CÔNG NGHỆ MÀNG UF

CÔNG NGHỆ MÀNG UF

ULTRAFILTRATION (UF) MEMBRANE

1. Ultrafiltration / Màng siêu lọc UF là gì? 

Màng Siêu lọc (UF) là một quá trình lọc màng sử dụng áp suất thủy tĩnh để ép nước qua màng bán thấm. Kích thước lỗ của màng siêu lọc thường là 103 - 106 Dalton (0,1 đến 0,001 micron). Siêu lọc (UF) là một rào cản điều khiển bằng áp lực đối với chất rắn lơ lửng, vi khuẩn, vi rút, nội độc tố và các mầm bệnh khác để tạo ra nước có độ tinh khiết rất cao và mật độ phù sa thấp.

Màng hay nói đúng hơn là màng bán thấm, là một lớp vật liệu mỏng có khả năng phân tách các chất khi một lực tác động qua màng. Từng được coi là một công nghệ khả thi chỉ để khử muối, các quy trình màng ngày càng được sử dụng nhiều hơn để loại bỏ vi khuẩn và các vi sinh vật khác, vật liệu dạng hạt và vật liệu hữu cơ tự nhiên, có thể truyền màu, vị và mùi vào nước và phản ứng với chất khử trùng để tạo thành các sản phẩm phụ khử trùng (DBP).

Màng UF KOCH - USA: Với công nghệ cố định một đầu kết hợp với hệ thống sục khí trung tâm => giảm tình trạng màng bị ngẹt Bùn và Đứt Gãy như các loại Màng UF thông thường, nên tuổi thọ cao hơn + vận hành với TSS có thể lên tới 1000mg/l.

Màng UF thông thường thiết kế cố định 2 đầu => bị bùn bám tắc ngẽn. Màng UF KOCH cố định 01 đầu, giúp cho sợi màng di chuyển dễ dàng => giảm tắc ngẽn.

3. THIẾT KẾ LƯU LƯỢNG UF KOCH _ PURON MP

Ứng dụng của màng Ultrafiltration:
Ứng dụng tiêu biểu 

Lọc nước biển, nước muối (thủy sản, hóa chất)
Để làm sạch nước biển mà vẫn giữ nồng độ muối, Màng UF có thể thay thế cho toàn bộ quy trình phức tạp nhiều công đoạn: Nước biển -> Khử trùng -> Lọc thô -> Lọc cát -> Than hoạt tính -> Nước biển sạch.

Lọc nước ép trái cây, nước trà xanh
Để loại bỏ những thành phần không có lợi trong nuớc ép trái cây, người ta thường dùng men sinh học hoặc hóa chất để làm kết tủa chúng và gạn lấy phần nước trong nhưng vẫn không thể giảm độ đục xuống dưới 2.0 NTU. Ứng dụng công nghệ màng có thể giảm tối đa lượng enzyme và hóa chất, bảo đảm tính “thiên nhiên” của trái cây trong khi cải thiện độ trong rõ rệt: 0,4 – 0,6 NTU.
Ngoài ra, tuổi thọ của nước ép cũng tăng đáng kể do toàn bộ vi khuẩn, virus đã bị màng UF loại bỏ.

Thu hồi dầu/ mỡ và xử lý nước thải
Rất nhiều ngành công nghiệp sử dụng dầu để làm mát, bôi trơn và thường phải thải bỏ sau một thời gian.
Với màng UF, ta có thể dễ dàng tách được dầu từ nguồn nước thải này.
Kích thước của phân tử dầu đủ nhỏ để chui qua lỗ lọc nhưng sức căng bề mặt của nó lại cản trở việc này (khi màng lọc đã bị ướt). Sau khi dùng màng UF, nước thải chỉ còn chưa tới 10ppm dầu, phù hợp với quy định. Đặc biệt, có tới 30~60% lượng dầu được thu hồi để tái sử dụng. 

Màng UF bảo vệ màng RO 
Lọc bảo vệ cho màng RO hiệu quả hơn nhiều so với các phương pháp truyền thống, vì nước sau khi lọc màng UF đã gần như tinh khiết, không còn vi khuẩn, cặn siêu nhỏ. Màng RO lúc này được làm việc trong môi trường sạch hơn và sẽ có tuổi thọ cao hơn.
Làm sạch nước máy: Nếu nước máy không bị ô nhiễm nặng, không có asen, nitrit, thuốc trừ sâu … (theo công bố hàng năm của nhà cung cấp nước) ta chỉ cần dùng màng UF để tinh chế thành nước uống trực tiếp.

Đặc điểm chính:
Màng siêu lọc (UF) là công nghệ lọc cung cấp một giải pháp hợp lý cho các dây chuyền sản xuất thực phẩm và đồ uống, chất lượng nước rất cao sau khi lọc qua màng UF dùng cho việc sản xuất nước khoáng, nước hoa quả, nước tăng lực. Màng UF tạo tạo nên một rào cản chắc chắn các vi sinh vật, bào tử và loại bỏ màu, chất hữu cơ (trong nguồn nước tự nhiên thường xuất hiện các chất tiết ra từ vỏ cây, các chất mùn ..vv), các chất rắn hoà tan trong nước.

3.1. XỬ LÝ NƯỚC THẢI (WASTEWATER)

Đối với các hệ thống xử lý nước thải cần tái sử dụng như cần sử dụng hệ thống RO thì cần Màng UF để tiền xử lý, nếu không Màng RO sẽ rất nhanh tắc nghẽn và không thể làm sạch được.

Một số quy trình như sau:

• Lắng II => Lọc Cát => Lọc tinh => PURON MP => RO
• Lắng II => Lọc Cát => PURON MP => RO
• Lắng II => PURON MP => RO
• MBR (lỗ MF) => PURON MP => RO

• Đối với Màng PURON thiết kế đối với nước thải sau lọc cát + lọc tinh là 85 lít/m²/h

3.2. XỬ LÝ THỦY CỤC / NƯỚC MẶT

Các nguồn cấp thủy cục đã qua xử lý theo QCVN 02:2009, mà nguồn sử dụng cần tiêu chuẩn nước cao hơn như: khu dân cư cao cấp, chung cư, khách sạn, nhà máy… thì người ta thường thiết kế Màng UF xử lý phía sau. Để qua hệ thống PURON MP để thực hiện tốt các điều kiện sau đây phải được đáp ứng:

• Dầu mỡ < 2mg/l (max 5mg/l)
• Sắt và Mangan tối đa < 0,05 mg /L

Các màng PURON MP có thể lọc được các vi khuẩn gây bệnh, lọc được độ đục của nước xuống nhỏ hơn 0,1 NTU (nước cấp thủy cục thông thường 1-2 NTU)

Mặc dù bảng dưới đây thiết kế lưu lượng cho Màng PURON MP dựa vào TSS, nhưng cần các thông số khác để làm cơ sở thiết kế cho hệ thống xử lý nước sông như: Nhiệt độ, TOC, tảo…

Sản phẩm PURON MP có thể thiết kế tới độ đục 8000 NTU trong nước mặt. Các hệ thống thí điểm đã kiểm chứng rằng sản phẩm có thể phục hồi nhanh chóng bằng cách bảo trì đơn giản. Ngoài các yêu cầu vệ sinh thường xuyên hơn trong các ứng dụng độ đục cao có thể cần điều chỉnh thời gian Rửa Ngược cũng như thông lượng thấm qua màng để đảm bảo màng hoạt động ổn định lâu dài.

• Đối với nước thủy cục thông thường: Độ đục nhỏ hơn 2 NTU nên ta có thể thiết kế với lưu lượng 100 lít/m²/h, trừ đi thời gian bảo trì và backflush ta chọn lưu lượng: 90 lít/m²/h
• Đối với nước mặt / nước sông: cần theo quy trình Keo tụ (PAC) => tách rác 0,25-0,5mm tùy  vào loại nước mặt ta có thể thiết kế với lưu lượng 80-100 lít/m²/giờ khi mức TSS sau keo tụ khoảng 25-30mg/l

3.3. XỬ LÝ NƯỚC NGẦM VỚI PURON MP (GROUND WATER)

• Các nguồn nước giếng cần tiền xử lý Fe + Mn theo yêu cầu đầu vào của Màng UF PURON MP, thông thường sẽ cần tiền xử lý Sắt + Mangan khi nồng độ của chúng trong nước ngầm cao.

• Lựa chọn lưu lượng thiết kế 100 lít/m²/giờ cho nguồn nước giếng có Fe + Mn < 1mg/l, khi thiết kế cần lưu ý 95% nước sẽ được chuyển hóa thành nước sạch và trừ đi thời gian bảo trì + rửa ngược… thì thiết kế lưu lượng 90% lưu lượng thiết kế (ví dụ: 90% * 100 lmh = 90 lít/m²/h.)

• Lựa chọn lưu lượng thiết kế 85 lít/m²/giờ cho nguồn nước giếng có Fe + Mn < 20mg/l, khi thiết kế cần lưu ý 95% nước sẽ được chuyển hóa thành nước sạch và trừ đi thời gian bảo trì + rửa ngược… thì thiết kế lưu lượng 90% lưu lượng thiết kế (ví dụ: 90% * 85 lmh = 76,5 lít/m²/h.)

3.4. XỬ LÝ NƯỚC BIỂN (SEA WATER)

Có một xu hướng ngày càng tăng để sử dụng UF như là một phần của tiền xử lý cho các nhà máy RO nước biển. Nguồn nước biển có thể có tác động đáng kể đến các thông số thiết kế cho một hệ thống UF. Có hai nguồn lấy nước biển chính:

• Open Intake: Lấy nước biển trực tiếp
• Beach Wells: giếng khoan nước biển

Lấy nước biển bề mặt “Open Intake” lên trực tiếp để lọc thường sử dụng nhiều hơn, đồng thời độ ô nhiễm, độ đục cao hơn, phạm vi nhiệt độ lớn hơn cũng như tăng tiềm năng cho sự hiện diện của các chất bẩn như hydrocarbon (từ giao thông đường biển) và sinh vật biển (trai).

Nguồn nước cấp không phải là sự cân nhắc duy nhất trong việc thiết kế hệ thống UF cho tiền xử lý RO trong lọc nước biển.  Nhiều dự án không muốn xử lý chất thải bùn từ quá trình đông tụ trực tiếp hoặc chất thải hóa học từ CEBs / MC. Trong trường hợp như thế này, hệ thống phải được thiết kế với các thông số vận hành phù hợp.

Nếu có thể trên các thiết kế cho việc lấy nước biển bề mặt “Open Intake”, FeCl₃ nên được thêm vào ở liều thấp (<1-3 ppm) trong ngồn nước đầu vào để hỗ trợ xử lý các chất hữu cơ có mặt. Công dụng thêm FeCl₃ trong nguồn nước đầu vào đã cho phép hoạt động mà không cần sử dụng CEBs hoặc Bảo trì

* TSS max có thể được xử lý tới 250 mg / L, tuy nhiên có thể xảy ra hiện tượng rửa ngược và làm sạch thường xuyên hơn nhiều, và do đó lượng nước thu hồi tổng thể sẽ giảm.

• Giới hạn dầu và mỡ trung bình 2 mg / L và tối đa 5 mg / L

• Sắt hòa tan và mangan hòa tan phải nhỏ hơn 0,05 mg / L