11 Tháng Ba 2022
STARK: hệ thống thẩm thấu ngược. Thẩm thấu ngược hoạt động như thế nào?
Bài viết này hướng đến đối tượng có ít hoặc không có kinh nghiệm về nước thẩm thấu ngược và sẽ cố gắng giải thích những điều cơ bản bằng những thuật ngữ đơn giản để giúp 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 trong đó bạn khử khoáng hoặc khử ion nước bằng cách đẩy nước dưới áp suất qua Màng thẩm thấu ngược bán thấm.
Thẩm thấu ngược hoạt động như thế nào?
Thẩm thấu ngược hoạt động bằng cách sử dụng một máy bơm áp suất cao để tăng áp suất lên phía muối của RO và ép 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 thì càng cần nhiều áp suất 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 ra qua dòng thải (còn được gọi là dòng cô đặc hoặc nước muối), đi thoát nước hoặc có thể được đưa trở lại nguồn cung cấp nước cấp trong một số trường hợp để được tái chế qua hệ thống RO để tiết kiệm nước. Nước đi 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 hệ thống RO sử dụng lọc chéo thay vì lọc tiêu chuẩn, nơi các chất gây ô nhiễm được thu gom 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 theo một chiều và nước bị ô nhiễm đi theo hướng 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, chất 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 thể bị loại bỏ bởi một hệ thống RO hoạt động 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, càng có nhiều khả năng nó không thể đi qua màng RO. Ví dụ, một ion natri chỉ có một điện tích (đơn trị) và không bị màng RO loại bỏ cũng như canxi chẳng hạn, có hai điện tích. Tương tự như vậy, đây là lý do tại sao hệ thống RO không loại bỏ các khí như CO2 tốt vì chúng không bị ion hóa (tích điện) cao 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 bình thường tùy thuộc vào mức CO2 trong nước cấp khi CO2 được chuyển đổi thành axit cacbonic.
Thẩm thấu ngược rất hiệu quả trong việc xử lý nước lợ, nước mặt và nước ngầm cho cả các 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 lò 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 cho các cân nhắc thiết kế. Hệ thống RO có thiết bị hiển thị chất lượng, lưu lượng, áp suất và đôi khi là các dữ liệu khác như nhiệt độ hoặc giờ hoạt động. Để đo lường chính xác hiệu suất của hệ thống RO, bạn cần tối thiểu các thông số hoạt động sau:
Hệ thống thẩm thấu ngược
Hiểu về thẩm thấu ngược
Thẩm thấu ngược, thường được gọi là RO, là một quá trình trong đó bạn khử khoáng hoặc khử ion nước bằng cách đẩy nước dưới áp suất qua Màng thẩm thấu ngược bán thấm.
Thẩm thấu ngược hoạt động như thế nào?
Thẩm thấu ngược hoạt động bằng cách sử dụng một máy bơm áp suất cao để tăng áp suất lên phía muối của RO và ép 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 thì càng cần nhiều áp suất 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 ra qua dòng thải (còn được gọi là dòng cô đặc hoặc nước muối), đi thoát nước hoặc có thể được đưa trở lại nguồn cung cấp nước cấp trong một số trường hợp để được tái chế qua hệ thống RO để tiết kiệm nước. Nước đi 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 hệ thống RO sử dụng lọc chéo thay vì lọc tiêu chuẩn, nơi các chất gây ô nhiễm được thu gom 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 theo một chiều và nước bị ô nhiễm đi theo hướng 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, chất 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 thể bị loại bỏ bởi một hệ thống RO hoạt động 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, càng có nhiều khả năng nó không thể đi qua màng RO. Ví dụ, một ion natri chỉ có một điện tích (đơn trị) và không bị màng RO loại bỏ cũng như canxi chẳng hạn, có hai điện tích. Tương tự như vậy, đây là lý do tại sao hệ thống RO không loại bỏ các khí như CO2 tốt vì chúng không bị ion hóa (tích điện) cao 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 bình thường tùy thuộc vào mức CO2 trong nước cấp khi CO2 được chuyển đổi thành axit cacbonic.
Thẩm thấu ngược rất hiệu quả trong việc xử lý nước lợ, nước mặt và nước ngầm cho cả các 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 lò 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 cho các cân nhắc thiết kế. Hệ thống RO có thiết bị hiển thị chất lượng, lưu lượng, áp suất và đôi khi là các dữ liệu khác như nhiệt độ hoặc giờ hoạt động. Để đo lường chính xác hiệu suất của hệ thống RO, bạn cần tối thiểu các thông số hoạt động sau:
- Áp suất thức ăn
- Áp suất thấm
- Áp suất tập trung
- Độ dẫn của thức ăn
- Độ dẫn điện thấm
- Dòng thức ăn
- Lưu lượng thấm
- Nhiệt độ
Hệ thống thẩm thấu ngược