từ Nhật về, thiết bị hoàn toàn không thua kém do chúng tôi sử dụng hàng G7.

XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN ĐIỀU DƯỠNG VÀ PHỤC HỒI CHỨC NĂNG BỘ CÔNG THƯƠNG.

Về khách hàng

Bệnh Viện Điều Dưỡng và Phục Hồi Chức Năng Bộ Công Thương là cơ sở y tế của bộ Công Thương với nhiệm vụ chú trọng công tác phòng bệnh, thực hiện tốt nội dung chăm sóc sức khỏe cho cán bộ công nhân viên toàn ngành. Hàng năm bệnh viện trực thuộc Bộ Công Thương khám chữa bệnh cho CBNV các đơn vị thuộc ngành như: Nhà máy thuốc lá Sài Gòn, Bia Sài Gòn, Đường Biên Hòa, Cáp điện Cadivi,…. Từ đó cho thấy toàn ngành Công Thương có gần 2.000 người mắc bệnh nghề nghiệp, trong đó chủ yếu là bệnh bụi phổi Silíc, bệnh điếc nghề nghiệp và các bệnh khác cần được chữa trị. Do đó, nước thải phát sinh từ việc khám và chữa bệnh khoảng gần 500 m3 cần phải xử lý.

Do Bệnh Viện Điều Dưỡng và Phục Hồi Chức Năng Bộ Công Thương có mặt bằng dành cho việc bố trí hệ thống xử nước thải bệnh viện nhỏ nên chúng tôi sử dụng công nghệ lai hợp Hybri bùn hoạt tính và giá thể lơ lửng.

Thành phần tính chất nước thải bệnh viện

– Nước thải phát sinh từ rất nhiều khâu khác nhau trong quá trình hoạt động của bệnh viện như: máu, dịch cơ thể, giặt quần áo bệnh nhân, khăn lau, chăn mền cho các giường bệnh, súc rửa các vật dụng y khoa, xét nghiệm, giải phẩu, sản nhi, vệ sinh, lau chùi làm sạch các phòng bệnh,…
– Đây là loại nước thải có chứa nhiều chất hữu cơ và các vi trùng gây bệnh.
– Nồng độ BOD5, COD trong nước thải không cao, rất thích hợp cho quá trình xử lý sinh học.

Phương pháp xử lý nước thải bệnh viện

Hệ thống xử lý nước thải bệnh viện Bộ Công Thương có các bể như: xử lý hiếu khí với giá thể lưu động( Oxic & MBBR),yếm khí ( Anaerobic Process), thiếu khí (Anoxic) và ngăn khử trùng.

Ngăn xử lý kị khí trong hệ thống xử lý nước thải bệnh viện:

Nước thải bệnh viện tuy các chỉ danh COD, BOD không lớn lắm song trong nước thải bệnh viện có các thành phần chất ô nhiễm như: máu, mủ, nước rửa phim, thuốc kháng sinh…khó phân hủy hiếu khí nên chúng tôi đề xuất phương án kỵ khí nhằm xử lý cắt mạch các hợp chất hữu cơ phức tạp về dạng đơn giản, tạo môi trường thuận lợi cho các vi sinh vật thiếu khí xử lý nito.

Phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau :

Chất hữucơ + VSV ——–> CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới

Một cách tổng quát, quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 03 giai đoạn trong quá trình xử lý nước thải bệnh viện :
– Giai đoạn 1 (Thủy phân): cắt mạch các hợp chất cao phân tử thành các chất hữu cơ đơn giản hơn như monosacarit, amono axit hoặc các muối pivurat khác.
– Giai đoạn 2 (Acid hóa): chuyển hóa các chất hữu cơ đơn giản thành các loại axit hữu cơ thông trường như axit axetic hoặc glixerin, axetat,…
• CH3CH2COOH + 2H2O → CH3COOH + CO2 + 3H2
• CH3CH2 CH2COOH + 2H2O → 2CH3COOH + 2H2
– Giai đoạn 3 (Acetate hóa): giai đoạn này chủ yếu dùng vi khuẩn lên men mêtan như Methanosarcina và Methanothrix, để chuyển hóa axit axetic và hyđro thành CH4 và CO2.
• CH3COOH → CO2 + CH4
• CH3COO- + H2O → CH4 + HCO3-
• HCO3- + 4H2 → CH4 + OH- + 2H2O.

Ngăn thiếu khí (Anoxic)trong hệ thống xử lý nước thải bệnh viện:

Xử lý nước thải bệnh viện

Là nơi lưu trú của các chủng vi sinh khử N, P nên quá trình nitrat hoá và quá trình photphoril hóa xảy ra liên tục ở đây.
– Quá trình nitrat hóa:
• Hai loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosomonas và Nitrobacter. Khi môi trường thiếu ôxy ( 0,1 -0,5 g/l), các loại vi khuẩn khử nitrat Denitrificans sẽ tách ôxy của nitrat (NO3-) và nitrit (NO2-) để ôxy hóa chất hữu cơ. Nitơ phân tử N2¬ tạo thành trong quá trình này sẽ thoát khỏi nước.
• Quá trình chuyển hóa NO3-→ NO2-→ NO → N2O →N2 với việc sử dụng mêtanol được thể hiện ở phương trình sau:
NH4+ Oxidation NO2- + NO3- + H+ + H2O
NO2-,NO3- Redution N2 => escape to air
– Quá trình photphoril hóa:
• Vi khuẩn tham gia vào quá trình photphoril hóa là Acinetobacter sp. Khả năng lấy photpho của vi khuẩn này sẽ tăng lên rất nhiều khi cho nó luân chuyển các điều kiện thiếu khí và kỵ khí.
• Quá trình photphoril hóa được thể hiện như phương trình sau:
PO4-3 Microorganism (PO4-3)salt =>sludge
Để nitrat hóa, photphoril hóa thuận lợi, tại ngăn Anoxic bố trí máy khuấy trộn chìm với tốc độ khuấy trộn phù hợp

Ngăn xử lý hiếu khí trong hệ thống xử lý nước thải bệnh viện:

Phương pháp sinh học hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-,… Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa.
Tốc độ quá trình oxy hóa sinh hóa phụ thuộc vào nồng độ các chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất, mật độ vi sinh vật và mức độ ổn định lưu lượng của nước thải ở trạm xử lý. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng oxy hóa sinh hóa là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và các nguyên tố vi lượng… Tải trọng chất hữu cơ của bể sinh học hiếu khí thường dao dộng từ 0,8-1.9 kg BOD/m3.ngày đêm. Nồng độ oxy hòa tan trong nước thải ở bể sinh học hiếu khí cần được luôn luôn duy trì ở giá trị lớn hơn 2 mg/l.
Tốc độ sử dụng oxy hòa tan trong bể sinh học hiếu khí phụ thuộc vào:
– Tỷ số giữa lượng thức ăn (chất hữu cơ có trong nước thải) và lượng vi sinh vật: tỷ lệ F/M;
– Nhiệt độ;
– Tốc độ sinh trưởng và hoạt độ sinh lý của vi sinh vật (bùn hoạt tính);
– Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất;
– Lượng các chất cấu tạo tế bào;
– Hàm lượng oxy hòa tan.
Về nguyên tắc phương pháp này gồm 3 giai đoạn như sau:
• Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật;
• Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào;
• Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới.
Cơ chế quá trình xử lý hiếu khí:
• Giai đoạn I – Oxy hóa toàn bộ chất hữu cơ có trong nước thải để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào

• Giai đoạn II (Quá trình đồng hóa) – Tổng hợp để xây dựng tế bào

• Giai đoạn III (Quá trình dị hóa) – Hô hấp nội bào

• Ưu điểm của công nghệ MBBR:
– Giá thể lưu động MBBR(Moving Bed Biological Reactor) được cho vào ngăn MBBR để giảm thể tích bể Aerotank, tăng cường khả năng xử lý chịu shock tải, an toàn trong quá trình vận hành hệ thống và dễ dàng nâng công suất mà không cần phải đầu tư nhiều.

– Công nghệ lai hợp Hibri này dùng trong xử lý nước thải bệnh viện sẽ giúp chủ đầu tư linh hoạt trong việc bố trí mặt bằng. Tải trọng của giá thể dạng bánh phồng tôm của hãng Biochip có thể lên tới 15 – 30 kg BOD/m3 giá thể.

Ngăn khử trùng trong hệ thống xử lý nước thải bệnh viện:

Khử trùng là biện pháp bắt buộc theo quy định của nhà nước, nhằm loại bỏ tất cả các loại vi khuẩn, vi rút có trong nước thải sau quá trình xử lý, để đảm bảo điều kiện vệ sinh và tránh các dịch bệnh mà các vi khuẩn đó gây ra.
Ngoài việc diệt các loại vi khuẩn gây bệnh, quá trình này còn tạo điều kiện để oxy hóa các chất hữu cơ và đẩy nhanh các quá trình làm sạch nước thải. Hóa chất dùng trong quá trình này là clo.
– Khử trùng: Khi đưa Cl vào nước, Cl sẽ bị thủy phân theo phản ứng sau:
Cl2 + H2O ↔ HCl + HOCl
• Axit hypocloric HOCl rất yếu, không bền và dễ phân hủy ngay thành HCl và ôxy nguyên tử, hoặc có thể phân ly thành H+ và OCl-
HOCl ↔ HCl + O
HOCl ↔ H+ + OCl-
Tất cả các chất HOCl, OCl- và O là các chất oxy hóa mạnh, các chất này oxy hóa nguyên sinh chất và khử hoạt tính của men, làm tế bào bị tiêu diệt.

Theo TCXD nhà nước có hướng dẫn: Đối với công trình xử lý nước thải qua quá trình xử lý sinh học hoàn toàn thì lượng clo vào khoảng 3 mg/l -7 mg/l

Nước thải bệnh viện sau thời gian tiếp xúc với hóa chất khử trùng, vi khuẩn bị tiêu diệt, nước sau xử lý đạt tiêu chẩn xả thải ra môi trường.

Hiệu quả xử lý trong quá trình xử lý nước thải bệnh viện Bộ Công Thương

Xử lý nước thải bệnh viện Điều Dưỡng & Phục Hồi Chức Năng Bộ Công Thương sau khi xử đạt chuẩn A theo quy chuẩn nhà nước Việt Nam ban hành. Hiệu suất xử lý: BOD 15 mg/l hiệu suất xử lý 96%, COD: 36 mg/l hiệu suất xử lý 93%, NO3­-: 28,56 mg/l hiệu suất xử lý 44%, Phosphate 4,2 mg/l hiệu suất xử lý 70%

Nước thải bệnh viện Điều Dưỡng & Phục Hồi Chức Năng Bộ Công Thương sau xử lý đạt quy chuẩn QCVN 28:2010 cột A được phép xả ra môi trường.

Nếu quý khách có nhu cầu xây dựng hệ thống xử lý, hãy gọi ngay công ty môi trường Chúng tôi để được tư vấn miễn phí các công nghệ xử lý nước thải bệnh viện mới nhất, hiện đại nhất của chúng tôi.

Phần mềm tính toán lượng khí cấp cho bể Aerotank

Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính toán lượng khí:

Các bạn chuẩn bị các số liệu đầu vào như: Lưu lượng nước thải (Q=m3/ngày.đêm), BOD5 đầu vào bể aerotank mg/l, NH4 mg/l. Các bạn nhập vào ô để trống tương ứng với các thông số trên rồi xem kết quả ô Qkk dưới cùng (m3/ngày). Lấy kết quả chia cho 24 giờ để đổi ra m3 khí/giờ, chia tiếp cho 60 phút để có kết quả m3 khí/phút. Chúc các bạn thành công.

Phần mềm tính lượng bùn hoạt tính
Phần mềm tính tỷ số F/M
Phần mềm tính ? – Tốc độ sử dụng thức ăn của vi sinh
Tính thể tích bể Aerotank
Tính lượng bùn hóa lý sinh ra
Phần mềm kiểm tra tải trọng thể tích bể Aerotank

Quy trình xử lý nước tinh khiết

Quy trình xử lý nước tinh khiết

Thẩm thấu là hiện tượng nước dịch chuyển từ nơi có nồng độ muối thấp đến nơi có nồng độ muối cao hơn để tạo nên thế cân bằng trong dung dịch. Còn thẩm thấu ngược thì nước sẽ đi từ nơi có nồng độ muối cao đến nơi không có hoặc có ít muối hơn, bằng tác dụng của một ngoại lực, lực này sẽ làm cho nước “thấm” qua một loại màng đặc biệt.

Quy trình xử lý nước tinh khiết

Quy trình xử lý nước tinh khiết

Công ty môi trường Chúng tôi chuyên xử lý nước tinh khiết, với công nghệ tiên tiến nhất, đảm bảo nguồn nước tinh khiết đạt tiêu chuẩn quy định. Công ty chúng tôi luôn đặt mục tiêu chất lượng và an toàn lên hàng đầu, nếu quý khách có nhu cầu xử lý nước tinh khiết, hãy gọi cho công ty chúng tôi để được hỗ trợ tư vấn.

Tổng quan

Nguồn nước giếng cấp cho hệ thống chủ yếu bị nhiễm các ion kim loại mang điện tích dương (các cation), coliform,… Nước nguồn ít bị nhiễm các anion. Do đó, trong công nghệ xử lý, công nghệ trao đổi cation được lựa chọn sử dụng.

Trao đổi ion là quá trình trao đổi dựa trên sự tương tác hoá học giữa các ion trong pha lỏng và các ion trong pha rắn. Đây là phản ứng thế giữa các ion trong pha lỏng (là nước) và các ion trong pha rắn (là nhựa trao đổi cation). Các nhựa trao đổi này sẽ hấp thu các ion có trong nước. Khi đó, các ion trong nước sẽ thế chỗ các ion trên hạt nhựa trao đổi ion. Quá trình này phụ thuộc vào từng loại nhựa trao đổi và các loại ion khác nhau. Trạng thái trao đổi ion gồm 02 trạng thái chính: (1) trạng thái động: lớp nhựa trao đổi ion chuyển động liên tục trong quá trình vận hành, nhựa được tái sinh liên tục, hệ thống vận hành liên tục; (2) trạng thái tĩnh: lớp nhựa trao đổi đứng yên trong quá trình hoạt động của hệ thống, nhựa được tái sinh gián đoạn, chế độ vận hành gián đoạn.

Quy trình xử lý nước tinh khiết

Đầu tiên, nước giếng được bơm lên bể chứa nước thô. Sau đó, nước được bơm qua các bể lọc thô, bể lọc than, bể trao đổi ion để xử lý các chất ô nhiễm trong nước. Chức năng của các bể như sau:

Bồn lọc thô sẽ loại bỏ phèn, các chất lơ lửng trong nước.
Bồn lọc than có tác dụng loại bỏ mùi, màu, hấp phụ các chất độc, các nguyên tố dạng vết,… có trong nước. Hiệu suất lọc của than phụ thuộc vào các tính chất vật lý, hóa học, thời gian tiếp xúc giữa nước và than.
Bồn trao đổi ion có nhiệm vụ loại bỏ các cation trong nước, làm mềm nước…, bảo vệ hệ thống RO trong dây chuyền sản xuất nước tinh khiết.
Nước sau khi qua bồn trao đổi ion được lưu lại bể chứa nước sạch. Tại bể này, hóa chất khử trùng được châm vào bể để tiệt trùng nước. Nước sau bể chứa nước sạch đảm bảo đạt tiêu chuẩn nước cấp cho sinh hoạt. Nước tại bể chứa nước sạch được bơm qua bồn lọc tinh để loại bỏ các tạp chất có kích thước rất nhỏ trong nước. Bồn lọc tinh cũng có nhiệm vụ là bảo vệ hệ thống RO. Nước từ bồn lọc tinh được bơm qua hệ thống RO. Hệ thống này ứng dụng công nghệ thẩm thấu ngược để loại bỏ hầu hết các virut, vi khuẩn, các ion trong nước với hiệu suất rất cao.

Thẩm thấu là hiện tượng nước dịch chuyển từ nơi có nồng độ muối thấp đến nơi có nồng độ muối cao hơn để tạo nên thế cân bằng trong dung dịch. Còn thẩm thấu ngược thì nước sẽ đi từ nơi có nồng độ muối cao đến nơi không có hoặc có ít muối hơn, bằng tác dụng của một ngoại lực, lực này sẽ làm cho nước “thấm” qua một loại màng đặc biệt. Đây là một loại màng đặc chủng, chịu được áp suất cao, màng mỏng, trên màng có các lỗ có kích thước rất nhỏ (0.0001 micro). Màng được làm từ vật liệu Cellulose Acetate, Polyamide hoặc màng.

Nước sau hệ thống RO được lưu ở bể chứa. Tại bể này, để tiêu diệt các vi sinh trong nước do hiện tượng tái nhiễm vi sinh khi lưu trữ nước trong bể, khí ozon được cấp vào bể để khử trùng nước. Đồng thời, ở đầu ra của bể chứa nước, hệ thống UV được lắp trên đường ống này để xử lý triệt để các vi khuẩn, virut có trong nước do hiện tượng nước bị tái nhiễm vi sinh trên đường ống công nghệ. Nước sau khi qua hệ thống xử lý nước sạch UV đảm bảo các tiêu chuẩn nước tinh khiết.

Lắp đặt một hệ thống lọc nước cho gia đình thật đơn giản, chỉ cần gọi: 0905555146 -Công ty môi trường Chúng tôi – Công ty chúng tôi lắp đặt hệ thống xử lý nước tinh khiết với giá thành rẻ nhất.

Chúc các bạn có một ngày làm việc vui vẻ và hiệu quả !

Công ty môi trường xử lý nước giếng

Công ty môi trường xử lý nước giếng

Bồn lọc than có tác dụng loại bỏ mùi, màu, hấp phụ các chất độc, các nguyên tố dạng vết có trong nước. Hiệu suất lọc của than phụ thuộc vào các tính chất vật lý, hóa học, thời gian tiếp xúc giữa nước và than.

Công ty môi trường xử lý nước giếng

Công ty môi trường xử lý nước giếng

Công nghệ xử lý nước giếng

Nguồn nước giếng cấp cho hệ thống chủ yếu bị nhiễm các ion kim loại mang điện tích dương (các cation), coliform,…. Nước nguồn không bị nhiễm các anion. Do đó, trong công nghệ xử lý, công nghệ trao đổi cation được lựa chọn sử dụng. Trao đổi ion là quá trình trao đổi dựa trên sự tương tác hoá học giữa các ion trong pha lỏng và các ion trong pha rắn. Đây phản ứng thế giữa các ion trong pha lỏng (là nước) và các ion trong pha rắn (là nhựa trao đổi cation). Các nhựa trao đổi này sẽ hấp thu các ion có trong nước.

Khi đó, các ion trong nước sẽ thế chỗ các ion trên hạt nhựa trao đổi ion. Quá trình này phụ thuộc vào từng loại nhựa trao đổi và các loại ion khác nhau. Trạng thái trao đổi ion gồm 02 trạng thái chính: (1) trạng thái động: lớp nhựa trao đổi ion chuyển động liên tục trong quá trình vận hành, nhựa được tái sinh liên tục, hệ thống vận hành liên tục (2) trạng thái tĩnh: lớp nhựa trao đổi đứng yên trong quá trình hoạt động của hệ thống, nhựa được tái sinh gián đoạn, chế độ vận hành gián đoạn.

Đầu tiên, nước giếng được bơm lên bể chứa nước thô. Sau đó, nước được bơm qua các bể lọc thô, bể lọc than, bể trao đổi ion để xử lý các chất ô nhiễm trong nước. Chức năng của các bể như sau:

Bồn lọc thô sẽ loại bỏ phèn, các chất lơ lửng trong nước.

Bồn lọc than có tác dụng loại bỏ mùi, màu, hấp phụ các chất độc, các nguyên tố dạng vết có trong nước. Hiệu suất lọc của than phụ thuộc vào các tính chất vật lý, hóa học, thời gian tiếp xúc giữa nước và than.

Bồn trao đổi ion có nhiệm vụ loại bỏ các cation trong nước, làm mềm nước.., bảo vệ hệ thống xử lý nước sạch RO trong dây chuyền sản xuất nước tinh khiết.

Kết Luận:

Nước sau khi qua bồn trao đổi ion được lưu lại bể chứa nước sạch. Tại bể này, hóa chất khử trùng được châm vào bể để tiệt trùng nước. Nước sau bể chứa nước sạch đảm bảo đạt tiêu chuẩn nước cấp cho sinh hoạt.

Công ty môi trường xử lý nước ngầm

Công ty môi trường xử lý nước ngầm

Để đảm bảo cho quá trình khử trùng đạt hiệu quả tốt, sau khi khử trùng cần giữ lại trong nước một lượng clo dư thích hợp. Với các hệ thống cấp nước sinh hoạt lượng clo dư thường từ 0,2-0,3 mg/l để chống sự tái nhiễm bẩn trong mạng lưới đường ống phân phối hoặc nơi tiêu thụ.

Công ty môi trường xử lý nước ngầm

Công ty môi trường xử lý nước ngầm

1.Mở đầu:

Công ty môi trường Chúng tôi phân tích Nước là nhu cầu tất yếu của mọi sinh vật. Không có nước cuộc sống trên trái đất không thể tồn tại được. Hàng ngày trung bình mọi người cần từ 3-10 lít đáp ứng cho nhu cầu ăn uống và sinh hoạt hằng ngày. Trong sinh hoạt nước cấp dùng đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ăn uống, vệ sinh, cac họat động giải trí, và cac họat động công cộng như cứu hỏa, phun nước, tưới đường…còn trong công nghiệp, nước cấp được dùng cho quá trình làm lạnh, sản xuất thực phẩm như đồ hộp, nước giải khát, rượu… Hầu như mọi ngành công nghiệp đều sử dụng nước cấp như là một nguồn nguyên liệu không gì thay thế được trong sản xuất.

Xử lý nước ngầm
Tùy thuộc vào mức độ phát triền công nghiệp và mức sinh hoạt cao thấp của mọi cộng đồng mà nhu cầu về nước cấp với số lượng và chất lượng khác nhau.

Ngày nay với sự phát triển của công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số nguồn nước càng ngày bị ô nhiễm và cạn kiệt. …

Vì thế con người cần phải biết cách xử lý các nguồn nước cấp đề đáp ứng cả về chất lượng lẫn số lượng cho sinh hoạt hằng ngày và sản xuất công nghiệp.

2. Ưu và nhược điểm khi sử dụng nước ngầm:

2.1 Ưu điểm

-Nước ngầm là tài nguyên thường xuyên, ít chịu ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu như hạn hán.

-Chất lượng nước tương đối ổn định, ít bị biến động theo mùa như nước mặt.

-Chủ động hơn trong vấn đề cấp nước cho các vùng hẻo lánh, dân cư thưa, nhất là trong hoàn cảnh hiện nay bởi vì nước ngầm có thể khai thác với nhiều công suất khác nhau.

-Để khai thác nước ngầm có thể sử dụng các thiết bị điện như bơm ly tâm, máy nén khí, bơm nhúng chìm hoặc các thiết bị không cần điện như các loại bơm tay. Ngoài ra nước ngầm được khai thác tập trung tại các nhà máy nuớc ngầm, các xí nghiệp, hoặc khai thác phân tán tại các hộ dân cư. Đây là ưu điểm nổi bật của nước ngầm trong vấn đề cấp nước nông thôn.

-Giá thành xử lý nước ngầm nhìn chung rẻ hơn so với nước mặt.

2.2 Nhược điểm

-Một số nguồn nước ngầm ở tầng sâu được hình thành từ hàng trăm, hàng nghìn năm và ngày nay nhận được rất ít sự bổ cập từ nước mưa. Và tầng nước này nói chung không thể tái tạo hoặc khả năng tái tạo rất hạn chế. Do vậy trong tương lai cần phải tìm nguồn nước khác thay thế khi các tầng nước này bị cạn kiệt.

-Việc khai thác nước ngầm với qui mô và nhịp điệu quá cao cũng sẽ làm cho hàm lượng muối trong nước tăng lên từ đó dẫn đến việc tăng chi phí cho việc xử lý nước trước khi đưa vào sử dụng.

-Khai thác nước ngầm với nhịp điệu cao sẽ làm cho mực nước ngầm hạ thấp xuống, một mặt làm cho quá trinh nhiễm mặn tăng lên, mặt khác làm cho nền đất bị võng xuống gây hư hại các công trình xây dựng-một trong các nguyên nhân gây hiện tượng lún sụt đất.

-Khai thác nước ngầm một cách bừa bãi cũng dễ dẫn tới tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngầm.

3. Các phương pháp xử lý nước ngầm

 

Về nguyên tắc nước chứa hàm lượng tạp chất ở dạng nào lớn hơn giới hạn cho phép thì phải xử lý trước khi đem sử dụng. Cho đến nay người ta xử lý nước theo các phương pháp sau:

Xử lý nước ngầm bằng phương pháp cơ học.

Nước từ nguồn được bơm cấp 1 phun qua giàn mưa thành những tia nhỏ để ôxy của không khí tác dụng với Fe2+ thành Fe3+. Nước dàn mưa được dẫn đi lắng lọc ở các bể lọc chứa chất lọc (cát, đá, than hoạt tính…).

Xử lý nước ngầm bằng phương pháp hóa học.

Là phương pháp dùng hóa chất, các phản ứng hóa học trong quá trình xử lý nước.

Nếu nước có độ đục lớn chứng tỏ chứa nhiều chất hữu cơ và sinh vật phù du thì dùng phèn và chất tạo keo tụ để ngưng tạp chất.

Nước chứa nhiều ion kim loại (độ cứng lớn) xử lý bằng vôi, sôđa hoặc dùng phương pháp trao đổi ion. Nước chứa nhiều độc tố H2S xử lý bằng phương pháp oxy hóa, clo hóa, phèn.

Nước chứa nhiều vi khuẩn thì phải khử trùng bằng các hợp chất chứa clo, ozon.

Nước chứa Fe thì oxy hóa Fe2+ bằng oxy không khí (làm thoáng giàn mưa) hoặc dùng chất oxy hóa để xử lý…

Độ kiềm của nước nhỏ làm cho quá trình keo tụ khó khăn, nước có mùi vị thì phải kiềm hóa bằng amoniac (NH3). Sau khi cacbon hóa, clo hóa sơ bộ rồi thêm KMnO4.

Nước có nhiều oxy hòa tan thì phải xử lý bằng cách dùng các chất khử để liên kết oxy. Đó là hydrazin, natrithisunfat…

Nhìn chung các phương pháp xử lý hóa học thường đạt năng suất và có hiệu quả cao.

Xử lý nước ngầm bằng phương pháp vi sinh.

Trên thế giới hiện nay phương pháp xử lý nước bằng vi sinh đang được nghiên cứu và có một số nơi đã áp dụng. Trong phương pháp này một số chủng loại vi sinh đặc biệt đã được nuôi cấy và được đưa vào trong quá trình xử lý nước với liều lượng rất nhỏ nhưng đạt hiệu quả cao. Tuy nhiên cho đến nay những kết quả nghiên cứu của phương pháp này chưa được công bố rộng rãi.

Tùy thuộc vào nguồn nước làm nguyên liệu cho các lãnh vực khác nhau mà người ta đã sử dung các phương pháp khác nhau để xử lý nước cấp cho lãnh vực đó. Thông thường thì người ta kết hợp cả 2 phương pháp cơ học và hóa học để xử lý nước.

4. Kỹ thuật và công nghệ xử lý nước ngầm

4.1 Các công trình thu nước ngầm

a. Giếng khoan

Giếng khoan là công trình thu nước ngầm mạch sâu với công suất trung bình và lớn, có độ sâu vài chục đến vài trăm mét và đường kính giếng phụ thuộc vào lưu lượng cần khai thác. Giếng khoan gồm có: giếng khoan hoàn chỉnh (khoan tới lớp cách nước) và giếng khoan không hoàn chỉnh (khoan lưng chừng đến lớp đất chứa nước) giếng khoan có áp và không áp. Khi cần khai thác một lượng nước lớn, người ta có thể dùng một nhóm giếng khoan, tuy nhiên trong trường hợp này các giếng sẽ bị ảnh hưởng lẫn nhau khi làm việc đồng thời.

b. Hệ thống thu nước ngầm tầng nông

Đây là loại công trình dùng để thu nước ngầm mạch nông ở những nơi nước ngầm sâu bị nhiễm mặn, việc đào giếng khó khăn.

Đường ống thu nước bao gồm một hệ thống ống thu nước đặt nằm ngang dạng đục lỗ hoặc dạng xẻ rãnh ở đường ống, đặt trong lớp đất có chứa nước, có độ dốc để nước tự chảy về giếng tập trung, từ đây có thể dùng gào múc hoặc máy bơm để lấy nước. Để ngăn không cho cát chui vào bên trong ống thu nước, người ta thường xếp đá dăm, cuội, sỏi xung quanh ống.

Trên đường ống đưa nước về giếng tập trung, cứ khoảng 25-30m phải bố trí một giếng thăm để kiểm tra nước, lấy cặn và thông hơi.

c. Phương tiện lấy nước từ giếng lên

Để lấy nước từ giếng lên người ta thường sử dụng gầu múc nước bằng tay (với các giếng đào khơi) hoặc các loại bơm giếng khác nhau.

Một trong những bơm giếng phổ biến nhất ở vùng nông thôn là giếng bơm tay theo mô hình của UNICEF. Để bơm nước từ các giếng khoan qui mô nhỏ, người ta thường sử dụng các loại bơm ly tâm hoặc máy nén khí. Đối với các giếng khoan qui mô công nghiệp, người ta thường sử dụng bơm hỏa tiễn.

Tính toán thủy lực giếng lấy nước ngầm có thể chia ra: giếng đơn chiếc (không chịu ảnh hưởng của các giềng bơm khác), và nhóm giếng bơm, với sơ đồ bố trí có quan hệ thủy lực với nhau.

4.2 Công trình xử lý sắt, mangan

Các phương pháp khử sắt, mangan trong nước ngầm.

a. Khử sắt, mangan bằng phương pháp làm thoáng

Sắt, Mangan trong nước thường tồn tại ở dạng Fe2+, Mn2+ vì vậy muốn loại chúng ra khỏi nước cần oxy hóa chúng thành muối Fe3+, Mn4+ ở dạng ít tan rối dùng phương pháp lắng, lọc dể giữ chúng lại và loại chúng ra khỏi nước. Muốn oxy hóa Fe2+ thành Fe3+, Mn2+ thành Mn4+ người ta thường sử dụng phương pháp làm thoáng tự nhiên hay cưỡng bức (các dàn mưa hay quạt gió). Thực chất của phương pháp làm thoáng là làm giàu oxy cho nước, tạo điều kiện cho Fe2+ oxy hoá thành Fe3+ sau đó Fe3+ thực hiện quá trình thủy phân để tạo thành hợp chất ít tan Fe(OH)3,Mn2+ thành MnO2 rồi dùng bể lọc để giữ lại.

b. Khử sắt, mangan bằng phương pháp dùng hóa chất

Khử sắt, mangan bằng chất oxy hóa mạnh.

– Các chất oxy mạnh thường dùng để khử sắt là: Cl2, KMnO4, O3…So sánh với phương pháp khử sắt bằng làm thoáng ta thấy, dùng chất oxy hóa mạnh phản ứng xảy ra nhanh hơn, pH môi trường thấp hơn (pH<6). Nếu trong nước có tồn tại các hợp chất như: H2S, NH3 thì chúng sẽ ảnh hưởng lớn đến quá trình khử sắt,mangan.

c. Các phương pháp khác để khử sắt và mangan

Khử sắt, mangan bằng phương pháp trao đổi ion.

Việc sử dụng phương pháp trao đổi ion khử sắt và mangan cũng tương đối thông dụng. Do hai nguyên tố này có hóa trị hai nên dễ dàng bị hấp phụ bởi các vật liệu trao đổi ion.

Khó khăn của phương pháp này là nếu sắt và mangan bị oxy hóa bởi oxy thì nó sẽ bám lên các vật liệu trao đổi ion và mất tác dụng của chúng.

Vì vậy việc kiểm soát hàm lượng oxy hòa tan trong nước vào hệ thống trao đối ion là rất quan trọng.

Khử sắt bằng phương pháp điện phân

Dùng các cực âm bằng sắt, nhôm cùng các cực dương bằng đồng mạ niken và dùng điện cực hình ống trụ hay hình sợi thay cho tấm điện cực phẳng.

Phương pháp dùng muối polyphotphat

Polyphotphat có thể tạo nên các kết tủa sắt và mangan rất nhanh và hiệu quả. Polyphotphat được hòa trộn với liều lượng khoảng gấp 2 lần nồng độ của sắt và mangan. Tuy nhiên phương pháp dùng muối polyphotphat sẽ không thích hợp cho các nguồn nước có hàm lượng sắt và mangan vượt quá 1 mg/l.

4.3 Các phương pháp làm mềm nước

Quá trình làm mềm nước (khử độ cứng) có thể thực hiện bằng cách tạo kết tủa không tan hoặc bằng phương pháp trao đổi ion. Quá trình làm mềm nước cũng có thể kết hợp với quá trình khử khoáng bằng cách sử dụng màng bán thấm. Màng lọc bán thấm áp suất thấp có thể được dùng cho việc làm mềm nước có TDS thấp.

4.3.1 Phương pháp làm mềm bằng kết tủa

Tác nhân làm mềm nước thường sử dụng là vôi hoặc soda. Sự lựa chọn tác nhân này hay tác nhân kia là phụ thuộc vào chất lượng nguồn nước và tính toán kinh tế. Khi độ kiềm cacbonat chiếm ưu thế, quá trình làm mềm có thể thực hiện bằng cách tăng pH và cả CaCO3 , Mg(OH)2 đều kết tủa. Khi độ kiềm cacbonat quá thấp, hàm lượng cacbonat phải được bổ sung bằng bột soda.

Các phản ứng chính:

CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O

Ca(HCO3) + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + H2O

Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + 2Ca(CO3) + H2O

MgSO4 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaSO4

4.3.2 Quá trình làm mềm nước bằng vôi – soda

Khi độ kiềm cacbonat không đủ để phản ứng với vôi thì cần phải cung cấp từ nguồn bên ngoài, thông thường sử dung soda bột Na2CO3. Phương trình phản ứng:

CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3 + Na2SO4

4.3.3 Quá trình làm mềm bằng xút

Xút cũng được sử dụng khi độ cứng cacbonat không đủ để phản ứng với vôi. Sự lựa chọn giữa soda bột và xút không chỉ phụ thuộc vào lý do kinh tế mà còn phụ thuộc vào các yếu tố như vận hành dễ dàng hệ thống xử lý và hàm lượng magiê trong nguồn nước.

Các phản ứng:

CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O

Ca(HCO3)2 + 2NaOH = CaCO3 + Na2CO3 +2H2O

Mg(HCO3)2 + 2NaOH = Mg(OH)2 + Na2CO3 + H2O

MgSO4 + 2NaOH = Mg(OH)2 + Na2SO4

CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3 + Na2SO4

5. Khử trùng

Về nguyên lý các quá trình khử trùng có thể thực hiện bằng phương pháp vật lý hoặc phương pháp hóa học.

5.1 Phương pháp vật lý

 

Phương pháp nhiệt: khi đun sôi nước ở 100 oc đa số các vi sinh vật bị tiêu diệt. Tuy nhiên có một số vi sinh vật khi nhiệt độ cao liền chuyển sang dạng bào tử với lớp bảo vệ vững chắc. Để tiêu diệt nhóm vi khuẩn này cần đun sôi nước đến 120 độ C. Phương pháp nhiệt tuy đơn giản nhưng tốn năng lượng và thiết bị nên thường áp dụng ở quy mô nhỏ.
Phương pháp UV: tia UV (tia cực tím) có khả năng tiêu diệt hầu hết các vi sinh vật. Trong kỹ thuật, khi lưu lượng nước cần khử trùng nhỏ, có thể sử dụng các thiết bị khử trùng bằng tia UV. Cơ cấu chính của thiết bị là các đèn bức xạ, tia tử ngoại đặt trong dòng chảy của nước. Hiệu quả của phương pháp này chỉ đạt được hoàn toàn khi trong nước không có chất hữu cơ và cặn lơ lửng.
Phương pháp siêu âm: Dòng siêu âm với cường độ từ 2w/cm2 trở đi trong khoảng thời gian trên 5 phút có khả năng tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật trong nước.
Phương pháp lọc: Đại bộ phận vi sinh vật trong nước có kích thước từ 1-2 micromet. Nếu đem lọc nước qua lớp lọc có kích thước khe rỗng nhỏ hơn 1 micromet có thể loại trừ được đa số vi khuẩn. Lớp lọc thường dùng các tấm sành, sứ, xốp với khe rỗng cực nhỏ. Dùng phương pháp này nước phải có hàm lượng cặn nhỏ hơn 2 mg/l.

Khử trùng bằng phương pháp vật lý có ưu điểm cơ bản không làm thay đổi tính chất lý hóa của nước không gây nên các hậu quả phụ. Tuy nhiên do hiệu suất thấp nên thường chỉ áp dụng ở quy mô nhỏ với các điều kiện kinh tế kỹ thuật cho phép.

5.2 Phương pháp hóa học:

 

Cơ sở của phương pháp hóa học là sử dụng các chất oxy hóa mạnh để oxy hóa men của tế bào vi sinh và tiêu diệt chúng. Các hóa chất thường dùng là Clo, Brôm, Iốt, Ozôn, Kalipemanganat.

a. Khử trùng bằng Clo và các hợp chất của nó

Clo là một chất oxy hóa mạnh ở bất cứ dạng nào dù là nguyên chất hay hợp chất khi tác dụng với nước đều tạo ra phân tử axit hypoclorit có tác dụng khử trùng nước mặt. Tốc độ của quá trình khử trùng tăng khi nồng độ của chất khử trùng và nhiệt độ trong nước tăng, đồng thời phụ thuộc vào dạng không phân ly của chất khử trùngvì quá trình khuếch tán trong vỏ tế bào xảy ra nhanh hơn trong quá trình phân ly. Tốc độ khử trùng bị chậm rất nhiều khi trong nước có các chất hữu cơ, cặn lơ lửng và các chất khử khác. Khi cho Clo vào nước xảy ra các phản ứng sau:

Cl2 + H2O = HOCl + HCl.

Hoặc ở dạng phương trình phân ly:

Cl2 + H2O = 2H+ + OCl- + Cl-

Khi sử dụng Clorua vôi làm chất sát trùng phản ứng sẽ là:

Ca(OCl)2 + H2O = CaO + 2HOCl

2HOCl = 2H+ + 2OCl-

Khi pH tăng, nồng độ HOCl giảm làm cho hiệu quả khử trùng cũng giảm đi tương ứng. Để quá trình khử trùng nước bằng Clo có hiệu quả cao nhất nên tiến hành khi nước có độ pH thấp, trước khi xử lý ổn định nước. Khi trong nước có muối amoni, amoniac hay các hợp chất hữu cơ có chứa nhóm amoni thì axit hypoclorit tham gia vào phản ứng với chúng tạo thành monocloramin và đicloramin:

HClO + NH3 = NH2Cl + H2O

HClO + NH2Cl = NHCl2 + H2O

HOCl + NHCl2 = NCl3 + H2O

Đồng thời khả năng diệt trùng bị giảm đi. Khả năng diệt trùng của monocloramin thấp hơn của đicloramin 2 đến 3 lần.

Để đảm bảo cho quá trình khử trùng đạt hiệu quả tốt, sau khi khử trùng cần giữ lại trong nước một lượng clo dư thích hợp. Với các hệ thống cấp nước sinh hoạt lượng clo dư thường từ 0,2-0,3 mg/l để chống sự tái nhiễm bẩn trong mạng lưới đường ống phân phối hoặc nơi tiêu thụ.

b. Khử trùng nước bằng Iốt:

Iốt là chất oxy hóa mạnh và thường được dùng để khử trùng nước ở các bể bơi. Là chất khó hòa tan nên Iốt được dùng ở dạng dung dịch bão hòa. Độ hòa tan của Iốt phụ thuộc vào nhiệt độ nước. Ở 0oc đọ hòa tan của Iốt là 100mg/l, ở 20oc là 300mg/l. Khi độ pH của nước nhỏ hơn 7 liều lượng Iốt sử dụng lấy từ 0,3-1 mg/l. Nếu sử dụng liều lượng cao hơn 1,2 mg/l sẽ làm cho nước có mùi vị Iốt.

c. Khử trùng nước bằng ion các kim loại nặng:

Với nồng độ rất nhỏ của ion kim loại nặng có thể tiêu diệt được các loại sinh vật và rêu tảo sống trong nước. Diệt trùng bằng ion kim loại nặng đòi hỏi thời gian tiếp xúc lớn. Tuy nhiên không thể nâng cao nồng độ kim loại nặng để giảm thời gian diệt trùng vì khi đó sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe của người sử dụng nước.

d. Khử trùng nước bằng ozôn:

Hiện nay khử trùng nước bằng ozôn đang phát triển mạnh trên thế giới. Khi cho Ozôn vào nước, nó phá hủy không chỉ các men và cả vi sinh chất của tế bào. Với vi khuẩn bào tử ozôn có tác dụng mạnh hơn Clo 300-800 lần. Đồng thời ozôn còn oxy hóa các hợp chất hữu cơ gây ra màu, mùi vị của nước. Tuy nhiên ozôn rất độc đối với con người. Trong nước nó phân hủy rất nhanh thành oxy phân tử và nguyên tử. Tốc độ phân hủy tăng nhanh khi nồng độ muối, pH và nhiệt độ muối tăng.

Ozôn được sản xuất tại các nhà máy nước bằng các thiết bị đặc biệt, hoạt động theo nguyên lý phóng điện qua không khí.

Phương pháp xử lý nước bằng màng thẩm thấu ngược RO

Phương pháp xử lý nước bằng màng thẩm thấu ngược RO

Quá trình lọc nước RO không yêu cầu năng lượng nhiệt. Lưu lượng thông qua hệ thống RO có thể được quy định bởi bơm áp lực cao. Việc thu hồi nước tinh khiết phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau bao gồm kích thước màng, màng kích thước lỗ màng, nhiệt độ, áp suất vận hành và diện tích bề mặt màng. Các màng RO có một lớp dày đặc trong các ma trận lọc (màng tế bào).

Phương pháp xử lý nước bằng màng thẩm thấu ngược RO

Phương pháp xử lý nước bằng màng thẩm thấu ngược RO

Công ty môi trường Chúng tôi nhận xử lý nước bằng màng thẩm thấu ngược RO, công nghệ hiện đại, chất lượng cao, giá thành hợp lý.

Kỹ thuật xử lý nước bằng màng thẩm thấu ngược RO:

Xử lý nước cấp công nghệ thẩm thấu ngược (reverse osmosis- RO) là một giải pháp màng lọc kỹ thuật nhằm loại bỏ nhiều loại phân tử lớn, tách ly các ion tồn tại dưới dạng muối khoáng hòa tan bằng cách dùng áp lực của máy bơm đẩy nước qua màng bán thấm. Kết quả là các muối khoáng hòa tan được giữ lại ở phía bên áp lực của màng và chỉ cho nước sạch (gần tinh khiết) đi qua một cách chọn lọc.

Trong tự nhiên thẩm thấu được định nghĩa: là sự vận chuyển nước từ môi trường nhược trương sang môi trường ưu trương. Thẩm thấu là hiện tượng khi hai chất lỏng có nồng độ khác nhau được ngăn cách bởi một màng bán thấm, chất lỏng có xu hướng dễ di chuyển từ nồng độ thấp đến nồng độ chất tan cao cho đến khi cân bằng hóa học hoàn toàn. Màng RO hoạt động ngược lại với hiện tượng này nên được gọi là màng thẩm thấu ngược gọi tắt là RO. Thẩm thấu ngược là cách di chuyển dung môi từ nồng độ cao đến nồng độ thấp ngăn cách bởi một màng bán thấm để ngăn không cho các muối khoáng hòa tan cân bằng nồng độ. Màng bán thấm không cho phép các chất tan di chuyển qua màng, nhưng cho phép các dung môi đi qua. Các xu hướng dung môi chảy qua màng tế bào có thể được diễn tả như “áp suất thẩm thấu”, vì nó là tương tự như dòng chảy gây ra bởi một sự khác biệt giữa áp lực. Thẩm thấu nằm trong quá trình vận chuyển thụ động của khuếch tán bao gồm: thẩm thấu, thẩm tách và chọn lọc.

Kỹ thuật xử lý nước bằng màng thẩm thấu ngược RO

Quá trình thẩm thấu qua màng bán thấm lần đầu tiên được quan sát thấy năm 1748 bởi Jean Antoine Nollet. 200 năm sau, thẩm thấu chỉ là một hiện tượng được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. Năm 1949, trường Đại học California tại Los Angeles (UCLA) lần đầu tiên tiến hành kiểm tra khử muối của nước biển bằng cách sử dụng các màng bán thấm. Các nhà nghiên cứu từ cả UCLA và Đại học Florida sản xuất thành công nước ngọt từ nước biển. Đến cuối năm 2001, khoảng 15.200 nhà máy khử muối đã hoạt động hoặc trong các giai đoạn xây dựng trên toàn thế giới.

Quá trình lọc nước RO không yêu cầu năng lượng nhiệt. Lưu lượng thông qua hệ thống RO có thể được quy định bởi bơm áp lực cao. Việc thu hồi nước tinh khiết phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau bao gồm kích thước màng, màng kích thước lỗ màng, nhiệt độ, áp suất vận hành và diện tích bề mặt màng. Các màng RO có một lớp dày đặc trong các ma trận lọc (màng tế bào). Trong hầu hết trường hợp, màng RO được thiết kế để cho phép chỉ có nước đi qua lớp ma trận lọc dày đặc này, và giữ lại các chất tan (như các ion muối). Lọc tinh loại bỏ các hạt 1 micromet hoặc lớn hơn. Siêu lọc loại bỏ các hạt từ 0,2 micromet hoặc lớn hơn. Thẩm thấu ngược là trong hạng mục cao cấp nhất của lọc màng, loại bỏ các hạt lớn hơn 0,0001 micromet. Quá trình này đòi hỏi phải có một áp suất cao có tác dụng lên phía nồng độ cao của màng tế bào, áp suất để lọc nước ngọt là 2-17 bar (30-250 psi), nước lợ 15,5-26 bar, hoặc 1,6-2,6 MPa (225 đến 375 psi) và cho nước biển khoảng 55 đến 81,5 bar hoặc 6-8 MPa (800 đến 1.180 psi) để xé tan sức căng của nước hay còn gọi đảo ngược quá trình thẩm thấu. Màng RO được biết đến nhiều nhất trong khử muối (loại bỏ muối và khoáng chất khác từ nước biển để có được nước ngọt), nhưng kể từ đầu những năm 1970, nó cũng được sử dụng để làm sạch nước ngọt cho các ứng dụng y tế, công nghiệp, và trong nước.

xử lý nước bằng màng thẩm thấu ngược ROMàng RO

Hệ thống xử lý nước sạchđóng chai thường bao gồm một số bước

– Bộ lọc trao đổi ion để loại bỏ các hạt lơ lửng, sắt và Ca, Mg;

– Lọc tinh;

-Bộ lọc than hoạt tính để giữ lại các tạp chất hữu cơ và clo, nếu không xử lý triệt để sẽ tấn công và làm suy giảm màng thẩm thấu ngược (TFC);

– Bộ lọc thẩm thấu ngược (RO), là một phim màng mỏng bán thấm cao phân tử (TFM hoặc TFC);

– Một bộ lọc carbon thứ hai để chụp những hợp chất không được gỡ bỏ được bởi các màng RO;

– Một bộ đèn cực tím để khử vi khuẩn có thể thoát khỏi màng lọc thẩm thấu ngược; Trong một số hệ thống, các bộ lọc trước carbon được bỏ qua, và được sử dụng màng cellulose triacetate (CTA). Màng CTA dễ bị thối rữa, trừ khi được bảo vệ bằng nước khử trùng bằng clo, trong khi màng TFC là dễ bị phá vỡ dưới ảnh hưởng của chất clo. Trong hệ thống TCA, một bộ lọc carbon là cần thiết để loại bỏ clo; Các bộ xử lý nước RO di động có thể được sử dụng bởi những người sống ở các vùng nông thôn không có nước sạch, cách xa từ các đường ống nước của thành phố. RO là thiết bị dễ dàng sử dụng để lọc nước sông, nước mưa, và nước lợ (nước mặn cần màng đặc biệt). Một số khách du lịch trên du thuyền dài, câu cá, hoặc các chuyến đi cắm trại đảo, hoặc ở các nước nơi cung cấp nước địa phương bị ô nhiễm hoặc không đạt tiêu chuẩn, sử dụng bộ vi xử lý nước RO kết hợp với một hoặc nhiều tiệt trùng tia cực tím. Trong sản xuất nước khoáng đóng chai, nước đi qua một bộ xử lý nước RO để loại bỏ các chất ô nhiễm và vi sinh vật. Ở các nước châu Âu, chế biến nước khoáng tự nhiên không được phép sử dụng hệ thống RO do họ lo ngại RO sẽ loại bỏ mất các khoáng chất có lợi trong nước. Trong thực tế, một phần nhỏ của các vi khuẩn sống và có thể đi qua màng RO thông qua các khiếm khuyết nhỏ, hoặc đi qua màng thông qua các rò rỉ nhỏ. Vì vậy, hệ thống RO nên sử dụng ánh sáng tia cực tím hoặc ozon để ngăn chặn ô nhiễm vi sinh cho chắc chắn. RO được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác như xử lý nước mưa, nước phục vụ nồi hơi công nghiệp, nước cho nhà máy nhiệt điện, xử lý nước thải, nước khử ion cho sản xuất dược phẩm…

Xử lý nước RO công nghiệp thực phẩm

Ngoài mục đích khử muối, thẩm thấu ngược còn ứng dụng lọc chất lỏng thực phẩm (chẳng hạn như nước ép trái cây) so với quá trình xử lý thông thường. Nghiên cứu đã được thực hiện trên nồng độ của nước cam và nước ép cà chua. Lợi thế của nó bao gồm chi phí vận hành thấp hơn và khả năng để tránh quá trình xử lý nhiệt, mà nó phù hợp với các chất nhạy cảm với nhiệt như các protein và enzyme được tìm thấy trong hầu hết các sản phẩm thực phẩm. Thẩm thấu ngược được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sữa để sản xuất bột whey protein (chất lỏng còn lại sau khi sản xuất pho mát) và nồng độ của sữa để giảm chi phí vận chuyển, được cô đặc bởi RO có tổng chất rắn từ 5% thành 18-22% để làm giảm kết tinh và chi phí làm khô bột lactose. Trong ngành công nghiệp rượu vang, RO được sử dụng rộng rãi. Khoảng 60 máy thẩm thấu ngược được sử dụng tại Bordeaux, Pháp vào năm 2002.

Xử lý nước rửa xe

Do hàm lượng khoáng chất thấp hơn, nước thẩm thấu ngược thường được sử dụng trong rửa xe trong chiếc xe cuối cùng rửa sạch để ngăn chặn nước đốm trên xe. Thẩm thấu ngược thường được sử dụng ở Mỹ để bảo tồn và tái sử dụng nước trong phạm vi rửa xe. Đặc biệt là tại các khu vực bị ảnh hưởng hạn hán, nơi bảo tồn nước là rất quan trọng. Nước thẩm thấu ngược cũng cho phép các nhà khai thác rửa xe để giảm nhu cầu về các thiết bị xe khô, chẳng hạn như máy thổi khí.

Xử lý nước sản xuất xi-rô

Năm 1946, một số nhà sản xuất xi-rô bắt đầu sử dụng thẩm thấu ngược để loại bỏ nước từ nhựa cây trước khi được tiếp tục đun sôi để sản xuất xi-rô. Việc sử dụng thẩm thấu ngược cho phép khoảng 42-54% lượng nước được loại bỏ khỏi nhựa cây, giảm tiêu thụ năng lượng và tiếp xúc của xi-rô với nhiệt độ cao.

Sản xuất hydro

Đối với quy mô nhỏ sản xuất hydro, thẩm thấu ngược đôi khi được sử dụng để ngăn chặn hình thành các muối khoáng trên bề mặt của điện cực.

Xử lý nước nuôi cá

Nhiều rặng san hô hồ cá thử sử dụng hệ thống lọc thẩm thấu ngược cho hỗn hợp nhân tạo của nước biển. Nước máy thông thường có thể chứa quá nhiều clo, chloramines, đồng, nitơ, phốt phát, silicat, các hóa chất khác gây hại cho các sinh vật nhạy cảm trong một môi trường rặng san hô. Chất gây ô nhiễm như các hợp chất nitơ và phốt phát có thể dẫn đến sự phú dưỡng hóa. Một sự kết hợp hiệu quả thẩm thấu ngược và deionization (RO/DI) là phổ biến nhất trong số các người nuôi hồ cá rặng san hô, ưa thích trên các quy trình lọc nước khác do chi phí sở hữu thấp và chi phí hoạt động tối thiểu. Trường hợp clo và chloramines được tìm thấy trong nước, lọc carbon là cần thiết trước khi màng RO.

Hệ thống lọc nước biển

Kỹ thuật xử lý nước bằng màng thẩm thấu.
Các khu vực không có nước mặt, nước ngầm có thể chọn để khử muối trong nước biển hoặc nước lợ để có được nước ngọt. Thẩm thấu ngược là phương pháp phổ biến nhất của khử muối, mặc dù 85% của nước khử muối được sản xuất ở nhiều nhà máy chưng cất. Thẩm thấu ngược và nhà máy khử muối chưng cất được sử dụng trong khu vực Trung Đông, đặc biệt là Saudi Arabia. Yêu cầu năng lượng của các nhà máy khử muối rất lớn, nhưng điện có thể được sản xuất tương đối rẻ với trữ lượng dầu khí dồi dào trong khu vực. Các nhà máy khử muối thường nằm liền kề với các nhà máy điện, nhằm giảm tổn thất năng lượng trong truyền tải và tận dụng lượng nhiệt thải sử dụng trong quá trình khử muối chưng cất, làm giảm lượng năng lượng cần thiết để khử muối trong nước và cung cấp nước giải nhiệt máy. Khử muối trong nước biển là một quá trình khử muối bằng màng thẩm thấu ngược đã được sử dụng thương mại kể từ đầu những năm 1970. Sử dụng thực tế đầu tiên của nó đã được chứng minh bởi Sidney Loeb và Srinivasa Sourirajan từ UCLA tại Coalinga, California. Bởi không sử dụng nhiệt, nên yêu cầu năng lượng thấp hơn khi so sánh với các phương pháp khác của khử muối, nhưng vẫn cao hơn nhiều so với các hình thức cung cấp nước khác nếu nước không nhiễm mặn. Hệ thống khử muối điển hình bao gồm các thành phần sau:

Tiền xử lý rất quan trọng để bảo vệ màng RO và lọc nano (NF) siêu lọc(UF). Loại bỏ chất rắn: Các chất rắn trong nước phải được loại bỏ làm giảm nguy cơ thiệt hại cho các thành phần máy bơm áp lực cao. Cột lọc tinh: các bộ lọc polypropylene được sử dụng để loại bỏ các hạt từ 1-5 đường kính micromet. Các chất oxy hóa diệt vi sinh vật, chẳng hạn như Clo, Javen có thể phá hủy màng RO, NF, UF. Sử dụng các chất bảo vệ màng như chất ức chế biofouling, không tiêu diệt vi khuẩn, nhưng chỉ đơn giản là ngăn không cho chúng phát triển thành các mảng trên bề mặt thành màng. Điều chỉnh pH: điều chỉnh pH ở giới hạn thích hợp theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất màng. Máy bơm cung cấp áp lực cần thiết để đẩy nước qua màng RO, áp lực bơm cần thiết thể hiện qua tổng lượng muối khoáng hòa tan. Áp lực tiêu biểu cho nước lợ khoảng từ 225 đến 375 psi (15,5-26 bar, hoặc 1,6-2,6 MPa). Trong trường hợp của nước biển, dao động trong khoảng từ 800 đến 1.180 psi (55 đến 81,5 bar hoặc 6-8 MPa). Điều này đòi hỏi một các bơm chuyên dụng có áp lực cao. Các vách màng phải đủ vững để chịu được áp lực của máy bơm. Màng RO được thực hiện trong một loạt các kết cấu màng, với hai cấu tạo phổ biến nhất là xoắn ốc và sợi rỗng.

Khử trùng

Thẩm thấu ngược là một rào cản có hiệu quả để ngăn các vi khuẩn gây bệnh. Tuy nhiên trong quá trình xử nước, màng có thể bị tổn hại và các vấn đề tái nhiễm vi khuẩn. Khử trùng bằng đèn tia cực tím (còn gọi là diệt khuẩn hoặc tiệt khuẩn) được sử dụng để đảm bảo nước hoàn toàn tiệt trùng.

Nhược điểm

Màng RO sử dụng cho gia đình có nhược điểm thải ra lượng nước thải quá lớn, tỷ lệ thu hồi nước của mỗi một màng từ 5 đến 15% tùy theo loại nước. Phần còn lại được thải ra nước thải. Nước thải mang theo các chất gây ô nhiễm bị xả bỏ, dòng muối khoáng đậm đặc. Một hệ thống RO thu hồi 5 gallon nước sạch sẽ thải bỏ 4-90 gallon nước thải. Sử dụng trong công nghiệp người ta bắt các màng nối tiếp nhau nên tỷ lệ thu hồi có thể lên tới 45%.