Các bước tiền xử lý nước trước hệ thống lọc thẩm thấu ngược

Hệ thống lọc thẩm thấu ngược RO là một thiết bị có giá thành còn khá cao. Do đó, việc thiết kế, vận hành và bảo trì làm sao để hệ thống xử lý nước RO có tuổi thọ lâu bền là một việc rất quan trọng. Trong bài trước mình đã chia sẻ có 2 thông số rất quan trọng để đảm bảo nước được xử lý đạt yêu cầu đầu vô cho hệ thống RO là SDI phải nhỏ hơn 5, Chlorine < 0.1 mg/l . Trong bài này chúng ta sẽ cùng đi tìm hiểu cần lắp hệ thống tiền xử lý RO thế nào để xử lý nước đạt được 2 yêu cầu này. Tùy vào nguồn nước đầu vào mà hệ thống xử lý nước đầu vào sẽ khác nhau. Trong bài biết này, mình viết cho nước đầu vào hệ thống RO là nước máy, cấp từ nhà máy nước. Đặt tính của nguồn nước này là có Silica (SiO2) và Chlorine cao. Silica khoảng 12 mg/l là tác nhân bám vào màng gây tắt màng. Chlorine khoảng 10 mg/l là tác nhân phá hủy màng. Trong đó, chỉ có Chlorine tồn tại ở dạng tự do mới là tác nhân phá hủy màng RO. Chlorine tồn tại ở hai dạng tự do là OCl- và HOCl. Để xử lý Silica có trong nước cùng với các thành phần khác như chất rắn không tan, người ta dùng các cột lọc đa vật liệu. Các cột đa vật liệu được sử dụng bao gồm cát, sỏi, anthacite. Để tăng cường hiệu quả lọc, người ta châm thêm polymer để các thành phần này trong nước kết lại với nhau, gia tăng kích thước để tăng hiệu quả lọc. Người ta đánh chất lượng nước sau các cột lọc bằng thông số SDI (silt density index) – Chỉ số mật độ bùn. Hiện tại mình không thấy có nhiều nơi sử dụng dụng cụ này để đo chỉ số mật độ bùn. Mình sẽ có một bài kỹ hơn, hướng dẫn cách đo thông số này. Hệ thống lọc đa vật liệu hiệu quả là khi SDI sau các cột lọc đa vật liệu phải có SDI <5. Trong một số trường hợp chất lượng nước sau cột lọc đa vật liệu không đạt hiệu quả này các bạn cần xem lại loại và lượng polymer, cột lọc đa vật liệu có vận hành tốt không, rửa ngược thế nào? Sẽ có những bài viết chuyên sâu để chia sẻ các vấn đề này. Tiếp theo, để loại bỏ chlorine trong nước, nhằm bảo vệ màng RO. Trong kỹ thuật xử lý nước có 2 cách. Cách thứ nhất là dùng hóa chất NaHSO3 (soldium bisulfite). Hóa chất này sẽ phản ứng với chlorine tự do trong nước, tạo thành muối Na2SO4 và được loại bỏ bởi màng RO. Hoặc cách thứ hai là lọc qua than hoạt tính. Cấu trúc than hoạt tính loại bỏ chlorine khá hiệu quả. Những hệ thống tốt đều có máy đo chlorine tự do online và luôn đảm bảo Chlorine tự do nhỏ hơn 0.1 mg/l trước khi vào hệ thống RO. Để đảm bảo chất lượng nước loại bỏ hết các thành phần không tan trong nước, ở tiền hệ thống lọc RO còn có cột lọc bằng lõi lọc. Thường lõi lọc được chọn có kích thước là 5 micromet. Ở bước này SDI đầu ra phải nhỏ hơn 4, hệ thống lọc tốt SDI sẽ nhỏ hơn 3. Để giảm nguy cơ các thành phần không tan trong nước bám vào màng, người ta sử dụng thêm hóa chất chống cáu cặn cho màng là antiscalant. Hiện nay có khá nhiều hãng cung cấp loại hóa chất này như GE, Nalco,… Ngoài ra để đảm bảo màng RO không bị bám bởi vi sinh, các hệ thống xử lý nước bằng màng RO còn được lắp thêm hệ thống đèn UV. Ở các hệ thống này các bạn cẩn thận, đèn UV có thể làm gia tăng nhiệt độ của nước, làm tăng kích cỡ lỗ màng lọc, làm giảm hiệu quả lọc. Do đó, người ta sẽ lắp thêm bộ trao đổi nhiệt cho nước sau đèn UV, mục đích là kéo nhiệt độ của nước về khoảng 25 oC. Tóm lại, một hệ thống lọc tiền xử lý RO sẽ có các cấu phần: Lọc đa vật liệu, lọc than hoạt tính, lọc qua lõi lọc 5 micromet, khử trùng bằng UV và ổn định nhiệt độ. Các bạn xem hình để nắm rõ hơn nhé. Trong hình mình chỉ trình bày sơ đồ khối đơn giản. Trong thực tế, người ta luôn thiết kế để có kế hoạch nếu một thiết bị dừng, thì hệ thống vẫn chạy liên tục được. Do đó thường bơm sẽ có 2 đơn nguyên, cột lọc sẽ có N+1 đơn nguyên (N số thực chạy, 1 có thể dừng).