- Thẩm thấu ngược là quá trình lọc màng kín nhất mà trong đó chỉ cho nước đi qua màng lọc; muối và các chất có khối lượng phân tử lớn được giữ lại. Quá trình lọc thẩm thấu ngược thường được sử dụng như quá trình xử lý bậc 3; cho ra nước có nồng độ BOD/COD thấp gần đạt tiêu chuẩn nước uống. Lọc thẩm thấu ngược thường được tiền xử lý bằng quá trình lọc thô như là siêu lọc (ultrafiltration).
- Màng RO: Là một màng mỏng làm từ vật liệu Cellulose Acetate, Polyamide hoặc màng TFC có những lỗ nhỏ tới 0,001µm. Tất cả các màng này đều chịu áp suất cao nhưng khả năng chịu pH và chloride không giống nhau.
SVTH: Nguyễn Khắc Vinh 4-35
Hình 3.9 Một đoạn màng UF (dày 0,2mm).
- Quá trình: Với tốc độ và áp lực cực lớn, dòng nước chảy liên tục trên bề mặt của màng RO. Một phần trong số những phân tử nước “chui” qua được những lỗ lọc. Các tạp chất bị dòng nước cuốn trôi và “thải” bỏ ra ngoài. Với cách thức này, bề mặt của màng RO liên tục được rửa sạch và có tuổi thọ tới 2 - 5 năm. Tuy vậy, trong quá trình vận hành hiện tượng gây ra tắc màng là không thể tránh khỏi. Do đó phải làm sạch màng bằng hóa chất khoảng sáu tháng một lần.
- Chọn hóa chất để làm sạch màng, phải chú ý là dung dịch hóa chất này không phá hoại cấu trúc của màng. Thường dùng:
+ Dung dịch axit citric, amonium eitrat (pH = 4 ÷ 8) để hòa tan lắng đọng oxit kim loại.
+ Dung dịch axit clohydric citric để hòa tan lắng đọng cacbonat.
+ Dung dịch kiềm enzyme thuốc tẩy (pH =8 ÷ 11) để loại trừ vật dính bám hữu cơ và vi khuẩn, vi trùng …
Trong hệ thẩm thấu ngược RO áp lực thẩm thấu cao hơn hệ siêu lọc UF.
Hình 3.10 Các loại tạp chất không qua dược lỗ lọc, bị dòng nước rửa trôi trên bề mặt màng và thải ra ngoài.
Hình 3.11 So sánh kích thước lỗ của các loại màng lọc.
3.2.5 Các Yếu Tố Ảnh Hưởng a. Sự phân cực nồng độ a. Sự phân cực nồng độ
- Sự thu hồi hoặc chuyển hóa thường được định nghĩa là phần trăm của nước đầu vào được chuyển hóa thành nước sạch. Nhằm bảo toàn năng lượng, việc vận hành thiết bị ở tốc độ thu hồi càng cao càng tốt nhằm giảm tối đa chi phí cơ bản (ví dụ như thiết bị và bơm cho việc tiền xử lý). Trong trường hợp lượng nước sạch thu hồi quá cao (áp suất ban đầu không đổi), nồng độ chất bẩn trong lượng nước ban đầu còn lại sẽ trở nên đậm đặc hơn và áp suất thẩm thấu tự nhiên cũng tăng cho đến khi bằng với áp suất được áp dụng cho quá trình thẩm thấu ngược. Điều này làm giảm sự chênh lệch áp suất giữa hai bên màng lọc dẫn đến việc làm chậm hoặc gây tắc màng.
- Khả năng thu hồi tối đa có thể trong một hệ thống màng lọc RO bất kỳ thường không phụ thuộc vào áp suất thẩm thấu giới hạn mà lại phụ thuộc vào nồng độ chất ô nhiễm hiện diện trong nước thải đầu vào và khuynh hướng đóng cặn của những chất ô nhiễm này trên bề mặt màng lọc.
- Đó là hiện tượng phân cực nồng độ của màng. Hiểu đơn giản là: khi nước đi qua màng, các phân tử và ion hòa tan trong nước được giữ lại và có xu hướng tích tụ lại
SVTH: Nguyễn Khắc Vinh 4-37
Màng UF loại bỏ cả
Nồng độ dung dịch Ce Cm x ∆ Phía sau Nước
trên toàn bề mặt của màng, làm tăng nồng độ muối trong dung dịch và tăng áp lực thẩm thấu, dẫn đến chi phí cao về năng lượng và gây ra sự nguy hiểm do hiện tượng kết tủa của một số chất trên màng.
- Độ phân cực được xác định bằng hệ số: e m C C = ψ Trong đó:
Cm- nồng độ chất hòa tan trong nước ở lớp tiếp xúc với màng. Ce- nồng độ các chất hòa tan trong nước đem lọc.
Hình 3.12 Hiện tượng phân cực nồng độ.