nghiên cứu lọc nước mặn biển cần giờ thành nước ngọt bằng màng lọc ro

TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Hiện nay, tình trạng thiếu nước ngọt đã trở thành vấn đề nghiêm trọng không chỉ
trong nước mà trên toàn thế giới. Biến nước biển thành nước uống có nhiều ưu điểm.
Nước biển luôn sẵn có từ 97% nước trên trái đất là nước lợ. Đây là một nguồn đáng tin
cậy với khả năng cung cấp dường như không giới hạn. Các hoạt động khử muối có thể
được thiết lập ở các vùng ven biển và đưa các nước ngọt đến các vùng xa xôi. Vì vậy,
với thời gian quy định cho Đồ án tốt nghiệp, trên quy mô phòng thí nghiệm tại Trường
ĐH Tài nguyên và Môi trường TP.HCM, “Nghiên cứu lọc nước mặn thành nước ngọt
bằng màng lọc RO” là một trong các công nghệ khử muối đang được thực hiện. Hệ
thống bao gồm: một bơm tăng áp, một từ trường, một lọc thô, màng RO. Các mẫu nước
khi tiến hành thí nghiệm đều được lấy trực tiếp tại biển Cần Giờ. Các thông số khảo sát
trong thí nghiệm này là nồng độ muối nước đầu vào, nồng độ muối nước đầu ra. Nghiên
cứu lọc nước mặn thành nước ăn uống bằng màng RO kết hợp với từ trường đã thành
công bước đầu. Kết quả thí nghiệm cho thấy chất lượng nước sau lọc của hệ thống đề
xuất ở trên đã lọc được nước mặn thành nước ăn uống qui mô hộ gia đình đạt tiêu chuẩn
qui định đối với nước ăn uống. Tuy nhiên hệ thống này cần nghiên cứu và thử nghiệm
thêm để có đủ cơ sở thiết kế và chế tạo thành sản phẩm thương mại.
Từ khóa: Màng RO, Khử muối, Từ trường, Nước nhiễm mặn.

ABSTRACT
Currently, the shortage of freshwater have become a serious problem in the country
and worldwide. Turning seawater into potable water has several advantages.
Seawater is always available since 97% of the water on Earth is brackish. It is a
reliable resource with seemingly unlimited supply capabilities. Desalination
operations can be established in coastal zones and send the freshwater to distant
areas. So, in the time was regulated for the Graduation project, on the laboratory
scale at the HCM City University of Natural Resources and Environment,
"Research turn salt water into freshwater by RO membrane" is one of the
desalination technology produces freshwater being made. The system includes: a
high pressure pumps, magnetic field, a pre-filtration systems, a RO membrane. The
samples were taken directly at Can Gio beach. The parameters tested in this
experiment were input salt concentration, output salt concentration. Research turn
salt water into drinking water by RO membrane in combination with magnetic field
has been successful initially. The results show that the filtered water quality of the
proposed system has filtered saline water into household drinking water that meets
the standards for drinking water. However, this system should be further
researched and tested in order to have sufficient basis for the design and
manufacture of commercial products.
Keywords: RO membrane, desalination, magnetic field, salt water.

i
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ..................................................................... ii
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................ iii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ................................................................................................iv
ABSTRACT............................................................................................................v
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN................................................vi
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN................................................. vii
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH......................................................................................v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT..................................................................... vii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................1
1. Đặt vấn đề .......................................................................................................1
2. Mục tiêu của đồ án..........................................................................................2
3. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................2
4. Nội dung của đồ án.........................................................................................2
5. Thời gian và địa điểm thực hiện đồ án ...........................................................2
6. Đóng góp xã hội, khoa học của nghiên cứu....................................................2
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ...................................................................................3
1.1. Tổng quan các vấn đề về nguồn nước .........................................................3
1.1.1. Vai trò của nước........................................................................................3
1.1.2. Sự cần thiết phải khử mặn nước biển .......................................................5
1.2. Nước nhiễm mặn..........................................................................................5
1.2.1. Độ mặn......................................................................................................5
1.2.2. Xâm nhập mặn..........................................................................................8
1.3. Tổng quan về các phương pháp xử lý........................................................12
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .........................................................12
a. Phương pháp chưng cất.................................................................................12
b. Công nghệ màng...........................................................................................13

c. Các công nghệ mới .......................................................................................15
d. Ứng dụng khử muối sáng tạo........................................................................15
1.3.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam..........................................................16
1.4. Tổng quan về màng RO.............................................................................19
1.4.1. Nguyên lý hoạt động màng RO ..............................................................19
1.4.2. Cấu tạo màng RO....................................................................................20
1.4.3. Từ trường ................................................................................................21
a. Cuộn cảm ......................................................................................................21
b. Công nghệ từ trường.....................................................................................21
c. Mục đích kết hợp màng RO và từ trường.....................................................22
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................................................23
2.1. Sơ đồ nghiên cứu .......................................................................................23
2.2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu.........................................................24
2.2.1. Bơm RO..................................................................................................24
2.2.2. Bộ tạo từ trường......................................................................................25
2.2.3. Lọc thô ....................................................................................................28
2.2.4. Màng RO.................................................................................................29
2.2.5. Van xả thải..............................................................................................30
2.2.6. Máy đo độ dẫn điện ................................................................................31
2.2.7. Máy đo pH tại phòng thí nghiệm:...........................................................32
2.2.8. Máy so màu đo các chỉ tiêu nước Aqualytic AL450 ..............................33
2.3. Phương pháp nghiên cứu ...........................................................................34
2.4. Phương pháp phân tích mẫu ......................................................................36
2.5. Phương pháp xử lý số liệu .........................................................................36
2.6. Nội dung thực hiện ....................................................................................36
CHƯƠNG 3 KẾT LUẬN VÀ THẢO LUẬN ......................................................37
3.1. Độ dẫn điện................................................................................................37
3.2. Lưu lượng ..................................................................................................39

3.3. Nồng độ muối ............................................................................................41
3.4. Tương quan nồng độ và lưu lượng ............................................................44
3.5. Độ đục........................................................................................................48
3.6. TSS.............................................................................................................50
3.7. pH...............................................................................................................52
3.8. Lượng nước sau lọc giảm theo thời gian sử dụng lọc ...............................53
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................................55
Kết luận.............................................................................................................55
Kiến nghị...........................................................................................................55
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................56
PHỤ LỤC .............................................................................................................57
PHỤ LỤC 1 NGHIÊN CỨU LỌC NƯỚC MẶN BIỂN CẦN GIỜ THÀNH NƯỚC
NGỌT BẰNG MÀNG LỌC RO...................................................................................57
1. Đặt vấn đề .....................................................................................................57
2. Phương pháp nghiên cứu ..............................................................................58
3. Kết quả và thảo luận .....................................................................................58
4. Kết luận.........................................................................................................59
PHỤ LỤC 2 BẢNG THÔNG SỐ.........................................................................60
PHỤ LỤC 3 SOP – QUY TRÌNH PHÂN TÍCH..................................................73
PHỤ LỤC 4 HÌNH ẢNH......................................................................................78

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Bảng thành phần nước nhiễm mặn...................................................................7
Bảng 2.1 Bảng thông tin màng lọc RO..........................................................................29
Bảng 2.2 BẢng thông tin về sản phẩm máy SCM 902A ..............................................31
Bảng PL 2.1 Độ dẫn điện của nước biển (µS/cm).........................................................60
Bảng PL 2.2 Độ dẫn điện của nước ngọt và lợ (µS/cm) ...............................................61
Bảng PL 2.3 Tương quan lưu lượng dòng vào, dòng ra và dòng thải nước biển (l/h)..62
Bảng PL 2.4 Tương quan lưu lượng dòng vào, dòng ra và dòng thải nước ngọt và lợ
(l/h) ........................................................................................................................63
Bảng PL 2.5 Tương quan nồng độ muối dòng vào và dòng ra của nước biển
(mgNaCl/l).............................................................................................................64
Bảng PL 2.6 Tương quan nồng độ muối dòng vào, dòng ra của nước ngọt và lợ
(mgNaCl/l).............................................................................................................65
Bảng PL 2.7 So sánh độ dẫn điện giữa thí nghiệm có từ trường và không từ trường...65
Bảng PL 2.8 Sự biến động hiệu suất xử lý theo nồng độ nước vào ..............................66
Bảng PL 2.9 Độ đục của nước biển (fau)......................................................................67
Bảng PL 2.10 Độ đục của nước ngọt và nước lợ (fau)..................................................68
Bảng PL 2.11 TSS của nước biển (mg/l).......................................................................69
Bảng PL 2.12 TSS của nước ngọt và lợ (mg/l) .............................................................70
Bảng PL 2.13 pH của nước biển....................................................................................71
Bảng PL 2.14 pH của nước ngọt và lợ ..........................................................................72

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Sự dịch chuyển của khối nước mặn vào tầng nước ngọt..................................9
Hình 1.2 Hiện tượng xâm nhập mặn từ biển vào lòng sông vùng cửa sông. ..................9
Hình 1.3 Biểu đồ độ mặn lớn nhất đầu tháng 3/2016 so với cùng kỳ năm 2015. .........10
Hình 1.4 xâm nhập mặn tại đồng bằng sông cửu long. .................................................10
Hình 1.5 xâm nhập mặn ở đbscl (kịch bản A2-nước biển dâng 30cm). ........................11
Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống chưng cất SD. ........................................................................17
Hình 1.7 Màng lọc điện thẩm tích ED...........................................................................17
Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống ED. ................................................18
Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống lọc nước biển bằng công nghỆ RO. ......................................18
Hình 1.10 Cấu tạo lõi lọc RO. .......................................................................................20
Hình 1.11 Hệ thống từ trường bằng cuộn cảm..............................................................22
Hình 2.1 Vị trí thu mẫu..................................................................................................24
Hình 2.2 Bơm RO..........................................................................................................25
Hình 2.3 Bộ tạo từ trường..............................................................................................27
HÌNH 2.4 Lộc thô..........................................................................................................28
Hình 2.5 Màng RO. .......................................................................................................30
Hình 2.6 Van xả thải......................................................................................................30
Hình 2.7 Máy đo độ dẫn điện. .......................................................................................32
Hình 2.8 Máy đo pH......................................................................................................33
Hình 2.9 Máy so màu đo các chỉ tiêu nước AQUALYTIC AL450. .............................33
Hình 2.10 Sơ đồ bố trí thí nghiệm lọc nước mặn. .........................................................34
Hình 2.11 Mô hình thí nghiệm. .....................................................................................35
Hình 2.12 Mẫu nước biển, nước sau lọc và nước thải...................................................35
Hình 2.13 Thí nghiệm chuẩn độ bạc nitrat....................................................................36
Hình 3.1 Độ dẫn điện của nước biển.............................................................................37
Hình 3.2 Độ dẫn điện của nước ngọt và lợ....................................................................38

Hình 3.3 Lưu lượng dòng vào, dòng ra và dòng thải nước biển. ..................................39
Hình 3.4 Lưu lượng dòng vào, dòng ra và dòng thải nước ngọt và lợ. .........................40
Hình 3.5 Nồng độ dòng vào và dòng ra của nước biển.................................................41
Hình 3.6 Nồng độ muối dòng vào, dòng ra của nước ngọt và lợ. .................................42
Hình 3.7 So sánh độ dẫn điện giữa thí nghiệm có từ trường và không từ trường.........43
Hình 3.8 Tương quan nồng độ giữa nồng độ và lưu lượng đối với nước biển..............44
Hình 3.9 Tương quan giữa nồng độ muối và lưu lượng đối với nước ngọt và lợ. ........45
Hình 3.10 biểu đồ thể hiện sự biến động hiệu suất xử lý theo nồng độ muối nước vào
đối với nước biển...................................................................................................46
Hình 3.11 Biểu đồ thể hiện sự biến động hiệu suất xử lý theo nồng độ muối nước vào
đối với nước ngọt và nước lợ. ...............................................................................47
Hình 3.12 Độ đục dòng vào và dòng ra của nước biển. ................................................48
Hình 3.13 Đô đục của nước ngọt và lợ..........................................................................49
Hình 3.14 TSS dòng vào và dòng ra của nước biển......................................................50
Hình 3.15 TSS của nước ngọt và lợ. .............................................................................51
Hình 3.16 Biến động pH dòng vào, dòng ra của nước biển. .........................................52
Hình 3.17 Biến động pH dòng vào, dòng ra của nước ngọt và lợ.................................52
Hình 3.18 Lượng nước sau lọc giảm theo thời gian sử dụng lọc. .................................53
Hình 3.19 Độ mặn thay đổi theo thời gian lọc. .............................................................54
Hình PL 4.1 LẤY MẪU................................................................................................78
Hình PL 4.2 Đo độ đục, TSS.........................................................................................78

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt
S Salinity Độ mặn
RO Reverse osmosis Thẩm thấu ngược
ĐBSCL Đồng bằng sông cửu long
EDR Expressed Dissatisfaction Rate Điện phân đảo ngược
ISD In situ desalination Khử muối tại chỗ
ED Electrodialysis Phương pháp điện thẩm tích
TSS Turbidity & suspendid solids Tổng chẩ rắn lơ lửng
TDS Total disolved solid Tổng chất rắn hòa tan trong nước
QA Quality assurance Kỹ sư đảm bảo chất lượng
QC Quality control Kỹ sư quản lý chất lượng

Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu lọc nước mặn biển Cần Giờ thành nước ngọt bằng màng lọc RO
SVTH: Nguyễn Thị Lan Thảo
GVHD: TS. Thái Phương Vũ 1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Hiện nay, tình trạng thiếu nước ngọt đã trở thành vấn đề nghiêm trọng không chỉ
trong nước mà trên toàn thế giới. Thách thức ấy đối với cư dân biển càng lớn hơn các
vùng khác. Vì lòng đất nhiễm mặn nên việc khai thác mạch ngầm để tìm ra nước ngọt
cho sản xuất và phục vụ sinh hoạt rất khó khăn. Nhu cầu dùng nước ngọt, nước sạch cho
dân vùng biển trong tổng nhu cầu của đất nước chỉ mới được đáp ứng khoảng trên 60%.
Trên một số đảo ngoài khơi vùng thềm lục địa và vùng đặc khu kinh tế của ta tình trạng
thiếu nước ngọt càng trầm kha hơn.
Nguyên nhân gây ra tình trạng cạn kiệt nguồn nước trước tiên là do tác động của
con người và biến đổi khí hậu toàn cầu. Biến đổi khí hậu có tác động xấu đến sự thay
đổi nguồn nước. Theo một dự báo khoa học (Theo TS. Đào Trọng Tứ, Viện Nghiên cứu
Tài nguyên nước và Môi trường sinh thái - Bộ Khoa học và Công nghệ) thì đến năm
2025 nguồn nước của Việt Nam sẽ bị giảm đi khoảng 40 tỉ m3
. Riêng trong mùa khô
tổng lượng nước có thể giảm khoảng 13 tỉ m3
. Vì vậy, tiếp cận với nguồn nước sạch hiện
vẫn là giấc mơ của hàng triệu người dân vùng biển, nơi được coi là khá phổ biến về tình
trạng khô hạn và bán khô hạn.
Là vùng duyên hải phía Đông Thành phố Hồ Chí Minh, huyện Cần Giờ nằm tách
biệt với khu vực nội thành bởi con sông Nhà Bè khá rộng. Trước đây nước ngọt đối với
người dân vùng biển mặn này vẫn là "của hiếm". Công ty dịch vụ công ích huyện Cần
Giờ thường phải vượt từ 20 - 72 km đường sông để mua nước sạch về phân phối lại cho
người dân thông qua các hệ thống đường ống nội bộ theo từng cụm dân cư. Đường xa,
phương tiện vận chuyển bằng đường thủy nên mất đến 18 giờ những sà lan chở nước
mới đến nơi. Có thời điểm nạn thiếu nước sạch tại Thành phố rất căng thẳng, nhiều sà
lan phải xếp hàng chờ lấy nước nên có khi 2 - 3 ngày sà lan nước mới về đến Cần Giờ.
Vì thiếu nước sạch nên người dân Cần Giờ thường phải chầu trực để mua nước nhưng
với giá cao gấp hàng chục lần giá nước trong Thành phố.
Với thực trạng đó cùng với lượng nước biển dồi dào thì việc lọc được nước mặn
càng thêm cấp bách và cần thiết. Vì vậy, với thời gian quy định cho luận án tốt nghiệp,
trên quy mô phòng thí nghiệm tại Trường ĐH Tài nguyên và Môi trường TP.HCM,
“Nghiên cứu lọc nước mặn thành nước ngọt bằng màng lọc RO” là một trong các nghiên
cứu cải thiện nước nhiễm mặn đang được thực hiện. Nghiên cứu này sẽ giúp đưa ra các
số liệu chi tiết về kết quả cũng như hiệu quả xử lý nước nhiễm mặn trên cơ sở cho phép.

2. Mục tiêu của đồ án
Xác định khả năng, hiệu quả lọc nước mặn thành ngọt bằng màng lọc RO kết hợp
với từ trường.
3. Phạm vi nghiên cứu
Mô hình nghiên cứu được thực hiện trong phòng thí nghiệm với nước mặn được
thu trực tiếp tại biển Cần Giờ.
4. Nội dung của đồ án
 Nghiên cứu lọc nước mặn thành nước ngọt.
 Lắp đặt mô hình quy mô phòng thí nghiệm.
 Vận hành mô hình.
 Thu mẫu và phân tích mẫu.
 Phân tích số liệu và viết báo cáo.
5. Thời gian và địa điểm thực hiện đồ án
 Từ tháng 6/2017 đến tháng 12/2017
 Địa điểm thực hiện đồ án:
 Phân tích mẫu tại Phòng thí nghiệm Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường
TP.HCM.
 Địa chỉ: 236B Lê Văn Sỹ, phường 1, quận Tân Bình, TP.HCM.
 Lấy mẫu: Tại biển Cần Giờ.
6. Đóng góp xã hội, khoa học của nghiên cứu
Nghiên cứu này sẽ cung cấp số liệu chính xác về hiệu quả lọc nước nhiễm mặn của
màng RO kết hợp với từ trường. Từ đó, mang lại khả năng áp dụng vào thực tế của màng
lọc RO, xử lý nước nhiễm mặn, hỗ trợ nguồn nước sạch cho người dân ven biển cũng
như toàn xã hội. Áp dụng lọc nước cho hộ gia đình, công nghiệp hoặc sử dụng cung cấp
nước cấp cho cộng đồng.

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan các vấn đề về nguồn nước
1.1.1. Vai trò của nước
Nước giữ cho khí hậu tương đối ổn định và pha loãng các yếu tố gây ô nhiễm môi
trường. Nước là thành phần cấu tạo chính yếu trong cơ thể sinh vật, chiếm từ 50% - 97%
trọng lượng của cơ thể, chẳng hạn như ở người nước chiếm 70% trọng lượng cơ thể và
ở Sứa biển nước chiếm tới 97%. Trong lĩnh vực nông nghiệp thì nước lại càng không
thể thiếu, không có nước sẽ không có lương thực nuôi sống con người và cung cấp năng
lượng cho sự vận động của các hệ sinh thái trong tự nhiên. Một nghiên cứu toàn cầu gần
đây do các nhà nghiên cứu Viện Quản lý Nước Quốc tế cho thấy ít nhất 30% các dòng
chảy của sông ngòi trên thế giới cần được sử dụng để duy trì điều kiện của các hệ sinh
thái nước ngọt. Tuy không sử dụng nước nhiều như nông nghiệp nhưng nước cũng
không thể thiếu trong hầu hết các hoạt động công nghiệp. Ngày nay dịch vụ và du lịch
ngày càng được chú trọng phát triển và đây cũng là lĩnh vực tiêu tốn nhiều nước.
 Nước ngọt hay nước nhạt
Nước ngọt hay nước nhạt là loại nước chứa một lượng tối thiểu các muối hòa tan,
đặc biệt là natri clorua (thường có nồng độ các loại muối hay còn gọi là độ mặn trong
khoảng 0,01 - 0,5 ppt hoặc tới 1 ppt), vì thế nó được phân biệt tương đối rõ ràng với nước
lợ hay các loại nước mặn và nước muối.
Tất cả các nguồn nước ngọt có xuất phát điểm là từ các cơn mưa được tạo ra do sự
ngưng tụ tới hạn của hơi nước trong không khí, rơi xuống ao, hồ, sông của mặt đất cũng
như trong các nguồn nước ngầm hoặc do sự tan chảy của băng hay tuyết.
Sự cung cấp đủ lượng nước ngọt cần thiết để duy trì sự sống là một vấn đề đáng
báo động đối với nhiều loài sinh vật, trong đó có con người, đặc biệt là ở các khu vực sa
mạc hay các khu vực khô cằn khác.
Thậm chí trên tàu thuyền hay trên các đảo giữa đại dương vẫn có hiện tượng "thiếu
nước", điều đó có nghĩa là sự thiếu hụt nước ngọt chứ không phải thiếu nước nói chung
do nước biển là nước mặn và không thể sử dụng trực tiếp để uống.
Đối với các loài cá và các loài sinh vật khác sinh sống dưới nước thì nồng độ của
natri clorua hòa tan trong nước là một yếu tố quan trọng cho sự sống của chúng. Phần
lớn các loài không thể sống trong cả nước ngọt lẫn nước mặn, mặc dù có một số loài có
thể sống trong cả hai môi trường. Cá nước mặn sinh sống chủ yếu ở các vùng nước mặn
có độ chứa muối cao và chúng cố gắng thải các loại muối ra khỏi cơ thể nhiều đến mức

có thể đồng thời với việc giữ lại nước. Cá nước ngọt thì làm việc ngược lại: Chúng có
quá nhiều nước và có rất ít muối.
Định nghĩa định lượng
Nước ngọt được định nghĩa như là nước chứa ít hơn 0,5 phần nghìn các
loại muối hòa tan. Các khối nước ngọt trong tự nhiên có phần lớn các hồ và ao, sông,
một số khối nước ngầm cũng như nhiều khối nước ngọt chứa trong các vật thể do con
người tạo ra, chẳng hạn các kênh đào, hào rãnh và hồ chứa nước nhân tạo. Nguồn chủ
yếu tạo ra nước ngọt là giáng thủy từ khí quyển trong dạng mưa hay tuyết.
 Nước lợ
Nước lợ là loại nước có độ mặn cao hơn độ mặn của nước ngọt, nhưng không cao
bằng nước mặn. Nó có thể là kết quả của sự pha trộn giữa nước biển với nước ngọt,
chẳng hạn như tại các khu vực cửa sông hoặc nó có thể xuất hiện trong các tầng ngậm
nước hóa thạch lợ. Một số hoạt động nhất định của con người cũng có thể tạo ra nước
lợ, cụ thể là trong một số dự án kỹ thuật xây dựng dân sự như các dạng đê điều ven biển
hay việc làm ngập lụt các vùng đất lầy lội ven biển để tạo ra các ao hồ nước lợ để nuôi
tôm nước lợ. Nước lợ cũng có thể là chất thải chủ yếu của công nghệ năng lượng gradient
độ mặn. Do nước lợ là không thích hợp với sự phát triển của phần lớn các loài thực vật
trên đất liền, cho nên nếu không có sự quản lý và kiểm soát thích hợp thì nó có thể gây
ra các tổn hại cho môi trường (xem bài về trang trại nuôi tôm).
Khái niệm nước lợ cũng thay đổi tùy theo các quan điểm nhìn nhận. Về mặt kỹ
thuật, người Anh-Mỹ cho rằng nước lợ chứa từ 0,5 hoặc 1 tới 17 hoặc 30 gam muối hòa
tan trong mỗi lít nước - thông thường được biểu diễn dưới dạng 0,5/1 tới 17/30 phần
nghìn (ppt hay ‰). Vì thế, nước lợ bao phủ một khoảng chế độ mặn và nó không thể coi
là một điều kiện có thể định nghĩa chính xác. Tuy nhiên, Bách khoa Toàn thư Việt Nam
coi nước lợ là nước có độ mặn từ 1 tới 10 g/L hay 1 tới 10 ppt. Một đặc trưng của nhiều
bề mặt nước lợ là độ mặn của chúng có thể dao động mạnh theo thời gian và/hoặc không
gian.
 Nước mặn
Nước mặn là thuật ngữ chung để chỉ nước chứa một hàm lượng đáng kể
các muối hòa tan (chủ yếu là NaCl). Hàm lượng này thông thường được biểu diễn dưới
dạng phần nghìn (ppt) hay phần triệu (ppm) hoặc phần trăm (%) hay g/l.
Khái niệm nước mặn cũng thay đổi tùy theo các quan điểm nhìn nhận. Chẳng
hạn, Bách khoa Toàn thư Việt Nam coi nước mặn là tên gọi để chỉ một trong hai trường
hợp:

Nước có chứa muối NaCl hoà tan với hàm lượng cao hơn nước lợ, thường quy ước
trên 10 g/l.
Thuật ngữ gọi chung các loại nước chứa lượng muối NaCl cao hơn nước uống
thông thường (> 1g/l).
Nghĩa thứ nhất phổ biến khi nói về các nguồn nước tự nhiên ven biển.
Các mức hàm lượng muối được USGS Hoa Kỳ sử dụng để phân loại nước mặn
thành ba thể loại. Nước hơi mặn chứa muối trong phạm vi 1000 tới 3000 ppm (1 tới 3
ppt). Nước mặn vừa phải chứa khoảng 3000 tới 10000 ppm (3 tới 10 ppt). Nước mặn
nhiều chứa khoảng 10000 tới 35000 ppm (10 tới 35 ppt) muối.
1.1.2. Sự cần thiết phải khử mặn nước biển
Trên Trái đất, nước biển ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp
nước uống do việc phát triển các nguồn nước ngọt tự nhiên bị hạn chế. Hơn 1/3 dân số,
tức khoảng 2,4 tỷ người không có các điều kiện vệ sinh đầy đủ. Đối với Việt Nam chúng
ta không thiếu nước đến mức trầm trọng nhưng diện tích đất nước trải dài dọc theo 3260
km dọc theo bở biển, ngư nghiệp là ngành phát triển theo hướng đánh bắt xa bờ phải lưu
lâu ngày ngoài biển, ngành vận tải biển đang trên đà phát triển mạnh mẽ, những chiến
tàu chở hàng đi trên biển rất dài ngày. Đặc biệt dân cư trên các đảo của Việt Nam vẫn
chưa có đủ nước sinh hoạt. Nguồn nước sinh hoạt cho cư dân trên đảo chủ yếu là nước
mưa hoặc nước được chở từ đất liền ra, tuy nhiên nước được chở từ đất liền ra với chi
phí tương đối cao và không phải là cách giải quyết tốt nhất. Từ những nhìn nhận như
vậy ta thấy khử mặn nước biển là việc làm cần thiết để giải quyết phần nào nguồn nước
sinh hoạt cho cộng đồng.
1.2. Nước nhiễm mặn
1.2.1. Độ mặn
Độ mặn hay độ muối được ký hiệu S‰ (S viết tắt từ chữ salinity - độ mặn) là tổng
lượng (tính theo gram) các chất hòa tan chứa trong 1 kg nước. Trong hải dương học,
người ta sử dụng độ muối (salinity) để đặc trưng cho độ khoáng của nước biển, nó được
hiểu như tổng lượng tính bằng gam của tất cả các chất khoáng rắn hoà tan có trong 1 kg
nước biển. Vì tổng nồng độ các ion chính (11 ion), bao gồm: Na+
, Ca2+
, Mg2+
, Fe, NH4+
,
Cl-
, SO4
2-
, HCO3-
, CO3
2-
, NO2-
, NO3-
) chiếm tới 99,99% tổng lượng các chất khoáng hoà
tan nên có thể coi độ muối nước biển chính bằng giá trị này. Điều đó cũng có nghĩa là
đối với nước biển khơi, độ muối có thể được tính toán thông qua nồng độ của một ion
chính bất kỳ. Độ muối được ký hiệu là S‰, độ Clo - Cl‰ và mối liên hệ giữa hai đại
lượng này là:

S‰ = 0,030 + 1,8050 Cl‰
Ở đây, ‰ hay ppt (phần nghìn) không phải là đơn vị đo của độ muối, đó chỉ là ký
hiệu để biểu diễn đơn vị đo nồng độ (g/kg) của các muối hoà tan trong nước biển. Cũng
không nên đồng nhất độ muối với "độ mặn" như cách hiểu ở một số địa phương về vị
mặn của muối NaCl trong nước biển. Định nghĩa độ muối như trên được xây dựng từ
thực tế công việc xác định nó thông qua xác định độ clo bằng phương pháp phân tích
hoá học - phương pháp Knudsen (còn gọi là phương pháp chuẩn độ bạc nitrat). Theo
phương pháp này, khi chuẩn độ nước biển bằng dung dịch bạc nitrat (AgNO3) thì không
chỉ có riêng ion clo mà các ion flo, brôm, iốt cũng bị kết tủa:
AgNO3
+
X-
= AgX kết tủa +NO3-
(ở đây X = [Cl-
]+[F-
]+ [Br-
]+[I-
])
Trong đó: nồng độ F-
, Br-
và I-
đã được quy chuyển tương đương theo nồng độ của
Cl-
Căn cứ vào độ muối, năm 1934, Zernop đã phân chia giới hạn các loại nước tự
nhiên như sau:
Nước ngọt: S‰ = 0,02 – 0,5 ppt
Nước lợ: S‰ = 0,5 - 16 ppt
Nước mặn: S‰ = 16 - 47 ppt
Nước quá mặn: S‰ = trên 47 ppt
Sau này được A.F.Karpevits bổ sung và chi tiết hóa như sau:
- Nước ngọt: 0,01 – 0,5 ppt (các sông hồ, hồ chứa)
- Nước ngọt nhạt: 0,01 – 0,2 ppt
- Nước ngọt lợ: 0,2 – 0,5 ppt
- Nước lợ: 0,5 - 30 ppt (các hồ, biển nội địa, cửa sông)
- Nước lợ nhạt: 0,5 - 4 ppt
- Nước lợ vừa: 4 - 18 ppt
- Nước lợ mặn: 18 - 30 ppt
- Nước mặn: trên 30 ppt
- Nước biển: 30 - 40 ppt (Đại dương, biển hở, biển nội địa, vịnh vũng, cửa
sông)
- Nước quá mặn: 40 - 300 ppt (một số hồ, vịnh, vũng).

Bảng 1.1 Bảng thành phần nước nhiễm mặn
Thành phần Giá trị ước tính
(mg/L)
Khoảng giá trị
(mg/L)
Ca2+
258 230 – 272
Mg2+
90 86 – 108
Na 739 552 – 739
K 9 NK
Sr2+
3 NK
Fe <1 0 – <1
Mn 1 0 – <1
HCO3
-
385 353 – 385
Cl-
870 605 – 888
SO4
2-
1011 943 – 1208
NO3
-
1 NK
PO4
3-
<1 NK
SiO2 25 NK
TDS 3394 2849 – 3450
pH 8 7,8 – 8.3
Nhiệt độ 750
F 65o
F – 85o
F
NK = không rõ: tổng của các ion này được ước tính là từ 30 đến 40 mg / lít.
Các loại muối hòa tan trong nước ngầm chủ yếu là muối (natri clorua), canxi magie
và cacbonat magiê, clorua và sulfat. Tương tự, ion nhiều nhất trong nước biển là natri,
clo, magiê, sulfat và canxi, trong khi đó nước biển có thể có tỷ lệ natri clorua cao hơn.
Tuy nhiên, các loại muối khác (bao gồm cả một số có thể được coi là độc hại) có thể đạt

nồng độ đáng kể ở một số địa điểm đạt biệt. Thuật ngữ 'mặn' được sử dụng để mô tả các
muối hòa tan trong nước. Nước biển có độ khoáng rất cao, thường vào khoảng 35g/l.
Nồng độ muối trong nước biển lớn hơn trong nước ngọt 2000 lần. Độ khoáng hóa nước
biển hoàn toàn phụ thuộc vào lượng các ion chủ yếu có trong nước biển. Trong nước
biển, Na+
, Cl-
, Mg2+
chiếm 90%; K+
, Ca2+
+, SO4
2-
chiếm 3%; các chất còn lại chiếm 7%
tổng lượng các chất. Và độ mặn của nước biển được đo bằng tổng hàm lượng các ion
này, đặc trưng bằng chỉ tiêu TDS (Total Disolved Solid) – tổng chất rắn hòa tan trong
nước.
Độ mặn có thể được thể hiện như lượng muối hòa tan trong đất hoặc trong nước
(Tổng chất rắn hoà tan hoặc TDS đo bằng mg/L) hoặc như độ dẫn điện (đo bằng ms/
cm). Cả hai phương pháp đo trên thường được sử dụng để mô tả độ mặn nhưng không
thể được sử dụng thay thế cho nhau khi họ đo các thông số khác nhau.
TDS là mô tả chính xác nhất của độ mặn, vì nó là một phép đo nồng độ các muối
trong nước. Tuy nhiên, một phép đo TDS đòi hỏi phải phân tích trong phòng thí nghiệm
để xác định mỗi cation và anion có mặt trong nước. Ngoài ra, một mẫu nước có thể bị
bốc hơi và các chất rắn khô còn lại nặng. Độ dẫn điện, mặt khác là một phép đo đơn
giản, chỉ đòi hỏi công cụ phân tích cơ bản là có thể được sử dụng để cung cấp ngay lập
tức kết quả. Vì lý do này, nó thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và
nông nghiệp. Không có mối quan hệ chính xác giữa độ dẫn điện như ms/cm và TDS mg
/L, như các muối khác nhau trong nước có một khả năng khác nhau để tạo ra điện.
1.2.2. Xâm nhập mặn
Khái niệm về xâm nhập mặn: Xâm nhập mặn là quá trình thay thế nước ngọt
trong các tầng chứa nước ở ven biển bằng nước mặn do sự dịch chuyển của khối nước
mặn vào tầng nước ngọt (Hình 1.1). Xâm nhập mặn làm giảm nguồn nước ngọt dưới
lòng đất các tầng chứa nước ven biển do cả hai quá trình tự nhiên và con người gây ra.
Xâm nhập mặn tại Việt Nam:Theo Trung tâm phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai,
Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn: Xâm nhập mặn là hiện tượng nước mặn với
nồng độ mặn bằng 4‰ xâm nhập sâu vào nội đồng khi xảy ra triều cường, nước biển
dâng hoặc cạn kiệt nguồn nước ngọt. Việt Nam có trên 3000 km bờ biển, tập trung hàng
triệu người sinh sống và khai thác các nguồn lợi từ biển. Xâm nhập mặn diễn ra tại hầu
hết các địa phương ven biển, gây ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất và sinh hoạt
của người dân. Nhiều giải pháp đã được đưa ra, phần nào hạn chế được tình trạng xâm
nhập mặn nhưng trong bối cảnh biến đổi khí hậu diễn ra ngày càng phức tạp thì trong
thời gian tới, hiện tượng xâm nhập mặn vẫn là mối đe dọa lớn đến đời sống các khu vực
này, đặc biệt là khu vực ĐBSCL, vựa lương thực của cả nước.

Hình 1.1 Sự dịch chuyển của khối nước mặn vào tầng nước ngọt.
Hình 1.2 Hiện tượng xâm nhập mặn từ biển vào lòng sông vùng cửa sông.

Hình 1.3 Biểu đồ độ mặn lớn nhất đầu tháng 3/2016 so với cùng kỳ năm 2015.
Hình 1.4 Xâm nhập mặn tại đồng bằng sông Cửu Long.
Trong tương lai, cùng với sự gia tăng của mực nước biển dâng, mặn cũng xâm
nhập sâu hơn vào trong sông theo kịch bản A2 (các kịch bản biến đổi khí hậu và nước

biển dâng này đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố năm 2012), vào giai đoạn
2020-2039, chiều dài xâm nhập mặn tăng lên 67-70 km trên sông Cửu Long, 125 km
trên sông Vàm Cỏ Tây, vào giai đoạn 2040-2059, sẽ tăng 7-75 km trên sông Cửu Long
và 129 km trên sông Vàm Cỏ Tây.
Ranh giới độ mặn 4‰ lớn nhất trên sông Cổ Chiên cách TP Vĩnh Long 22,5 km
(xâm nhập sâu hơn thời kỳ nền 9,2 km). Ranh giới độ mặn 1‰ lớn nhất trên sông Cổ
Chiên cách TP Vĩnh Long khoảng 5 km (lấn sâu hơn thời kỳ nền 9,5 km) và trên sông
Hậu về phía thượng lưu TP. Cần Thơ khoảng 3km (lấn sâu hơn thời kỳ nền 8,8 km).
Hình 1.5 Xâm nhập mặn ở ĐBSCL (kịch bản A2-nước biển dâng 30cm).
Trong 3 năm tới, diện tích đất lớn nhất có thể bị ảnh hưởng bởi độ mặn lớn
hơn 4‰ khoảng 1.605.200 ha, chiếm 41% diện tích toàn ĐBSCL, tăng 25501 ha so
với thời kỳ nền 1991-2000; diện tích chịu ảnh hưởng của độ mặn lớn hơn 1‰ khoảng
2.323.100 ha, chiếm 59% tích tự nhiên, tăng 19302 ha Trong 5 năm tới, diện tích
đất lớn nhất có thể bị ảnh hưởng bởi độ mặn lớn hơn 4‰ khoảng 1.851.200 ha, chiếm
47% diện tích toàn ĐBSCL, tăng 43902 ha so với thời kỳ nền 1991-2000; diệntích
chịu ảnh hưởng của độ mặn lớn hơn 1‰ khoảng 2.524.100 ha, chiếm diện 64% tích tự
nhiên, tăng 456 1 ha Gần 4/5 diện tích vùng BĐCM bị ảnh hưởng mặn (ngoại trừ
phần diện tích Tây sông Hậu). Toàn bộ diện tích các dự án Gò Công, Bảo Định, Bắc
Bến Tre, Mỏ Cày, Nam Măng Thít, Tiếp Nhật,... bị nhiễm mặn.
Vị trí địa lí vùng biển Cần Giờ:

Cần Giờ là một trong 5 huyện ngoại thành của thành phố Hồ Chí Minh, nằm về
hướng Đông Nam, cách trung tâm thành phố khoảng 50 km theo đường chim bay, có
hơn 20 km bờ biển chạy dài theo hướng Tây Nam – Đông Bắc, có các cửa sông lớn của
các con sông Lòng Tàu, Cái Mép, Gò Gia, Thị Vải, Soài Rạp, Đồng Tranh.
Vị trí của huyện Cần Giờ ở từ 106 độ 46’12” đến 107 độ 00’50” Kinh độ Đông và
từ 10 độ 22’14” đến 10 độ 40’00” vĩ độ Bắc.
Cần Giờ có bờ biển dài 13 km từ mũi Cần Giờ đến mũi Đồng Tranh. Mũi Cần Giờ
cách mũi Nghinh Phong Vũng Tàu 10 km đường biển băng qua vịnh Ghềnh Rái. Từ bờ
biển nhìn ra là một bãi triều rộng hàng cây số khi triều thấp với khoảng cách từ bờ trên
4 km ở phía mũi Cần Giờ và trên 1 km ở phía mũi Đồng Tranh. Nhìn chung toàn bãi
Cần Giờ là một bãi bồi rộng đến trên 100 km2. Cũng cần phải nói thêm rằng, bãi Cần
Giờ là đoạn bờ biển phía Đông cuối cùng của dải bờ biển Việt Nam (tính từ Bắc vào
Nam) có khả năng cải tạo phục vụ du lịch, tắm biển. Đi xa hơn xuống phía Nam, bờ biển
bị sình lầy khống chế và ít có giá trị phục vụ du lịch – nghỉ ngơi – giải trí.
Với tiềm năng và lợi thế sẵn có, trong những năm qua, huyện Cần Giờ đã đẩy
nhanh tốc độ phát triển một số lĩnh vực kinh tế then chốt như: nuôi trồng và đánh bắt
thủy hải sản, sản xuất muối, thu hút du lịch, nông nghiệp và một số dịch vụ, nhằm đưa
dân chúng thoát ra khỏi sự nghèo đói và từng bước đuổi kịp các quận huyện khác của
thành phố. Nhịp độ phát triển kinh tế khá cao của huyện trong những năm qua và quá
trình đô thị hóa đang từng bước đượchình thành tại một số vùng trong huyện, đã gây sức
ép nặng nề lên tài nguyên rừng – biển và xuất hiện những dấu hiệu, những nguy cơ đe
dọa đối với hệ sinh thái rừng ngập mặn và cảnh quan thiên nhiên trên địa bàn. Đặc biệt
hiện tượng xâm nhập mặn do biến đổi khí hậu càng gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ
sinh thái và cuộc sống của người dân. Tình trạng thiếu nước ngọt sử dụng cho nhu cầu
hang ngày càng khan hiếm tác động xấu đến sức khỏe, ảnh hưởng chất lượng cuộc sống,
thiệt hại về kinh tế - xã hội. Do đó, việc tận dụng lọc được nguồn nước mặn thành nước
ngọt phục vụ cho người dân đóng vai trò hết sức quan trọng.
1.3. Tổng quan về các phương pháp xử lý
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
a. Phương pháp chưng cất
Dùng nhiệt lượng làm nước bốc hơi, hơi nước kết đọng thành nước không chứ
khoáng chất khi gặp nhiệt độ lạnh.
Gồm ba phương pháp chính:

Chưng cất qua nhiều ngăn: Các nhà máy chưng cất có thể tạo ra nước có hàm
lượng TDS từ 1-50 mg/l. Các chất làm sạch dạng kiềm loại bỏ được được các chất gây
tắc nghẽn dạng hữu cơ, còn các chất làm sạch dạng axit loại bỏ được các cặn và muối.
Trong quá trình chưng cất, nước được đun nóng và bay hơi; hơi ngưng tụ chính là nước
sạch có hàm lượng TDS rất thấp, nước muối cô đặc là sản phẩm dư lại.
Các muối vô cơ và các chất hữu cơ tự nhiên có khối lượng phân tử lớn không dễ
bay hơi và cũng không dễ phân tách. Tuy nhiên, các hóa chất dễ bay hơi lại có thể dễ
dàng xuất hiện trong quá trình khử trùng bằng clo trước đó, do bị tràn hoặc ô nhiễm
khác.
Chưng cất nhiều công đoạn: bao gồm các đường ống đặt dọc và ngang. Hơi nước
được tạo ra từ một buồng sưởi ấm được chuyển giao cho buồng tiếp theo để đun sôi
nước cấp bổ sung, trong đó sản xuất hơi nước trong một chuỗi các công đoạn. Các năng
lượng tái sinh cung cấp tiết kiệm năng lượng cho quá trình bốc hơi nhiều công đoạn.
Quá trình này đòi hỏi một loạt các buồng cho nước cấp chảy qua hoặc phun (thường là
nước biển). Chảy qua một loạt các ống mang hơi tạo ra từ buồng trước. Nhiệt trao đổi
từ hơi nước nước cấp làm hơi nước ngưng tụ, và thu thập như nước ngọt từ mỗi buồng.
Các buồng được duy trì ở mức độ giảm áp lực và tăng mức độ bằng nhiệt độ. Khi nước
bay hơi trong mỗi buồng (có hiệu lực), muối từ nước biển là thu thập như nước muối ở
dưới cùng của hiệu ứng và cuối cùng thải ra.
Chưng cất bằng nén hơi: Các hệ thống này nén hơi nước gây ra sự ngưng kết
trên bề mặt truyền nhiệt (ống dẫn), cho phép nhiệt truyền vào dòng nước mặn và ngưng
kết ở phía bên kia của ống dẫn. Máy nén cần nguồn năng lượng lớn, làm tăng áp suất
bên có hơi và làm giảm áp suất ở bên chứa nước mặn xuống dưới nhiệt độ sôi của chúng.
Chưng cất nén hơi là một quá trình khép kín ở đó nhiệt cần thiết cho lò hơi và bình
ngưng được tái chế. Nước đầu tiên thông qua một hệ thống các tấm làm nóng để đưa nó
đến nhiệt độ sôi. Điều này tạo ra hơi nước, sau đó được nén để tăng nhiệt độ của nó. Hơi
làm nóng được sử dụng để làm nóng nước hơn, nhiệt tiêu tán, tạo hơi nước. Ngưng tụ
và được thu thập như nước ngọt. Thông thường, quá trình này được bổ sung bởi một gia
nhiệt thứ cấp để bù đắp cho bất kỳ sự khác biệt trong năng lượng nhiệt cần thiết từ năng
lượng nhiệt thực tế của hơi nén. Quá trình tiếp tục trong một vòng khép kín các hồ chứa
nước trở nên ngày càng tập trung và cuối cùng thải ra khi nó đạt đến một mức độ tập
trung cụ thể.
b. Công nghệ màng
 Điện phân đảo ngược (EDR):

Sử dụng các nguyên tắc của phương pháp điện tích ion riêng biệt, sử dụng các điện
tính phí. Điện phân DC hiện tại được áp dụng cho hai điện cực, với các ion natri mang
điện tích dương chảy về phía cực âm và tiêu cực clorua tính ion về phía anode. Bằng
cách áp dụng lớp màng chọn lọc ion giữa cathode và anode dòng nước có thể được tách
thành khử muối và muối tập trung suối. EDR hoạt động trong cùng một cách, nhưng
dòng điện DC liên tục đảo ngược để xóa bề mặt màng. Điều này có thể làm giảm các
tác động của ô nhiễm và mở rộng quy mô để tăng tuổi thọ màng. Trong một số trường
hợp EDR có thể được so sánh với RO xử lý nước lợ.
- EDR có khả năng xử lý nước silica cao thu hồi nước không bị giới hạn bởi silica,
như trình tự nó không loại bỏ silica.
- EDR màng là không nhạy như màng RO để loại đục, clo và silica.
- EDR là không có hiệu quả trong việc loại bỏ các mầm bệnh (~ 5% loại bỏ), là
khác nhau hiệu quả trong việc loại bỏ các chất phóng xạ (50% - 90%) và không
có hiệu quả trong loại bỏ thuốc trừ sâu và cacbon hữu cơ dễ bay hơi (~ 5%).
- EDR thường có một đơn vị chi phí thấp hơn cho nước hơn quá trình màng RO vì
chi phí xây dựng và vận hành thấp hơn với các nguồn nước thô.
- Phục hồi từ 80% đến 94% là có thể đạt được với EDR, sản xuất ít nước muối.
- Thông thường, EDR là không cạnh tranh cho các nguồn nước có TDS lớn hơn
2000 mg/L.
- Mở rộng quy mô trên đơn vị EDR permanen.
 Màng RO hiệu suất cao
Cao hiệu quả thẩm thấu ngược (HERO ™) là một công nghệ cấp bằng sáng chế
trong đó đặc biệt có tiền xử lý loại bỏ các chất gây ô nhiễm và các chất rắn nhất định và
làm tăng độ pH của nước trước khi thực hiện RO. Công nghệ này được phát triển bởi
Deb Mukhopadhyay, có được bằng sáng chế cấp phép của một số nhà phân phối, bao
gồm GE và Aquatech. Các quá trình liên quan đến việc trao đổi cation để loại bỏ độ
cứng, khử khí độc carbon dioxide (CO2) và loại bỏ kiềm do tăng pH trên 8,5. Việc tăng
cường quá trình tiền xử lý làm cho HERO ™ thích hợp cho các ứng dụng thông thường
RO không thể thực hiện, ví dụ như nước ngầm có hàm lượng silica cao. Các môi trường
pH cao làm giảm sự cần thiết phải làm sạch các module RO bằng cách giảm silica rộng,
dầu, mỡ bẩn và các hạt ô nhiễm hữu cơ sinh học. HERO ™ cũng có một tỷ lệ thu hồi
nước trên 90% và đặc biệt phù hợp cho các hệ thống nước cấp công nghiệp. Sự phục hồi
cao cũng làm giảm đáng kể khối lượng muối cần điều trị thêm. Các quá trình rất phức
tạp hơn để hoạt động và phụ thuộc nhiều vào liều hóa chất. Họ thường được coi là chỉ
khi thông thường RO là không khả thi vì các yêu cầu phục hồi cao, chất lượng nước cấp
nghèo.

c. Các công nghệ mới
 Màng chưng cất
Chưng cất màng sử dụng sự khác biệt về nhiệt độ để loại bỏ nước ngọt từ nước
muối ăn qua màng kỵ nước. Vì đây là một công nghệ mới nổi, vẫn còn có những chỉ
một vài cài đặt thương mại. Một lợi ích của công nghệ chưng cất màng là nó hoạt động
ở áp suất khí quyển, sử dụng nhiệt là nguồn năng lượng. Vì lý do này, nó là thích hợp
nhất, nơi một nguồn nhiệt thải có sẵn. Quá trình này được giới hạn bởi một tỷ lệ thông
lượng thấp, đòi hỏi lớn hơn và nhiều hơn nữa cài đặt tốn kém hơn so với các công nghệ
cạnh tranh. Nghiên cứu công nghệ này là tiếp tục, trong đó ưu tiên để tăng tỷ lệ thông
lượng để nâng cao hiệu quả. năng lượng mặt trời cũng đang được nghiên cứu để sử dụng
như một nguồn nhiệt, mà sẽ làm cho công nghệ phù hợp hơn cho các ứng dụng xử lý
nước lợ ở các vùng nông thôn.
 Tạo hơi nước bằng năng lượng mặt trời
Phương pháp này sử dụng các khái niệm đơn giản của truyền nhiệt từ trực tiếp từ
ánh sáng mặt trời, sử dụng nguyên liệu năng lượng mặt trời hấp thụ để làm cho ẩm nước
thô và nước ngưng tụ thành nước uống. Thách thức là hệ thống thiết kế tối đa hóa nhiệt
và khối lượng trao đổi sử dụng hình học bề mặt tối ưu. Nó cũng có lợi để giảm nhiệt độ
khoảng cách để khai thác năng lượng nhất từ các nguồn nhiệt. Nói chung, buồng ẩm và
khử ẩm được tách ra. Tuy nhiên, một số hệ thống di động thương mại sẵn có sử dụng
một buồng duy nhất cho cả hai bốc hơi nước và ngưng tụ. Như khử muối nhiệt là một
quá trình tốn nhiều năng lượng, sản xuất khối lượng của các hệ thống dựa trên quyền
lực năng lượng mặt trời là hạn chế và thường thích hợp cho di động quy mô nhỏ ứng
dụng, trừ khi có quy mô lớn tập trung mảng phản xạ năng lượng mặt trời được sử dụng.
d. Ứng dụng khử muối sáng tạo
 Màng RO kết hợp năng lượng mặt trời
Thẩm thấu ngược lắp đặt pin mặt trời (Rosi) kết hợp các công nghệ màng vật lý
lọc và RO khử muối bằng quang điện (PV) máy phát điện năng lượng mặt trời là năng
lượng của nó nguồn. Hệ thống này được thiết kế để sử dụng trong khu vực từ xa mà
không có nguồn cung cấp điện lâu dài. Phương pháp này là thích hợp cho việc triển khai
nhanh chóng và cài đặt tạm thời. Các hệ thống có khả năng sản xuất nước uống trong
khoảng 100 lít/ngày đến 500 L/d từ lợ nguồn nước ngầm. RO khử muối đòi hỏi một
lượng lớn năng lượng để hoạt động vì bơm cao áp lực cần thiết. Khi các hệ thống pin
mặt trời nói chung là không thể cung cấp năng lượng cần thiết cho vận hành máy bơm
áp lực cao, một hệ thống pin riêng biệt là cần thiết để lưu trữ năng lượng và phát hành

nó ở theo yêu cầu. Điều này cho biết thêm số lượng lớn và chi phí cho hệ thống. Rosi
vượt qua này thách thức bằng cách điều hành quá trình khử muối ở áp suất thấp với sự
phục hồi thấp hơn nhiều hơn một cài đặt bình thường. Phục hồi trong hệ thống là khoảng
10%, phần còn lại 90% bị thải bỏ.
 Khử muối tại chỗ
Khử muối tại chỗ (In situ desalination - ISD) là một khái niệm độc quyền kết hợp
một màng RO và một máy bơm giếng khoan. Đây là chèn trực tiếp vào một lỗ khoan
vào một tầng nước lợ ngầm. Nước được bơm từ các tầng chứa nước qua màng, có thấm
nhập được chuyển giao lên các lỗ khoan với bề mặt và chất thải nước muối còn lại ở lại
trong tầng nước ngầm. Các quá trình được cho là bắt chước các chu kỳ thủy văn tự nhiên
của cây. Công nghệ này có một số lợi ích. Sự khác biệt lớn từ nước thông thường xử lý
là tối thiểu cơ sở hạ tầng trên mặt đất. Một bơm duy nhất được sử dụng để xử lý và cung
cấp nước, giảm được thiết bị và năng lượng yêu cầu. Vì chỉ có những sản phẩm nước là
đưa lên mặt đất, không có dòng nước muối thải bỏ, chi phí hoạt động sẽ thấp hơn.
Hạn chế lớn nhất là việc kiểm soát về chất lượng của sản phẩm nước. ISD bao gồm
một màng RO đơn và một máy bơm tốc độ cố định, trong đó cung cấp cho các nhà điều
hành ít kiểm soát sự phục hồi của quá trình khử muối. Khi chất lượng thấm nước là xác
định bởi chất lượng nước ngầm ở tầng nước ngầm, nó sẽ thay đổi nếu độ mặn của thay
đổi nước ngầm.
1.3.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
Hiện nay, cùng với sự phát triển của các loại màng lọc nước như màng MF, UF,
thẩm thấu ngược RO, ED…, nước ngọt có thể được sản xuất ra từ nước mặn hay nước
lợ thông qua quá trình khử mặn, giảm hàm lượng TDS trong nước. Một số phương pháp
khử mặn đã được nghiên cứu triển khai và áp dụng thành công trong thực tế tại nhiều
nước trên thế giới cũng như tại nhiều địa phương ở Việt Nam:
- Phương pháp thẩm thấu ngược RO.
- Phương pháp chưng cất bằng năng lượng mặt trời SD.

Hình 1.6 Sơ đồ hệ thống chưng cất SD.
- Phương pháp điện thẩm tích (Electrodialysis -ED).
Hình 1.7 Màng lọc điện thẩm tích ED.

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống ED.
Công nghệ lọc nước biển thành nước ngọt bằng RO đã được lắp đặt thử nhiệm tại
một số địa phương như: trên tàu đánh bắt xa bờ của ngư dân Đà Nẵng, xử lý nước biển
thành nước ngọt cho giàn khoan dầu khí tại tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu, xử lý nước mặn phục
vụ cho ăn uống và sinh hoạt tại Sư đoàn 4, tỉnh Kiên Giang (công suất 140 m3
/ngđ),…
Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống lọc nước biển bằng công nghệ RO.

Giai đoạn 1: Tiền xử lý: Là giai đoạn lắng và lọc sơ bộ để loai bỏ rác, cặn lắng,
các chất rắn lơ lửng, điều chỉnh pH.
Giai đoạn 2: Điều áp: Sử dụng bơm tăng áp lực điều chỉnh áp lực nước phù hợp
với các màng lọc và độ mặn của nước cấp.
Giai đoạn 3: Tách màng: Đây là giai đoạn quan trọng nhất, tách muối ra khỏi nước.
Trên nguyên tắc dùng áp lực cao hơn áp lực thẩm thấu, nước được bơm qua hệ thống
lọc RO dưới áp lực cao tạo thành dòng nước tinh khiết và dòng muối đậm đặc. Qua kiểm
nghiệm, nước ngọt thu được bảo đảm như nước tinh khiết, các chất bẩn nguy hại như
nitrat, ion kim loại, sunfat, chất bẩn hữu cơ và vi khuẩn… hầu như bị loại bỏ.
Giai đoạn 4: Ổn định: Nước sau khi được tách muối được ổn định pH, sau đó mang
đi khử trùng và đưa vào sử dụng. Vì qua màng lọc có thể mất khoáng nên trước khi cấp
nước người ta có thể bổ sung thêm một số khoáng chất cần thiết cho cơ thể.
Ngoài ra, công nghệ lọc bằng màng RO đã được áp dụng rất nhiều tại Việt
Nam như: lọc nước uống, áp dụng trong công nghiệp…
1.4. Tổng quan về màng RO
1.4.1. Nguyên lý hoạt động màng RO
Nguyên lý hoạt động của màng lọc RO theo một cơ chế ngược lại với các cơ chế
lọc thẩm thấu thông thường (nhờ lực hấp dẫn của trái đất để tạo ra sự thẩm thấu của các
phân tử nước qua các mao mạch của lõi lọc). Màng lọc RO hoạt động trên cơ chế chuyển
động của các phần tử nước nhờ áp lực nén của máy bơm cao áp tạo ra một dòng chảy
mạnh (đây có thể gọi là quá trình phân ly trong chính dòng nước ở môi trường bình
thường nhờ áp lực) đẩy các thành phần hóa học, các kim loại, tạp chất, có trong nước
chuyển động mạnh, văng ra vùng có áp lực thấp hay trôi theo dòng nước ra ngoài theo
đường thải (giống như nguyên lý hoạt động của thận người). Trong khí ấy các phân tử
nước thì lọt qua các mắt lọc cỡ kích cỡ 0,0001 micromet (nhỏ hơn 500,000 lần so với
đường kính một sợi tóc của con người) nhờ áp lực dư, với kích cỡ mắt lọc này thì hầu
hết các thành phần hóa chất kim loại, các loại vi khuẩn đều không thể lọt qua.
Dòng nước đi vào màng lọc được bơm tư máy bơm nên có áp lực rất lớn chảy theo
hướng xoắn ốc đi qua bề mặt màng lọc, nước sẽ bị văng xuống các tầng dưới tập trung
ở ống lọc nước thành phẩm hay còn gọi là nước thẩm thấu. Nhờ có lớp thẩm thấu được
gắn ở giữa tấm lọc giúp nước chảy đều trên màng lọc. Sau quá trình tạo ra nước sạch
các chất thải được giữ lại sẽ được hòa vào nước và đẩy ra ngoài.

1.4.2. Cấu tạo màng RO
Hình 1.10 Cấu tạo lõi lọc RO.
Màng RO được cấu tạo từ nhiều tấm lọc RO được cuộn tròn xung quanh ống lọc
lại trung tâm. Tấm lọc RO được cấu tạo từ 1 tấm màng phẳng bao gồm 3 lớp: lớp vải
polyester, xốp polysulfone và lớp lọc polyamide dày chỉ 0,2 micromet. Lớp xốp
polysulfone có chức năng gia cố cho lớp lọc mỏng, chính lớp lọc này sẽ thực hiện chức
năng chính loại bỏ các tạp chất: hóa chất, vi khuẩn và vi rút ra khỏi nước. Giữa các tấm
lọc đều có tấm đệm tạo khoảng trống cho nước chảy qua.
Lõi lọc RO hiện tại được biết đến là lõi lọc được cấu thành bởi các cụm (module)
màng lọc được cuộn tròn lại, mỗi một cụm (module) màng lọc bao gồm một màng dẫn
nước sạch, một màng lọc thẩm thấu ngược và một màng dẫn nước cấp. Những màng
trên được xếp chồng lên nhau và quấn quanh ống thu hồi nước sạch trung tâm. Màng
thẩm thấu ngược được quấn tròn để hình thành kênh nước cấp ở giữa hai bề mặt ngoài
liền kề của màng. Kênh nước sạch được hình thành từ mặt trong liền kề của màng lọc
thẩm thấu ngược. Màng dẫn nước sạch nằm giữa kênh nước sạch này. Lõi lọc thẩm thấu
ngược RO loại này các mép được dán kín ở 2 mép bên của kênh nước sạch và 1 mép
một ở cách xa ống thu hồi nước sạch trung tâm. Do đó, nước sau khi thẩm thấu sẽ chảy
tập trung về một bên mép còn lại và nối với ống dẫn nước sạch trung tâm. Sau khi cụm
(module) màng lọc được quấn quanh ống nước sạch trung tâm, toàn bộ mặt ngoài của
lõi lọc sẽ được bọc bởi một màng nhựa mỏng bên ngoài được dán kín trừ 2 đầu của lõi
lọc. Các loại màng lọc này thường ở dạng lưới lọc với mao quản kích cỡ nhỏ, để ngăn
chặn các chất bẩn một cách hiệu quả. Tuy nhiên hạn chế của nó là không thể loại bỏ

được các thành phần độc hại, các chất ô nhiễm vì cấu trúc phân tử của chúng quá bé và
không thể bị ngăn chặn được hoàn toàn nếu chỉ dùng nguyên lý lọc thông thường này.
Do đó, không tạo ra được một nguồn nước sạch tuyệt đối. Ngoài ra do kênh nước cấp
rộng và đường đi của nước ngắn thì tốc độ dòng chảy của nước cấp dọc theo kênh nước
cấp là tương đối thấp và dẫn đến hiện tượng phân cực nồng độ rất dễ xảy ra trên bề mặt
của màng lọc. Điều này dẫn đến làm tăng tốc độ bám bẩn màng lọc, giảm tỉ lệ loại bỏ
tạp chất, năng suất lọc thấp và tuổi thọ lõi lọc ngắn. Để giảm thiểu điều này, trong mô
hình thí nghiệm còn lắp thêm bộ phận phát điện từ.
1.4.3. Từ trường
a. Cuộn cảm
Cuộn cảm (hay cuộn từ, cuộn từ cảm) là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo từ
một dây dẫn điện với vài vòng quấn, sinh ra từ trường khi có dòng điện chạy qua. Cuộn
cảm có một độ tự cảm (hay từ dung) L đo bằng đơn vị Henry (H). Đối với dòng điện
một chiều (DC), dòng điện có cường độ và chiều không đổi (tần số bằng 0), cuộn dây
hoạt động như một điện trở có điện kháng gần bằng không hay nói khác hơn cuộn dây
nối đoản mạch. Dòng điện trên cuộn dây sinh ra một từ trường, B, có cường độ và chiều
không đổi. Khi mắc điện xoay chiều (AC) với cuộn dây, dòng điện trên cuộn dây sinh
ra một từ trường, B, biến thiên và một điện trường, E, biến thiên nhưng luôn vuông góc
với từ trường. Độ tự cảm của cuộn từ lệ thuộc vào tần số của dòng xoay chiều. Cuộn
cảm L có đặc tính lọc nhiễu tốt cho các mạch nguồn DC có lẫn tạp nhiễu ở các tần số
khác nhau tùy vào đặc tính cụ thể của từng cuộn cảm, giúp ổn định dòng, ứng dụng trong
các mạch lọc tần số. Khi có dòng điện chạy qua, cuộn dây sinh từ trường và trở thành
nam châm điện. Khi không có dòng điện chạy qua, cuộn day không có từ. Từ trường sản
sinh tỉ lệ với dòng điện:
B.A=IL
Hệ số tỷ lệ L là từ dung hay độ tự cảm, là tính chất vật lý của cuộn dây, đo bằng
đơn vị Henry - H, thể hiện khả năng sản sinh từ của cuộn dây bởi một dòng điện, A là
diện tích bề mặt cuộn dây. B.A ứng với từ thông. Từ dung càng lớn thì từ thông sinh ra
càng lớn (ứng với cùng một dòng điện), và cũng ứng với dự trữ năng lượng từ trường
(từ năng) trong cuộn dây càng lớn.
b. Công nghệ từ trường
Từ trường giúp sắp xếp và làm nhiễm điện các ion trong nước, từ đó các ion nước
có tính phân cực yếu dễ dàng qua màng, trong khi các ion nhiễm điện khác bám dính
hoặc đẩy nhau, giúp dễ dàng hòa cùng nước không bị thẩm thấu đi ra nguồn thải.

Phương pháp từ trường gồm: một cuộn dây cuộn cảm tạo điện trong nước; các tín
hiệu điều khiển được phát ra tạo nên các tần số sao cho tần số đến cuộn cảm luôn khác
nhau. Các tần số của tín hiệu điều khiển cho cuộn cảm có thể được thay đổi, vì vậy tạo
nên hiện tượng cảm ứng điện từ với hai hay nhiều dòng điện trong nước.
Trường điện từ có thể có sự phân cực khác nhau. Hai hoặc nhiều hiệu quả xử lý có
thể liên quan đến một hoặc một phần: hình thành quy mô kiểm soát, kiểm soát vi khuẩn
phát triển và hình thành magnetit để ngăn chặn sự ăn mòn. Phương pháp này có thể bao
gồm đồng thời một hoặc nhiều kỹ thuật xử lý vào nước. Các dải tần số được phát ra có
thể từ 1 kHz và 500 kHz. Các cuộn dây cuộn cảm có thể có trường điện từ có tần số
khác nhau như vậy là hai hoặc nhiều tác dụng điều trị điện từ cảm. Cuộn cảm được sử
dụng trong mô hình có điện trở 8Ω, cường độ dòng điện 10 kHz, dòng điện phát ra là
10V - 2A. Công nghệ từ trường: sử dụng dây đồng tạo thành cuộn cảm, vị trí thiết kế
cho hệ thống từ trường là các dây đồng quấn dày đặt ngoài thành ống dẫn nước nhựa
PVC nối với chip điều khiển bằng dây điện, nhằm hạn chế tổn thất cường độ từ theo thời
gian sử dụng. Dòng từ trường được tạo ra bởi chip điều khiển được chế tạo riêng biệt.
Hình 1.11 Hệ thống từ trường bằng cuộn cảm.
c. Mục đích kết hợp màng RO và từ trường
Một số màng lọc nước biển đã gặp phải hiện tượng bộ màng lọc RO trong máy bị
nghẽn hoàn toàn chỉ sau 6 tháng hoạt động, một số khác phải thay màng lọc ngay sau
khi thời gian bảo hành hết hạn bảo hành. Với những máy lọc kém chất lượng này thì chi
phí mua máy ban đầu có thể thấp nhưng chi phí thay màng sau năm đầu tiên hoặc thậm
trí sau 6 tháng có thể chiếm 20% đến 30% giá thành mua máy ban đầu.

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Sơ đồ nghiên cứu
Các bước nghiên cứu được tiến hành theo sơ đồ sau:
Thực hiện thí nghiệm
Thiết lập mô hình thí nghiệm
Thu mẫu phân tích
Đánh giá kết quả
Chạy mô hình và thu mẫu
Làm thí nghiệm bổ sung
Điều chỉnh mô hình thí nghiệm
Phân tích đánh giá
Phân tích số liệu và viết báo cáo
Chạy 3 giờ đầu
Nghiên cứu tài liệu

 Vị trí lấy mẫu:
Hình 2.1 Vị trí thu mẫu.
2.2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Bơm RO
Bơm DIAPHRAGM PUMP AQUAPRO
Volts: 24 VDC
Amps: 0,35

Hình 2.2 Bơm RO.
Bơm RO bơm nước nguồn (nước nhiễm mặn) lên hệ thống, đồng thời tạo áp lực
hỗ trợ màng lọc nước. Lưu lượng của bơm trong khoảng 90 – 96 lít/giờ.
Nguồn, hay adapter là loại nguồn chuyên dụng với công suất phù hợp để chạy máy
bơm nước. Adapter dùng cấp nguồn các thiết bị điện 1 chiều.
2.2.2. Bộ tạo từ trường
Cụ thể công nghệ xử lý nước không sử dụng hóa chất dựa trên từ trường đã được
báo cáo vào năm 1865 thể hiện qua bằng sáng chế cấp cho Porter và Evans (Porter và
Evans, 1865). Đến năm 1873, thiết bị xử lý nước trong lò hơi trên cơ sở ứng dụng từ
trường đã được thương mại hóa và được cấp bằng sáng chế (Hay, 1873). Bằng sáng chế
US5037546 về hệ thống từ trường bằng nam châm vĩnh cửu được cấp năm 1991 đã được

ứng dụng nhiều trong xử lý nước. Cho đến nay rất nhiều thiết bị từ trường sử dụng trong
xử lý nước, chống kết dính các chất hóa học vào thành ống và lò hơi đã được sản xuất
và thương mại hóa. Các nhà khoa học đã phát hiện rằng một dây dẫn điện sinh ra một
lực mà lực này có tác dụng làm di chuyển các hạt mang điện từ thế kỷ 19. Lực này là
lực từ trường. Đơn vị đo lường cường độ từ trường là A/m (Ampe/mét) hoặc V/m
(Volt/mét). Thông thường, độ mạnh của từ trường được dùng để chỉ số lượng đường
liên quan đến từ trường hay còn gọi là mật độ dòng từ trường. Mật độ dòng từ trường là
số đường từ đi qua một đơn vị diện tích bề mặt, tính là Gauss (G). Thỉnh thoảng mật độ
dòng từ trường được tính bằng Tesla (T), với 1 T = 10000 G. Cường độ từ trường giảm
nhanh với khoảng cách từ vị trí thiết bị phát ra từ trường. Ví dụ, cường độ từ trường của
các thiết bị gia dụng thì từ trường bị triệt tiêu trong vòng 2 - 7 m; Cường độ từ trường
của các thiết bị phân phối điện (10 – 100 V/m) bị biến mất trong khoảng từ 50 – 300 m
(U.S. congress, 1989). Do đó, công nghệ từ trường trong xử lý nước chỉ áp dụng trực
tiếp lên các đối tượng cần xử lý, không thể áp dụng ở những vị trí quá xa từ tính. Công
nghệ từ trường được sử dụng rộng rãi trong việc xử lý cáu cặn bám trong lò hơi kể từ
sau khi bằng sáng chế cấp cho hay như đã đề cập ở trên. Khi nước đi qua khu vực từ
trường, các phân tử có cực tự sắp xếp theo trật tự, chính vì thế đặc tính hóa lý của nước
sẽ thay đổi như thay đổi độ hòa tan của muối, thay đổi độ nhớt, độ dẫn điện, pH, sự lắng
của các hạt (Carbonell et al., 2002).
Ngày nay, từ trường đã được áp dụng đa dạng trong ngành liên quan nước. Việc
chống đóng cáu cặn trong hệ thống nước đã được công bố trên cơ sở thay đổi dòng chảy
hoặc thay đổi độ xáo trộn của nước trong đường ống với hệ từ trường lắp đặt một góc
90o
, kết hợp với cường độ từ trường là 1.250 G và 1.500 G (Busch và Busch, 1997).
Phương pháp từ trường đã được áp dụng trong xử lý nước thải và có hiệu quả trong việc
giảm nhu cầu oxy hóa học (COD), độ cứng và chất rắn lơ lửng tại cường độ từ trường
879 G (Rao và Sahu, 2013). Bên cạnh đó phương pháp từ trường có hiệu quả trong việc
hạn chế sự bốc hơi nước thông qua nghiên cứu sự bốc hơi nước của nước cất, nước cấp
và dung dịch muối 0,026 M (Carbonell et al., 2002).
Điện trở cuộn cảm: 8 Ω
Cường độ: 10 kHz
Dòng điện ra: 12V – 2A

Hình 2.3 Bộ tạo từ trường.
Bộ tạo từ trường tạo ra một môi trường vật chất đặc biệt sinh ra quanh các điện
tích chuyển động, do sự biến thiên của điện trường nhờ vào cuộn cảm. Khi mắc điện
xoay chiều (AC) với cuộn dây, dòng điện trên cuộn dây sinh ra một từ trường, B, biến
thiên và một điện trường, E, biến thiên nhưng luôn vuông góc với từ trường. Khi có
dòng điện chạy qua, cuộn dây sinh từ trường và trở thành nam châm điện.
Khi nước đi qua một từ trường, cực của từ trường làm cho các phân tử tự sắp xếp
theo một cách mà làm các tính chất hóa lý của nước bị thay đổi; tăng lượng muối hòa
tan (Carbonell et al., 1996), sự thay đổi của độ nhớt (Ramos, 1994), pH (Srivastava et
al., 1978), độ dẫn điện (Díaz et al., 2001), hình dạng tinh thể (Coey et al., 2000), kích
thước hạt và kết tủa hợp chất (Barnothy, 1964) là hệ quả của xử từ trường của nước đã
được báo cáo.

2.2.3. Lọc thô
Lõi được cấu tạo bởi sợi bông xốp của nhựa polyproplene, sau đó được nén chặt
lại, tạo ra các khe lọc khác nhau. Với máy gia đình, máy thường sử dụng lõi lọc nước với
khe lọc 5 micron. Chức năng: lõi chủ yếu có chức năng lọc các chất huyền phù, các dạng
rỉ xét, bùn đất hay các vật chất lơ lửng trong nước, đồng thời cũng ngăn cản bớt các yếu
tố vi sinh tràn vào bên trong hệ thống.
Thay thế: về bản chất, sợi PP này không bị hỏng, tuy nhiên, khi sử dụng lâu ngày,
các chất ô nhiễm tích lũy, gây ra nguy cơ giữ các chất bẩn trong hệ thống, khó có thể
làm sạch bằng phương pháp rửa. Các chuyên gia khuyến cáo không nên sử dụng lõi PPF
quá 6 tháng.
Hình 2.4 Lộc thô.

 Thông số kỹ thuật:
 Chất liệu: sợi polypropylene
 Core: polypropylene
 Cấp độ lọc: 5 micron
 Chiều dài: 10 inch (254 mm)
 Đường kính: 2.5 inch
 Chịu nhiệt: 65℃
 Công suất: 38 lít/phút.
2.2.4. Màng RO
Bảng 2.1 Bảng thông tin màng lọc RO
Tên lõi lọc Màng lọc RO
Nguyên liệu Màng thẩm thấu ngược RO
Nhãn hiệu SKYLARKRO
Xuất xứ USA
Chức năng Màng thẩm thấu ngược RO sử dụng chất liệu đặc biệt
tạo khe hở 0,0001 Micron. Loại bỏ hoàn toàn các loại chất
rắn, khí hòa tan trong nước. Loại bỏ các ion kim loại, kim
loại nặng Loại bỏ hoàn toàn các vi sinh vật, vi khuẩn. Loại
bỏ hoàn toàn các chất hữu cơ làm cho nước hoàn toàn tinh
khiết nhưng không làm thay đổi yếu tố hóa lý của nước.
Tiêu chuẩn 10 “
Tuổi thọ 2 - 4 năm
Thời gian thay
thế
2 – 3 năm
Với khe lọc siêu nhỏ 0,0001micron, nhỏ hơn hàng trăm lần vi khuẩn, màng RO
đem lại sự an toàn triệt để về vi sinh. Về hóa lý, loại màng RO gia dụng được thiết kế
để loại bỏ đến 90% các loại kim loại nặng trong nước đem lại nguồn nước tuyệt đối an
toàn và khỏe mạnh (màng RO chuyên dụng trong công nghệ sản xuất chip điện tử có thể
loại bỏ ion kim loại tới 99,9%).

Hình 2.5 Màng RO.
2.2.5. Van xả thải
Chức năng:
- Để vệ sinh màng RO định kỳ
- Điều tiết lưu lượng nước thải
Hình 2.6 Van xả thải.

Khi bố trí van xả tay bên cạnh van hạn chế nước thải nhằm tự vệ sinh màng RO
định kì. Khoảng 2 - 5 ngày, mở van này khi máy bơm đang hoạt động. Lúc này, thay vì
nước chảy qua màng RO, nước sẽ xả mạnh ra ngoài cuốn đi lưọng bám bẩn tích tụ trên
bề mặt màng RO.
2.2.6. Máy đo độ dẫn điện
Máy SCM-902A dùng đo dung dịch có độ dẫn cao đến 200 mS/cm như nước
thải,…
Bảng 2.2 Bảng thông tin về sản phẩm máy SCM 902A
Chỉ thị số LCD với 3½ số, cao 13 mm
Độ chính xác ± 1 % giá trị thang đo
Thang đo 1 0 – 199,9 μS/cm
Thang đo số 2 0 - 1999 µS/cm
Thang đo số 3 0 – 19,99 mS/cm
Điện cực graphit loại siêu sạch, trơ đối với các
hóa chất ăn mòn
Nguồn điện pin 9V
Tự động báo nguồn điện yếu mặt hiển thị LCD hiện chữ "LOBAT"
Khoảng bù trừ nhiệt độ tự
động
0º - 60ºC
Vỏ Hộp bằng plastic
Kích thước 150 mm x 85 mm x 30 mm
Trọng lượng 250 (không điện cực)
Độ dẫn điện là phân tích theo phương pháp điện hóa, dựa trên khả năng dẫn dòng
điện của nước, từ đó có thể ước tính được tổng chất rắn hòa tan trong nước.
- Độ dẫn điện là khả năng để tạo thành dòng điện tích của dung dịch. Nồng độ các
ion trong nước càng cao (từ các muối) thì khả năng dẫn điện càng tốt.

Thông thường: TDS = 0,5 × Độ dẫn điện
- TDS gần như tương đương với nồng độ NaCl khi dùng hệ số chuyển đổi là 0,5 –
nhưng không phải tất cả dung dịch đều được cấu tạo như NaCl. Cần biết rằng nhiệt độ
và tính ion của một mẫu để chọn hệ số chính xác hơn. Hầu hết nước tự nhiên có hệ số
gần bằng 0,65 do NaCl không phải là muối duy nhất trong dung dịch.
- Sử dụng máy đo độ dẫn điện có thể kiểm tra (tạm thời) nhanh lượng muối (Cl-
)
trong dung dịch.
Hình 2.7 Máy đo độ dẫn điện.
2.2.7. Máy đo pH tại phòng thí nghiệm:
 Tên máy: Seven Compact S230K
 Dùng để xác định pH của các loại nước
 Màn hình màu 4.3 inch độ phân giải cao có các chữ số lớn và biểu tượng bố trí hợp
lý làm cho việc nhận diện thông tin liên quan diễn ra trong nháy mắt. Màu sắc và độ
tương phản có thể được điều chỉnh theo ý muốn và điều kiện ánh sáng.
Tải bản FULL (file word 87 trang): bit.ly/2Ywib4t
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ

Hình 2.8 Máy đo pH.
2.2.8. Máy so màu đo các chỉ tiêu nước Aqualytic AL450
Hình 2.9 Máy so màu đo các chỉ tiêu nước Aqualytic AL450.
Tải bản FULL (file word 87 trang): bit.ly/2Ywib4t
Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ

2.3. Phương pháp nghiên cứu
Hệ thống bao gồm: một bơm tăng áp, một lọc thô, một màng RO, một van xả thải.
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 1180 psi (55 đến 81,5 bar hoặc 6-8 MPa). Điều này
đòi hỏi một các bơm chuyên dụng có áp lực cao. Ta chọn bơm 1 chiều công suất 24 W
được sử dụng để bơm nước mặn từ bể chứa qua lọc thô tiếp đến qua màng RO (kích
thước lỗ màng là 1 nm). Nước mặn trước khi qua màng RO được dẫn qua hệ thống từ
trường cố định (tần số phát từ trường 2 kHz, cường độ dòng điện 2 A) nhằm sắp xếp các
ion trong nước theo trật tự hoặc làm nhiễm điện các chất có trong nước mặn để quá trình
lọc mặn diễn ra dễ dàng hơn và bảo vệ màng RO được sử dụng lâu bền. Nước tiếp tục
qua lọc thô để loại bỏ cặn lơ lửng, các chất huyền phù. Nước sau lọc thô đi qua màng
RO để lọc mặn, đồng thời loại bỏ các kim loại nặng, đảm bảo an toàn tuyệt đối về vi
sinh. Nước ngọt sẽ theo dòng sạch ra ngoài, còn dòng còn lại là nước thải.
Để quá trình lọc đạt hiệu quả cao, một val điều chỉnh dòng thải được lắp vào sau
màng RO nhằm điều chỉnh lượng nước xả bỏ, đồng thời tăng áp cho dòng nước qua
màng RO để đạt hiệu quả cao hơn trong xử lý.
Song song với thí nghiệm lọc nước mặn bằng màng RO không có từ trường cũng
được thực hiện để đánh giá hiệu quả của phương pháp nghiên cứu.
Các thông số khảo sát trong thí nghiệm này là nồng độ muối nước đầu vào, nồng
độ muối nước đầu ra và tỷ lệ nước thu được sau xử lý. Nồng độ muối được tính toán
thông qua nồng độ clorua được phân tích bằng phương pháp chuẩn độ AgNO3 0,01 N.
Hình 2.10 Sơ đồ bố trí thí nghiệm lọc nước mặn.

Hình 2.11 Mô hình thí nghiệm.
Hình 2.12 Mẫu nước biển, nước sau lọc và nước thải.
5398927

nghiên cứu lọc nước mặn biển cần giờ thành nước ngọt bằng màng lọc ro

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to nghiên cứu lọc nước mặn biển cần giờ thành nước ngọt bằng màng lọc ro

Similar to nghiên cứu lọc nước mặn biển cần giờ thành nước ngọt bằng màng lọc ro (20)

More from nataliej4

More from nataliej4 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

nghiên cứu lọc nước mặn biển cần giờ thành nước ngọt bằng màng lọc ro