I - Xử lý nước tinh khiết là gì?

Hệ thống xử lý nước siêu tinh khiết là quá trình mà chúng ta sử dụng các thiết bị như máy lọc, hệ thống lọc, dây chuyền lọc….để loại bỏ những tạp chất lẫn trong nước, tạo ra nguồn nước sạch, nước tinh khiết đáp ứng nhu cầu sử dụng, sản xuất và kinh doanh.

1. Xử lý nước tinh khiết bằng công nghệ RO là gì?

Là công nghệ lọc nước cho ra sản phẩm là nguồn nước tinh khiết, xử lý nước RO hiệu suất thu hồi nước sạch từ 60 – 80% và nước xả bỏ chỉ vào khoảng 25%. Nó loại bỏ các tạp chất trong nước rất hiệu quả, loại bỏ hầu như tất cả những gì không phải là nước.
Tuy nhiên hiệu suất lọc nước của hệ thống phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố: nguồn nước cấp vào, hệ thống tiền xử lý trước đó, chế độ vận hành hệ thống,… và các yếu tố này ảnh hưởng mức độ như thế nào thì chúng tôi sẽ đưa ra tính toán rõ hơn khi được biết các thông số làm việc cụ thể cho từng hệ thống.

RO là viết tắt của từ REVERSE OSMOSIS (Thẩm thấu ngược). Công nghệ lọc RO được phát minh và nghiên cứu từ những năm 50 của thế kỷ trước và phát triển hoàn thiện vào thập niên 70 sau đó. Đầu tiên nó nó được nghiên cứu và ứng dụng chủ yếu cho lĩnh vực hàng hải và vũ trụ của Hoa Kì, được phát minh bởi nhà khoa học Oragin. Sau này công nghệ RO được ứng dụng rộng rãi vào trong đời sống và sản xuất, và cho đến nay thì xử lý nước RO là công nghệ cao cấp nhất trong ngành lọc nước.

2. Vậy Thẩm thấu ngược là gì?

Thẩm thấu ngược là quá trình xảy ra khi nước di chuyển qua màng ngược với gradient nồng độ, nước sẽ di chuyển từ nơi có nồng độ thấp hơn tới nơi có nồng độ cao hơn.

Hãy tưởng tượng một màng bán thấm với dung dịch là nước tinh khiết ở một bên và nước thông thường(có muối khoáng) ở một bên(H1). Nếu một quá trình thẩm thấu thông thường diễn ra, nước tinh khiết sẽ đi qua màng sang bên kia nước thường.

Để làm điều ngược lại (thẩm thấu ngược), người ta dùng một áp lực đủ mạnh để đẩy ngược nước từ nơi có hàm lượng muối khoáng cao “thấm” qua một loại màng đặc biệt để đến nơi không có hoặc có ít muối khoáng hơn. Do đó, trong thẩm thấu ngược, một áp lực sẽ được tác động lên phía màng có chứa dung dịch nước thông thường để buộc các phân tử nước này đi qua màng phía có nước tinh khiết. Màng mỏng được làm từ vật liệu Cellulose Acetate(CTA), Polyamide hoặc màng TFC(thin film composite) có những lỗ nhỏ tới 0.001 micron. Kích thước lỗ màng có thể khác nhau từ 0,1-5.000nm tùy thuộc vào loại lọc, với “hạt lọc” loại bỏ hạt có kích thước ³1micromet, “vi lọc” loại bỏ các hạt từ ³50nm, “siêu lọc” loại bỏ các hạt khoảng ³3nm. “nano” loại bỏ các hạt từ 1nm hoặc lớn hơn. 

Thẩm thấu ngược là hạng mục cuối cùng của màng lọc, là phương pháp lọc nhạy cảm và có thể loại bỏ các hạt ³ 0,1nm. Tất cả các màng này đều chịu áp suất cao nhưng khả năng chịu pH và chlorine không giống nhau, tùy theo từng loại. Với tốc độ và áp lực lớn, dòng nước chảy liên tục trên bề mặt của màng RO. Một phần trong số những phân tử nước “chui” qua được những lỗ lọc. Các tạp chất bị dòng nước cuốn trôi và “thải” bỏ ra ngoài. Các loại tạp chất (cặn, vi khuẩn, virus) không qua được lỗ lọc, bị dòng nước rửa trôi trên bề mặt màng lọc cũng được thải ra.

II - Tại sao sử dụng RO để xử lý nước tinh khiết?

Công nghệ RO loại bỏ 99,9% vi khuẩn, an toàn tuyệt đối khi uống mà không cần công đoạn nào khác giống như nước đã đun sôi. Bên cạnh đó lõi lọc RO loại bỏ tất cả các chất nguy hại và những hoá chất tìm thấy trong nước ngầm, nước sông, nước mặt và trong các quy trình xử lý sử dụng nguồn nước bị nhiễm bẩn.

RO loại bỏ tất cả những sản phẩm sản xuất từ chlorine khi chlorine được sử dụng cho mục đích khử trùng trong xử lý nước. Tất cả những sản phẩm sản xuất từ chorine chẳng hạn như THM, khoa học đã chứng minh là chất có tác nhân gây ung thư.

Thiết bị lọc nước tinh khiết

III - THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Nước từ bồn chứa nước nguồn được bơm B1 bơm qua thiết bị lọc thô và thiết bị khử mùi ACF nhằm loại bỏ các mùi vị lạ có trong nước, phèn, kim loại nặng và tạp chất cặn bẩn có trong nước. Sau đó nước sẽ được dẫn qua thiết bị làm mềm để khử các ion Ca^2+, Mg²⁺…

Sau đó nước được qua bộ lọc tinh nhằm loại bỏ tạp chất có kích thước > 10 micron cuối quá trình này thì nước được chứa vào bồn chứa nước. Tại đây được đặt hai bơm để bơm hỗ trợ cho bơm cao áp trục đứng, bơm cao áp tiếp tục bơm vào thiết bị thẩm thấu ngược R.O, một phần nước chứa các tạp chất được xả bỏ còn nước tinh khiết đi vào thiết bị xử lý tiếp theo. Nước tiếp tục được đi qua bộ lọc tinh 0.2 micron và thiết bị khử trùng bằng tia cực tím đèn UV1 trước lúc vào bồn chứa nước thành phẩm, nước tại đây đã có thể uống trực tiếp. Tại bồn thành phẩm được đặt hai bơm tuần hoàn luân phiên hoạt động để vận chuyển nước tới nơi sử dụng. Đây là quá trình cuối cùng của giai đoạn xử lý nước RO, trong quá trình này có gắn thêm đèn UV để diệt triệt để những vi khuẩn còn sót lại hay trong quá phân phối nước có thể vi khuẩn xâm nhập.

IV - ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG LỌC NƯỚC TINH KHIẾT CÔNG NGHIỆP

Sau hơn 50 năm thương mại hóa, màng lọc thẩm thấu ngược đang được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ xử lý nước, từ công nghiệp vũ trụ cho tới các bếp ăn gia đình. Màng lọc RO được sử dụng rất nhiều trong các nhà máy lọc nước biển, các nhà máy điện tử, dược phẩm, điện hạt nhân.

Xử lý nước tinh khiết bằng công nghệ RO cũng là phương pháp thuận tiện và kinh tế nhất để làm sạch nước, hiện đang được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực như:

• Sản xuất nước uống tinh khiết cho các công ty, nhà máy lớn, trường học, khách sạn… dùng để uống trực tiếp và nấu ăn.

• Sản xuất nước đóng chai, đóng bình quy mô lớn.

• Sản xuất dược phẩm, chế phẩm y tế. Xem thêm: Hệ thống xử lý nước thải y tế

• Công nghiệp sản xuất thực phẩm, nước giải khát, rượu, bia.

• Sản xuất linh kiện thiết bị điện tử, xi mạ… Xem thêm: Hệ thống xử lý nước cho ngành xi mạ