Hệ thống lọc thẩm thấu ngược RO là một thiết bị có giá thành còn khá cao. Do đó, việc thiết kế, vận hành và bảo trì làm sao để hệ thống xử lý nước RO có tuổi thọ lâu bền là một việc rất quan trọng để giảm chi phí vận hành, tăng tần suất rửa và thay thế màng RO.
Trong những bài trước đã đề cập, 2 thông số rất quan trọng để đảm bảo nước được xử lý đạt yêu cầu đầu vô cho hệ thống RO là SDI phải nhỏ hơn 5 và chlorine < 0.1mg/L. Bài viết này sẽ đề cập đến việc cần lắp hệ thống tiền xử lý RO thế nào để chất lượng nước đầu vào hệ thống đạt được 2 yêu cầu trên.
Tùy vào nguồn nước đầu vào mà hệ thống tiền xử lý sẽ khác nhau, Lấy ví dụ nguồn đầu vào là nước cấp được lấy từ nhà máy xử lý nước của thành phố, các đặc tính thông thường là Silica (SiO2) và Chlorine cao. Silica khoảng 12mg/L là tác nhân bám vào màng gây tắc màng. Chlorine khoảng 10mg/L là tác nhân phá hủy màng. Trong đó, chỉ có Chlorine tồn tại ở dạng tự do mới là tác nhân phá hủy màng RO, thông thường chúng tồn tại ở hai dạng là OCl- và HOCl.
Để xử lý Silica và các thành phần khác như chất ắn không tan, người ta dùng các cọt lọc đa vật liệu. Các cột đa vật liệu được sử dụng bao gồm cát, sỏi, anthracite. Để tăng cường hiệu quả lọc, người ta châm thêm polymer để các thành phần này trong nước kết lại với nhau, gia tăng kích thước để tăng hiệu quả lọc.
Người ta đánh giá chất lượng nước sau các cột bằng thông số SDI (slit density index) – chỉ số mật độ bùn. Hiện tại khong có nhiều nơi sử dụng dụng cụ này để đo chỉ số mật độ bùn.
Hệ thống lọc đa vật liệu hiệu quả là khi SDI sau các cột lọc đa vật liệu phải nhỏ hơn 5. Trong một số trường hợp chất lượng nước sau cột lọc đa vật liệu không đạt hiệu quả này, chúng ta cần xem lại loại vật liệu đã được lựa chọn chính xác chưa, cột lọc có đang vận hành tốt không, quy trình rửa ngược như thế nào?
Lọc thô trước RO
Để loại bỏ Chlorine trong nước nhằm bảo vệ màng RO, trong kỹ thuật xử lý nước có 2 cách. Cách thức nhất là dùng hóa chất NaHSO3 (soldium bisulfite). Hóa chất này sẽ phản ứng với Chlorine tự do trong nước, tạo thành muối Na2SO4 và được loại bỏ bởi màng RO. Cách thứ 2 là lọc qua than hoạt tính. Cấu trúc than hoạt tính loại bỏ Chlorine khá hiệu quả. Những hệ thống tốt đều có máy đo Chlorine tự do online và đảm bảo Chlorine tự do nhỏ hơn 0.1mg/L trước khi vào hệ thống RO.
Để đảm bảo chất lượng nước loại bỏ hết các thành phần không tan trong nước, ở hệ thống tiền lọc còn phải có cột lọc bằng lõi lọc. Thường lõi lọc được chọn có kích thước là 5 micromet. Ở bước này, SDI đầu ra phải nhỏ hơn 4, hệ thống lọc tốt thì SDI sẽ tiến xuống 3.
Để giảm nguy cơ các thành phần không tan trong nước bám vào màng, người ta sử dụng thêm hóa chất chống cáu cặn cho màng là antiscalant. HIện nay có khá nhiều hãng cung cấp loại hóa chất này.
Ngoài ra, để đảm bảo màng RO không bị bám bởi vi sinh, các hệ thống xử lý nước bằng màng RO còn được lắp thêm hệ thống đèn UV. Ở các hệ thống này, đèn UV có thể làm gia tăng nhiệt độ của nước, làm tăng kích cỡ lỗ màng lọc, từ đó làm giảm hiệu quả lock. Người ta có thể lắp thêm bộ trao đổi nhiệt cho nước sau đèn UV, mục đích là đưa nhiệt độ của nước về khoảng 25oC.
Trong thực tế, người ta luôn thiết kế để có kế hoạch nếu một thiết bị dừng, thì hệ thống vẫn chạy liên tục được. Do đó thường bơm sẽ có 2 đơn nguyên, cột lọc sẽ có N+1 đơn nguyên (N là số thực chạy, 1 có thể dừng).