Chuyên Đề Nghiên cứu lý thuyết quá trình lọc màng nano

1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÀNG LỌC .2

1.1.Khái niệm màng lọc .2

1.2.Các loại màng lọc .3

1.3.Đặc tính màng .6

1.4.Vật liệu màng 7

1.5.Môđun màng .8

2.CƠ CHẾ QUÁ TRÌNH LỌC MÀNG NANO .11

2.1.Nguyên tắc tách giữ các chất của màng lọc nano .11

2.2.Cơ chế chuyển khối qua màng nano .13

TÀI LIỆU THAM KHẢO 15




1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÀNG LỌC

1.1. Khái niệm màng lọc

Màng lọc là một lớp màng vật liệu mỏng có khả năng phân tách vật chất theo đặc tính vật lý và hóa học của chúng khi chịu một áp lực nhất định. Màng lọc ngăn cách giữa hai pha, có khả năng tạo ra sức cản để tách một số phần tử có trong nước như cặn lơ lửng, ion, vi sinh vật khi cho dung dịch đi qua màng. Màng lọc có thể được phân loại theo i) kích thước của vật chất và ii) áp lực trên màng.

Thông qua quá trình làm việc của màng lọc, dòng hỗn hợp đầu vào được phân tách làm hai phần: một phần là dung dich sau lọc và phần những vật chất bị giữ lại trước màng lọc. Màng lọc có thể áp dụng để làm sạch hay làm đậm đặc một dung dịch hay phân tách một hỗn hợp.

Các ưu điểm của màng lọc:

Quá trình màng lọc xảy ra ở điều kiện nhiệt độ bình thường và các dung dịch tham gia không có sự thay đổi về pha, đây là ưu điểm lớn so với phương pháp tách bằng chưng chất.

Quá trình phân tách vật chất qua màng không cần có hóa chất phụ gia như một số các quá trình khác trong xử lý nước, ví dụ lắng và lọc.

Nguyên lý lọc màng dựa trên sự phân tách các phần tử trong nước qua lớp vách ngăn (màng) nhờ lực tác dụng. Lực tác dụng có thể là chênh lệch áp suất (∆P), điện thế (∆E), nồng độ dung dịch (∆C), nhiệt độ (∆T) .Các thông sô cơ bản của quá trình lọc màng: i) Áp lực; ii) Cơ chế phân tách; iii) Cấu trúc màng; và iv) Pha dung dịch.



Hình 1.1. Mô tả màng lọc




1.2. Các loại màng lọc

Màng lọc có thể được phân loại theo kích cỡ lọc và mức độ áp lực. Ngoài ra màng lọc có thể phân loại theo vật liệu cấu tạo màng, hình dáng hình học .

Một số loại màng được sử dụng trong công nghệ xử lý nước cấp và nước thải như: màng vi lọc (microfiltration MF), màng siêu lọc (ultrafiltration UF), màng lọc thẩm thấu ngược (RO) và màng lọc nano (NF). Màng MF có kích thước lỗ rỗng lớn nhất, có thể giữ lại các hạt có kích thước lớn và nhiều loại vi sinh vật. Màng UF có kích thước lỗ rồng nhỏ hơn MF, do đó có thể giữ lại cả vi khuẩn và một số phân tử lớn hòa tan như protein. Màng RO gần như không có lỗ rỗng do kích thước lỗ rỗng bé hơn 0.001 micron và do đó giữ lại hầu hết các cặn và nhiều phân tử siêu nhỏ như các i-on muối khoáng, chất hữu cơ. Màng NF mới được phát triển gần đây, và còn có tên gọi “màng RO thưa” và hiệu quả lọc các chất trong nước tuy không bằng RO nhưng cao hơn UF.





RO


NF



UF MF

0.0001 0.001 0.01 0.1 1

Hình 1.2. Kích thước lỗ rỗng của một số loại màng