Khái niệm cơ bản về hệ thống thẩm thấu ngược (RO)

Khái niệm Cơ bản hệ thống thẩm thấu ngược (RO) được sử dụng để lọc tạo nước tinh khiết trong dược phẩm. Thẩm thấu ngược (RO) là phương pháp lọc nổi tiếng nhất và nó được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống nước dược phẩm.

Thẩm thấu ngược (RO) là gì?

Thẩm thấu ngược (RO) là một loại lọc sử dụng màng mỏng, bán thấm với lỗ chân lông đủ nhỏ để nước tinh khiết đi qua, đồng thời loại bỏ các phân tử lớn hơn và các chất gây ô nhiễm khác.

Nước chảy từ phía đậm đặc hơn của màng RO sang phía ít cô đặc hơn để cung cấp nước uống sạch. Nước ngọt được tạo ra được gọi là nước thấm và nước đậm đặc còn sót lại được gọi là chất thải hoặc nước muối.

Thẩm thấu ngược được sử dụng để sản xuất nước có độ tinh khiết cao cho hệ thống nước uống, nồi hơi công nghiệp, chế biến thực phẩm và đồ uống, mỹ phẩm, sản xuất dược phẩm, khử muối nước biển và các ứng dụng khác. Nó đã là một công nghệ được công nhận trong hơn một thế kỷ.

RO bao gồm việc sử dụng các hệ thống lọc để loại bỏ các ion hòa tan khỏi nước. Thẩm thấu hút nước vào nước có hàm lượng muối cao hơn và quá trình này loại bỏ các ion khỏi nước bằng cách tạo áp lực bằng cách sử dụng máy bơm và màng bán thấm.

Hệ thống thẩm thấu ngược (RO) hoạt động như thế nào?

Hệ thống RO loại bỏ trầm tích và clo khỏi nước bằng bộ lọc sơ bộ trước khi đẩy nước qua màng bán thấm để loại bỏ chất rắn hòa tan.

Phần lớn màng RO được sản xuất thương mại được làm từ cellulose acetate, polysulfonate và polyamide.

Khi nước thoát ra khỏi màng RO, nó sẽ đi qua bộ lọc sau trước khi nước uống vào vòi.

Hệ thống RO cũng bao gồm các loại lọc khác, đôi khi được tạo thành từ 3 đến 5 giai đoạn lọc.

Mỗi loại hệ thống chứa một hoặc nhiều bộ lọc sau:

• Bộ lọc trầm tích: Giảm các hạt như bụi bẩn, rỉ sét;
• Bộ lọc carbon: Giảm các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), clo và các chất gây ô nhiễm khác; Và
• Màng bán thấm: Loại bỏ tới 98% tổng chất rắn hòa tan (TDS).

Lợi ích của RO là gì?

RO hoạt động ở nhiệt độ tương đối thấp và có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau , như: khử muối, xử lý nước thải; thu hồi khoáng sản; nồng độ váng sữa và các sản phẩm thực phẩm khác; và cuối cùng là làm sạch nước.

Trong những năm gần đây, RO được sử dụng ngày càng nhiều trong sản xuất nước xử lý để lọc máu trong bệnh viện và cho một số loại mỹ phẩm và thuốc của các nhà sản xuất dược phẩm.

Một vấn đề lớn trong vận hành hệ thống RO là sự phân cực nồng độ, hay còn gọi là tắc nghẽn, là sự tích tụ dần dần của chất tan bị loại bỏ ở phía cấp liệu, gần màng. Một chu trình xả nước thường được sử dụng để giảm sự tích tụ này.

Nhược điểm của thẩm thấu ngược (RO) là gì?

Một trong những nhược điểm lớn của hệ thống RO cho gia đình là chúng loại bỏ hầu hết các khoáng chất khỏi nước , khiến nước có độ pH axit . Ngoài ra, trong quá trình lọc, có tới 20 gal nước được xả xuống cống cho mỗi gallon nước lọc được tạo ra.

Một nhược điểm khác của hệ thống thẩm thấu ngược là chúng mất quá nhiều thời gian để lọc nước khi so sánh với hệ thống lọc nước cho cả nhà. Trên thực tế, hệ thống RO có thể mất từ ​​​​2 đến 4 giờ để lọc gần 3 gallon nước , điều đó có nghĩa là sẽ phải mất cả ngày để có thể lọc đủ nước cho mọi người trong nhà.

Thẩm thấu ngược cũng có thể rất tốn kém vì một số thiết bị cho cả nhà có thể tốn hàng nghìn đô la bao gồm cả công lắp đặt. Giá cao sẽ đẩy nhanh quá trình lọc nước nhưng đồng thời lượng nước lãng phí là đáng kể.

Thẩm thấu ngược và nước thải

Hệ thống RO gửi nước có chất gây ô nhiễm bị loại bỏ xuống cống dưới dạng nước thải, không giống như các bộ lọc khác có chức năng bẫy chất gây ô nhiễm. Khi nước chảy qua, nó được chia thành hai dòng; Một dòng mang nước đã lọc đến vòi chuyên dụng và dòng còn lại mang muối đã loại bỏ, chất ô nhiễm hòa tan và khoáng chất vào cống.

Nước thải mang các chất gây ô nhiễm bị loại bỏ từ hệ thống RO đến cống thoát nước, vì vậy về mặt kỹ thuật, nước không phải là chất thải.

Quá trình này được sử dụng để loại bỏ các hạt bao gồm các ion từ nước. Hệ thống thẩm thấu ngược (RO) chứa một màng bán thấm cho phép đi qua nước và loại bỏ các chất gây ô nhiễm.

Trong hầu hết các hệ thống thẩm thấu ngược (RO), nó tự làm sạch màng và quá trình này được gọi là dòng chảy chéo (bypass). Thẩm thấu ngược có khả năng loại bỏ muối, đường, protein, thuốc nhuộm, vi khuẩn và các hạt khác có trọng lượng phân tử lớn hơn 250 dalton thậm chí là virus.

Vận hành hệ thống RO

Quá trình thẩm thấu ngược đòi hỏi một lực để truyền nước qua màng được gọi là lực truyền động. Lực này được áp dụng dưới dạng áp suất với sự trợ giúp của máy bơm. Các chất gây ô nhiễm của nước được tách ra và thu thập trong một bể được gọi là chất cô đặc. Nói chung, hệ thống RO thu hồi 70-80% nước cấp và hiệu quả này giảm khi sử dụng màng.

Liên quan: Các loại nước được sử dụng trong quy trình dược phẩm

Vật liệu là màng RO

Các màng thường được làm bằng cellulose acetate và chúng có kích thước lỗ rất nhỏ từ 0,01 đến 0,0101. Nói chung, trong các hệ thống lọc nước, màng RO được sử dụng có kích thước lỗ rỗng là 0,0003.

Không có vi sinh vật có thể đi qua màng này. Màng này được lắp trong một ống rỗng, nơi nước được truyền từ bên ngoài vào phía bên trong của rube thông qua màng. Nước được lọc được thu thập từ các ống rỗng và phần nước còn lại chứa các chất gây ô nhiễm nước được thu gom riêng.

Xem thêm: Hướng dẫn kiểm tra hệ thống nước có độ tinh khiết cao