1. Nguyên lý hấp phụ

Nguyên lý hấp phụ là gì

Hấp thụ là sự bắt giữ một phân tử vật chất trên bề mặt của vật liệu lọc. Khi đó, các phân tử này chỉ được giữ lại trên bề mặt mà không đi vào trong cấu trúc hóa học của vật liệu lọc.

Hình hấp phụ

Ứng dụng của nguyên lý hấp phụ trong xử lý nước

Trong xử lý nước, sử dụng cát, sỏi để lọc nước chính là ứng dụng nguyên lý hấp phụ. Khi đó các cáu cặn lơ lửng chỉ giữ lại trên bề mặt vật liệu lọc. Do đó, quá trình rửa ngược thông thường có thể phân tách trở lại vật liệu lọc và cặn bẩn.

2. Nguyên lý hấp thụ

Nguyên lý hấp thụ là gì

Hấp thụ trong hóa học là hiện tượng vật lý hay hóa học mà ở đó các phân tử, nguyên tử hay các ion đi qua mặt phân cách vào trong toàn bộ vật lỏng hoặc rắn. 

Ví dụ như sử dụng NaOH để xử lý hơi dung môi acid, các phân tử hơi dung môi hòa tan vào dung dịch NaOH.

Hình hấp thụ

Ứng dụng của nguyên lý hấp thụ trong xử lý nước

Trong xử lý nước, than hoạt tính được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan trong nước, clo theo nguyên lý hấp thụ. Khi các phân tử hữu cơ hay Clo này thấm vào các lỗ rỗng của than hoạt tính là sự khuếch tán đi qua bề mặt của chất rắn. Khi đã được khuếch tán đi qua bề mặt, quá trình phân tách để trả lại bề mặt như cũ của than hoạt tính phải cần đến nhiệt.

Đôi lúc chúng ta vẫn thường nhầm lẫn giữa hấp phụ và hấp thụ. Hình bên dưới mô tả sự khác biệt giữa hấp phụ và hấp thụ.

Hình: Phân biệt hấp phụ và hấp thụ

3. Nguyên lý thẩm thấu ngược

Nguyên lý thẩm thấu là gì

RO là viết tắt của reverse osmosis, nghĩa là thẩm thấu ngược. Để hiểu thẩm thấu ngược là gì thì đầu tiên ta cần biết thẩm thấu thuận.

Thẩm thấu thuận là quá trình nước đi từ nơi ít cô đặc đến nên đậm đặc (ngôn ngữ khoa học giải thích là nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao), mình viết vậy để các bạn dễ hiểu.

Ví dụ, có hai cái bình, bình chứa nước muối A có độ mặn là 20% và bình chứa nước muối B có độ mặn là 10%, được nối thông nhau và ở giữa 2 bình là một màng chắn không cho muối đi qua. Sau 1 khoảng thời gian chúng ta sẽ thấy là nước trong bình A sẽ giảm độ mặn và nước trong bình B mặn hơn. Lý do là nước từ bình B đã đi sang bình A. Đó gọi là thẩm thấu thuận.

Vậy thẩm thấu ngược là quá trình ngược lại. Người ta sẽ phải làm sao để nước đi từ nơi đậm đặc hơn sang nơi ít đậm đặc. Ví dụ như ngược lại ở trên, nước từ bình muối mặn 10% đi vào bình muối mặn 20%. 

Để làm điều đó người ta dùng một áp lực để nén nước trong dung dịch đậm đặc sang nơi ít đậm đặc. Nguyên lý này được áp dụng trong xử lý nước bằng cách dùng một bơm cao áp, tạo ra một áp lực cao để đẩy nước trong dung dịch đậm đặc đi qua màng, và người ta thu được nước sạch. Phần nước không đi qua màng sẽ trở nên đậm đặc hơn và thải bỏ.

Hình: Nguyên lý lọc thẩm thấu ngược

Sau khi chúng ta hiểu thẩm thấu ngược là gì, thì chúng ta sẽ dễ hiểu màng RO là gì. Màng RO là một cấu trúc màng cho phép nước đi theo nguyên lý thẩm thấu ngược dựa trên áp suất được tạo ra từ bơm, có thể lên đến 1000 psi (đối với nước biển), hoặc 100-300 psi đối với nước máy, ngầm. Phần nguyên lý màng RO sẽ trình bày ở những phần sau.

4. Nguyên lý trao đổi ion

Nguyên lý trao đổi ion trong xử lý nước là gì

Để hiểu về nguyên lý trao đổi ion, chúng ta cần hiểu về ion là gì, hạt nhựa trao đổi ion là gì?

Thứ nhất, ion là gì? Ion là sự tồn tại của một chất hòa tan trong nước tồn tại dưới dạng nguyên tử, có mang điện tích.

Thứ hai, hạt nhựa trao đổi ion là gì? Hạt nhựa trao đổi ion là một loại vật liệu làm từ nhựa tổng hợp có cấu trúc để mang được nhiều ion trên bề mặt của nó.

Khi đó các ion lơ lửng trong nước, tiếp xúc với bề mặt hạt nhựa trao đổi ion, các ion lơ lửng này sẽ kết hợp với các hạt nhựa, đồng thời đẩy các ion đang đính trên bề mặt hạt nhựa ra. 

Sau một thời gian, hạt nhựa không còn các ion gốc trên bề mặt nữa, chúng đã mất khả năng trao đổi ion. Khi đó chúng ta cần tái sinh hạt nhựa trao đổi ion để loại bỏ các ion đang được bắt giữ trên bề mặt của chúng, đồng thời tái tại lại ion gốc ban đầu.

Đó là tiến trình của quá trình trao đổi ion.

Hình: Nguyên lý xử lý nước bằng phương pháp trao đổi ion

Để tìm hiểu kỹ hơn về cách tính toán thiết kế, lựa chọn thiết bị và thi công lắp đặt các hệ thống lọc nước công nghệ mới, mời các bạn tham khảo tại đây:  https://aquatekco.edubit.vn/