Thiết kế hệ thống xử lý nước bằng công nghệ thẩm thấu ngược RO cũng giống như thiết kế xây dựng một ngôi nhà. Nếu như xây dựng một ngôi nhà cần biết điều kiện khu đất như độ lún, nền đất, diện tích, hướng nhà,… và công năng sử dụng, thì thiết kế một hệ thống lọc nước RO cũng cần rất nhiều điều kiện, từ nguồn nước đầu vào, công năng sử dụng cho mục đích gì, lưu lượng cần là bao nhiêu,… Bài viết này sẽ đề cập đến 6 bước để thiết kế một hệ thống lọc nước RO và chi tiết từng bước chúng ta cần làm gì.
Bước 1: Xem xét nguồn nước đầu vào, yêu cầu lưu lượng và chất lượng nước đầu ra. Các công việc cần làm theo thứ tự như sau
Đầu tiên, chúng ta cần xác định nguồn nước đầu vào thuộc loại gì: nước ngầm, nước cấp thành phố, nước thải, nước biển,… Mỗi nguồn nước sẽ có đặc tính khác nhau (TDS, SDI,…) nên cũng yêu cầu các loại màng khác nhau.
Từ đó, chúng ta đi xác định chính xác các thông số của nguồn nước để thiết kế quy trình công nghệ. Các thông số cần quan tâm chính bao gồm: pH, SS (chất rắn không tan), TDS, độ cứng, silica, sắt, Cl2,… và từng thành phần ion riêng như Ca2+, Mg2+,…
Chúng ta cũng cần xác định lưu lượng nước thành phẩm cần là bao nhiêu và chất lượng nước thành phẩm dùng để làm gì. Đối với mỗi ngành nghề và yêu cầu, chất lượng nước thành phẩm sẽ có những tiêu chí khác nhau. Ví dụ, đối với tiêu chuẩn nước đóng chai, đóng bình thì cần đạt QCVN 6-1 : 2010/BYT. Đối với ngành như cấp nước cho điện tử hoặc dược phẩm thì QCVN vẫn chưa có văn bản cụ thể mà phụ thuộc vào yêu cầu của khách hàng. Ngoài ra, xác định lưu lượng nước thành phẩm cần nhằm xác định được bồn chứa nước thành phẩm sẽ có dung tích bao nhiêu.
Bước 2: Chọn kiểu hệ thống RO. Thiết kế hệ thống RO cần đáp ứng các nguyên tắc: 1 – bước đơn nguyên ; 2 – tái tuần hoàn dòng thải ; 3 – bước dòng sản phẩm. Cần xác định rõ các bước như trên để chọn được số lượng màng RO phù hợp.
Để trả lời cho câu hỏi này, chúng ta cần biết nước thành phẩm sau hệ thống RO dùng để làm gì. Nếu là sản xuất nước uống (không cần siêu tinh khiết – nước cất phòng thí nghiệm) hoặc xử lý nước thải và không cần tiết kiệm thì chọn single stage – 1 bước đơn nguyên. Nếu là để sản xuất nước uống nhưng có yếu tố tiết kiệm nước thì chọn 2 – tái tuần hoàn dòng thải. Nếu là để cấp nước cho quá trình sản xuất đòi hỏi siêu tinh khiết như rửa mạch điện tử hoặc dược phẩm thì chọn kiểu 3.
Bước 3: Chọn loại màng
Căn cứ vào chất lượng nước ở bước 1, chúng ta có thể lựa chọn được loại màng cần ra sao. Ví dụ, đối với nước cấp từ nhà máy nước có TDS nhỏ hơn 5.000mg/L, chúng ta lựa chọn màng TW hoặc BW. Nếu nước đầu vào có TDS từ 5.000 – 15.000mg/L, chúng ta chọn màng SW.
Căn cứ vào lưu lượng dòng sản phẩm cần mà chúng ta đã xác định ở bước 1 và kiểu thiết kế được xác định ở bước 2, chúng ta chọn kích cỡ màng. Màng RO công nghiệp phổ biến ở hai kích cỡ lớn là màng 8040 hoặc 4040
