Trong các hệ thống xử lý nước cấp, hệ thống lọc tinh thường được bố trí ở giai đoạn cuối của quá trình tiền xử lý nhằm kiểm soát chất lượng nước tốt hơn trước khi đưa vào các công đoạn xử lý sâu hoặc sử dụng cho sản xuất. Bài viết dưới đây sẽ giúp doanh nghiệp hiểu rõ hệ thống lọc tinh là gì, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các cấp độ lọc phổ biến cũng như cách lựa chọn hệ thống phù hợp.
Nội dung bài viết:
1. Hệ thống lọc tinh là gì?
Hệ thống lọc tinh là hệ thống sử dụng vật liệu hoặc lõi lọc có kích thước khe lọc tương đối nhỏ để giữ lại các hạt cặn, chất rắn lơ lửng và tạp chất còn sót lại trong nước sau các công đoạn xử lý trước đó.
Tùy vào mục đích sử dụng, hệ thống lọc tinh có thể sử dụng các cấp lọc từ vài chục micron xuống còn 1 micron hoặc thấp hơn. Trong thực tế, lọc tinh thường được sử dụng sau các công đoạn như lắng, lọc cát, lọc đa tầng, lọc than hoạt tính, lọc khử sắt, mangan và các hệ thống tiền xử lý khác.
Sau lọc tinh, nước có thể tiếp tục được đưa vào hệ thống UF, hệ thống NF, hệ thống RO, hệ thống DI, hệ thống EDI, dây chuyền sản xuất hoặc bồn chứa nước thành phẩm. Như vậy, lọc tinh không chỉ có chức năng cải thiện chất lượng nước mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các thiết bị xử lý phía sau.
2. Hệ thống lọc tinh có chức năng gì?
Chức năng chính của hệ thống lọc tinh là loại bỏ các hạt có kích thước nhỏ mà các công đoạn lọc phía trước chưa xử lý hết.
Một số chức năng quan trọng gồm:
- Loại bỏ cặn nhỏ và chất rắn lơ lửng: Các hạt cặn rất nhỏ có thể đi xuyên qua lớp vật liệu lọc thô. Lõi lọc tinh giúp giữ lại các hạt này trước khi nước tiếp tục đi sang công đoạn tiếp theo.
- Giảm độ đục của nước: Khi các hạt lơ lửng được loại bỏ, độ trong của nước được cải thiện đáng kể.
- Bảo vệ màng RO, UF và NF: Đây là một trong những ứng dụng quan trọng nhất của lọc tinh. Nếu nước chứa nhiều cặn đi trực tiếp vào màng RO hoặc các loại màng khác, bề mặt màng có thể nhanh chóng bị fouling hoặc tắc nghẽn, làm tăng chênh áp và giảm hiệu suất hệ thống.
- Bảo vệ thiết bị sản xuất: Các hạt cặn nhỏ có thể gây tắc vòi phun, tắc đầu cấp nước, làm mài mòn thiết bị, bám cặn đường ống và nguy hiểm hơn là gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Vì vậy, hệ thống lọc tinh giúp hạn chế những rủi ro này.
- Ổn định chất lượng nước đầu vào: Đối với những hệ thống có nguồn nước thay đổi theo thời gian, lọc tinh đóng vai trò như một lớp bảo vệ cuối cùng trước khi nước đi vào các công đoạn nhạy cảm.
3. Cấu tạo của hệ thống lọc tinh
Một hệ thống lọc tinh công nghiệp thường gồm nhiều bộ phận khác nhau tùy theo công suất và mục đích sử dụng.
3.1. Vỏ chứa lõi lọc
Phần vỏ chứa lõi lọc có thể được chế tạo từ nhựa PP, nhựa chịu hóa chất, inox 304. inox 316 hoặc một số vật liệu chuyên dụng khác. Đối với các hệ thống công nghiệp có lưu lượng lớn, housing inox nhiều lõi thường được sử dụng vì có khả năng chịu áp tốt và thuận tiện cho việc bảo trì.
3.2. Lõi lọc tinh
Đây là bộ phận trực tiếp giữ lại cặn. Một số loại lõi phổ biến gồm lõi PP, lõi sợi quấn, lõi xếp nếp, lõi than hoạt tính, lõi lọc chuyên dụng. Mỗi loại lõi có cấu trúc, khả năng giữ cặn và điều kiện vận hành khác nhau.
3.3. Đường ống và van
Hệ thống đường ống có nhiệm vụ dẫn nước vào và ra khỏi housing. Các van được bố trí để phục vụ việc đóng/mở dòng nước, cô lập thiết bị, tháo lõi, công tác vệ sinh, bảo trì
3.4. Đồng hồ áp suất
Thông thường, đồng hồ áp suất được lắp trước và sau cụm lọc. Thông qua chênh lệch áp suất giữa hai vị trí, người vận hành có thể đánh giá mức độ tắc nghẽn của lõi lọc.
3.5. Bơm cấp nước
Tùy hệ thống, nước có thể được cấp bằng áp lực từ hệ thống trước hoặc sử dụng bơm riêng. Bơm cần được lựa chọn phù hợp với lưu lượng, cột áp tổn thất qua lõi lọc, áp suất yêu cầu của công đoạn tiếp theo.
4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống lọc tinh
Nguyên lý vận hành của hệ thống lọc tinh tương đối đơn giản. Có thể mô tả theo chuỗi: Nước đầu vào > Vỏ chứa lõi lọc > Lõi lọc tinh > Giữ lại cặn > Nước sau lọc > Công đoạn tiếp theo
Khi nước đi vào vỏ chứa lõi lọc, áp lực của dòng nước đẩy nước xuyên qua cấu trúc của lõi lọc. Các hạt có kích thước lớn hơn hoặc không thể đi qua khe lọc sẽ bị giữ lại trên bề mặt hoặc bên trong cấu trúc lõi.
Nước sau khi được loại bỏ cặn sẽ đi ra khỏi vỏ chứa lõi lọc và tiếp tục được:
- Đưa vào hệ thống RO;
- Đưa vào UF hoặc NF;
- Khử trùng;
- Trao đổi ion;
- Đưa vào sản xuất;
- Lưu trữ trong bồn nước thành phẩm.
Theo thời gian, lượng cặn tích tụ trên lõi ngày càng nhiều. Khi đó, tổn thất áp suất qua lõi tăng lên và lưu lượng nước có thể giảm. Đây là thời điểm cần kiểm tra, vệ sinh hoặc thay thế lõi lọc.
5. Các cấp độ lọc tinh phổ biến
Đơn vị thường được sử dụng để thể hiện kích thước khe lọc là micron, ký hiệu μm, một micron bằng 0,001 mm.
Các cấp lọc thường gặp gồm:
- Lọc tinh 100 micron: Phù hợp với việc loại bỏ các hạt tương đối lớn, thường được sử dụng ở giai đoạn đầu hoặc làm lớp bảo vệ cho thiết bị phía sau.
- Lọc tinh 50 micron: Có khả năng giữ các hạt nhỏ hơn, thường được sử dụng trong các hệ thống tiền xử lý công nghiệp.
- Lọc tinh 20 micron: Thường được sử dụng để giảm tải cho các cấp lọc tinh hơn phía sau.
- Lọc tinh 10 micron: Phổ biến trong các hệ thống xử lý nước công nghiệp cần kiểm soát cặn tương đối tốt.
- Lọc tinh 5 micron: Lõi lọc tinh 5 micron là một trong những cấp lọc được sử dụng phổ biến trước hệ thống RO.Cấp lọc này giúp giữ lại phần lớn các hạt cặn nhỏ có khả năng gây ảnh hưởng đến màng.
- Lọc tinh 1 micron: Được sử dụng trong những hệ thống yêu cầu mức độ kiểm soát cặn cao hơn.
- Lọc dưới 1 micron: Các cấp lọc nhỏ hơn có thể được áp dụng trong một số lĩnh vực có yêu cầu đặc biệt.
Tuy nhiên, không phải cấp lọc càng nhỏ thì hệ thống càng tốt. Nếu chọn khe lọc quá nhỏ trong khi nước đầu vào chứa nhiều cặn, lõi lọc sẽ nhanh bị tắc, làm tăng chi phí vận hành. Do đó, cấp lọc cần được lựa chọn dựa trên chất lượng nước và yêu cầu của công nghệ phía sau.
6. Các loại hệ thống lọc tinh phổ biến hiện nay
Dưới đây là các loại hệ thống lọc tinh phổ biến:
6.1. Hệ thống lọc tinh dùng lõi PP
Lõi PP thường được sản xuất từ polypropylene. Đây là loại lõi rất phổ biến trong các hệ thống xử lý nước vì có giá thành hợp lý, khả năng giữ cặn tốt, có nhiều cấp độ micron, dễ thay thế, phù hợp nhiều nguồn nước. Lõi PP thường được sử dụng để loại bỏ cát mịn, bùn, rỉ sét, cặn lơ lửng, các hạt không hòa tan.
6.2. Hệ thống lọc dùng lõi sợi quấn
Lõi sợi quấn được cấu tạo từ các sợi vật liệu quấn quanh lõi trung tâm. Cấu trúc này tạo thành nhiều lớp lọc có độ sâu khác nhau. Loại lõi này có thể phù hợp với nguồn nước chứa lượng cặn tương đối lớn và cần khả năng giữ cặn theo chiều sâu.
6.3. Hệ thống lọc dùng lõi xếp nếp
Lõi xếp nếp có bề mặt lọc được gấp thành nhiều lớp.
Ưu điểm của cấu trúc này là:
- Diện tích bề mặt lớn;
- Khả năng chứa cặn tốt;
- Giảm tổn thất áp suất;
- Một số loại có khả năng vệ sinh và tái sử dụng.
6.4. Hệ thống lọc túi
Hệ thống sử dụng túi lọc đặt bên trong vỏ chữa lõi lọc. Nước đi qua túi lọc và cặn được giữ lại bên trong hoặc trên bề mặt túi tùy cấu tạo.
Lọc túi thường phù hợp với:
- Lưu lượng tương đối lớn;
- Nguồn nước chứa nhiều cặn;
- Các hệ thống cần thay vật liệu nhanh.
6.5. Hệ thống lọc đĩa
Lọc đĩa sử dụng nhiều đĩa lọc có rãnh nhỏ xếp chồng với nhau. Các khe giữa các đĩa tạo thành vùng giữ cặn.
Loại thiết bị này thường được sử dụng trong:
- Xử lý nước công nghiệp;
- Nông nghiệp;
- Hệ thống tuần hoàn;
- Hệ thống tưới;
- Một số hệ thống tiền xử lý nước cấp.
7. Nên lựa chọn cấp lọc bao nhiêu micron?
Việc lựa chọn cấp micron phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Doanh nghiệp không nên chỉ lựa chọn dựa trên giá lõi hoặc quan niệm rằng micron càng nhỏ càng tốt.
Các yếu tố cần xem xét gồm:
- Chất lượng nước đầu vào: Cần đánh giá các yếu tố như độ đục, TSS, hàm lượng cặn, thành phần cặn, kích thước hạt, mức độ biến động của nguồn nước.
- Lưu lượng xử lý: Lưu lượng ảnh hưởng đến số lượng lõi, kích thước vỏ chứa lõi lọc, vận tốc nước qua lõi, chu kỳ thay lõi.
- Công nghệ phía sau: Nếu hệ thống lọc tinh được sử dụng trước RO, yêu cầu có thể khác so với khi nước chỉ được sử dụng cho việc rửa thiết bị, cugn cấp nước cho tháp giải nhiệt, các quá trình sản xuất thông thường, việc tưới tiêu, vệ sinh.
- Chi phí vận hành: Micron càng nhỏ thì khả năng giữ cặn càng cao nhưng nguy cơ tắc nhanh cũng tăng.
Vì vậy, nhiều hệ thống sử dụng lọc theo nhiều cấp, ví dụ: 20 micron > 10 micron > 5 micron - Cách bố trí này giúp giảm tải dần cho lõi cuối.
8. Ứng dụng của hệ thống lọc tinh
Hệ thống lọc tinh được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
- Xử lý nước cấp cho nhà máy: Nước dùng trong sản xuất cần được kiểm soát cặn để tránh ảnh hưởng đến máy móc, van, vòi phun, đường ống, chất lượng sản phẩm.
- Tiền xử lý trước RO: Đây là một trong những ứng dụng phổ biến nhất. Lọc tinh giúp hạn chế cặn đi vào bề mặt màng RO, qua đó giúp làm giảm tình trạng tắc nghẽn màng, kéo dài chu kỳ vệ sinh, ổn định chênh áp và làm tăng tuổi thọ màng.
- Tiền xử lý trước UF và NF: Tùy chất lượng nước đầu vào, lọc tinh có thể được bố trí nhằm giảm tải chất rắn cho công nghệ màng phía sau.
- Xử lý nước giếng: Nước giếng có thể chứa cát mịn, cặn sắt, bùn, chất rắn lơ lửng. Sau các công đoạn xử lý chính, lọc tinh giúp loại bỏ lượng cặn còn lại.
- Ngành thực phẩm và đồ uống: Các dây chuyền sản xuất thực phẩm và nước giải khát thường yêu cầu chất lượng nước ổn định. Lọc tinh có thể đóng vai trò tiền xử lý trước các công đoạn xử lý nước chuyên sâu hơn.
- Ngành điện tử: Các ngành sản xuất linh kiện, điện tử hoặc bán dẫn có thể yêu cầu nước chất lượng cao. Lọc tinh thường là một trong nhiều công đoạn trước RO, DI hoặc EDI.
- Hệ thống tái sử dụng nước: Nước sau xử lý muốn tái sử dụng có thể cần được lọc thêm để giảm TSS, cặn nhỏ và độ đục.Lọc tinh có thể được bố trí trước các công đoạn màng hoặc khử trùng.
9. Ưu nhược điểm của hệ thống lọc tinh
Hệ thống lọc tinh có một số ưu điểm đáng chú ý gồm:
- Cấu tạo tương đối đơn giản;
- Chi phí đầu tư hợp lý;
- Dễ lắp đặt;
- Có nhiều kích thước và công suất;
- Dễ thay lõi;
- Có nhiều cấp micron;
- Hiệu quả giữ cặn tốt;
- Có thể tích hợp vào hệ thống hiện hữu;
- Giúp bảo vệ màng lọc và thiết bị;
- Hỗ trợ cải thiện độ trong của nước.
Đây cũng là lý do lọc tinh được sử dụng rất phổ biến trong các hệ thống xử lý nước cấp công nghiệp.
Bên cạnh ưu điểm, hệ thống cũng có một số hạn chế như sau:
- Lõi lọc có thể nhanh bị tắc: Nếu nước đầu vào có TSS hoặc độ đục cao, lõi lọc sẽ nhanh chóng tích tụ cặn.
- Phát sinh chi phí vật tư tiêu hao: Một số loại lõi không được thiết kế để tái sử dụng lâu dài và cần thay định kỳ.
- Không xử lý được toàn bộ chất hòa tan: Lọc tinh chủ yếu xử lý các hạt vật chất. Nó không thể thay thế RO hoặc trao đổi ion trong việc loại bỏ các ion hòa tan.
- Không thay thế các công nghệ xử lý chuyên sâu: Nếu nguồn nước chứa muối hòa tan, kim loại hòa tan, chất hữu cơ hòa tan hoặc nguồn nước có độ cứng cao thì cần kết hợp các công nghệ khác phù hợp.
11. Lọc thô và lọc tinh khác nhau như thế nào?
Lọc thô và lọc tinh đều có nhiệm vụ loại bỏ tạp chất nhưng có mục đích khác nhau. Trong một hệ thống xử lý nước cấp hoàn chỉnh, hai công đoạn này thường bổ trợ cho nhau. Ví dụ: Nước nguồn > Lọc thô > Lọc đa tầng > Than hoạt tính > Lọc tinh > RO
Nếu bỏ qua lọc thô và đưa nước nhiều cặn trực tiếp vào lọc tinh, lõi sẽ nhanh tắc và chi phí vận hành có thể tăng đáng kể.
12. Hệ thống lọc tinh và hệ thống RO khác nhau như thế nào?
Đây là hai công nghệ hoàn toàn khác nhau.
- Hệ thống lọc tinh: Chủ yếu giữ lại cặn, chất rắn lơ lửng, các hạt không hòa tan.
- Hệ thống RO: RO sử dụng màng bán thấm và áp suất cao để giảm nhiều thành phần hòa tan trong nước như muối, ion, độ cứng, một số kim loại, nhiều tạp chất hòa tan khác.
Do đó, lọc tinh thường không phải là công nghệ thay thế RO mà là công đoạn tiền xử lý giúp bảo vệ RO. Một sơ đồ thường gặp là: Nước nguồn > Tiền xử lý > Lọc tinh 5 micron > RO > Nước thành phẩm
Có thể thấy, hệ thống lọc tinh là một công đoạn quan trọng trong nhiều hệ thống xử lý nước cấp và xử lý nước công nghiệp. Bằng cách loại bỏ các hạt cặn nhỏ còn sót lại sau quá trình tiền xử lý, hệ thống giúp cải thiện chất lượng nước và bảo vệ các thiết bị nhạy cảm như màng UF, NF và RO. Tuy nhiên, hiệu quả của lọc tinh phụ thuộc rất nhiều vào việc lựa chọn đúng các yếu tố như cấp micron, loại lõi lọc, số lượng lõi, vị trí lắp đặt, v.v…
Do đó, thay vì chỉ lựa chọn một loại lõi có kích thước nhỏ, doanh nghiệp nên đánh giá toàn bộ nguồn nước và hệ thống xử lý để xây dựng cấu hình lọc phù hợp, đảm bảo hiệu quả kỹ thuật và tối ưu chi phí vận hành lâu dài.
Quý Doanh nghiệp có nhu cầu thiết kế, lắp đặt hệ thống xử lý nước cấp vui lòng liên hệ trực tiếp Hotline: 0938.857.768 hoặc Để Lại Thông Tin tại Form Tư Vấn để được hỗ trợ tận tình.
.jpg)
