Nước RO là gì?

Nước RO là gì? Thẩm thấu ngược là một công nghệ được sử dụng để loại bỏ phần lớn các chất gây ô nhiễm khỏi nước bằng cách đẩy nước dưới áp suất qua màng bán thấm.

Bài viết này hướng tới đối tượng có ít hoặc không có kinh nghiệm về nước Thẩm thấu ngược và sẽ cố gắng giải thích những điều cơ bản bằng các thuật ngữ đơn giản giúp người đọc hiểu rõ hơn về công nghệ nước Thẩm thấu ngược và các ứng dụng của nó.

Hiểu về thẩm thấu ngược

Thẩm thấu ngược , thường được gọi là RO , là một quá trình trong đó bạn khử khoáng hoặc khử ion hóa nước bằng cách đẩy nước dưới áp suất qua Màng thẩm thấu ngược bán thấm.

Thẩm thấu

Để hiểu được mục đích và quy trình của Thẩm thấu ngược, trước tiên bạn phải hiểu được quy trình xảy ra tự nhiên của Thẩm thấu .

Thẩm thấu là một hiện tượng xảy ra tự nhiên và là một trong những quá trình quan trọng nhất trong tự nhiên. Đó là một quá trình trong đó dung dịch muối yếu hơn sẽ có xu hướng di chuyển sang dung dịch muối mạnh. Ví dụ về thẩm thấu là khi rễ cây hấp thụ nước từ đất và thận của chúng ta hấp thụ nước từ máu của chúng ta.

Dưới đây là một sơ đồ cho thấy thẩm thấu hoạt động như thế nào. Một dung dịch ít đậm đặc hơn sẽ có xu hướng tự nhiên chuyển sang dung dịch có nồng độ cao hơn. Ví dụ: nếu bạn có một thùng chứa đầy nước có nồng độ muối thấp và một thùng chứa khác chứa đầy nước có nồng độ muối cao và chúng được ngăn cách bởi một màng bán thấm, thì nước có nồng độ muối thấp hơn sẽ bắt đầu di chuyển về phía bình chứa nước có nồng độ muối cao hơn.

Màng bán thấm là màng cho phép một số nguyên tử hoặc phân tử đi qua nhưng không cho phép các nguyên tử hoặc phân tử khác đi qua. Một ví dụ đơn giản là cửa lưới. Nó cho phép các phân tử không khí đi qua nhưng không cho phép sâu bệnh hoặc bất cứ thứ gì lớn hơn các lỗ trên cửa lưới. Một ví dụ khác là vải quần áo Gore-tex có chứa một màng nhựa cực mỏng trong đó hàng tỷ lỗ nhỏ đã được cắt vào. Các lỗ đủ lớn để cho hơi nước đi qua, nhưng đủ nhỏ để ngăn nước lỏng đi qua.

Reverse Osmosis là quá trình thẩm thấu ngược lại . Trong khi thẩm thấu xảy ra tự nhiên mà không cần năng lượng, để đảo ngược quá trình thẩm thấu, bạn cần cung cấp năng lượng cho dung dịch có nhiều muối hơn. Màng thẩm thấu ngược là màng bán thấm cho phép các phân tử nước đi qua nhưng không cho phần lớn muối hòa tan, chất hữu cơ, vi khuẩn và chất gây sốt. Tuy nhiên, bạn cần ‘đẩy’ nước qua màng thẩm thấu ngược bằng cách tạo áp suất lớn hơn áp suất thẩm thấu xảy ra tự nhiên để khử muối (khử khoáng hoặc khử ion) nước trong quy trình, cho phép nước tinh khiết đi qua trong khi giữ lại phần lớn của chất gây ô nhiễm.

Dưới đây là sơ đồ phác thảo quá trình thẩm thấu ngược. Khi áp suất được áp dụng cho dung dịch đậm đặc, các phân tử nước bị ép xuyên qua màng bán thấm và các chất gây ô nhiễm không được phép đi qua.

Thẩm thấu ngược hoạt động như thế nào?

Thẩm thấu ngược hoạt động bằng cách sử dụng một máy bơm áp suất cao để tăng áp suất ở phía muối của RO và đẩy nước qua màng RO bán thấm, để lại gần như tất cả (khoảng 95% đến 99%) muối hòa tan trong chất thải. dòng. Lượng áp suất cần thiết phụ thuộc vào nồng độ muối của nước cấp. Nước cấp càng đậm đặc thì càng cần nhiều áp suất để vượt qua áp suất thẩm thấu.

Nước khử muối được khử khoáng hoặc khử ion, được gọi là nước thấm (hoặc sản phẩm). Dòng nước mang các chất ô nhiễm cô đặc không đi qua màng RO được gọi là dòng thải (hoặc cô đặc).

Khi nước cấp đi vào màng RO dưới áp suất (áp suất đủ để vượt qua áp suất thẩm thấu), các phân tử nước sẽ đi qua màng bán thấm và muối cũng như các chất gây ô nhiễm khác không được phép đi qua và được thải ra ngoài qua dòng thải (còn được gọi là cô đặc hoặc dòng nước muối), chảy ra cống hoặc có thể được đưa trở lại nguồn cung cấp nước cấp trong một số trường hợp để được tái chế thông qua hệ thống RO để tiết kiệm nước. Nước đi qua màng RO được gọi là nước thấm hoặc nước sản phẩm và thường có khoảng 95% đến 99% lượng muối hòa tan được loại bỏ khỏi nước.

Điều quan trọng là phải hiểu rằng hệ thống RO sử dụng lọc chéo thay vì lọc tiêu chuẩn nơi các chất gây ô nhiễm được thu thập trong phương tiện lọc. Với lọc chéo, dung dịch đi qua bộ lọc hoặc đi qua bộ lọc với hai lối thoát: nước được lọc đi theo một hướng và nước bị ô nhiễm đi theo một lối khác. Để tránh tích tụ chất gây ô nhiễm, lọc dòng chảy chéo cho phép nước cuốn trôi chất gây ô nhiễm tích tụ và cũng cho phép đủ nhiễu loạn để giữ cho bề mặt màng sạch.

Thẩm thấu ngược sẽ loại bỏ những chất gây ô nhiễm nào khỏi nước?

Thẩm thấu ngược có khả năng loại bỏ tới 99%+ muối (ion), hạt, chất keo, chất hữu cơ, vi khuẩn và chất gây sốt hòa tan khỏi nước cấp (mặc dù không nên dựa vào hệ thống RO để loại bỏ 100% vi khuẩn và vi rút ). Màng RO loại bỏ các chất gây ô nhiễm dựa trên kích thước và điện tích của chúng. Bất kỳ chất gây ô nhiễm nào có trọng lượng phân tử lớn hơn 200 đều có khả năng bị loại bỏ bởi hệ thống RO đang hoạt động bình thường (để so sánh, một phân tử nước có MW là 18). Tương tự như vậy, điện tích ion của chất gây ô nhiễm càng lớn thì khả năng nó không thể đi qua màng RO càng cao. Ví dụ, một ion natri chỉ có một điện tích (hóa trị một) và không bị màng RO từ chối cũng như canxi chẳng hạn, có hai điện tích. Tương tự như vậy, đây là lý do tại sao hệ thống RO không loại bỏ tốt các loại khí như CO2 vì chúng không bị ion hóa (tích điện) cao khi ở trong dung dịch và có trọng lượng phân tử rất thấp. Do hệ thống RO không loại bỏ khí nên nước thấm qua có thể có độ pH thấp hơn bình thường một chút tùy thuộc vào nồng độ CO2 trong nước cấp khi CO2 được chuyển đổi thành axit cacbonic.

Thẩm thấu ngược rất hiệu quả trong xử lý nước lợ, nước mặt và nước ngầm cho cả ứng dụng dòng chảy lớn và nhỏ. Một số ví dụ về các ngành công nghiệp sử dụng nước RO bao gồm dược phẩm, nước cấp cho lò hơi, thực phẩm và đồ uống, hoàn thiện kim loại và sản xuất chất bán dẫn.

Tính toán thiết kế và hiệu suất thẩm thấu ngược

Có một số tính toán được sử dụng để đánh giá hiệu suất của hệ thống RO và cũng để xem xét thiết kế. Hệ thống RO có thiết bị hiển thị chất lượng, lưu lượng, áp suất và đôi khi là các dữ liệu khác như nhiệt độ hoặc số giờ hoạt động. Để đo chính xác hiệu suất của hệ thống RO, tối thiểu bạn cần có các thông số vận hành sau:

• áp suất thức ăn
• thấm áp lực
• tập trung áp lực
• độ dẫn thức ăn
• thấm độ dẫn
• luồng thức ăn
• thấm dòng chảy
• Nhiệt độ

Từ chối muối%

Phương trình này cho bạn biết mức độ hiệu quả của màng RO đang loại bỏ chất gây ô nhiễm. Nó không cho bạn biết mỗi màng riêng lẻ đang hoạt động như thế nào, mà là hiệu suất trung bình của toàn bộ hệ thống. Một hệ thống RO được thiết kế tốt với các màng RO hoạt động tốt sẽ loại bỏ 95% đến 99% hầu hết các chất gây ô nhiễm nước cấp (có kích thước và điện tích nhất định). Bạn có thể xác định mức độ hiệu quả của màng RO trong việc loại bỏ chất gây ô nhiễm bằng cách sử dụng phương trình sau:

Loại bỏ muối% =	Độ dẫn điện của nước cấp – Độ dẫn điện của nước thấm	×100
	Độ dẫn điện của thức ăn

Khả năng loại bỏ muối càng cao, hệ thống hoạt động càng tốt. Loại bỏ muối thấp có thể có nghĩa là màng cần được làm sạch hoặc thay thế.

Lượng muối %

Đây đơn giản là nghịch đảo của việc loại bỏ muối được mô tả trong phương trình trước. Đây là lượng muối được biểu thị bằng phần trăm đi qua hệ thống RO. Lượng muối đi qua càng thấp thì hệ thống càng hoạt động tốt. Một lượng muối cao có thể có nghĩa là các màng cần được làm sạch hoặc thay thế.

Lượng muối đi qua % = (1 – Loại bỏ muối %)

Hồi phục %

Phần trăm phục hồi là lượng nước đang được ‘phục hồi’ dưới dạng nước thấm tốt. Một cách khác để nghĩ về Phần trăm thu hồi là lượng nước không được đưa đến cống dưới dạng nước cô đặc, mà được thu gom dưới dạng nước thấm hoặc nước sản phẩm. Tỷ lệ % thu hồi càng cao có nghĩa là bạn đang xả ít nước hơn dưới dạng cô đặc và tiết kiệm nhiều nước thấm hơn. Tuy nhiên, nếu % thu hồi quá cao đối với thiết kế RO thì nó có thể dẫn đến các vấn đề lớn hơn do đóng cặn và tắc nghẽn. % Phục hồi cho hệ thống RO được thiết lập với sự trợ giúp của phần mềm thiết kế có tính đến nhiều yếu tố như hóa học nước cấp và tiền xử lý RO trước hệ thống RO. Do đó, % Phục hồi phù hợp mà RO nên hoạt động tùy thuộc vào mục đích mà nó được thiết kế. Bằng cách tính toán % Phục hồi, bạn có thể nhanh chóng xác định xem hệ thống có đang hoạt động ngoài thiết kế dự định hay không. Phép tính % Recovery như sau:

% phục hồi =	Tốc độ dòng thấm (gpm)	×100
	Tốc độ dòng nạp (gpm)

Ví dụ: nếu tỷ lệ thu hồi là 75% thì điều này có nghĩa là cứ 100 gallon nước cấp vào hệ thống RO, bạn sẽ thu hồi được 75 gallon dưới dạng nước thấm có thể sử dụng được và 25 gallon sẽ thoát ra dưới dạng nước cô đặc. Các hệ thống RO công nghiệp thường chạy ở bất kỳ đâu với khả năng phục hồi từ 50% đến 85% tùy thuộc vào đặc điểm nước cấp và các cân nhắc thiết kế khác.

Yếu tố tập trung

Yếu tố nồng độ có liên quan đến sự phục hồi của hệ thống RO và là một phương trình quan trọng để thiết kế hệ thống RO. Bạn càng thu hồi được nhiều nước dưới dạng thấm qua (% thu hồi càng cao), bạn càng thu được nhiều muối và chất gây ô nhiễm đậm đặc hơn trong dòng cô đặc. Điều này có thể dẫn đến khả năng đóng cặn cao hơn trên bề mặt màng RO khi hệ số nồng độ quá cao so với thiết kế hệ thống và thành phần nước cấp.

Hệ số nồng độ =	1
	1 – Phục hồi %

Khái niệm này không khác gì so với nồi hơi hoặc tháp giải nhiệt. Cả hai đều có nước tinh khiết thoát ra khỏi hệ thống (hơi nước) và cuối cùng để lại dung dịch đậm đặc phía sau. Khi mức độ nồng độ tăng lên, giới hạn độ hòa tan có thể bị vượt quá và kết tủa trên bề mặt thiết bị dưới dạng cặn.

Ví dụ: nếu lưu lượng cấp liệu của bạn là 100 gpm và lưu lượng thấm là 75 gpm, thì tỷ lệ thu hồi là (75/100) x 100 = 75%. Để tìm hệ số nồng độ, công thức sẽ là 1 ÷ (1-75%) = 4.

Hệ số nồng độ bằng 4 có nghĩa là nước đi vào dòng cô đặc sẽ đậm đặc hơn 4 lần so với nước cấp. Nếu nước cấp trong ví dụ này là 500 ppm thì dòng cô đặc sẽ là 500 x 4 = 2.000 ppm.

Tuôn ra

gfd =	gpm của thấm × 1.440 phút/ngày
	Số phần tử RO trong hệ thống × thước vuông của mỗi phần tử RO

Ví dụ: bạn có những điều sau đây:

Hệ thống RO đang tạo ra 75 gallon mỗi phút (gpm) chất thấm. Bạn có 3 bình RO và mỗi bình chứa 6 màng RO. Do đó bạn có tổng cộng 3 x 6 = 18 màng. Loại màng bạn có trong hệ thống RO là Dow Filmtec BW30-365. Loại màng RO (hoặc phần tử) này có diện tích bề mặt là 365 feet vuông.

Để tìm thông lượng (Gfd):

gfd =	75 gpm × 1.440 phút/ngày	=	108.000
	18 yếu tố × 365 ft vuông		6.570

Thông lượng là 16 Gfd.

Điều này có nghĩa là 16 gallon nước được truyền qua mỗi foot vuông của mỗi màng RO mỗi ngày. Con số này có thể tốt hoặc xấu tùy thuộc vào loại hóa chất nước cấp và thiết kế hệ thống. Dưới đây là quy tắc chung về phạm vi thông lượng đối với các nguồn nước khác nhau và có thể được xác định tốt hơn với sự trợ giúp của phần mềm thiết kế RO. Nếu bạn đã sử dụng màng RO Dow Filmtec LE-440i trong ví dụ trên, thì thông lượng sẽ là 14. Vì vậy, điều quan trọng là phải tính đến loại màng nào được sử dụng và cố gắng giữ cho loại màng nhất quán trong toàn hệ thống .

Nguồn nước cấp	bạn gái
nước thải	5-10
nước biển	8-12
Nước mặt lợ	10-14
Nước Giếng Nước Lợ	14-18
RO thấm nước	20-30

Cân bằng khối lượng

Phương trình Cân bằng khối lượng được sử dụng để giúp xác định xem thiết bị đo lưu lượng và chất lượng của bạn có đọc chính xác hay cần hiệu chuẩn hay không. Nếu thiết bị của bạn không đọc chính xác, thì xu hướng dữ liệu hiệu suất mà bạn đang thu thập là vô ích. Bạn sẽ cần thu thập dữ liệu sau từ hệ thống RO để thực hiện tính toán Cân bằng khối lượng:

1. Lưu lượng nguồn cấp dữ liệu (gpm)
2. Lưu lượng thấm (gpm)
3. Lưu lượng cô đặc (gpm)
4. Độ dẫn điện của nguồn cấp dữ liệu (µS)
5. Độ dẫn điện thấm (µS)
6. Độ dẫn điện đậm đặc (µS)

Phương trình cân bằng khối lượng là:

(Lưu lượng cấp liệu ¹ x Độ dẫn điện cấp liệu) = (Dòng chảy thấm x Độ dẫn điện thấm)
+ (Dòng chảy cô đặc x Độ dẫn điện cô đặc)

¹ Lưu lượng cấp liệu bằng Lưu lượng thấm + Lưu lượng cô đặc

Ví dụ: nếu bạn đã thu thập dữ liệu sau từ hệ thống RO:

dòng chảy thấm	5 gpm
Độ dẫn điện của thức ăn	500 µS
Tính dẫn điện thấm	10µS
tập trung dòng chảy	2 gpm
Độ dẫn điện tập trung	1200 µS

Sau đó, phương trình cân bằng khối lượng sẽ là:

(7 x 500) = (5 x 10) + (2 x 1200)

3.500 ≠ 2.450

Sau đó tìm sự khác biệt

(Chênh lệch / Tổng) x 100

((3,500 – 2,450) / (3,500 + 2,450)) x 100

= 18%

Chênh lệch +/- 5% là ok. Chênh lệch +/- 5% đến 10% nói chung là đủ. Chênh lệch > +/- 10% là không thể chấp nhận được và cần phải hiệu chuẩn thiết bị RO để đảm bảo rằng bạn đang thu thập dữ liệu hữu ích. Trong ví dụ trên, phương trình cân bằng khối lượng RO nằm ngoài phạm vi và cần chú ý.

Hệ thống thẩm thấu ngược (RO): Hiểu sự khác biệt giữa các bước và các giai đoạn trong hệ thống Thẩm thấu ngược (RO)

Các thuật ngữ giai đoạn và vượt qua thường bị nhầm lẫn với cùng một thứ trong hệ thống RO và có thể gây nhầm lẫn thuật ngữ cho người vận hành RO. Điều quan trọng là phải hiểu sự khác biệt giữa RO giai đoạn 1 và 2 và RO 1 và 2 .

Sự khác biệt giữa hệ thống RO 1 và 2 giai đoạn

Trong hệ thống RO một giai đoạn, nước cấp đi vào hệ thống RO dưới dạng một dòng và thoát khỏi RO dưới dạng nước cô đặc hoặc nước thấm.

Trong hệ thống hai giai đoạn, chất cô đặc (hoặc chất thải) từ giai đoạn đầu tiên sau đó trở thành nước cấp cho giai đoạn thứ hai. Nước thấm được thu thập từ giai đoạn đầu tiên được kết hợp với nước thấm từ giai đoạn thứ hai. Các giai đoạn bổ sung làm tăng sự phục hồi từ hệ thống.

Mảng

Trong Hệ thống thẩm thấu ngược , một mảng mô tả sự sắp xếp vật lý của các bình chịu áp lực trong hệ thống 2 giai đoạn. Bình tích áp chứa các màng RO (thường có từ 1 đến 6 màng RO trong một bình tích áp). Mỗi công đoạn có thể có lượng bình áp nhất định với màng RO. Sự loại bỏ của từng giai đoạn sau đó trở thành luồng cấp dữ liệu cho giai đoạn kế tiếp tiếp theo. Hệ thống RO 2 giai đoạn được hiển thị ở trang trước là một mảng 2:1 có nghĩa là chất cô đặc (hoặc chất thải) của 2 bình RO đầu tiên được cấp cho 1 bình tiếp theo.

Hệ thống RO với Tái chế đậm đặc

Với hệ thống RO không thể được bố trí hợp lý và hóa chất nước cấp cho phép điều đó, có thể sử dụng thiết lập tuần hoàn cô đặc trong đó một phần của dòng cô đặc được đưa trở lại nước cấp vào giai đoạn đầu tiên để giúp tăng cường hệ thống hồi phục.

RO chuyền một lần so với RO chuyền đôi

Hãy nghĩ về một đường chuyền như một hệ thống RO độc lập. Với suy nghĩ này, sự khác biệt giữa hệ thống RO một lượt và hệ thống RO hai lượt là với RO hai lượt, nước thấm từ lượt đầu tiên trở thành nước cấp cho lượt thứ hai (hoặc RO thứ hai) kết thúc quá trình sản xuất chất lượng thấm cao hơn nhiều vì về cơ bản nó đã trải qua hai hệ thống RO.

Bên cạnh việc tạo ra chất thấm qua có chất lượng cao hơn nhiều, hệ thống chuyền kép cũng cho phép loại bỏ khí carbon dioxide khỏi chất thấm qua bằng cách bơm xút giữa quy trình thứ nhất và quy trình thứ hai. C02 là chất không mong muốn khi bạn có hỗn hợp giường nhựa trao đổi ion sau RO. Bằng cách thêm xút sau lần chảy đầu tiên, bạn tăng độ pH của nước thấm qua bước đầu tiên và chuyển đổi C02 thành bicacbonat (HCO3-) và cacbonat (CO3-2) để loại bỏ tốt hơn bởi màng RO trong lần chảy thứ hai. Điều này không thể thực hiện được với RO một lượt bởi vì việc bơm xút và tạo thành cacbonat (CO3-2) với sự có mặt của các cation như canxi sẽ làm màng RO đóng cặn.

Tiền xử lý RO

Tiền xử lý thích hợp bằng cách sử dụng cả phương pháp xử lý cơ học và hóa học là rất quan trọng đối với hệ thống RO để ngăn ngừa tắc nghẽn, đóng cặn và hỏng màng RO sớm tốn kém cũng như yêu cầu vệ sinh thường xuyên. Dưới đây là tóm tắt các vấn đề phổ biến mà hệ thống RO gặp phải do thiếu tiền xử lý thích hợp.

bẩn

Sự tắc nghẽn xảy ra khi các chất gây ô nhiễm tích tụ trên bề mặt màng làm tắc nghẽn màng một cách hiệu quả. Có nhiều chất gây ô nhiễm trong nước cấp của thành phố mà mắt người không nhìn thấy và vô hại đối với người tiêu dùng, nhưng đủ lớn để nhanh chóng làm tắc nghẽn (hoặc tắc nghẽn) hệ thống RO. Sự tắc nghẽn thường xảy ra ở mặt trước của hệ thống RO và dẫn đến giảm áp suất cao hơn trên hệ thống RO và lưu lượng thấm thấp hơn. Điều này dẫn đến chi phí vận hành cao hơn và cuối cùng là cần phải vệ sinh hoặc thay thế màng RO. Sự tắc nghẽn cuối cùng sẽ xảy ra ở một mức độ nào đó do kích thước lỗ cực kỳ nhỏ của màng RO cho dù lịch trình tiền xử lý và làm sạch của bạn có hiệu quả đến đâu. Tuy nhiên, bằng cách xử lý trước thích hợp tại chỗ, bạn sẽ giảm thiểu nhu cầu giải quyết các vấn đề liên quan đến tắc nghẽn một cách thường xuyên.

Sự tắc nghẽn có thể được gây ra bởi những điều sau đây:

1. Chất dạng hạt hoặc chất keo (bụi bẩn, phù sa, đất sét, v.v.)
2. Chất hữu cơ (axit humic/fulvic, v.v.)
3. Vi sinh vật (vi khuẩn, vv). Vi khuẩn là một trong những vấn đề tắc nghẽn phổ biến nhất vì màng RO được sử dụng ngày nay không thể chịu được chất khử trùng như clo và do đó vi sinh vật thường có thể phát triển và nhân lên trên bề mặt màng. Chúng có thể tạo ra các màng sinh học bao phủ bề mặt màng và dẫn đến tình trạng tắc nghẽn nghiêm trọng.
4. Bước đột phá về phương tiện lọc ngược dòng của thiết bị RO. Giường carbon GAC và giường làm mềm có thể phát triển rò rỉ dưới cống và nếu không có quá trình lọc sau đầy đủ tại chỗ, phương tiện có thể làm hỏng hệ thống RO.

Bằng cách thực hiện các thử nghiệm phân tích, bạn có thể xác định xem nước cấp cho RO của bạn có khả năng bị tắc nghẽn cao hay không. Để ngăn chặn sự tắc nghẽn của hệ thống RO, các phương pháp lọc cơ học được sử dụng. Các phương pháp phổ biến nhất để ngăn tắc nghẽn là sử dụng các bộ lọc đa phương tiện (MMF) hoặc vi lọc (MF). Trong một số trường hợp lọc hộp mực sẽ đủ.

chia tỷ lệ

Khi một số hợp chất hòa tan (vô cơ) trở nên đậm đặc hơn (hãy nhớ thảo luận về hệ số nồng độ) thì việc đóng cặn có thể xảy ra nếu các hợp chất này vượt quá giới hạn độ hòa tan của chúng và kết tủa trên bề mặt màng dưới dạng cặn. Kết quả của việc mở rộng quy mô là áp suất giảm trên toàn hệ thống cao hơn, lượng muối đi qua cao hơn (loại bỏ muối ít hơn), lưu lượng nước thấm thấp và chất lượng nước thấm thấp hơn. Một ví dụ về cặn phổ biến có xu hướng hình thành trên màng RO là canxi cacbonat (CaCO3).

Tấn công hóa học

Màng composite màng mỏng hiện đại không chịu được clo hoặc chloramines. Các chất oxy hóa như clo sẽ ‘đốt cháy’ các lỗ trên màng và có thể gây ra thiệt hại không thể khắc phục được. Kết quả của sự tấn công hóa học vào màng RO là lưu lượng thấm cao hơn và lượng muối đi qua cao hơn (nước thấm có chất lượng kém hơn). Đây là lý do tại sao sự phát triển của vi sinh vật trên màng RO có xu hướng làm hỏng màng RO rất dễ dàng vì không có chất diệt khuẩn để ngăn chặn sự phát triển của nó.

Thiệt hại cơ khí

Một phần của kế hoạch tiền xử lý phải là hệ thống ống nước và điều khiển hệ thống RO trước và sau. Nếu ‘khởi động khó khăn’ xảy ra thiệt hại cơ học cho màng có thể xảy ra. Tương tự như vậy, nếu có quá nhiều áp suất ngược trên hệ thống RO thì cũng có thể xảy ra hư hỏng cơ học đối với màng RO. Những vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách sử dụng động cơ dẫn động tần số thay đổi để khởi động máy bơm cao áp cho hệ thống RO và bằng cách lắp đặt (các) van kiểm tra và/hoặc van giảm áp để ngăn áp suất ngược quá mức lên thiết bị RO có thể gây hư hỏng màng vĩnh viễn.

Giải pháp tiền xử lý

Dưới đây là một số giải pháp tiền xử lý cho hệ thống RO có thể giúp giảm thiểu tắc nghẽn, đóng cặn và tấn công hóa học.

Lọc đa phương tiện (MMF)

Bộ lọc đa phương tiện được sử dụng để giúp ngăn chặn sự tắc nghẽn của hệ thống RO. Bộ lọc đa phương tiện thường chứa ba lớp phương tiện bao gồm than antraxit, cát và ngọc hồng lựu, với một lớp sỏi hỗ trợ ở dưới cùng. Đây là những phương tiện truyền thông được lựa chọn vì sự khác biệt về kích thước và mật độ. Than antraxit lớn hơn (nhưng nhẹ hơn) sẽ ở trên cùng và garnet nặng hơn (nhưng nhỏ hơn) sẽ ở dưới cùng. Sự sắp xếp phương tiện lọc cho phép loại bỏ các hạt bụi bẩn lớn nhất ở gần đầu giường phương tiện với các hạt bụi bẩn nhỏ hơn được giữ lại ngày càng sâu hơn trong phương tiện. Điều này cho phép toàn bộ giường hoạt động như một bộ lọc cho phép thời gian chạy bộ lọc giữa rửa ngược và loại bỏ hạt hiệu quả hơn nhiều.

Bộ lọc Đa phương tiện được vận hành tốt có thể loại bỏ các hạt nhỏ tới 15-20 micron. Bộ lọc Đa phương tiện sử dụng chất bổ sung làm đông tụ (làm cho các hạt nhỏ liên kết với nhau để tạo thành các hạt đủ lớn để lọc) có thể loại bỏ các hạt có kích thước nhỏ tới 5-10 micrômét. Nói một cách dễ hiểu, chiều rộng của một sợi tóc người là khoảng 50 micron.

Bộ lọc đa phương tiện được đề xuất khi giá trị Chỉ số mật độ bùn (SDI) lớn hơn 3 hoặc khi độ đục lớn hơn 0,2 NTU. Không có quy tắc chính xác, nhưng các hướng dẫn trên nên được tuân thủ để ngăn ngừa màng RO bị tắc sớm.

Điều quan trọng là phải đặt bộ lọc hộp mực 5 micron ngay sau thiết bị MMF trong trường hợp đường thoát nước bên dưới của MMF bị hỏng. Điều này sẽ ngăn không cho phương tiện MMF làm hỏng máy bơm xuôi dòng và làm bẩn hệ thống RO.

Vi lọc (MF)

Vi lọc (MF) có hiệu quả trong việc loại bỏ chất keo và vi khuẩn và có kích thước lỗ chỉ 0,1-10µm. Vi lọc rất hữu ích trong việc giảm khả năng gây tắc nghẽn cho thiết bị RO. Cấu hình màng có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất, nhưng loại “sợi rỗng” được sử dụng phổ biến nhất. Thông thường, nước được bơm từ bên ngoài sợi và nước sạch được thu từ bên trong sợi. Màng vi lọc được sử dụng trong các ứng dụng nước uống được thường hoạt động ở dòng chảy “ngõ cụt”. Trong dòng chảy cụt, tất cả nước cấp cho màng được lọc qua màng. Một bánh lọc phải được rửa ngược định kỳ từ bề mặt màng được hình thành. Tỷ lệ thu hồi thường lớn hơn 90% đối với các nguồn nước cấp có chất lượng khá cao và độ đục thấp.

Chất chống đóng cặn và chất ức chế quy mô

Chất chống đóng cặn và chất ức chế đóng cặn, như tên gọi của chúng, là những hóa chất có thể được thêm vào nước cấp trước thiết bị RO để giúp giảm khả năng đóng cặn của nước cấp. Chất chống đóng cặn và chất ức chế đóng cặn làm tăng giới hạn hòa tan của các hợp chất vô cơ rắc rối. Bằng cách tăng giới hạn độ hòa tan, bạn có thể cô đặc muối hơn so với cách khác và do đó đạt được tốc độ thu hồi cao hơn và chạy ở hệ số nồng độ cao hơn. Chất chống cáu cặn và chất ức chế cáu cặn hoạt động bằng cách can thiệp vào quá trình hình thành cáu cặn và sự phát triển của tinh thể. Việc lựa chọn chất chống đóng cặn hoặc chất ức chế đóng cặn để sử dụng và liều lượng chính xác phụ thuộc vào thành phần hóa học của nước cấp và thiết kế hệ thống RO.

Làm mềm bằng trao đổi ion

Một chất làm mềm nước có thể được sử dụng để giúp ngăn ngừa đóng cặn trong hệ thống RO bằng cách trao đổi các ion tạo cặn với các ion không tạo cặn. Đối với thiết bị MMF, điều quan trọng là phải đặt bộ lọc hộp mực 5 micron ngay sau bộ làm mềm nước trong trường hợp các ống thoát nước bên dưới của bộ làm mềm bị hỏng.

Thuốc tiêm Natri Bisulfit (SBS)

Bằng cách thêm natri bisulfite (SBS hoặc SMBS), là chất khử, vào dòng nước trước RO với liều lượng thích hợp, bạn có thể loại bỏ clo dư.

Than hoạt tính dạng hạt (GAC)

GAC được sử dụng để loại bỏ cả các thành phần hữu cơ và chất khử trùng còn sót lại (chẳng hạn như clo và chloramines) khỏi nước. Giá thể GAC được làm từ than đá, vỏ quả hạch hoặc gỗ. Than hoạt tính loại bỏ clo dư và chloramines bằng phản ứng hóa học liên quan đến sự chuyển điện tử từ bề mặt của GAC ​​sang clo dư hoặc chloramines. Clo hoặc chloramines kết thúc dưới dạng ion clorua không còn là chất oxy hóa nữa.

Nhược điểm của việc sử dụng GAC trước thiết bị RO là GAC sẽ nhanh chóng loại bỏ clo ở phần trên cùng của lớp GAC. Điều này sẽ khiến phần còn lại của lớp GAC không có bất kỳ chất diệt khuẩn nào để tiêu diệt vi sinh vật. Lớp GAC sẽ hấp thụ các chất hữu cơ trong toàn bộ lớp, đây là thức ăn tiềm năng cho vi khuẩn, do đó, cuối cùng lớp GAC có thể trở thành nơi sinh sản cho vi khuẩn phát triển và có thể dễ dàng xâm nhập vào màng RO. Tương tự như vậy, một lớp GAC có thể tạo ra các hạt carbon rất nhỏ trong một số trường hợp có khả năng gây tắc nghẽn RO.

Xu hướng và chuẩn hóa dữ liệu RO

Màng RO là trái tim của hệ thống RO và một số điểm dữ liệu nhất định cần được thu thập để xác định tình trạng của màng RO. Những điểm dữ liệu này bao gồm áp suất, lưu lượng, chất lượng và nhiệt độ của hệ thống. Nhiệt độ nước tỷ lệ thuận với áp suất. Khi nhiệt độ nước giảm, nó trở nên nhớt hơn và lưu lượng thấm qua RO sẽ giảm xuống do cần nhiều áp lực hơn để đẩy nước qua màng. Tương tự như vậy, khi nhiệt độ nước tăng, lưu lượng thấm RO sẽ tăng. Do đó, dữ liệu hiệu suất cho hệ thống RO phải được chuẩn hóa để các biến thể dòng chảy không được hiểu là bất thường khi không có sự cố. Cần tính toán lưu lượng, áp suất và loại bỏ muối chuẩn hóa, được vẽ biểu đồ và so sánh với dữ liệu cơ bản (khi RO được đưa vào hoạt động hoặc sau khi màng được làm sạch hoặc thay thế) để giúp khắc phục mọi sự cố và cũng xác định thời điểm cần làm sạch hoặc kiểm tra hư hỏng của màng. Chuẩn hóa dữ liệu giúp hiển thị hiệu suất thực của màng RO. Theo nguyên tắc chung, khi thay đổi được chuẩn hóa là +/- 15% so với dữ liệu cơ sở thì bạn cần thực hiện hành động. Nếu bạn không tuân theo quy tắc này thì việc vệ sinh màng RO có thể không hiệu quả lắm trong việc đưa màng trở lại hiệu suất gần như mới.

Vệ sinh màng RO

Màng RO chắc chắn sẽ cần được vệ sinh định kỳ, từ 1 đến 4 lần một năm tùy thuộc vào chất lượng nước cấp. Theo nguyên tắc chung, nếu mức giảm áp suất chuẩn hóa hoặc lượng muối chuẩn hóa tăng 15%, thì đã đến lúc làm sạch màng RO. Nếu lưu lượng thấm chuẩn hóa đã giảm 15% thì đó cũng là lúc để làm sạch màng RO. Bạn có thể làm sạch màng RO tại chỗ hoặc tháo chúng ra khỏi hệ thống RO và làm sạch tại chỗ bởi một công ty dịch vụ chuyên về dịch vụ này. Người ta đã chứng minh rằng việc làm sạch màng bên ngoài hiệu quả hơn trong việc cung cấp khả năng làm sạch tốt hơn so với các tấm trượt làm sạch tại chỗ.

Làm sạch màng RO liên quan đến chất tẩy rửa có độ pH thấp và cao để loại bỏ các chất gây ô nhiễm khỏi màng. Việc đóng cặn được xử lý bằng chất tẩy rửa và chất hữu cơ có độ pH thấp, chất keo và cặn sinh học được xử lý bằng chất tẩy rửa có độ pH cao. Vệ sinh màng RO không chỉ là sử dụng hóa chất phù hợp. Có nhiều yếu tố khác liên quan như lưu lượng, nhiệt độ và chất lượng nước, các rãnh làm sạch được thiết kế và kích thước phù hợp và nhiều yếu tố khác mà một nhóm dịch vụ có kinh nghiệm phải giải quyết để làm sạch màng RO đúng cách.

Thẩm thấu ngược: Tóm tắt

Thẩm thấu ngược là một công nghệ hiệu quả và đã được chứng minh để sản xuất nước phù hợp cho nhiều ứng dụng công nghiệp yêu cầu nước khử khoáng hoặc khử ion. Quá trình xử lý tiếp theo sau hệ thống RO như khử ion hóa tầng hỗn hợp có thể làm tăng chất lượng của màng lọc RO và làm cho nó phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất. Xử lý sơ bộ và giám sát đúng cách hệ thống RO là rất quan trọng để ngăn ngừa việc sửa chữa tốn kém và bảo trì đột xuất. Với thiết kế hệ thống chính xác, chương trình bảo trì và hỗ trợ dịch vụ có kinh nghiệm, hệ thống RO của bạn sẽ cung cấp nước có độ tinh khiết cao trong nhiều năm.

Bài viết tham khảo : Ứng dụng Scada trong xử lý nước