Giải Pháp Giúp Giảm Tắc Màng

Màng lọc nước hoạt động lâu ngày khó tránh khỏi hiện tượng bị tắc nghẽn do cặn bám. Vậy làm cách nào để giải quyết tình trạng này? Mời các bạn cùng Môi trường Hợp Nhất tham khảo các giải pháp giúp giảm tắc màng qua nội dung bên dưới.

1. Bỏ túi một số giải pháp giúp giảm tắc màng

Năng suất màng lọc giảm gây ảnh hưởng lớn đến nước sạch cũng như khối lượng nước nước thải được xử lý, từ đó ảnh hưởng đến tính kinh tế của hệ thống xử lý.

Do đó, áp dụng các giải pháp để phòng tắc màng cũng như khắc phục tắc màng bằng phương pháp làm sạch là chủ đề được nhiều nhà nghiên cứu và công ty màng quan tâm.

Bảng tóm tắt một số giải pháp có thể áp dụng để giảm tắc màng [1]

Khi nghiên cứu xử lý nước thải dùng màng RO cải tiến ít tắc (Low – fouling RO), các nhà nghiên cứu thấy rằng 80% các vấn đề này xảy ra trong quá trình vận hành màng RO đề do màng bị bẩn và tắc. Để tránh điều này, ba yếu tố cần phải chú ý khi vận hành màng lọc:

• Thứ nhất: chọn module màng phù hợp;
• Thứ hai: tiến hành tiền xử lý nước thải trước khi vào bể màng RO;
• Thứ ba: tiến hành rửa màng thích hợp.

Mặc dù loại màng ít tắc mới của công ty Toray, TML – 20, có lưu lượng ban đầu thấp hơn so với module màng RO thông thường, sự khác biệt này không đáng kể sau hơn một ngày hoạt động và các module màng TML – 20 có năng suất lọc ổn định hơn từ ngày 2 trở đi. Và sau ngày 15, sự khác biệt là 30%. Điều này chứng minh rằng việc chống tắc màng liên quan mật thiết tới lựa chọn đúng vật liệu màng và quy trình vận hành. Đặc biệt nếu các loại màng này hoạt động dưới mức năng suất lọc cho phép thì kéo dài được [1].

2. Thay đổi đặc tính của màng để tăng cường khả năng kháng tắc

Biến tính màng là một phương pháp cơ bản trong đó có sử dụng hóa chất tác động vào vật liệu màng để bề mặt màng ít bị nhiễm bẩn hơn trong khi quá trình hoạt động. Rất nhiều kỹ thuật biến tính bề mặt đã được nghiên cứu bao gồm như biến tính bề mặt màng bằng tia plasma, phủ hóa chất, ghép hóa học hoặc dùng chất phụ gia hoạt tính bề mặt. Nhược điểm của đa số các quá trình biến tính là khá phức tạp và đòi hỏi nhiều bước, tức là chế tạo màng trước, sau đó thay đổi bề mặt của chúng. Quá trình biến tính lý tưởng là:

• Thay đổi được đặc tính ở bề mặt mà không làm hỏng nó;
• Tính chất của chất polyme nền được giữ nguyên vẹn;
• Chỉ cần một bước để tạo màng biến tính.

Phương pháp biến tính sử dụng chất hoạt tính bề mặt đáp ứng được các yêu cầu trên và đã được nghiên cứu thành công bởi Kasemura, Matsuura, Narbait và các đồng nghiệp.

Màng xốp rỗng (như màng vi lọc, màng siêu lọc) thường bị tắc nhiều hơn màng đặc (màng thẩm thấu ngược, màng lọc bằng quá trình bay hơi). Ngoài ra, màng ưa nước ít bị tắc hơn màng kỵ nước do protein thường hay hấp thụ mạnh hơn trên bề mặt kỵ nước và lại dễ làm sạch nếu dính bám trên màng ưu nước. Hay là màng mang điện tích âm sẽ loại bỏ các hạt cặn mang điện tích âm có trong nước cần xử lý. Chính vì vậy, khi biến tính màng, người ta thường hay làm cho màng trở nên ưa nước hơn, hay màng mang nhiều điện tích âm/dương nhiều hơn. Hình 1 cho thấy, khi biến tính với chất hoạt tính bề mặt ưa nước càng nhiều thì năng suất lọc càng tăng. Đây là kết quả nghiên cứu của màng phẳng PES biến tính với chất hoạt tính bề mặt ưa nước LSMM để xử lý chất hữu cơ trong nước sông.

3. Tăng cường tiền xử lý nước trước khi đi vào công trình màng lọc

Các phương pháp tiền xử lý thường được sử dụng trước bề mặt màng lọc bao gồm: xử lý nhiệt, điều chỉnh pH, clo hoa, hấp thụ bằng than hoạt tính, keo tụ - lắng, dùng màng vi lọc/siêu lọc trước màng RO hoặc Nano.

Trước đây, quá trình tiền xử lý ít được chú ý mà người ta tập trung vào hóa chất làm sạch và thời gian làm sạch màng. Tuy nhiên, nghiên cứu cho thấy đôi khi chỉ cần áp dụng biện pháp đơn giản, ví dụ như điều chỉnh pH khi loại bỏ protein bởi sự tắc màng sẽ bị giảm thiểu ở giá trị pH sao cho protein trung hòa về điện tích. Trong quá trình lọc nhờ bay hơi và tách khí, quá trình tắc ít khi xảy ra khi bổ sung tiền xử lý, đơn giản như dùng phương pháp lọc truyền thống hoặc vi lọc để ngăn các hạt xâm nhập của cặn vào sợi màng.

Cải thiện đặc tính của nước thải cũng có thể được thay đổi để giảm tắc màng. Việc vi sinh vật giải phóng chất nhầy EPS có thể bị ảnh hưởng nếu thay đổi sinh khối của vi sinh vật bằng cách thay đổi thời gian lưu bùn. Nhưng hiếm khi cách này được thực hiện trong thực tế. Để giảm nồng độ EPS hoặc SMP, người ta thường bổ sung hóa chất vào nước thải đầu vào. Việc sử dụng các chất keo tụ như phèn nhôm hoặc phèn sắt đã được nghiên cứu nhằm giảm thiểu sự tắc màng. Ngoài ra, việc bổ sung các chất hấp phụ như bột than hoạt tính (PAC) cũng chứng minh cải thiện hiệu suất của màng do giảm được nồng độ các hợp chất hữu có có tiềm năng làm màng tắc.

Nghiên cứu hơn 30 nhà máy xử lý nước thải đang hoạt động dùng màng sợi rỗng Zeeweed cho thấy năng suất lọc của các nhà máy có các công trình tiền xử lý tốt hơn năng suất lọc của các nhà máy không có công trình tiền xử lý. Đồng thời nếu quá trình tiền xử lý có đầy đủ các công trình từ song chắn rác thô, song chắn rác tinh, bể lắng cát, bể điều hoà bể lắng đợt 1 thì năng suất lọc của màng càng ổn định và tuổi thọ màng càng cao.

4. Áp dụng module màng phù hợp hoặc điều kiện vận hành hợp lý

Như theo phần trình bày ở trên, màng lọc có nhiều dạng: phẳng, sợi rỗng hoặc màng ốn. Nói chung màng sợi rỗng thường có thể rửa ngược trong khi đó màng phẳng hay màng ống ít khả năng hơn. Quá trình rửa ngược giúp cho màng đỡ bị tắc và tốn ít hóa chất để rửa màng hơn nhưng màng sợi rỗng vẫn có nhược điểm là độ bền kém hơn (dễ bị đứt).

Đối với quá trình vận hành, nhiều nghiên cứu thấy rằng nếu màng MBR hoạt động dưới mức năng suất lọc tối đa thì sẽ kéo dài được thời gian không bị tắc màng, giảm dần tần suất rửa màng, kéo dài tuổi thọ của màng. Tuy nhiên nếu màng hoạt động ở năng suất thấp thì sẽ cần nhiều module màng hơn để đáp ứng công suất xử lý. Giải pháp hữu hiệu nhất là hoạt động gián đoạn. Trong thực tế, hầu hết các nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt dùng màng MBR thường hoạt động ở năng suất màng 20 – 30 L/m2/h và nghỉ 30s – 60s cứ sau 10 phút vận hành. Đồng thời cứ 6 tháng thì tiến hành rửa màng với hóa chất.

Ngoài điều chỉnh năng suất lọc, điều chỉnh cường độ thổi khí cũng là giải pháp được áp dụng để làm giảm tắc màng kiểu bánh lọc trên bề mặt màng khi màng MBR đặt ngập trong nước. Thông thường cường độ thổi khí càng cao thì năng suất lọc càng lớn, tất nhiên tới một ngưỡng cho phép thì không thể tăng hơn. Tuy nhiên cường độ thổi khí tăng sẽ làm tăng việc sử dụng năng lượng. Do đó, các công ty sản xuất màng cũng nghiên cứu đưa ra cơ chế hoạt động tối ưu của hệ thống thổi khí, chẳng hạn làm tăng thời gian nghỉ giữa hai chu kỳ hoạt động. Việc cho màng nghỉ cũng giúp cho các sợi màng bị giãn ra, không bị ép.

Với một số thông tin về giải pháp giúp giảm tắc màng, Môi trường Hợp Nhất hy vọng có thể đáp ứng được nhu cầu tìm kiếm thông tin của bạn đọc. Các bạn cũng có thể tham khảo các kiến thức về môi trường tại Fanpage: Môi trường Hợp Nhất.

Bộ phận Truyền thông & Marketing