Như đã được chia sẻ trong bài viết “Tái sử dụng nước thải”. Công nghệ màng lọc thẩm thấu ngược RO (Reverse Osmosis) xếp hạng tốt nhất trong ứng dụng xử lý và tuần hoàn nước thải hiện nay.

1. Màng lọc thẩm thấu ngược RO trong quy trình tái sử dụng nước thải

Màng RO được thiết kế với kích thước lỗ lọc siêu nhỏ, nhỏ hơn 0.0001 micron mét. Với Kích thước lỗ lọc siêu nhỏ ,chỉ cho phép phân tử nước đi qua màng, theo kênh nước sạch đi ra ngoài để tái sử dụng hoặc xả thải. Các phân tử vật chất ô nhiễm khác như chất rắn hòa tan, vi khuẩn, virus, COD, BOD, kim loại, … vì có kích thước vật lý lớn hơn kích thước lỗ lọc màng RO nên sẽ theo kênh cô đặc được thải bỏ chung với bùn thải.

Ban đầu màng RO được ứng dụng phổ biến trong sản xuất nước uống, nước sạch và lọc nước biển cho tàu, hải quân, …. Đến nay, với việc liên tục cải tiến công nghệ đã giúp màng RO được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực xử lý nước thải. Giúp giải quyết rất nhiều vấn đề khó khăn trong lĩnh vực này.

Hệ thống Màng RO Không chỉ cho phép xử lý triệt để nước thải hiệu quả, mà còn giúp nâng chất lượng nước sau xử lý có thể tái sử dụng hay tuần hoàn cho sản xuất, tưới tiêu.

1.1 Các ưu điểm vượt trội của màng RO trong xử lý nước.

Nước sau xử lý là nước tinh khiết, loại bỏ hoàn toàn các hợp chất ô nhiễm, cặn, virus và vi khuẩn có trong nước, và sẽ được tuần hoàn hoàn toàn trong các mục đích khác nhau của nhà máy: tưới tiêu, vệ sinh, xây dựng dân dụng, pccc, và trong các khâu sản xuất mà không liên quan đến ăn uống trực tiếp.

1.2 Nhược điểm khi sử dụng hệ thống màng RO

• Đòi hỏi có kinh nghiệm về kỹ thuật thiết kế và vận hành.
• Chi phí đầu tư và điện năng tiêu hao cao hơn so với các loại màng khác.
• Dễ bị tắt nghẽn nếu không am hiểu về thiết kế và vận hành chuyên sâu.
• Tỷ lệ xả bỏ càng cao, chiếm tỷ lệ từ 10% đến 40% lượng nước đầu vào.

Màng RO có thể được tích hợp vào các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp, rỉ rác, nguy hại hay dân dụng để giảm bớt tải lực ô nhiễm. Từ đó cung cấp nước sạch cho các mục đích sử dụng khác nhau.

1.3 TVTS sử dụng màng TSRO cho xử lý nước thải công nghiệp đạt tiêu chuẩn tái sử dụng

TSRO mô-đun màng dạng ống đệm. Là cải tiến từ mô-đun có cấu trúc dạng xoắn thông thường và sự kết hợp hoàn hảo với thiết kế kênh hở. Mô-đun TSRO có được những ưu điểm như là.

1.3.1 Ưu điểm của mô-đun màng TSRO

• Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn tái sử dụng.
• Khả năng thu hồi nước sạch lên đến 95%.
• Quá trình xử lý loại bỏ màu triệt để.
• Không dùng hóa chất/ Sử dụng hóa chất rất ít cho quá trình tiền xử lý.
• Cấu trúc màng hạn chế tắc nghẽn tối đa.
• Công nghệ đã được chứng minh hiệu quả trên toàn thế giới.
• Tổng chi phí đầu tư và vận hành thấp hơn so các hệ thống xử lý truyền thống có cùng lưu lượng.
• Tuổi thọ hệ thống màng thiết bị cao.
• Hệ thống xử lý nhỏ gọn, lắp đặt vị trí linh hoạt, không cần diện tích quá lớn.

Mô-đun TSRO phù hợp cho xử lý nước thải phục vụ cho nhu cầu tái sử dụng. Một số ngành công nghiệp đã ứng dụng hiệu quả hệ thống xử lý nước bằng màng TSRO.

1.3.2 Ứng dụng của mô-đun màng TSRO

• Tái sử dụng nước thải ngành dệt nhuộm.
• Tái sử dụng nước thải ngành xi mạ.
• Tái sử dụng nước thải ngành thuộc da.
• Tái sử dụng nước thải ngành thực phẩm, dược phẩm.
• Tái sử dụng nước thải ngành sản xuất linh kiện điện tử (nước thải nguy hại).
• Ngành năng lượng điện rác, khu xử lý chất thải (xử lý nước thải rỉ rác).
• Tái sử dụng nước thải công nghiệp, khu công nghiệp.
• Tái sử dụng nước thải sinh hoạt, khu dân cư, đô thị.
• Tái sử dụng nước thải nông, ngư nghiệp. Nước thải chăn nuôi.

Bên cạnh màng RO, một số công nghệ màng khác cũng được ứng dụng rộng rãi trong quy trình xử lý nước thải tái sử dụng như là: Màng UF, MF, NF hay màng sinh học MBR (ít được sử dụng mà được dùng vào quá trình tiền xử lý nước thải).

2. Màng Ultrafiltration (UF)

Màng UF (hay còn gọi là siêu lọc) thường được sử dụng vào các mục đích như là:

• Sản xuất nước uống từ nước mặt, nước ngầm.
• Sản xuất nước cấp cho ngành sản xuất, chế biến thực phẩm và nước giải khát.
• Một số ngành công nghệ sinh học.
• Xử lý nước thải có nồng độ ô nhiễm thấp.

Màng UF có hiệu quả cao trong xử lý nước đầu vào ít bị ô nhiễm để phục vụ cho sản xuất. Và vì màng UF có kích thước lỗ lọc lớn, nên nó thường sử dụng như là khâu tiền lọc cho hệ màng RO nhằm loại bỏ chất rắn lơ lửng TSS, một phần vi-rút, kim loại… để tăng tuổi thọ màng RO và giảm tình trạng tắt nghẽn màng trong quá trình vận hành.

2.1 Ưu điểm của màng lọc UF

+ UF là màng lọc cơ học, nên sẽ không làm biến đổi tính chất của nước quá nhiều.

+ UF có khả năng loại bỏ hầu hết các chất rắn không tan và độc hại có trong nước.

+ Hệ thống không cồng kềnh, không cần nhiều diện tích để lắp đặt.

+ Vận hành màng UF sử dụng áp suất thấp. Do đó, tiêu tốn ít năng lượng, giảm chi phí vận hành.

2.2 Nhược điểm của màng lọc UF

Nước đầu vào của hệ thống màng lọc UF đòi hỏi chất lượng tốt, và đầu ra xử lý chỉ phục vụ mục đích cơ bản, vì kích thước lỗ lọc lớn, nên khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm không cao. Thường ứng dụng cho các dự án xử lý nước sông, nước mặt, nước có tính chất ô nhiễm thấp, hoặc là tiền xử lý cho hệ thống màng NF/RO.

3. Màng lọc Nanofiltration (NF)

Màng lọc NF là màng có khả năng lọc ở giữa màng là RO và UF. NF hoạt động ở khoảng áp suất từ 100 – 600 psi. Nó thường được ứng dụng trong các lĩnh vực và mục đích như là:

• Ngành chế biến nước ép hoa quả.
• Sản xuất nước sạch phục vụ sinh hoạt.
• Phục vụ xử lý nước sản xuất.
• Loại bỏ màu trong nước mặt.
• Loại bỏ độ cứng.

Trong trường hợp xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn tái sử dụng thì sẽ được kết hợp với một số phương pháp xử lý khác. Đảm bảo nước đầu vào của hệ thống NF đạt tiêu chuẩn như nước sinh hoạt.

3.1 Ưu điểm của màng Nanofiltration (NF)

• Màng Nano hoạt động ở áp suất không cao nên tiêu tốn ít điện năng. Tiết kiệm chi phí vận hành hơn so với màng RO.
• NF là loại màng lọc có kích thước lỗ lọc lớn, thích hợp cho nước có thành phần ô nhiễm thấp, hoặc là tiền lọc cho hệ màng RO.
• Loại bỏ và làm giảm muối và các chất hòa tan trong nước lợ.
• Làm giảm các chỉ số kim loại nặng, sunfat, nitrat, nitrit, độ màu, ….
• Hiệu quả cao khi sử dụng để làm mềm nước.

3.2 Nhược điểm của màng NF

• Giá thành cao. Yêu cầu chất lượng nước cao cho đầu vào của hệ thống lọc.
• Tiêu thụ điện năng thấp nhưng vẫn cao hơn màng UF.
• Nước cần được khử Clo trước khi đưa vào hệ lọc NF. Vì sự nhạy cảm của màng với Clo.

4. Quá trình tiền xử lý

Tiền xử lý là quá trình xử lý nước thải trước sơ bộ. Sử dụng các phương pháp vật lý, hóa học, sinh học để làm giảm nồng độ các chất trong nước thải về mức độ cho phép. Đạt giới hạn đầu vào cho các công nghệ xử lý nước thải chính trong quy trình xử lý nước thải tiếp theo.

Tiền xử lý có thể bao gồm các phương pháp:

• Xử lý hóa lý.
• Keo tụ, tạp bông.
• Ozone.
• Phương pháp hóa học, vi sinh.

5. Evaporator

Trong lĩnh vực tái sử dụng nước thải. Thiết bị bay hơi Evaporator thường được áp dụng đối với nước thải có nồng độ ô nhiễm rất cao. Để hóa hơi hoạt động hiệu quả nhất, thu hồi nước tinh khiết và tạo dòng thải bỏ siêu đậm đặc.

Dòng thải bỏ sau hệ thống bay hơi có thể được mang đi sấy hoặc đi chôn lấp tại bãi chôn lấp theo quy định.

6. Ion exchange

Được sử dụng nhiều trong xử lý nước cấp hay sản xuất nước siêu tinh khiết. Chỉ sử dụng trong quy trình tái sử dụng nước thải khi yêu cầu chất lượng nước đầu ra cần độ tinh khiết cao.

Thông thường khi nhắc đến công nghệ trao đổi ion (ion exchange), chúng ta nghĩ ngay đến đây là công nghệ xử lý nước cấp. Và đúng là như vậy, vì khả năng xử lý nước với nồng độ ô nhiễm thấp để tạo nước siêu tinh khiết. Nên công nghệ trao đổi ion ít được sử dụng trong xử lý nước thải tái sử dụng.

Bởi để xử lý nước cần cho ngành công nghệ cao thì sử dụng nước đầu vào là nước thủy cục. Công nghệ trao đổi ion mới mang lại hiệu quả cao. Trường hợp dùng nước thải tái sử dụng thành nước siêu tinh khiết là có thể làm được. Nhưng theo đó là chi phí đầu tư và vận hành quá lớn.

Tuy nhiên, bất cứ công nghệ xử lý nước nào cũng có điểm mạnh riêng. Việc của các kỹ thuật viên là biết cách ứng dụng chúng một cách khéo léo để có được những kết quả tốt nhất.

TVTS có tư vấn công nghệ trao đổi ion cho một dự án tái sử dụng nước thải. Dự án cần tái sử dụng phần nước thải trong nhà máy dệt nhuộm. Nước giặt vải lần thứ 3 hoặc thứ 4 có nồng độ chất ô nhiễm thấp, sử dụng ion exchange để khử cứng. Chất lượng nước sau ion exchange đạt tiêu chuẩn để quay lại quá trình giặt nấu vải thông thường.

Tổng kết

Bài viết cung cấp các thông tin cơ bản về các công nghệ xử lý nước thải đang được áp dụng vào quy trình công nghệ tái sử dụng nước thải. Chúng tôi cũng đưa ra một số ví dụ đã được áp dụng trong các dự án mà chúng tôi thực hiện. Hy vọng bài viết thật sự hữu ích với bạn đọc.

Nếu cần hỗ trợ tư vấn về giải pháp, kỹ thuật và công nghệ xử lý nước thải. Hãy liên hệ tới TVTS vì chúng tôi sẽ hỗ trợ bạn hoàn toàn miễn phí. Bạn sẽ chỉ trả phí khi bạn quyết định mua hàng của chúng tôi.