Lọc nước công nghiệp - so sánh các công nghệ lọc nước

LỌC NƯỚC CÔNG NGHIỆP

       1. LỌC NƯỚC LÀ GÌ?

         Lọc nước hiện nay trở lên phổ biến, các công nghệ lọc nước có chức năng xử lý nước biển, nước lợ, nước tự nhiên (nước giếng, nước ngầm, nước mưa, nước sông suối..), nước máy, nước cất... thành nước sạch, nước tinh khiết và siêu tinh khiết. Chúng được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp điển hình như:

            Ứng dụng:

• Trong công nghiệp hóa dầu (xử lý nước thải, sử dụng lại nước công nghệ…),
• Công nghiệp dược phẩm (giải pháp truyền dịch, sản xuất thuốc….)
• Công nghiệp chế biến thực phẩm (nước để sản xuất đồ uống, chế biến nước ép rau quả, chế biến sữa…)
• Trong quá trình xử lý nước trong các nhà máy quản lý nước, nhà máy điện và nhà máy nhiệt điện (nước làm mát khử khoáng, nước bổ sung để nuôi nồi hơi…).
• Trong đời sống sinh hoạt (sản xuất nước tinh khiết đóng bình, nước sạch tinh khiết cho nhà hàng, khách sạn, gia đình, chung cư…)

            Để thực hiện lọc các nguồn nước, chúng ta sử dụng các công nghệ lọc nước. Tất cả công nghệ lọc nước hiện nay luôn sử dụng màng lọc đó là màng bán thấm được sử dụng để tách và loại bỏ các chất hòa tan, chất keo hữu cơ, vi rút và vi khuẩn từ nước. Các màng lọc này kết hợp với bơm cao áp, thiết bị điều khiển và hệ thống tiền xử lý nếu cần thiết để tạo ra hệ thống lọc nước..

         Công nghệ lọc nước được phân chia theo nguyên lý vật lý hay theo kích thước của các tạp chất cần loại bỏ:

1. Lọc thô – Lọc cát sỏi (loại bỏ rong rêu tảo, chất cặn, chất lơ lửng..)
2. Vi lọc – Lọc Micro (loại bỏ vật thể trong nước kích thước 0.1 – 1 µm)
3. Siêu lọc -  Lọc UF (loại bỏ vật thể trong nước kích thước 0.01 – 0.1 µm)
4. Lọc nano – Lọc NANO (loại bỏ vật thể trong nước kích thước 0.001 – 0.01 µm)
5. Siêu lọc  -  Lọc RO (loại bỏ vật thể trong nước kích thước 0.0001 – 0.001 µm)

Chi tiết từng công nghệ lọc:

        A. Lọc thô

         Lọc thô là phương pháp lọc phổ biến hàng trăm năm nay, công nghệ này là sử dụng cát sỏi tự nhiên làm bể lọc, nước tự nhiên như nước sông, suối, nước giếng, nước ao… khi đi qua cát sỏi chúng sẽ bị loại bỏ rong, tảo, chât bẩn hòa tan…. Nước sau lọc vẫn nguyên các chất hòa tan, kim loại nặng, vi khuẩn, virut....

        B. Vi lọc - Lọc Micro

         Là công nghệ sử dụng màng lọc (thường là màng PP) có mắt lưới nhỏ từ 0.1 tới 1 µm (Micromet). Chúng có khả năng lọc và loại bỏ vật thế hòa tan, vi khuẩn có trong nước có kích thước lớn hơn 0.1 micro.  Công nghệ vi lọc thường được sử dụng lọc tiền lọc trong quá trình lọc siêu tinh khiết (lọc RO) hoặc lọc nước sinh hoạt gia đình. Nước sau lọc loải bỏ được chất hòa tan huyền phù, vi khuẩn... nhưng vẫn giữ nguyên kim loại nặng, virut

        C. Siêu lọc -  Lọc UF

         Thiết bị siêu lọc được sử dụng màng loc UF ( màng có kích thước mắt lọc 0.001 tới 0.1 µm) để loại bỏ độ đục, các chất không hòa tan và vi khuẩn, virut… trong quá trình chế biến nước uống và trong sản xuất thực phẩm và đồ uống. Nước sau lọc loải bỏ được chất hòa tan huyền phù, vi khuẩn, virut... nhưng chúng vẫn còn kim loại nặng, muối hòa tan....

         D. Lọc tinh khiết – Lọc NANO

         Thiết bị siêu lọc được sử dụng màng loc NANO ( màng lọc có mắt lọc có kích thước 0.001 tới 0.01 µm). Mang lọc loại bỏ khoảng 80-85% muối khoáng hòa tan và 99% tất cả vi khuẩn từ nước. Nguyên lý lọc NANO là nguyên lý lọc thẩm thấu ngược. Các hệ thống lọc NANO thường được sử dụng thay thế cho quy trình làm mềm nước cổ điển, vì lý do chi phí vận hành của lọc nano thấp hơn vì sự cần thiết phải tái sinh chất làm mềm nước với một lượng lớn muối đã được loại bỏ hoàn toàn. Nó được sử dụng để loại bỏ các ion hóa trị hai như Fe ²⁺, Ca²⁺, Mg²⁺…  khỏi nước. Việc sử dụng chính được đưa ra bằng cách xử lý nước tại các hệ thống sưởi ấm nước, làm sạch nồi hơi, sản xuất thực phẩm và đồ uống, chế biến nước và các ứng dụng trong tháp giải nhiệt hiệu suất cao. Nước sau lọc loải bỏ được chất hòa tan huyền phù, vi khuẩn, virut, muối hòa tan, ion kim loại phân tử kích thước lớn... nhưng nước vẫn còn ion kim loại, chưa loại bỏ hoàn toàn hết, đặc biệt là nguồn nước chưa Asen.

         E. Lọc siêu tinh khiết – Lọc RO

         Đây là màng lọc tiên tiến nhất hiện nay, màng lọc có kích thước mắt lọc 0.0001 tới 0.001 micro. Màng lọc sử dụng nguyên lý thẩm thấu ngược loại bỏ 95-99% muối khoáng hòa tan và 99% tất cả vi khuẩn từ nước. Nước tự nhiên được khử muối được đưa vào màng lọc dưới áp suất cao. Chỉ có nước tinh khiết mới đi qua được màng, không có bất kỳ ion nào của các chất hòa tan có thể di qua và trượt trên thành màng chảy ra cùng nước thải. Do đó màng lọc RO với công nghệ lọc thẩm thấu ngược được gọi là lọc siêu tinh khiết và có thể lọc được cả nước tinh khiết từ nước biển, nước mặn. 

        Nước sau khi lọc RO hoàn toàn tinh khiết, màng lọc RO loại bỏ hoàn toàn tất cả tạp chất, ion, vi khuẩn virut, muối khoáng...

        2. SO SÁNH CÁC CÔNG NGHỆ LỌC NƯỚC PHỔ BIẾN HIỆN NAY

         Trong lĩnh vực lọc nước công nghiệp phục vụ sản suất, y tế, sinh hoạt và công nghiệp hiện nay.  Có 3 công nghệ lọc phổ biến được sử dụng là I) Siêu lọc – Lọc UF, II) Lọc tinh khiết – Lọc NANO và III) Lọc siêu tinh khiết – Lọc RO. Cụ thể công nghệ lọc và ưu ngược điểm từng công nghệ như sau:

         I) SIÊU LỌC -  LỌC UF (0.1 - 0.01 micron)

         Màng siêu lọc UF (Ultrafiltration – UF) là màng siêu lọc có cấu trúc mềm không đối xứng, kích thước lỗ rỗng từ 0,01 – 0,1 μm, hoạt động dưới áp suất thông thường từ 70 - 200 psi (pascal per inche) ; cho phép lọc được các chất keo, chất rắn hoà tan có kích thước nhỏ và các phần tử như vi khuẩn, vi rút, proteins có khối lượng mol phân tử nhỏ, carbohydrates, enzymes....

         Lưu lượng trong quá trình lọc diễn ra ở màng UF phụ thuộc nhiều vào hàm lượng chất keo bởi sự phân cực và sự bịt kín lỗ rỗng của màng bởi tạp chất keo, các chất keo là nguyên nhân chính làm giảm lưu lượng và tạo lên áp lực truyền qua màng tăng cao. Về cơ bản màng UF không cho hiệu quả cao như màng NANO nhưng lại không đòi hỏi nhiều năng lượng như màng NANO.

        Ưu Điểm :

         – Quá trình lọc diễn ra ở nhiệt độ bình thường từ (0~ 35°C) và áp suất thấp từ (1~5 bar) không cần bơm cao áp, nên tiêu thụ ít điện năng, cắt giảm chi phí hoạt động đáng kể. Kích thước của hệ thống gọn nhỏ, cấu trúc đơn giản nên không tốn mặt bằng lắp đặt.

         – Không có nước thải lãng phí như RO tiếp kiệm lớn cho người sử dụng.

         – Quy trình vận hành đơn giản, không cần nhiều nhân công.

         – Cấu trúc và vật liệu màng lọc đồng nhất sử dụng phương pháp lọc cơ học nên không làm biến đổi tính chất hóa học của nguồn nước.

         – Vật liệu của màng lọc không xâm nhập vào nguồn nước, đảm bảo độ tinh khiết trong suốt quy trình xử lý.

        Nhược điểm: 

• Không loại bỏ được nhiều ion và muối hòa tan trong nước, trong đó có nhiều ion độc tính như As,…..
• Cần xác định rõ nguồn nước đầu vào, các chỉ tiêu lý hóa cần phải đạt tiêu chuẩn nguồn nước sinh hoạt của bộ y tế (Nước máy) để lắp thiết bị phù hợp

         II) LỌC TINH KHIẾT - LỌC NANO (0.01 - 0.001 micron)

         Màng lọc NANO (Nanofiltration – NF) là màng lọc có kích thước lỗ rỗng khoảng 0,001μm tới 0.01 μm, cơ chế lọc hoạt động dưới áp suất thông thường từ 100 – 600 psi; là màng trung gian giữa 2 hình thức lọc màng là RO và UF. Nó có thể lọc được các phân tử muối hoá trị thấp và các chất khoáng ; được ứng dụng trọng lọc cặn các protein, gelatin, công nghệ chế biến nước hoa quả, phân ly chất rắn hoà tan trong dung dịch và sản xuất nước sạch phục vụ sinh hoạt. Cụ thể chức năng màng:

• Loại bỏ những thành phần có kích thước lớn bị loại bỏ trong nước
• Lọc các kim loại nặng sẽ bị giữ lại nhờ cơ chế hấp thụ của lõi lọc nano
• Diệt 100% vi khuẩn gây hại trong nước, khi lọc qua công nghệ nano đảm bảo loại bỏ hoàn toàn các kim loại năng,…(hóa học) và các loại vi khuẩn (lọc vi sinh) mà vẫn giữ lại khoáng chất trong nước.
•                                   

        Ưu điểm: 

         - Nước sau qua máy lọc nước Nano uống ngay, nước ngọt, mềm

         - Không dùng nhiều điện, không nước thải, giữ vi lượng khoáng chất tự nhiên tốt cho cơ thể.

         - Vật liệu màng rẻ, chi phí vận hành thấp hơn màng RO. Dễ dàng lọc mức công suất lớn

Nhược điểm: 

• Công nghệ Nano không qua hệ thống xử lý thô sẽ dễ gây tắc màng, những chất khoáng còn lại trong nước có thể sẽ không có lợi cho cơ thể, giá thành cao.
• Với công nghệ lọc của máy lọc nước Nano, người sử dụng phải xác định trước nguồn nước để dùng Nano hiệu quả hơn.
• Vẫn giữ lại giữ các phân tử đường , muối ion hòa tan, muối kim loại hóa trị II

3/MÀNG LỌC RO (0.001 - 0.0001 micron)

         Màng lọc thẩm thấu ngược (Reverse osmosis – RO) hà còn gọi là Màng lọc RO có kích thước lỗ rỗng nhỏ hơn 0,0001μm, chúng được hoạt động dưới áp suất cao, thông thường từ 400 – 1000 psi, cho phép loại bỏ hầu hết các thành phần có trong nước như: cacbuahydrat, phân tử chất, cặn lơ lửng, các chất khoáng, các ion, amino,  acid…, .Cơ chế hoạt động của lọc RO sử dụng tính chất của màng bán thấm, tất cả các chất hoà tan bị giữ lại, trừ một vài phần tử hữu cơ rất gần với nước có khối lượng mol phân từ cực nhỏ, phân cực mạnh mới có thể đi qua

         Trên Bề mặt màng RO có các lỗ siêu nhỏ, vì thế phải dùng điện để tạo áp lực của máy bơm ép nước tinh khiết đi qua màng lọc. Ngoài ra, theo cơ chế trượt ngang nguồn nước sau khi tới màng lọc RO tách ra làm hai phần: Một phần nước hoàn toàn tinh khiết, nước còn lại có lẫn các tạp chất sẽ bị cuốn ra ngoài theo đường nước thải.

Ưu điểm: 

       -  Lọc RO là công nghệ lọc nước tiên tiến và triệt để nhất hiện nay. Vì các khe hở màng lọc RO có kích thước 0,0001 Micronmet giống như cơ chế hoạt động của thận người sẽ cho ra sản phẩm nước siêu tinh khiết, loại bọ hoàn toàn ion, kim loại, tạp chất, vi khuẩn…

       -  Nước sau khi qua lọc uống được ngay, nước có vị ngon, ngọt, tinh khiết vô trùng có thể uống trực tiếp

       -  Sử dụng phù hợp với nhiều nguồn nước nhà nước giếng khoan, nước máy, nước sông, nước lợ…. đều có thể mang đến nguồn nước tinh khiết.

Nhược điểm:

•  Công nghệ lọc RO sẽ cho ra nước tinh khiết, đồng thời cũng loại bỏ hoàn toàn khoáng chất có trong nước (uống nước tinh khiết trong thời gian dài làm cho cơ thể thiếu đi 1 số khoáng chất cần thiết)
• Tốn nước nhiều, vì việc cho ra nước tinh khiết đồng nghĩa với việc phải loại bổ một luợng nước thải tương đương.
• Thiết bị lọc cồng kềnh, cần bơm cao áp, tốn điện năng, cần hệ thống tiền lọc để lọc sử lý các nguồn nước tự nhiên

Ảnh minh họa hệ thống lọc nước tinh khiết RO

Để có công nghệ phù hợp với nguồn nước, quý khách xin vui lòng liên hệ chúng tôi:

Hotline: 0971104620

Website: vnjvietnam.com

Cám ơn quý khách.