Tổng quan về Công nghệ Màng
Tách vật chất bằng công nghệ màng là quá trình phân tách vật lý. So sánh với những công nghệ khác, công nghệ màng có những ưu điểm là vật liệu phân tách không phải dùng nhiệt, hóa học hay sinh học. Công nghệ màng có ứng dụng rộng rãi, từ ứng dụng trong việc tách các chất rắn đơn giản như tách bùn hoạt tính trong xử lý nước thải sinh hoạt đến việc phân tách các vật chất trong phạm vi phân tử như muối trong ứng dụng khử muối trong nước biển. Nguyên tắc hoạt động của màn thẩm thấu ngược có thể được hiểu đơn giản như quá trình lọc. những hỗn hợp chất rắn, xem là đầu vào sẽ được phân tách bởi màng. Phần chất rắn đi qua màng sẽ được gọi là phần thẩm thấu hoặc lọc, phần được giữ lại màng là muối hoặc cặn. | Lực tạo nên quá trình phân tách là do áp suất khác nhau giữa hai bề mặt, gọi là chênh lệch áp suát bề mặt hoặc áp lực màng. Lực này được tạo ra bởi việc tăng áp suất trên bề mặt này hoặc giảm áp suất bề mặt kia. Tùy thuộc vào từng loại màng, áp lực màng có thể từ 0,1 – 70 bar, đặc biệt có thể lên tới 120 bar. Các đặc tính và khả năng thẩm thấu là yếu tố quan trọng quyết định đến hiệu quả kinh tế và quá trình thẩm thấu. Đặc tính thẩm thấu là khả năng màng có thể phân tách được các thành phần khác nhau trong hỗn hợp . Khả năng thẩm thấu là những lưu lượng trong những điều kiện hoạt động cụ thể ảnh hưởng đến hoạt động của màng. Lưu lượng mặc định là lượng nước chảy qua một diện tích bề mặt ( đơn vị: l/(m2.h) ) | ||||||
 | |||||||
| Một yếu tố quan trọng khác của màng là tham số thấm. Tham số thấm là tỉ lệ giữa lưu lượng và áp lực màng ( đơn vị: l/m2.h.bar) ). Tính thấm của màng phụ thuộc vào tình trạng của màng và tính chất của nước thải. Sau này còn phụ thuộc vào vật liệu cấu tạo nên màng và đặc tính của nước thải như nhiệt độ, kích thước hạt, độ nhớt … | |||||||
| Phương pháp thẩm thấu trong xử lý nước thải | |||||||
Có nhiều phương pháp thẩm thấu, mỗi phương pháp thẩm thấu có khả năng phân tách phân tử và áp lực khác nhau. Việc ứng dụng phương pháp phụ thuộc vào nước thải và mục đích xả thải. Ứng dụng trong xử lý nước thải sinh hoạt có yêu cầu cao hơn ứng dụng trong xử lý nước bằng bùn hoạt tính Trong các nhà máy công nghiệp, ứng dụng phương phảp thẩm thấu là khả thi. Bên cạnh xử lý nước thải, thẩm thấu ngược còn giúp tái sử dụng là phần nước sau khi lọc và nhiều khi còn tái sử dụng phần cặn (đối với một số ngành như cơ khí, xi mạ, sơn…) Đối với xử lý nước thải sinh hoạt, phương pháp thẩm thấu vi lọc (MF) và lọc nano (NF) được sử dụng, còn đối với nước thải công nghiệp, lọc nano (NF) và thẩm thấu ngược (RO) được dùng nhiều hơn. Có 4 quá trình được mô tả trong phần sau: Hình dưới cho thấy phân tử khối và kích thước của vật chất có thể được phân tách bởi vi lọc (MF), siêu lọc (UF), lọc nano (NF) và thẩm thấu ngược (RO). Kích thước của một số thành phần nước thải và kích thước lỗ của màng được thể hiện theo hình dưới
 | |||||||
Bảng cho thấy cái nhìn tổng quan về quá trình hoạt động của màng với động lực và các khả năng ứng dụng. Thông tin chi tiết về từng quá trình được thể hiện như sau. Hai cơ chế chủ yếu chịu trách nhiệm việc vận chuyển các chất trong quá trình màng: vận chuyển qua lỗ và qua khuếch tán. Đối với màng thật, cả hai cơ chế vận chuyển xảy ra song song; tuy nhiên, phân loại lý tưởng của màng như sau:
| Quá trình cô đặc của phần cần phân tách bởi màng, màng rỗ và màng khuếch tán dung dịch một cách lý tưởng được thể hiện trên hình. Với màng rỗ, phần cần phân tách bị giữ lại ở màng chỉ vì kích thước của nó. Trong quá trình cô đặc, màng có thể nhận ra nhanh chóng và phân tách trên bề mặt màng. Khi vào trong màng, nồng độ của các thành phần trong nước đầu vào giảm xuống đến cô đặc ở phần thấm đầu ra. Tuy nhiên, với màng khuếch tán dung dịch, sự giảm nồng độ cũng diễn ra ngay trong màng dựa vào các cơ chế vận chuyển. | ||||||
| |||||||
| |||||||
 | |||||||
