1. Lọc cặn lơ lửng không tan (Particle filter)
Lọc cặn lơ lửng không tan (Particle filter) là phương pháp lọc để loại bỏ các tạp chất không tan trong nước, có kích thước cỡ hạt lớn hơn 10 micromet.
Phương pháp lọc này sử dụng các vật liệu lọc như sỏi, cát, than, anthracite, garnet,… bố trí thành từng lớp trong cột lọc. Góc cạnh của các hạt lọc sẽ tạo ra một khoảng cách giữa các hạt cho nước và các cáu cặn có kích thước nhỏ hơn 10 micromet đi qua.
Các hạt cáu cặn có kích thước nhỏ đến 10 micromet như tảo, vi sinh vật và các cặn lơ lửng không tan (SS) được giữ lại trên bề mặt hạt lọc hoặc khoảng cách giữa các hạt lọc. Sau một thời gian các lỗ này bị bít lại nên cần phải rửa ngược để tái tạo lại các lỗ lọc để nước đi qua.
Hình: Lọc đa vật liệu MF
2. Lọc vi lọc Microfilter (MF)
Lọc vi lọc Microfilter (MF) là phương pháp lọc sử dụng các lõi lọc để loại bỏ hiệu quả các chất lơ lửng có kich thước nhỏ đến 0.1 micromet. Sau một thời gian, các lỗ lọc bị nghẹt thì phải thay thế lõi lọc. Tương tự, các bạn cũng có nghe về self cleaning filter SCF, thiết bị lọc tự rửa cũng lọc theo nguyên lý này, tuy nhiên nó có đi kèm với chức năng tự rửa lõi lọc nên không phải thay thế.
Các dạng lõi lọc của vi lọc như lõi lọc xếp, lõi lọc tan chảy, lõi lọc dây quấn, lõi lọc kim loại và lõi lọc gốm.
Phương pháp lọc MF được sử dụng sau các cột lọc particle đa vật liệu để loại bỏ các cặn lơ lửng không tan ở mức tinh hơn nhằm giảm tải cho lọc NF, RO.
Hình: Lõi lọc phin lọc MF
3.Lọc UF
Lọc UF, viết tắt của Ultra filter hay còn gọi là siêu lọc. Đây là màng lọc cho nước và các chất có trọng lượng phân tử thấp đi qua nhờ tác dụng của áp lực vào hệ thống. Áp suất dòng nước vào là từ 4 đến 100 psi (thường là khoảng 30 psi).
Màng siêu lọc có kích thước lỗ trong khoảng 0,02 – 0,05 micron, loại bỏ được vi khuẩn, vi rút, chất keo và phù sa cao. Tuy nhiên, quá trình này không loại bỏ các hạt nhỏ hơn lỗ xốp, chẳng hạn như muối hòa tan hoặc chất hữu cơ, nó cũng không loại bỏ các thành phần khác như màu sắc và mùi.
Màng siêu lọc có tuổi thọ từ ba đến bảy năm (và có thể lâu hơn). Chúng có sẵn trên thị trường ở dạng sợi rỗng, hình ống, tấm và khung, cũng như các cấu hình quấn xoắn ốc.
Hình: Lọc UF
4. Lọc NF
Lọc NF, viết tắt của nano filter, là phương pháp cũng dùng loại màng lọc để loại bỏ các tạp chất có kích thước cỡ từ 1 đến 10 nanomet (0.001-0.01 micromet)
Nhìn bề ngoài có sự giống nhau giữa lọc UF và lọc NF vì chúng là dạng kiểu màng lọc ống, chỉ khác nhau ở kích cỡ của lỗ lọc trên màng. Lọc NF có kích cỡ lỗ lọc nhỏ hơn UF.
Phương pháp này ưu điểm hơn so với lọc UF nó có thể loại bỏ được các phân tử nhở hơn mà lọc UF không giữ lại được. Màng lọc UF cho phép các phân tử dạng ion đi qua được. Do đó, phương pháp lọc này thường được sử dụng trong nước uống khi muốn giữ lại các nguồn khoáng chất có lợi.
Hình: Lọc NF
5. Lọc RO
Lọc RO là ký hiệu của Reverse Osmosis, là lọc thẩm thấu ngược. Phương pháp này dùng áp suất cao để đẩy nước đi qua cấu trúc màng có cấu tạo đặc biệt để loại bỏ các tạp chất trong nước có kích cỡ nhỏ hơn 0.001 micromet. Lọc RO loại bỏ hầu hết các tạp chất có trong nước. Trong những phần sau chúng ta sẽ tìm hiểu nguyên lý lọc RO kỹ hơn.
Màng lọc RO
6. Trao đổi ION
Trao đổi ION cũng là một phương pháp lọc. Các dạng lọc trên có thể loại bỏ hiệu quả các hạt cáu cặn không tan trong nước, nhưng không thể loại bỏ các cáu cặn đã hòa tan trong nưóc dưới dạng ion (trừ RO có thể loại bỏ được các ion có kích thước lớn). Khi đó, cần sử dụng phương pháp trao đổi ion để loại bỏ các ion hòa tan này.
Phương pháp trao đổi ion sử dụng các hạt nhựa có mang điện tích. Sử dụng nguyên lý hạt mang điện tích trái dấu thì hút nhau. Khi nước có chứa các tạp chất tan trong nước dưới dạng ion mang điện tích đi qua lớp hạt nhựa này, các ion trong nước mang điện tích trái dấu với hạt nhựa bị giữ lại trên bề mặt hạt nhựa.
Sau một thời gian, các hạt nhựa trung hòa về điện tích, hết khả năng trao đổi ion thì phải tái sinh lại hạt nhựa. Phương pháp này dùng để làm mềm nước, lọc các kim loại nặng hoặc áp dụng trong xử lý nước siêu tinh khiết.
Trong cuốn sách này các bạn sẽ học được rất nhiều ứng dụng liên quan đến lọc trao đổi ion như: Thiết kế hệ thống làm mềm nước, thiết kế hệ thống xử lý kim loại nặng bằng phương pháp trao đổi ion, thiết kế hệ thống xử lý nitrat trong nước bằng công nghệ trao đổi ion, thiết kế hệ thống xử lý nước siêu tinh khiết bằng công nghệ trao đổi ion,…
Ngoài ra, cuốn sách này cùng trình bày cách lắp đặt, vận hành hệ thống trao đổi ion bằng công nghệ điện phân EDI, CEDI.
Hình nguyên lý lọc trao đổi ion
Tùy vào tính chất nước đầu vào, mục đích sử dụng của nước thành phẩm đầu ra mà chúng ta lựa chọn phương pháp lọc, loại vật liệu lọc cho phù hợp. Trong xử lý nước tinh khiết, hệ thống lọc sẽ áp dụng liên hoàn các phương pháp lọc trên thành nhiều cấp lọc. Mỗi cấp lọc sẽ loại bỏ một hoặc một vài loại thành phần nhất định. Việc áp dụng liên hoàn các cấp lọc còn giúp giảm tải cho các cấp lọc phía sau, từ đó kéo dài tuổi thọ vật liệu lọc.
Hình các thành phần trong nước và công nghệ lọc nước hiện tại
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/
