11 Biển 2022
STARK: hệ thống thẩm thấu ngược. Thẩm thấu ngược hoạt động như thế nào?
Bài viết này hướng tới đối tượng có ít hoặc không có kinh nghiệm với nước thẩm thấu ngược và sẽ cố gắng giải thích những điều cơ bản bằng các thuật ngữ đơn giản để người đọc hiểu rõ hơn về công nghệ nước thẩm thấu ngược và các ứng dụng của nó.
Hiểu về thẩm thấu ngược
Thẩm thấu ngược, thường được gọi là RO, là một quá trình mà bạn khử khoáng hoặc khử ion nước bằng cách đẩy nó dưới áp suất thông qua màng thẩm thấu ngược bán thấm.
Thẩm thấu ngược hoạt động như thế nào?
Thẩm thấu ngược hoạt động bằng cách sử dụng bơm áp suất cao để tăng áp suất lên phía muối của RO và đẩy nước qua màng RO bán thấm, để lại gần như tất cả (khoảng 95% đến 99%) muối hòa tan trong dòng loại bỏ. Lượng áp suất cần thiết phụ thuộc vào nồng độ muối của nước cấp. Nước cấp càng đậm đặc, càng cần nhiều áp lực để vượt qua áp suất thẩm thấu.
Nước khử muối được khử khoáng hoặc khử ion, được gọi là nước thấm (hoặc sản phẩm). Dòng nước mang các chất gây ô nhiễm đậm đặc không đi qua màng RO được gọi là dòng loại bỏ (hoặc cô đặc).
Khi nước cấp đi vào màng RO dưới áp suất (đủ áp suất để vượt qua áp suất thẩm thấu), các phân tử nước đi qua màng bán thấm và muối và các chất gây ô nhiễm khác không được phép đi qua và được thải qua dòng loại bỏ (còn được gọi là dòng cô đặc hoặc nước muối), đi ra ngoài hoặc có thể được đưa trở lại vào nguồn cung cấp nước cấp trong một số trường hợp để được tái chế qua hệ thống RO để tiết kiệm nước. Nước làm cho nó qua màng RO được gọi là nước thấm hoặc nước sản phẩm và thường có khoảng 95% đến 99% muối hòa tan được loại bỏ khỏi nó.
Điều quan trọng là phải hiểu rằng một hệ thống RO sử dụng lọc chéo thay vì lọc tiêu chuẩn nơi các chất gây ô nhiễm được thu thập trong môi trường lọc. Với lọc chéo, dung dịch đi qua bộ lọc hoặc đi qua bộ lọc, với hai đầu ra: nước lọc đi một chiều và nước bị ô nhiễm đi theo một cách khác. Để tránh tích tụ các chất gây ô nhiễm, lọc dòng chảy chéo cho phép nước quét sạch chất gây ô nhiễm tích tụ và cũng cho phép đủ nhiễu loạn để giữ cho bề mặt màng sạch sẽ.
Thẩm thấu ngược sẽ loại bỏ những chất gây ô nhiễm nào khỏi nước?
Thẩm thấu ngược có khả năng loại bỏ tới 99% + muối hòa tan (ion), hạt, keo, chất hữu cơ, vi khuẩn và pyrogen khỏi nước cấp (mặc dù không nên dựa vào hệ thống RO để loại bỏ 100% vi khuẩn và vi rút). Màng RO loại bỏ các chất gây ô nhiễm dựa trên kích thước và điện tích của chúng. Bất kỳ chất gây ô nhiễm nào có trọng lượng phân tử lớn hơn 200 đều có khả năng bị loại bỏ bởi hệ thống RO chạy đúng cách (để so sánh, một phân tử nước có MW là 18). Tương tự như vậy, điện tích ion của chất gây ô nhiễm càng lớn thì càng có nhiều khả năng nó sẽ không thể đi qua màng RO. Ví dụ, một ion natri chỉ có một điện tích (đơn trị) và không bị từ chối bởi màng RO cũng như canxi chẳng hạn, có hai điện tích. Tương tự như vậy, đây là lý do tại sao một hệ thống RO không loại bỏ các khí như CO2 rất tốt vì chúng không bị ion hóa cao (tích điện) trong khi ở trong dung dịch và có trọng lượng phân tử rất thấp. Bởi vì hệ thống RO không loại bỏ khí, nước thấm có thể có độ pH thấp hơn một chút so với mức pH bình thường tùy thuộc vào mức CO2 trong nước cấp khi CO2 được chuyển thành axit carbonic.
Thẩm thấu ngược rất hiệu quả trong việc xử lý nước lợ, nước mặt và nước ngầm cho cả ứng dụng dòng chảy lớn và nhỏ. Một số ví dụ về các ngành công nghiệp sử dụng nước RO bao gồm dược phẩm, nước cấp nồi hơi, thực phẩm và đồ uống, hoàn thiện kim loại và sản xuất chất bán dẫn.
Hiệu suất thẩm thấu ngược & Tính toán thiết kế
Có một số tính toán được sử dụng để đánh giá hiệu suất của hệ thống RO và cũng để xem xét thiết kế. Hệ thống RO có thiết bị đo đạc hiển thị chất lượng, lưu lượng, áp suất và đôi khi các dữ liệu khác như nhiệt độ hoặc giờ hoạt động. Để đo chính xác hiệu suất của hệ thống RO, bạn cần tối thiểu các thông số vận hành sau:
Hệ thống thẩm thấu ngược
Hiểu về thẩm thấu ngược
Thẩm thấu ngược, thường được gọi là RO, là một quá trình mà bạn khử khoáng hoặc khử ion nước bằng cách đẩy nó dưới áp suất thông qua màng thẩm thấu ngược bán thấm.
Thẩm thấu ngược hoạt động như thế nào?
Thẩm thấu ngược hoạt động bằng cách sử dụng bơm áp suất cao để tăng áp suất lên phía muối của RO và đẩy nước qua màng RO bán thấm, để lại gần như tất cả (khoảng 95% đến 99%) muối hòa tan trong dòng loại bỏ. Lượng áp suất cần thiết phụ thuộc vào nồng độ muối của nước cấp. Nước cấp càng đậm đặc, càng cần nhiều áp lực để vượt qua áp suất thẩm thấu.
Nước khử muối được khử khoáng hoặc khử ion, được gọi là nước thấm (hoặc sản phẩm). Dòng nước mang các chất gây ô nhiễm đậm đặc không đi qua màng RO được gọi là dòng loại bỏ (hoặc cô đặc).
Khi nước cấp đi vào màng RO dưới áp suất (đủ áp suất để vượt qua áp suất thẩm thấu), các phân tử nước đi qua màng bán thấm và muối và các chất gây ô nhiễm khác không được phép đi qua và được thải qua dòng loại bỏ (còn được gọi là dòng cô đặc hoặc nước muối), đi ra ngoài hoặc có thể được đưa trở lại vào nguồn cung cấp nước cấp trong một số trường hợp để được tái chế qua hệ thống RO để tiết kiệm nước. Nước làm cho nó qua màng RO được gọi là nước thấm hoặc nước sản phẩm và thường có khoảng 95% đến 99% muối hòa tan được loại bỏ khỏi nó.
Điều quan trọng là phải hiểu rằng một hệ thống RO sử dụng lọc chéo thay vì lọc tiêu chuẩn nơi các chất gây ô nhiễm được thu thập trong môi trường lọc. Với lọc chéo, dung dịch đi qua bộ lọc hoặc đi qua bộ lọc, với hai đầu ra: nước lọc đi một chiều và nước bị ô nhiễm đi theo một cách khác. Để tránh tích tụ các chất gây ô nhiễm, lọc dòng chảy chéo cho phép nước quét sạch chất gây ô nhiễm tích tụ và cũng cho phép đủ nhiễu loạn để giữ cho bề mặt màng sạch sẽ.
Thẩm thấu ngược sẽ loại bỏ những chất gây ô nhiễm nào khỏi nước?
Thẩm thấu ngược có khả năng loại bỏ tới 99% + muối hòa tan (ion), hạt, keo, chất hữu cơ, vi khuẩn và pyrogen khỏi nước cấp (mặc dù không nên dựa vào hệ thống RO để loại bỏ 100% vi khuẩn và vi rút). Màng RO loại bỏ các chất gây ô nhiễm dựa trên kích thước và điện tích của chúng. Bất kỳ chất gây ô nhiễm nào có trọng lượng phân tử lớn hơn 200 đều có khả năng bị loại bỏ bởi hệ thống RO chạy đúng cách (để so sánh, một phân tử nước có MW là 18). Tương tự như vậy, điện tích ion của chất gây ô nhiễm càng lớn thì càng có nhiều khả năng nó sẽ không thể đi qua màng RO. Ví dụ, một ion natri chỉ có một điện tích (đơn trị) và không bị từ chối bởi màng RO cũng như canxi chẳng hạn, có hai điện tích. Tương tự như vậy, đây là lý do tại sao một hệ thống RO không loại bỏ các khí như CO2 rất tốt vì chúng không bị ion hóa cao (tích điện) trong khi ở trong dung dịch và có trọng lượng phân tử rất thấp. Bởi vì hệ thống RO không loại bỏ khí, nước thấm có thể có độ pH thấp hơn một chút so với mức pH bình thường tùy thuộc vào mức CO2 trong nước cấp khi CO2 được chuyển thành axit carbonic.
Thẩm thấu ngược rất hiệu quả trong việc xử lý nước lợ, nước mặt và nước ngầm cho cả ứng dụng dòng chảy lớn và nhỏ. Một số ví dụ về các ngành công nghiệp sử dụng nước RO bao gồm dược phẩm, nước cấp nồi hơi, thực phẩm và đồ uống, hoàn thiện kim loại và sản xuất chất bán dẫn.
Hiệu suất thẩm thấu ngược & Tính toán thiết kế
Có một số tính toán được sử dụng để đánh giá hiệu suất của hệ thống RO và cũng để xem xét thiết kế. Hệ thống RO có thiết bị đo đạc hiển thị chất lượng, lưu lượng, áp suất và đôi khi các dữ liệu khác như nhiệt độ hoặc giờ hoạt động. Để đo chính xác hiệu suất của hệ thống RO, bạn cần tối thiểu các thông số vận hành sau:
- Áp suất thức ăn
- Áp lực thấm
- Áp lực tập trung
- Độ dẫn điện của thức ăn
- Độ dẫn thấm
- Lưu lượng thức ăn
- Dòng chảy thấm
- Nhiệt độ
Hệ thống thẩm thấu ngược