Anh em đồng đạo ạ, việc thiết kế một hệ thống xử lý nước bằng công nghệ thẩm thấu ngược RO cũng giống như thiết kế xây dựng một cái nhà. Nếu như xây một cái nhà chúng ta cần biết điều kiện khu đất như độ lún nền đất, diện tích, hướng đất,… và công năng sử dụng. Thì thiết kết một hệ thống lọc nước RO cũng cần biết điều kiện đầu vào của nguồn nước như thế nào, công năng sử dụng cho mục đích gì, lưu lượng cần là bao nhiêu… từ đó chúng ta mới đi tính toán thiết kế được. Trong bài viết này mình sẽ kể ra cụ thể 6 bước để thiết kế một hệ thống lọc nước RO và chi tiết ở 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. Trong bước này chúng ta đi làm các công việc sau:
Đầu tiên, chúng ta xác định nguồn nước đầu vào: là nước ngầm, nước cấp thành phố, nước thải hay nước biển,…Mỗi nguồn nước sẽ có đặc tính khác nhau (TDS khác, SDI khác,…) nên yêu cầu loại màng khác nhau.
Từ nguồn nước đó chúng ta mới đi phân tích để xác định thành phần các thông số trong nước đó như thế nào, từ đó mới đưa ra được quy trình công nghệ. Các thông số cần quan tâm chính là: pH, SS (chất rắn không tan), TDS, độ cứng, Silica, Tổng sắt, Cl2…và từng thành phần ion riêng như: Ca+, Mg+, CO3-,…
Trong bước này chúng ta cũng cần biết là chúng ta cần bao nhiêu nước thành phẩm nữa nhé. Rồi xác định là nước thành phẩm của chúng ta ra để làm gì. Trong một số ngành nghề, nước dùng làm việc gì thì nó có tiêu chuẩn cả nha mấy bạn.
Ví dụ, đối với ở Việt Nam, các bạn muốn nước đạt tiêu chuẩn đóng chai, đóng bình thì chất lượng nước phải đạt QCVN 6-1: 2010/BYT. Hoặc đối với các ngành như cấp nước cho điện tử hoặc cho dược phẩm thì Việt Nam chưa có nhưng quốc tế thì họ có. Các bạn nên tham khảo những tiêu chuẩn này trước, họ sẽ nói rõ mức độ tinh khiết của nước cần ở mức độ nào, ví dụ như trong ngành điện tử đòi hỏi điện trở suất của nước phải trên 15.0 Mohm. Hoặc đôi khi từng công ty, tập đoàn họ có tiêu chuẩn riêng của họ nữa.
Ngoài ra, trong bước này, việc xác định mình lưu lượng nước mình cần, chúng ta còn xác định được chúng ta cần mua bồn chứa có thể tích như thế nào.
Bước 2: Chọn kiểu hệ thống RO. Như trong bài 28 mình đã giới thiệu có 3 kiểu thiết kế hệ thống RO là single stage – 1 bước đơn nguyên, kiểu thứ 2 là tái tuần hoàn dòng thải và kiểu thứ 3 là nhiều bước dòng sản phẩm. Bạn nào chưa nắm được thì đọc lại bài 28 để nắm nhé.
Lý do mình phải đi qua bước này là vì phải biết được kiểu thiết kế thì mình mới tính ra được số lượng màng cần là bao nhiêu.
Vậy câu hỏi đặt ra là làm sao chọn loại thiết kế nào? Để trả lời câu hỏi này các bạn cần biết các bạn cần nước sản phẩm sau RO để làm gì. Nếu là để sản xuất nước uống (không cần phải siêu tinh khiết) hoặc xử lý nước thải và không cần tiết kiệm nước thì chọn single stage – 1 bước đơn nguyên. Nếu là để sản xuất nước uống nhưng có yếu tố tiết kiệm nước thì chọn kiểu thứ hai là tái tuần hoàn dòng thải. Nếu là để cấp nước cho quá trình sản xuất đòi hỏi siêu tinh khiết như rửa mạch điện từ hoặc dược phẩm thì chọn kiểu số 3.
Bước 3: Chọn loại màng
Căn cứ vào chất lượng nước ở bước 1 chúng ta chọn loại màng. Ví dụ, đối với nước cấp từ nhà máy nước có TDS nhỏ hơn 5000 mg/l, chúng ta lựa chọn màng TW hoặc BW (nếu chưa biết loại màng này là gì, bạn xem lại bài 23). Nếu nước đầu vào có TDS từ 5000 -15000 mg/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 (xem hướng dẫn ở bài 23). Ngoài ra còn một số màng có kích thước nhỏ hơn dành cho các hệ thống nhỏ, mình có nêu trong bài 23, các bạn ghé đọc nhé.
Ví dụ, chúng ta thiết kế hệ thống RO để xử lý nước lấy nguồn nước từ nước máy của thành phố có TDS < 5000 ppm (mg/l) và xác định nhu cầu dòng sản phẩm chúng ta cần là 500 m3/ngày. Do đó chúng ta bước đầu chọn loại màng RO là BW 8040.
Chúng ta thử ví dụ luôn là mua màng RO từ hãng Filmtec -> Tra dòng sản phẩm của filmtec chúng ta thấy màng BW30-400 là phù hợp với yêu cầu trên (Ở đây để đơn giản mình chỉ mới xem xét đến TDS, kích cỡ màng, lưu lượng dòng sản phẩm cần. Để chính xác hơn nữa cần biết là từng giá trị của các chỉ tiêu của mẫu nước mình đã trình bày trong bước 1).
Bước 4: Tính số lượng màng cần
Để xác định được số lượng màng cần cho hệ thống, đầu tiên chúng ta cần đi tìm hiểu thông số Flux của màng RO.
Flux được hiểu là lưu lượng dòng sản phẩm trên một đơn vị diện tích màng RO có thể cho ra được. Đơn vị flux là galon square feed day (Gfd), hoặc có thể đổi ra lít mét vuông giờ (l/m2/h). 1Gfd = 1.66 l/m2/h.
Gía trị Flux phụ thuộc vào đặc tính nước đầu vào và mỗi loại hãng màng khác nhau sẽ khác nhau. Ở đây, mình ví dụ đối với màng filmtec và nước là nước cấp thành phố nên có Flux là 14.
Từ những thông tin này ta tính ra số lượng màng cần như sau:
Gfd = lưu lượng mong muốn của một ngày/(số lượng màng RO x Diện tích mỗi màng RO)
=> Số lượng màng RO cần = Lưu lượng dòng sản phẩm / Gfd x Diện tích mỗi màng RO
Ở trên chúng ta đã chọn màng BW30-400, chúng ta tra bảng thì thấy diện tích mỗi màng RO là 400 feet vuông.
Chúng ta đổi 500 m3/ngày = 132 100 galon/ngày (1 galon =3.785 lít)
=> Số lượng màng RO cần = 132 100 / (14 x 400) = 24 màng.
Như vậy là chúng ta đã xác định được số lượng màng cần là 24 màng RO.
… Còn tiếp
Các bạn đón đọc tiếp bước số 5 ở phần 2 nhé.
Tham khảo trang https://aquatekco.edubit.vn/ để học các khóa học về thiết kế, lựa chọn thiết bị, lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống xử lý nước nhé.
