CÔNG NGHỆ THẨM THẤU NGƯỢC RO

MÀNG LỌC RO viết tắt từ hai chữ REVERSE OSMOSIS (THẨM THẤU NGƯỢC) Màng lọc RO được sản xuất từ chất liệu Polyamit, công nghệ lọc RO được phát minh và nghiên cứu từ những năm 50 của thế kỷ trước và phát triển hoàn thiện vào thập niên 70 sau đó. Đầu tiên nó nó được nghiên cứu và ứng dụng chủ yếu cho lĩnh vực hàng hải và vũ trụ của HOA KÌ. Được phát minh bởi nhà khoa học Oragin. Sau này công nghệ RO được ứng dụng rộng rãi vào trong đời sống và sản xuất, như sản xuất nước uống, cung cấp nước tinh khiết cho sản xuất thực phẩm, dược phẩm hay phòng thí nghiệm...

2. Nguyên lý hoạt động

Theo một cơ chế ngược lại với các cơ chế lọc thẩm thấu thông thường, nhờ lực hấp dẫn của trái đất để tạo ra sự thẩm thấu của các phân tử nước qua các mao mạch của lõi lọc (chẳng hạn như lõi lọc dạng gốm Ceramic). Màng lọc RO hoạt động trên cơ chế chuyển động của các phần tử nước nhờ áp lực nén của máy bơm cao áp tạo ra một dòng chảy mạnh (đây có thể gọi là quá trình phân ly trong chính dòng nước ở môi trường bình thường nhờ áp lực) đẩy các thành phần hóa học, các kim loại, tạp chất..có trong nước chuyển động mạnh, văng ra vùng có áp lực thấp hay trôi theo dòng nước ra ngoài theo đường thải(giống như nguyên lý hoạt động của thận người). Trong khí ấy các phân tử nước thì lọt qua các mắt lọc cỡ kích cỡ 0,001 micromet nhờ áp lực dư, với kích cỡ mắt lọc này thì hầu hết các thành phần hóa chất kim loại, các loại vi khuẩn đều không thể lọt qua.

3. Màng thẩm thấu ngược hoạt động như thế nào?

Theo một cơ chế ngược lại với các cơ chế lọc thẩm thấu thông thường.  Màng lọc RO hoạt động trên cơ chế chuyển động của các phần tử nước nhờ áp lực nén của máy bơm cao áp tạo ra một dòng chảy mạnh (đây có thể gọi là quá trình phân ly trong chính dòng nước ở môi trường bình thường nhờ áp lực) đẩy các thành phần hóa học, các kim loại, tạp chất...có trong nước chuyển động mạnh, văng ra vùng có áp lực thấp hay trôi theo dòng nước ra ngoài theo đường thải. Trong khí ấy các phân tử nước thì lọt qua các mắt lọc cỡ kích cỡ 0,0001 micromet nhờ áp lực cao, với kích cỡ mắt lọc này thì hầu hết các thành phần hóa chất kim loại, các loại vi khuẩn đều không thể lọt qua.

Các màng RO được cấu tạo từ tấm màng mỏng bằng chất liệu đặc biệt (TFC - Thin Film Composite), được gắn chặt và cuộn lại với nhau thành một cấu hình dạng xoắn ốc. Trên bề mặt màng gồm các lỗ nhỏ có kích thước khoảng 0.1 – 0.5 nanomet (to hơn chỉ vài ba phân tử H2O) vì thế chỉ cho các phân tử nước đi qua, còn các chất rắn hòa tan (thuộc trừ sâu, phẩm nhuộm công nghiệp…) thường có kích thước phần tử lớn nên không thể đi qua được màng lọc RO. Các vi khuẩn (kích thước vài Micromet), hay các loại virus nhỏ hơn (kích thước vài chục nanomet), đều to gấp nhiều lần kích thước của các lỗ trên màng RO, hay các ion kim loại tuy nhỏ nhưng bị hydrat hóa (bị các phân tử nước bao quanh trở  nên cồng kềnh hơn và cũng không thể chui lọt qua màng RO. Tất cả đều  bị chặn và được đẩy ra ngoài theo đường nước thải.

3.1. Công nghệ lọc thẩm thấu ngược (RO)

RO được xem như là màng siêu lọc hay là màng lọc tốt nhất hiện nay vì màng này có lỗ thấm nước nhỏ hơn kích thước vi khuẩn thông thường đến hơn 2.500.000 lần. Ngoài ra, màng lọc RO còn có khả năng loại bỏ được các hợp chất hữu cơ, muối, đường, chất tẩy rửa, thuốc trừ sâu, hóa chất thuốc nhuộm…Vì vậy RO được áp dụng cho việc sản xuất nước tinh khiết và thật sự là cuộc cách mạng của nhân loại trong việc sử dụng nước uống tinh khiết để nâng cao sức khỏe của mọi người. Các hệ thống RO này đã áp dụng rộng rãi tại các nước phương tấy. Cùng với nền kinh tế phát triển vượt bậc trong những năm gần đây, mức sống của nhân dân cũng đã không ngừng nâng cao, việc sử dụng nước sạch sinh hoạt, nước tinh khiết ở Việt Nam sẽ không ngừng phát triển và hội nhập vào mọi gia đình. Nhờ đó sức khỏe và tuổi thọ bình quân của mọi người bước qua giai đoạn mới.

3.2. Cơ chế lọc nước của hệ thống RO

+ Tầng thứ nhất: (lọc cơ học) Màng lọc PP loại bỏ các chất bẩn, bụi bặm, cát, đất, gỉ sắt và các tạp chất lơ lửng trong nước có kích thước lớn hơn 5µm.

+ Tầng thứ hai: (lọc than hoạt tính -1) Tầng lọc than hoạt tính nhỏ loại bỏ một vài chất hữu cơ, thuốc trừ sâu, chất tẩy rửa, các tạp chất lơ lửng, mùi vị khó chịu, màu sắc cũng như các tạp chất kim loại nặng.

+ Tầng thứ ba: (lọc than hoạt tính -2) Tầng lọc khối than hoạt tính tăng cường loại bỏ các chất hữu cơ, thuốc trừ sâu, chất tẩy rửa, các tạp chất lơ lửng, mùi vị khó chịu, màu sắc cũng như các tạp chất kim loại nặng.

+ Tầng thứ tư: (lọc diệt khuẩn) Tầng siêu lọc thẩm thấu ngược loại bỏ hoàn toàn các chất muối hòa tan, kim loại nặng, các vi khuẩn và các hợp chất khác có kích thước lớn hơn 0.0001µm và loại bỏ hơn 96% lượng muối trong nước.

+ Tầng thứ năm: (lọc than hoạt tính -3) Tầng lọc than hoạt tính lần cuối để loại bỏ hoàn toàn các mùi vị khó chịu, tạo vị ngọt và làm nước thật sự tinh khiết.

• Nước nguồn tại nhà máy sẽ cấp vào hệ thống xử lý nước RO 2 lần qua các giai đoạn:
• Nước nguồn được bơm vào cột lọc thô, lọc một phần cặn rắn, lơ lửng, khử một phần các kim loại nặng (sắt, chì, niken, thủy ngân, asen…).
• Tiếp theo qua cột lọc than hoạt tính, có tác dụng hấp thụ các cặn bã hữu cơ, tăng độ trong cho nước. Giúp tăng hiệu quả ở khâu xử lý mềm nước.
• Nước được đưa qua cột làm mềm nước, có chức năng khử Canxi và Magie, nhằm giúp bảo vệ tuổi thọ và tăng hiệu quả xử lý của màng lọc thẩm thấu ngược RO.
• Sau đó nước đi qua cụm cột lọc tinh 5 micronmet. Hệ thống film lọc 5 micron polishing với chức năng khử mùi, màu giúp nước đạt độ trong suốt.
• Sau khi qua lọc tinh, nước được đưa qua hệ thống lọc thẩm thấu ngược RO 2 lần nhờ hệ thống bơm đẩy cao áp. Hệ thống này sẽ loại bỏ các chất rắn hòa tan, các tạp chất lơ lửng và các tạp chất hữu cơ, các ion - và ion +. Chỉ cho các phân tử nhỏ hơn 0.001 micron và phân tử nước đi qua. Nước sau khi đi qua hệ thống RO 2 lần sẽ đạt độ tinh khiết cao về mặt hóa học.
• Nước sau khi qua hệ thẩm thấu ngược RO 2 lần sẽ qua hệ thống tiệt trùng bằng tia UV, có chức năng diệt trừ các loại vi khuẩn. Và sau đó nước được đưa vào bồn chứa nước RO bằng chất liệu inox 316, nhằm cho nước RO không bị tái nhiễm trong quá trình dự trữ.

Hệ thống bơm đẩy tuần hoàn nước RO cho sản xuất

• Nước RO từ bồn chứa sẽ được đưa qua lọc sát khuẩn 0,2 micronmet và vào hệ thống đường ống cấp nước RO  đến những điểm lấy nước trong nhà máy nhờ hệ thống bơm đẩy tuần hoàn liên tục. Ở chiều cấp nước và chiều hồi về bồn điều đi qua hệ thống đèn tiệt trùng UV. Hệ thống đường ống cấp và các van lấy nước điều làm bằng chất liệu inox 316. Ở hệ thống này nước RO sẽ luôn luôn chảy không dừng lại trong ống dẫn.

Một số độc chất được loại bỏ khi lọc bằng màng thẩm thấu ngược RO