tu van xu ly moi truong
Máy lọc nước RO gia đình
 
CÔNG NGHỆ LỌC RO
CÔNG NGHỆ LỌC RO

Thẩm thấu ngược là gì?

     Hiện tượng thẩm thấu đã được quan sát từ giữa thế kỉ 18. Những thí nghiệm đầu tiên được thực hiện trên màng động vật và nó đã bị lãng quên từ năm 1867 cho đến khi màng nhân tạo được phát triển. Vào đầu những năm 50 của thế kỉ 20, những nhân viên nghiên cứu ở trường đại học Florida đã thấy rằng, với những màng dày làm từ cellulo axetat có những thuộc tính đặc biệt đối với quá trình vận chuyển của muối và nước, ẩn chứa khả năng tiềm tàng để chế tạo những màng thẩm thấu ngược để khử muối. Vào những năm 1960, Loeb và cộng sự ở trường đại học Califonia ở Los Angeles phát triển kĩ thuật để sản xuất những màng cellulo axetat có khả năng tách nước và muối tại áp suất vừa phải. Với sự phát triển này, kĩ thuật thẩm thấu ngược đã có thể được ứng dụng thực tế.

    Trong suốt những năm 1960, công ty Dupont đã tìm ra một số nguyên liệu khác tốt hơn cellulo axetat để chế tạo màng thẩm thấu ngược. Những nghiên cứu của họ chỉ ra rằng polyme vòng thơm là loại vật liệu tốt hơn để chế tạo màng bán thấm. Đa số các sản phẩm màng RO sợi ống mảnh của công ty này được chế tạo từpolyme vòng thơm và nó có sức cạnh tranh rất lớn với loại màng cellulo axetat trên thị trường.

Thẩm thấu: là quá trình di chuyển dung dịch từ dung dịch có nồng độ thấp hơn sang dung dịch có nồng độ cao hơn qua màng ngăn cách. Các dung dịch xuyên màng có xu hướng giảm nồng độ của dung dịch có nồng độ cao hơn. Sự chuyển động này có thể được quan sát bằng cách tăng hoặc giảm thể tích của các dung dịch. Sự di chuyển này sẽ kết thúc khi sự chênh lệch mực dung dịch cân bằng với áp suất thẩm thấu.

Thẩm thấu ngược: là quá trình ngược với thẩm thấu, có nghĩa là dòng chảy của dung dịch sẽ chuyển động từ dung dịch đặc hơn qua màng sang dung dịch loãng hơn (nồng độ thấp hơn).

Cơ chế thẩm thấu ngược

Phân loại

Dạng tấm

 

Mô tả dạng thiết bị dạng tấm

Dạng xoắn ốc

Màng dạng xoắn ốc

     Về cơ bản, thiết bị dạng xoắn ốc bao gồm hai tấm màng được ngăn cách bởi các tấm polyme, tấm vải và các tấm lưới nằm xen kẽ nhau. Cấu trúc này nhằm tăng khả năng chịu áp lực của màng và tạo ra các rãnh dòng chảy.
  
     Ở loại màng này, giữa hai màng bán thấm, bộ phận xốp làm bằng các sợi thuỷ tinh, ... được gắn vào tạo thành một ống dẫn nước thấm. Một miếng đệm được gắn vào bề mặt bên ngoài của mỗi màng ngăn tạo thành một ống dẫn nước thô chảy vào. Hệ thống này được gắn lần lượt trong nhiều nếp gấp và sau đó được uốn thành hình thể xoắn. Ở vị trí trung tâm, một ống dẫn nước được luồng qua và đoạn cuối màng được nâng lên tới ống dẫn để hứng nước tràn qua ống dẫn. Kết cấu này cho phép diện tích màng rộng thêm 1 m3 modum (đơn vị của hệ thống), nhưng lại làm cho việc rửa màng rất khó khăn, nên nó không thích hợp cho sự xử lý với nước có SDI cao.
 
Dạng ống
Màng có cấu tạo dạng ống

Mặt trong của bộ phận chống đỡ xốp dạng hình trụ, ví dụ như hình trụ làm bằng các sợi thuỷ tinh, có một màng bán thấm được nâng lên, sử dụng một áp suất để đưa nước vào trong hình trụ. Môdum này được kết hợp trong một số lượng lớn tạo thành hệ thống thẩm thấu ngược kiểu ống. Diện tích màng trên 1 m3 modum không rộng hơn so với kiểu lò xo.

Dạng sợi rỗng

 

Màng có cấu tạo dạng sợi rỗng

      Kiểu này có thuận lợi là nó có thể được dùng cho nước cấp vào có chất lượng không cao lắm, kiểu màng này rất dễ rửa màng và nó cũng rất vững chắc. Tuy nhiên nhược điểm của loại màng này là rất cồng kềnh, khả năng chịu áp suất kém và giá thành cao.

      Nhiều sợi rỗng được bó thành gói, và nước chưa xử lý được thấm qua các sợi này và thu được nước đã xử lý. Sợi rỗng được làm từ nylon bền, …với đường kính mặt ngoài khoảng 85 micromet và đường kính mặt trong là khoảng 42 micromet, và khoảng một triệu các sợi được bó gói và được đặt trong một bình hình trụ với áp suất kháng cự lại. Bình này có đường kính khoảng 10 cm. Nước chưa xử lý đi vào bình dưới một áp suất và được nén về hướng ngoài của các sợi rỗng. Nước trong nước thải được xuyên qua bộ phận rỗng và được dùng như nước thải đã xử lý. Sợi rỗng này có kích cỡ nhỏ như một sợi tóc và để chống đỡ áp suất bên ngoài khoảng 28kgf/cm2. Bởi vậy, nếu không cần thiết bộ phận chống đỡ áp suất kháng cự thì có nhiều sợi có được bó gói để làm tăng đáng kể diện tích màng trên mỗi mét khối mođum. Thiết bị loại này có thể chịu áp suất vận hành từ 17 đến 70 bar. Ưu điểm của thiết bị loại này là diện tích bề mặt sử dụng màng lớn, nhưng nhược điểm của nó là chỉ làm việc được với nước có SDI nhỏ.

Cấu tạo

Màng lọc RO có cấu tạo như những tấm phim mỏng được gắn chặt với nhau ở 2 đầu và cuộn lại dạng hình xoắn ốc xung quanh 1 trục bằng nhựa. Trong đó bao gồm:

-       1 màng dẫn nước sạch.

-       1 màng lọc thẩm thấu ngược.

-       1 màng dẫn nước cấp.

 

Cấu tạo lõi lọc RO

      Khi nước chảy vào sẽ vào màng lọc nước cấp ở 1 đầu của lõi lọc, một phần nước sẽ lọc bởi màng RO và chảy vào ống dẫn nước sạch, một phần khác không được lọc qua màng RO sẽ chảy qua màng dẫn nước cấp, được gọi là nước thải và sẽ chảy ra đầu còn lại của lõi lọc. Nước sạch sẽ tập trung về một mép của lõi lọc sau đó chảy đến ống dẫn nước sạch.
 
Nguyên lý hoạt động

     Nguyên lý hoạt động của Màng lọc nước RO là: Màng lọc này hoạt động trên cơ chế chuyển động của các phần tử nước nhờ áp lực nén của máy bơm. Theo đó, máy bơm – bộ phận của máy lọc nước RO sẽ tạo lực mạnh giúp nước đi xuyên qua được các màng lọc. Từ đó, đẩy các thành phần hóa học, tạp chất, kim loại, ion kim loại, vi khuẩn, virus… có trong nước chuyển động văng ra vùng có áp lực thấp. Sau đó sẽ trôi theo dòng nước thải ra ngoài.

    Có thể thấy, dòng nước đi vào màng lọc sẽ có áp lực rất lớn do được bơm từ máy bơm lên. Theo đó, nước chảy theo hướng xoắn ốc đi qua bề mặt màng lọc, nước sẽ bị văng xuống các tầng dưới và tập trung lại ở ống dẫn nước trung tâm (nước tinh khiết). 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, chất được giữ lại sẽ được hòa vào nước và đẩy ra bên ngoài.

     Ngày nay công nghệ lọc RO thường theo tỷ lệ thu hồi 50:50 hoặc 60:40 (60% nước đã lọc, 40% nước thải) hay thậm chí 70:30 (70% nước đã lọc, 30% nước thải).
Hiệu suất thu hồi nước thải theo công thức:

Với:

Q0: Lưu lượng nước thành phẩm
Q: Lưu lượng đầu vào

Ưu, nhược điểm của công nghệ RO:

Ưu diểm

     Nhờ kích thước siêu nhỏ của màng lọc, kích thước này nhỏ hơn hàng trăm lần các loại tạp chất, vi khuẩn nên có thể loại bỏ được các vi khuẩn, viruts một cách hiệu quả nhất. Theo nghiên cứu cho ra thấy rằng màng RO có thể lọc sạch đến 90% các kim loại nặng, loại bỏ hoàn hoàn toàn được amip ăn não người, chất độc hại asen trong nước, loại bỏ những chất tan lên tới 99.9% mà không sử dụng bất kì một loại hoá chất nào. Mang lại nguồn nước tinh khiết hơn, đảm bảo cho sức khỏe của con người. Nhờ vào áp lực nước đầu vào khiến cho các phân t