0 Kỹ thuật xử lý nước bằng màng thẩm thấu ngược RO

Xử lý nước cấp công nghệ thẩm thấu ngược (reverse osmosis- RO) là một giải pháp màng lọc kỹ thuật nhằm loại bỏ nhiều loại phân tử lớn, tách ly các ion tồn tại dưới dạng muối khoáng hòa tan bằng cách dùng áp lực của máy bơm đẩy nước qua màng bán thấm. Kết quả là các muối khoáng hòa tan được giữ lại ở phía bên áp lực của màng và chỉ cho nước sạch (gần tinh khiết) đi qua một cách chọn lọc.
Trong tự nhiên thẩm thấu được định nghĩa: là sự vận chuyển nước từ môi trường nhược trương sang môi trường ưu trương. Thẩm thấu là hiện tượng khi hai chất lỏng có nồng độ khác nhau được ngăn cách bởi một màng bán thấm, chất lỏng có xu hướng để di chuyển từ nồng độ thấp đến nồng độ chất tan cao cho đến khi cân bằng hóa học hoàn toàn. Màng RO hoạt động ngược lại với hiện tượng này nên được gọi là màng thẩm thấu ngược gọi tắt là RO. Thẩm thấu ngược là cách di chuyển dung môi từ nồng độ cao đến nồng độ thấp ngăn cách bởi một màng bán thấm để ngăn không cho các muối khoáng hòa tan cân bằng nồng độ. Màng bán thấm không cho phép các chất tan di chuyển qua màng, nhưng cho phép các dung môi đi qua. Các xu hướng dung môi chảy qua màng tế bào có thể được diễn tả như "áp suất thẩm thấu", vì nó là tương tự như dòng chảy gây ra bởi một sự khác biệt giữa áp lực. Thẩm thấu nằm trong quá trình vận chuyển thụ động của khuếch tán bao gồm: thẩm thấu, thẩm tách và chọn lọc.

   Quá trình thẩm thấu qua màng bán thấm lần đầu tiên được quan sát thấy năm 1748 bởi Jean Antoine Nollet. 200 năm sau, thẩm thấu chỉ là một hiện tượng được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. Năm 1949, trường Đại học California tại Los Angeles (UCLA) lần đầu tiên tiến hành kiểm tra khử muối của nước biển bằng cách sử dụng các màng bán thấm. Các nhà nghiên cứu từ cả UCLA và Đại học Florida sản xuất thành công nước ngọt từ nước biển. Đến cuối năm 2001, khoảng 15.200 nhà máy khử muối đã hoạt động hoặc trong các giai đoạn xây dựng trên toàn thế giới.
Quá trình lọc nước RO  không yêu cầu năng lượng nhiệt. Lưu lượng thông qua hệ thống RO có thể được quy định bởi bơm áp lực cao. Việc thu hồi nước tinh khiết phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau bao gồm kích thước màng, màng kích thước lỗ màng, nhiệt độ, áp suất vận hành và diện tích bề mặt màng. Các màng RO có một lớp dày đặc trong các ma trận lọc (màng tế bào). Trong hầu hết trường hợp, màng RO được thiết kế để cho phép chỉ có nước đi qua lớp ma trận lọc dày đặc này, và giữ lại các chất tan ( như các ion muối). Lọc tinh loại bỏ các hạt 1 micromet hoặc lớn hơn. Siêu lọc  loại bỏ các hạt từ 0.2 micromet hoặc lớn hơn.  Thẩm thấu ngược là trong hạng mục cao cấp nhất của lọc màng, loại bỏ các hạt lớn hơn 0,0001 micromet.  Quá trình này đòi hỏi phải có một áp suất cao có tác dụng lên phía nồng độ cao của màng tế bào, áp suất để lọc nước ngọt là 2-17 bar (30-250 psi ), nước lợ 15,5-26 bar, hoặc 1,6-2,6 MPa (225 đến 375 psi) và cho nước biển khoảng 55 đến 81,5 bar hoặc 6-8 MPa (800 đến 1.180 psi) để xé tan sức căng của nước hay còn gọi đảo ngược quá trình thẩm thấu. Màng RO được biết đến nhiều nhất trong khử muối (loại bỏ muối và khoáng chất khác từ nước biển để có được nước ngọt), nhưng kể từ đầu những năm 1970, nó cũng được sử dụng để làm sạch nước ngọt cho các ứng dụng y tế, công nghiệp, và trong nước.

 

Màng RO