Trong hệ thống tuần hoàn (RAS) cần phải kiểm soát hàm lượng amoniac vì độc tính của amoniac rất cao trên cá. Chính vì điều đó, màng lọc nano đã được đề xuất trong phần đầu nghiên cứu của chúng tôi để tách amoniac ra khỏi nước nuôi.
Chúng tôi đã thảo luận sự khác nhau của màng cũng như áp lực xuyên màng (TMP) và pH đã đạt được kết quả tốt nhất trong việc giữ lại amoniac (AR). Trong phần thứ hai của nghiên cứu, chúng tôi phân tích ảnh hưởng của nồng độ amoniac lên khả năng lưu giữ hàm lượng amoniac để có được lượng amoniac tập trung cao hơn, có thể dễ dàng được tách ra khỏi hệ thống và sau đó được xử lý. Một giải pháp mô hình trong một trạng thái động đã được sử dụng, nơi mà nồng độ amoniac gia tăng theo thời gian. Bời gì nước có khối lượng phân tử tương tự như các ion amonium, nên cơ chế cho việc loại bỏ amoniac được dựa trên lực đẩy của các điện tử lên các tầng điện tích. Một màng lọc thẩm thấu ngược (RO): DSS-HR98PP và ba màng lọc nano (NF): NF90, NF200 và NF270 đã được thử nghiệm trên một loạt cáchàm lượng amonia từ 0 – 11.45 mg/L theo điều kiện tối ưu của lọc áp lực xuyên màng (TMP), 16 thanh cho màng lọc nano (NF) và 24.5 thanh cho màng lọc thẩm thấu ngược RO.
So sánh với kết quả trong hệ thống tuần hoàn (RAS), NF270 có hiệu quả nhất cho khả năng giữ amoniac, như vậy cả 2 yếu tố dòng chảy và giữa lại amoniac của màng (AR) ảnh hưởng đến kỹ thuật thiết kế hệ thống. Ví dụ như, để xử lý 2000 L/h với một hàm lượng amoniac 7 mg/L, thì trong ngày hệ thống sẽ loại bỏ được 17,5 g/m2 với diện tích màng lọc 13 m2 và áp lực lọc xuyên màng TMP 16 thanh.
Hình 1. Hệ thống tuần hoàn trong trạng thái động. (1) ô ngăn áp lực cao (2) máy bơm áp lực cao, (3) áp kế và (4) van
Ammonia retention capacity of nanofiltration and reverse osmosis membranes in a non steady state system, to be use in recirculation aquaculture systems (RAS)
Recirculation aquaculture systems (RAS) need to control ammonia level because the high toxicity on fish. For this, nanofiltration membrane has been proposed in the first part of our study to separate ammonia from water. We discussed different membranes as well as transmembrane pressure (TMP) and pH to achieve the best results for ammonia retention (AR). In this second part we analyze the influence of the ammonia concentration on AR to obtain higher concentrated volume that can be separated of the system and treated later. A model solution in a non-steady state was used, where the ammonia concentration increase over the time. Since water has similar molecular weight that ammonium ions, the mechanisms for the rejection of ammonia are based on the repulsive electrochemical forces on the active layer. A RO membrane DSS-HR98PP and three NF membranes, NF90, NF200 and NF270 were tested over a range of 0–11.45 mg/L under optimal TMP of 16 bar for NF membranes and 24.5 bar for the RO membrane. Projecting the results to the RAS, NF270 is the most efficient for ammonia retention, as both flux and AR influence the engineering design concept. For example, treating 2000 L/h with an ammonia concentration of 7 mg/L, removal is 17.5 g/m2 day with a membrane area of 13 m2 and TMP of 16 bar.
Phó Văn Nghị, trieutuan.blog
Source: Hurtado C. F. and Beatriz C. M., 2013. Ammonia retention capacity of nanofiltration and reverse osmosis membranes in a non steady state system, to be use in recirculation aquaculture systems (RAS). Aquacultural Engineering Journal. In Press, Accepted Manuscript.