XỬ LÝ NƯỚC SẠCH VÀ SIÊU SẠCH (RO, UF, DI SYSTEM)
Việc phát triển các ngành công nghiệp mạnh mẽ tại Việt Nam cũng kèm theo nhu cầu sử dụng nước sạch ngày càng tăng. Tuy nhiên, môi trường nước đang dần bị ô nhiễm, việc xử lý nước sạch cho sản xuất là vấn đề rất được quan tâm hiện nay. Một số ngành công nghiệp đặc thù cần sử dụng nước siêu sạch cho các hoạt động sản xuất như ngành dược, mỹ phẩm, điện – điện tử, thiết bị y tế… Yêu cầu chất lượng nước cực kì khắt khe.
Những giải pháp để xử lý nước sạch và siêu sạch
Là những chuyên gia trong lĩnh vực môi trường và xử lý nước. MPTEK chuyên cung cấp những giải pháp xử lý nước sạch và siêu sạch, ứng dụng công nghệ hiện đại và hiệu quả cao như: công nghệ lọc UF (Ultrafiltration), RO (Revers Osmosis), DI (Deionized) (nước khử ion)…
Hệ thống lọc UF (Ultrafiltration)
UF viết tắt của Ultra Filtration: siêu lọc. Màng lọc UF hoặc siêu lọc được làm từ màng sợi rỗng với kích thước lỗ rỗng từ 0,01 – 0,1µm – micromet (nhỏ tương đương 1/5000 kích thước sợi tóc, thông thường từ 50-70µm) có khả năng lọc tách các chất keo, chất rắn hoà tan có trong nước. Loại bỏ được hầu hết chất rắn lơ lửng, vi khuẩn và vi rút.
Màng lọc Ultrafiltration có thể hoạt động theo 2 nguyên lý:
Từ ngoài vào trong: Lớp lọc nằm bên ngoài màng, Dòng nước có chất ô nhiễm được đẩy vào từ bên ngoài vào trong màng lọc tất cả các chất độc hại được dữ lại bên ngoài màng lọc. chỉ duy nhất Nước sạch nguyên khoáng ,nước tinh khiết sau lọc được thu ở bên trong màng lọc.
Từ trong ra ngoài: Lớp lọc nằm bên trong màng. Dòng nước có chất ô nhiễm được thấm vào từ bên trong màng lọc. Nước sạch sau lọc được thu ở bên ngoài màng lọc
Ứng dụng
- Xử lý nước sinh hoạt: Nước sau xử lý qua hệ thống lọc UF hoàn toàn đáp ứng được quy chuẩn về chất lượng nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT và chất lượng nước sinh hoạt QCVN 02:2009/BYT của Bộ Y tế
- Tiền xử lý, lọc bảo vệ cho hệ thống R.O: Giúp tăng tuổi thọ màng RO
- Cô đặc cho ngành thực phẩm, nước giải khát, phân tách và lọc cho sản xuất bơ sữa, ngành dược, sinh học
- Lọc nước thải tái sử dụng
Ưu điểm
- Quá trình lọc diễn ra ở nhiệt độ bình thường từ (0~ 35°C) và áp suất thấp từ (1~5 bar)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 thể loại bỏ các muối hòa tan trong nước
- Không giúp làm sạch 100% vi khuẩn và virut như các loại màng lọc RO
- Dễ tắc màng khi lọc các hạt cứng và sắc lớn hơn 0.1mm. Vì vậy cần có lọc bảo vệ phía trước để luôn đảm bảo hiệu suất cho hệ thống UF
Hế thống lọc RO
Hệ thống lọc RO là hệ thống lọc nước sử dụng công nghệ màng thẩm thấu ngược hay gọi là màng RO (Revers Osmosis), có thể loại bỏ đến 99% các tạp chất hòa tan. Đảm bảo các chất độc hại như asen, sắt, chì, mangan, cặn, các chất hữu cơ có trong nước được xử lý hoàn toàn.
Một hệ thống lọc RO công nghiệp được cấu thành từ nhiều linh kiện, thiết bị lọc nước RO công nghiệp và quan trọng nhất chính là màng lọc RO
Nguyên lý hoạt động hệ thống RO
Nguyên lý hoạt động của hệ thống RO gồm 3 phần tiền xử lý, lọc RO, và xử lý sau lọc RO (tùy theo yêu cầu chất lượng nước)
Tiền xử lý
Hệ thống tiền xử lý được cấu thành từ nhiều cột lọc, bơm, vật liệu lọc, van điều khiển,… Chúng có nhiệm vụ chung để loại bỏ tạp chất, cặn lắng lớn, kim loại nặng, chất hữu cơ, làm mềm nước.
Nước được bơm cấp 1 đưa từ bể chứa vào hệ thống tiền xử lý và tiền lọc. Tại bước này, nước được xử lý qua các cột lọc xử lý kim loại nặng, xử lý carbon, lọc làm mềm và thiết bị lọc tinh.
Bước làm chỉ là tiền xử lý, tuy nhiên lại vô cùng quan trọng, tránh tình trạng hư hại máy móc và giúp quá trình vận hành sau đó được thuận lợi.
Hệ thống chính – lọc RO
Hệ thống chính của hệ lọc RO có thể chia làm 2 phần
Phần chính: bơm cao áp và màng lọc RO
Bơm cao áp và màng lọc RO
Cấu tạo màng RO
Phần kiểm soát:
- Chất lượng nước tiền xử lý: pH, ORP hoặc Chlorine, Độ dẫn điện (TDS), SDI, lưu lượng
- Cơ khí điện và vận hành: áp lực, độ chênh lệch áp, lưu lượng, tự động xả bỏ (auto flush)
Để tăng hiệu quả và kéo dài tuổi thọ màng bằng hóa chất
- hóa chất chống cáu cặn, kiểm soát vi sinh và chlorine.
- CIP định kỳ
Sau màng RO
Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà lựa chọn phương pháp xử lý tiếp theo. Có thể dùng UV, Ozone để diệt khuẩn, hoặc hệ xử lý DI để khử tiếp ion trong nước. Trong hệ RO dân dụng thường sử dụng lọc than hoạt tính hoặc cấp khoáng tạo vị ngọt tự nhiên cho nước uống.
Ưu và nhược điểm của hệ thống RO
Ưu điểm
- Tạo ra sản phẩm nước tinh khiết đạt tiêu chuẩn 6-1-2010/BYT.
- Lọc nước theo nguyên lý thẩm thấu ngược nên đạt hiệu quả lọc cao.
- Có lõi bổ sung khoáng chất, tạo vị ngọt và tăng lượng oxy, pH cho nước.
- Có khả năng tự sục rửa khi lọc nước.
- Loại bỏ được tới 99% các tạp chất ,độc tố và vi khuẩn gây bệnh trong nước.
- Lọc được nước tinh khiết từ nhiều nguồn nước khác nhau: nước lợ, nước máy, nước giếng khoan, …
- Ít phải thay thế lõi lọc.
Nhược điểm
- Không sử dụng được nguồn nước có tính axit cao.
- Chỉ giữ lại được 60% lượng nước tinh khiết. Tuy nhiên, nguồn nước được thải ra có thể sử dụng để lau nhà, tưới cây.
- Sử dụng điện năng nên nếu mất điện thời gian dài sẽ gây ra 1 vài bất tiện.
Hệ thống lọc nước DI
Nước khử ion – Deionized Water hay còn gọi là nước DI là loại bỏ tất cả các khoáng chất và muối ion hóa (cả hữu cơ và vô cơ) khỏi dung dịch thông qua quá trình trao đổi ion. Bởi vì hầu hết các tạp chất nước là muối hòa tan, khử ion tạo ra một loại nước có độ tinh khiết cao có thể được xem như nước siêu sạch tương tự như nước cất. So với chưng cất, khử ion nhanh hơn, ít tốn năng lượng hơn và tiết kiệm chi phí hơn. Nước sau khi xử lý DI đạt mức độ tinh khiết hầu như chỉ còn lại các phân tử nước (H20) với chỉ số độ dẫn điện < 3µS/cm.
Tổng quan về công nghệ xử lý nước DI
Công nghệ đầu tiên sản xuất nước DI bằng cách chưng cất. Nguyên lí của công nghệ này là dùng nhiệt để đun sôi nước đến khi hóa hơi, sau khi nước hóa hơi bay lên sẽ được ngưng tụ bằng hệ thống làm mát. Các ion trong nước sẽ được giữ lại ở phần chưa bay hơi, tuy nhiên chưng cất 1 lần khả năng loại ion chưa được tốt, tùy theo mục đích và yêu cầu sử dụng mà có thể chưng cất 2 lần hay 3 lần. Tuy nhiên cách này thường tốn năng lượng và chi phí cao.
Thông thường nước DI thường được sản xuất bằng phương phương pháp trao đổi ion bằng cách cho nước chảy qua các bồn chứa hạt nhựa ion âm và ion dương, khi nước chảy ra sẽ không còn các ion âm và dương nào nữa.
Nước DI cũng có thể được tinh chế bằng quá trình bao gồm cả thẩm thấu ngược, lọc carbon, vi lọc, siêu lọc, quá trình oxy hóa cực tím, hoặc điện phân. Trong những thập kỷ gần đây, sự kết hợp của các quá trình trên đã đi vào sử dụng để sản xuất nước DI có độ tinh khiết cao. Tuy nhiên, đôi khi các chất gây ô nhiễm vẫn có thể còn tồn tại và được đo bằng phần tỷ (ppb) hoặc phần nghìn tỷ (ppt).
Ngày nay với công nghệ hiện đại ngày càng phát triển. Nhiều kỹ thuật lọc và xử lý nước sử dụng dòng điện để trao đổi, thẩm tách các ion không cần thiết ra khỏi nguồn nước. Công nghệ EDI kết hợp giữa kỹ thuật trao đổi ion, kỹ thuật đổi màng ion và kỹ thuật thẩm tách bằng điện để tạo ra nguồn nước tinh khiết nhất. EDI khác với công nghệ khử ion bằng hạt nhựa trao đổi ion ở chỗ không cần phải sử dụng các chất hóa học như axit và xút.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý nước DI
hệ thống xử lý nước di mixed bed
Hệ thống làm việc dựa trên nguyên lý trao đổi ion giúp loại bỏ tất cả các loại muối hòa tan trong nước, theo đó tổng chất rắn hòa tan (TDS) được loại bỏ từ nước thông qua quá trình trao đổi ion bằng cách sử dụng các hạt nhựa cation và anion điều khiển các ion trong nước.
Các hạt nhựa giống như một nam châm. Khi nước chảy qua bồn chứa hạt cation gốc H+ sẽ thu hút các Ion dương (Ca2+, Mg2+, Na+, …) và giải phóng Ion H+.
3Resin-H + Ca2+ + Na+ → 2Resin-Ca + Resin-Na + 3H+
Nước sau khi qua cột Cation sẽ được dẫn tiếp sang cột chứa hạt Anion, các Anion gốc OH- sẽ hút các ion âm (HCO3-, Cl-, SO4 2-, …) và giải phóng Ion OH-.
3Resin-OH + SO4 2-+ + Cl- → 2Resin-SO4 + Resin-Cl + 3OH-
Các ion H+ và OH- sau đó kết hợp với nhau để tạo thành nước
H+ + OH- → H2O
Qua thời gian xử lý các hạt nhựa Anion và Cation đều bão hòa. Cần phải hoàn nguyên cấp ion trở lại cho hạt nhựa theo chu kỳ đã thiết kế từ trước. Các hạt nhựa Cation dương sẽ được cấp ion H+ bằng HCl loãng. Hạt Anion âm được cấp ion OH- bằng dung dịch NaOH loãng.
Trong thực tế để đem lại hiệu quả cao hơn và mang lại độ bền cho thiết bị cần có bộ khử khí sau cột nhựa Cation để loại bỏ khí hòa tan bao gồm CO2, H2S…
hệ thống khử khoáng EDI
Hệ thống khử khoáng EDI được thiết lập hoạt động theo một cơ chế nhất định. Đầu tiên là sử dụng màng trao đổi và điện cực hóa để loại bỏ đi các ion đã hòa tan ở trong nước. Tiếp theo áp dụng công nghệ điện phân tiên tiến để ion hóa tất cả các phân tử nước rồi tạo thành ion OH- và ion H+.
Trong mỗi modul EDI bao gồm 5 thành phần chính: Resin trao đổi ion, 2 màng trao đổi ion và 2 điện cực.
Trong thiết bị EDI có 2 khoang chính:
- Khoang pha loãng: chứa nhựa trao đổi ion hỗn hợp có nước tinh khiết hoặc có sự pha loãng các ion.
- Khoang tập trung: tập trung các ion và chứa nước thải.
Công nghệ lọc nước EDI cho ra nguồn nước siêu tinh khiết chất lượng cao. Đây chính là giải pháp cho nhiều ngành công nghiệp đòi hỏi nước siêu sạch, nước loại bỏ hoàn toàn ion. Với nhiều ưu điểm nổi bật, lọc nước EDI chính là một công nghệ xử lý nước của hiện tại và tương lai.
Ưu điểm của hệ thống lọc nước DI:
- Cho nước tinh khiết nhanh chóng và liên tục.
- Sử dụng loại nhựa trao đổi Ion bền, có chất lượng cao nhất
- Có đồng hồ hiện thị độ dẫn điện.
- Hệ thống dễ dàng hoạt động và bảo trì.
- Có thể được kết nối trực tiếp vào bất kỳ đường ống cung cấp nước.
Ứng dụng
Nước DI được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực như: y tế, phòng thí nghiệm, nghiên cứu và sản xuất dược phẩm, mỹ phẩm, sản xuất điện tử, chế biến thực phẩm, mạ… Nước khử ion này được ứng dụng rất rộng rãi trong đời sống của chúng ta, trong đó phải kể đến các ngành chính như:
- Ứng dụng trong y tế, phòng thí nghiệm.
- Ứng dụng trong nước dược phẩm, nước trung tính
- Ứng dụng trong sản xuất vi điện tử – bán dẫn
- Ứng dụng trong sản xuất ô tô
- Ứng dụng trong nghiên cứu năng lượng
- Ứng dụng trong chế biến thực phẩm và đồ uống
- Ứng dụng trong sản xuất nước công nghiệp
- Ứng dụng trong thiết bị xử lý nước nồi hơi
Để đạt được chất lượng khử khoáng như mong muốn, các phương pháp xử lý cần được kết hợp với nhau để tăng hiệu quả xử lý và phù hợp với điều kiện vận hành và ứng dụng cụ thể cho mỗi lĩnh vực sản xuất công nghiệp. Với mỗi yêu cầu và độ phức tạp khác nhau để tăng độ tinh khiết nước thành phẩm, những mô hình xử lý thường được áp dụng như: RO – RO (RO 2 cấp hoặc 3 cấp), RO – DI Mixbed, RO – EDI…
Quý khách hàng cần hỗ trợ và tư vấn về giải pháp xử lý nước sạch và siêu sạch. Hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn và báo giá. Với đội ngũ kỹ sư kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý nước, chúng tôi sẽ đem lại giải pháp tốt nhất cho quý khách hàng.
CÔNG TY TNHH GIẢI PHÁP MPTEK
Hotline: 0903188563
Địa chỉ: 20 Huỳnh Thiện Lộc, Phường Hòa Thạnh, Quận Tân Phú, TPHCM.