Khái niệm về lọc thẩm thấu ngược (RO) phần 2
Hệ thống thẩm thấu ngược (RO): Hiểu được sự khác biệt giữa passes (bậc) và stages (cấp) trong hệ thống Thẩm thấu ngược (RO)
Các thuật ngữ passes và stages thường bị nhầm lẫn với nhau trong hệ thống RO và có thể là thuật ngữ gây nhầm lẫn cho nhà thầu, nhà thiết kế RO. Điều quan trọng là phải hiểu sự khác biệt giữa RO stages 1 và 2 và RO passes 1 và 2.
Sự khác biệt của stages 1 và 2 của hệ thống RO?
Array của RO là gì?
Trong Hệ thống thẩm thấu ngược, một Array mô tả sự sắp xếp vật lý của các vỏ màng RO trong một hệ thống 2 cấp. Vỏ RO có chứa màng RO (thường có từ 1 đến 8 màng RO nằm trong một vỏ màng). Mỗi cấp có thể có một lượng vỏ màng và màng RO nhất định. Dòng cô đặc loại bỏ ở mỗi cấp sẽ trở thành dòng cấp vào cho cấp kế tiếp tiếp theo. Hệ thống RO 2 giai đoạn hiển thị ở trên là array 2: 1 có nghĩa là chất cô đặc (hoặc loại bỏ) của 2 vỏ RO đầu tiên được cấp vào cho 1 vỏ RO tiếp theo.
Hệ thống RO với dòng cô đặc tuần hoàn
Với một hệ thống RO được sắp xếp stage đúng cách với điều kiện chất lượng nước cấp cho phép, thiết lập tuần hoàn tái sử dụng dòng cô đặc có thể được áp dụng trong đó một phần của dòng cô đặc được đưa trở lại nước cấp cho cấp đầu tiên để giúp tăng cường tỷ lệ thu hồi.
Hệ thống RO với single pass và double pass
Hãy coi một pass như một hệ thống RO độc lập. Với điều này, sự khác biệt giữa hệ thống RO một bậc và một hệ thống RO kép là RO hai bậc, dòng thấm qua từ bậc đầu tiên trở thành nước cấp cho bậc thứ hai (hoặc RO thứ hai) cuối cùng tạo ra chất lượng cao hơn nhiều bởi vì nó về cơ bản đã trải qua hai lần hệ thống RO.
Bên cạnh việc tạo ra dòng thấm với chất lượng cao hơn nhiều, hệ thống RO kép cũng cho phép cơ hội loại bỏ khí carbon dioxide khỏi dòng thấm bằng cách châm xút giữa dòng thấm thứ nhất và thứ hai. C02 là không mong muốn khi bạn có hỗn hợp nhựa trao đổi ion sau RO. Bằng cách thêm xút sau dòng thẩm thấu đầu tiên, bạn sẽ tăng độ pH của nước thấm qua bậc đầu tiên và chuyển đổi C02 thành bicacbonat (HCO3-) và cacbonat (CO3-2) để màng RO loại bỏ tốt hơn trong lần xử lý thứ hai. Điều này không thể thực hiện được với RO một bậc vì bơm xút và tạo thành cacbonat (CO3-2) với sự có mặt của các cation như canxi sẽ gây đóng cặn cho màng RO.
Tiền xử lý RO
Xử lý sơ bộ thích hợp bằng cách sử dụng cả phương pháp xử lý cơ học và hóa học là rất quan trọng đối với một hệ thống RO để ngăn ngừa tắc nghẽn, đóng cặn và hỏng màng RO sớm gây tốn kém và các yêu cầu làm sạch thường xuyên. Dưới đây là tóm tắt các sự cố phổ biến mà hệ thống RO gặp phải do thiếu hệ thống tiền xử lý thích hợp.
Fouling – Bong tróc
Có thể do những nguyên nhân sau:
- Cặn hoặc dạng keo (bụi bẩn, phù sa, đất sét, v.v.)
- Các chất hữu cơ (axit humic / axit fulvic, v.v.)
- Vi sinh vật (vi khuẩn, v.v.). Vi khuẩn là một trong những vấn đề gây tắc nghẽn phổ biến nhất vì màng RO đang 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 sinh sôi trên bề mặt màng. Chúng có thể tạo ra các màng sinh học bao phủ bề mặt màng và dẫn đến việc đóng cặn nặng.
Bằng cách thực hiện các xét nghiệm phân tích, bạn có thể xác định xem nước cấp vào RO của bạn có tiềm ẩn nhiều cặn bẩn hay không. Để ngăn chặn sự tắc nghẽn của hệ thống RO, phương pháp lọc cơ học được sử dụng. Các phương pháp phổ biến nhất để ngăn ngừa tắc nghẽn là sử dụng các bộ lọc đa tầng (MMF) hoặc lọc tinh (MF). Trong một số trường hợp, việc lọc cartridge là đủ.
Xem thêm bài viết lọc đa tầng là gì?
Xem thêm bài viết lọc tinh là gì? hướng dẫn thay lõi lọc tinh
Cáu cặn
Khi các hợp chất hòa tan (vô cơ) trở nên đậm đặc hơn (hãy nhớ thảo luận về yếu tố nồng độ) thì hiện tượng đóng cặn có thể xảy ra nếu các hợp chất này vượt quá giới hạn hòa tan của chúng và kết tủa trên bề mặt màng dưới dạng cáu cặn. Kết quả của việc cáu cặn là làm giảm áp suất trên toàn hệ thống, lượng muối đi qua cao hơn (ít loại bỏ muối hơn), lưu lượng 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
Lớp màng mỏng composite (thin film composite membranes) là loại màng hiện đại không chịu được clo hoặc cloramin. Các chất ôxy hóa như clo sẽ ‘đốt cháy’ các lỗ nhỏ trong lõi 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 nồng độ lượng muối cao hơn (nước thẩm thấu chất lượng kém hơn). Đây là lý do tại sao sự phát triển của vi sinh vật trên màng RO có xu hướng làm bẩn màng RO rất dễ dàng vì không có chất diệt khuẩn để ngăn chặn sự phát triển của nó.
Phá hủy cơ học
Nếu bơm ‘khởi động cứng’ xảy ra thì có thể xảy ra hư hỏng cơ học đối với màng. 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 biến tần số thay đổi để khởi động máy bơm cao áp cho hệ thống RO và bằng cách lắp (các) van một chiều và / hoặc van giảm áp để ngăn chặn áp suất ngược quá mức trên bộ RO có thể gây 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 màng.
Lọc đa tầng (MMF)
Bộ lọc Đa tầng được sử dụng để giúp ngăn chặn sự tắc nghẽn của hệ thống RO. Bộ lọc Đa tầng thường chứa ba lớp vật liệu lọc bao gồm than antraxit, cát và hạt khử sắt, với một lớp sỏi hỗ trợ ở dưới cùng. Đây là những loại vật liệu lọc được lựa chọn vì sự khác biệt về kích thước và mật độ. Việc bố trí vật liệu lọc cho phép loại bỏ các hạt bụi bẩn lớn nhất ở gần phần trên cùng của lớp vật liệu với các hạt bụi bẩn nhỏ hơn được giữ lại ngày càng sâu hơn trong vật liệu. Điều này cho phép toàn bộ lớp đệm hoạt động như một bộ lọc cho phép thời gian chạy bộ lọc lâu hơn nhiều giữa quá trình rửa ngược và loại bỏ các hạt hiệu quả hơn.
Bộ lọc Đa tầng hoạt động tốt có thể loại bỏ các hạt có kích thước nhỏ đến 15-20 micron. Bộ lọc Đa tầng sử dụng bổ sung chất keo tụ (làm cho các hạt nhỏ liên kết với nhau để tạo thành các hạt đủ lớn để được lọc) có thể loại bỏ các hạt có kích thước nhỏ đến 5-10 micron. Để làm cho dễ hiểu ta có thể hình dung chiều rộng của một sợi tóc người là khoảng 50 micron.
Bộ lọc đa tầng 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 cần tuân thủ các hướng dẫn trên để ngăn chặn quá trình đóng cặn sớm của màng RO.
Điều quan trọng là phải đặt một bộ lọc tinh 5 micron ngay sau bộ MMF trong trường hợp các lưới thu nước dưới của MMF bị lỗi. Điều này sẽ ngăn không cho vật liệu lọc MMF làm hỏng các máy bơm hạ nguồn và làm tắc nghẽn hệ thống RO.
Lọc tinh (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 bộ phận RO. Cấu hình màng có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất, nhưng loại “sợi rỗng – hollow fiber” được sử dụng phổ biến nhất. Thông thường, nước được bơm từ bên ngoài các sợi, và nước sạch được thu thập từ bên trong các sợi.
Xem thêm bài viết lọc tinh là gì? hướng dẫn thay lõi lọc tinh
Chất chống cáo cặn và chất ức chế cáu cặn
Chất chống cáo cặn và chất ức chế cáu cặn, như tên gọi của chúng, là những hóa chất có thể được thêm vào nước cấp trước một hệ RO để giúp giảm khả năng đóng cặn của nước cấp. Chất chống cặn và chất ức chế cáo cặn làm tăng giới hạn hòa tan của các hợp chất vô cơ gây phiền phức. Bằng cách tăng giới hạn độ hòa tan, bạn có thể cô đặc các muối cao hơn mức có thể và do đó đạt được tỷ lệ thu hồi cao hơn. Chất chống cáo cặn và chất ức chế cáo cặn hoạt động bằng cách can thiệp vào sự hình thành cáo cặn và tăng trưởng tinh thể. Việc lựa chọn chất chống cáo cặn hoặc chất ức chế cáu cặn để sử dụng và liều lượng chính xác phụ thuộc vào thành phần tính chất nước cấp và sơ đồ thiết kế hệ thống RO.
Xem thêm bài viết: Antiscalant là gì?
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 một bộ lọc tinh 5 micron ngay sau bộ làm mềm nước trong trường hợp lưới thu nước dưới của bộ làm mềm bị hỏng.
Châm dung dịch Sodium Bisulfite (SBS)
Lọc than hoạt tính (GAC)
GAC được sử dụng để loại bỏ các thành phần hữu cơ và chất khử trùng còn lại (như clo và cloramin) khỏi nước. Giá thể GAC được làm từ than, gáo dừa hoặc gỗ. Than hoạt tính loại bỏ clo dư và cloramin bằng phản ứng hóa học liên quan đến việc chuyển các điện tử từ bề mặt của GAC sang clo dư hoặc cloramin. Clo hoặc cloramin kết thúc dưới dạng ion clorua không còn là chất oxy hóa.
Nhược điểm của việc sử dụng GAC trước thiết bị RO là GAC sẽ loại bỏ clo nhanh chóng ở phần trên cùng của lớp GAC. Điều này sẽ để lại phần còn lại của lớp GAC mà không có bất kỳ chất diệt khuẩn nào để tiêu diệt vi sinh vật. Lớp GAC sẽ hấp thụ các chất hữu cơ trên toàn lớp lọc, đây là thức ăn tiềm năng cho vi khuẩn, vì vậy cuối cùng giường GAC có thể trở thành nơi sinh sản cho sự phát triển của vi khuẩn có thể dễ dàng đi qua màng RO. Tương tự như vậy, lớp GAC có thể tạo ra các hạt carbon rất nhỏ trong một số trường hợp có khả năng làm hỏng RO.
Xu hướng và chuẩn hóa dữ liệu RO
Màng RO là trái tim của hệ thống RO và các điểm dữ liệu nhất định cần được thu thập để xác định sức khỏe của màng RO. Các 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 thẩm thấu 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 thẩm thấu RO sẽ tăng lên. Do đó, dữ liệu hiệu suất cho hệ thống RO phải được chuẩn hóa để các thay đổi dòng chảy không bị coi là bất thường khi không có vấn đề gì. Lưu lượng, áp suất và loại bỏ muối chuẩn hóa phải được tính toán, lập biểu đồ và so sánh với dữ liệu cơ bản (khi RO được vận hành hoặc sau khi màng lọc được làm sạch hoặc thay thế) để giúp khắc phục mọi sự cố và cũng xác định khi nào cần làm sạch hoặc kiểm tra màng lọc cho hư hỏng.
Chuẩn hóa dữ liệu giúp hiển thị hiệu suất thực của màng RO. Theo nguyên tắc chung, khi thay đổi chuẩn hóa là +/- 15% so với dữ liệu cơ sở thì bạn cần phải thực hiện hành động. Nếu bạn không tuân theo quy tắc này thì việc làm sạch màng RO có thể không hiệu quả lắm trong việc đưa màng trở lại gần hiệu suất như mới.
Làm sạch màng RO
Màng RO chắc chắn sẽ yêu cầu vệ sinh định kỳ, bất cứ nơi nào từ 1 đến 4 lần một năm tùy thuộc vào chất lượng nước cấp. Theo nguyên tắc chung, nếu áp suất giảm bình thường hoặc lượng muối đi qua bình thường đã tăng 15%, thì đó là thời điểm để làm sạch màng RO. Nếu lưu lượng thấm bình thường đã giảm 15% thì đó cũng là lúc cần 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 một công ty dịch vụ chuyên về dịch vụ này như Công ty Khang Ngọc Environment. Thực tế đã được chứng minh rằng làm sạch màng bên ngoài tại Công ty Khang Ngọc Environment hiệu quả hơn trong việc làm sạch tốt hơn so với làm sạch tại chỗ.
Làm sạch màng RO bao gồm các chất tẩy rửa có độ pH thấp và cao để loại bỏ các chất gây ô nhiễm khỏi màng. Việc đóng cặn được giải quyết bằng chất tẩy rửa có độ pH thấp, trong khi chất hữu cơ, chất tạo keo và tạo màng sinh học được xử lý bằng chất tẩy rửa có độ pH cao. Việc vệ sinh màng RO không chỉ là sử dụng các loại hóa chất phù hợp. Có nhiều yếu tố khác liên quan như dòng chảy, nhiệt độ và chất lượng nước, thời gian,….được thiết kế và cân chỉnh phù hợp và nhiều yếu tố khác mà một nhóm chuyên gia có kinh nghiệm như chúng tôi 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 với nhiều ứng dụng công nghiệp yêu cầu nước khử khoáng hoặc khử ion. Quá trình xử lý sau hệ thống RO như khử ion bằng mixbed có thể làm tăng chất lượng của RO thẩm thấu và làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất. Việc giám sát và tiền xử lý thích hợp 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 tinh khiết cao trong nhiều năm.
Xem thêm bài viết: Khái niệm về lọc thẩm thấu ngược (RO) phần 1
Nếu Quý khách cần tư vấn thêm về màng RO, xin liên hệ ngay với chúng tôi theo thông tin sau:
CÔNG TY CỔ PHẦN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG KHANG NGỌC
Địa chỉ
Trụ sở chính:
Số 86 Đường Đông Hồ – Phường 4 – Quận 8 – Tp Hồ Chí Minh
Tel: 028. 37584648 –
Mobile: 0916.926.367
Chi nhánh:
Số C7/30C14 – Đường Phạm Hùng – Xã Bình Hưng – Huyện Bình Chánh – Tp Hồ Chí Minh
Tel: 028.37584648 – 028. 62755032
Fax: 028.37583936
Mobile: 0916.926.367
Kho hàng và xưởng cơ điện:
Số 17 – Đường Phạm Hùng – Xã Phước Lộc – Huyện Nhà Bè – Tp Hồ Chí Minh.
Website
https://khangngoc.business.site/?m=true
Doanh Nghiệp