Cấu tạo màng RO, vì sao màng RO hiệu quả cao trong lọc nước

1. Giới thiệu về công nghệ RO trong xử lý nước

RO (Reverse Osmosis – thẩm thấu ngược) là công nghệ lọc nước hiện đại, sử dụng áp suất cao để ép nước thô đi qua một màng lọc có kích thước khe lọc cực nhỏ (khoảng 0.0001 micron). Công nghệ này được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống lọc nước sinh hoạt, công nghiệp, thực phẩm, y tế và nước biển.

Yếu tố quyết định đến chất lượng nước thành phẩm chính là màng RO — bộ phận trung tâm chịu trách nhiệm cho việc tách bỏ hoàn toàn các tạp chất, ion kim loại nặng, vi sinh vật, và hóa chất độc hại khỏi nguồn nước.

2. Cấu tạo chi tiết của màng RO

Màng RO được chế tạo theo cấu trúc cuộn xoắn (Spiral-Wound Module) nhằm tối ưu hóa diện tích bề mặt màng trên một thể tích nhỏ gọn. Các thành phần chính của màng RO bao gồm:

2.1. Lớp màng bán thấm (Thin-Film Composite – TFC)

Đây là lớp chính, chịu trách nhiệm lọc phân tử nước:

• Vật liệu: Chủ yếu từ polyamide (PA) — loại polymer có tính kháng hóa chất cao, khả năng chống thấm nước tuyệt vời nhưng vẫn cho phép phân tử nước đi qua.

• Cấu trúc lớp:

  • Lớp bề mặt siêu mỏng (~200 nm): Làm từ polyamide, có khả năng phân biệt chính xác kích thước phân tử, chỉ cho phép nước và một số ion khoáng nhỏ lọt qua.

  • Lớp trung gian polysulfone (~30–50 μm): Tạo giá đỡ cho lớp polyamide, duy trì độ bền cơ học.

  • Lớp nền vải polyester (~120–150 μm): Gia cố thêm toàn bộ cấu trúc, tăng khả năng chịu áp lực vận hành.

  

Cấu tạo lớp màng RO

2.2. Các lớp đệm (Feed Spacer và Permeate Carrier)

• Feed Spacer: Lưới nhựa tạo khoảng trống giữa các lớp màng, giúp dòng nước thô chảy đều, tránh hiện tượng tắc nghẽn (fouling).

• Permeate Carrier: Lớp thu nước sau lọc, dẫn nước tinh khiết về ống trung tâm.

2.3. Ống thu nước trung tâm (Permeate Tube)

• Làm bằng nhựa cao cấp, chịu áp suất cao.

• Thu nhận và dẫn nước tinh khiết đã qua màng ra ngoài hệ thống.

3. Nguyên lý hoạt động của màng RO

Quá trình thẩm thấu ngược hoạt động dựa trên nguyên lý:

• Khi một dung dịch có nồng độ muối cao (nước thô) được áp suất cao ép qua màng bán thấm, các phân tử nước sẽ đi qua màng, trong khi các phân tử lớn hơn và ion sẽ bị giữ lại.

• Phần nước đi qua (nước tinh khiết) sẽ tập trung về ống trung tâm, còn nước thải chứa tạp chất sẽ được đẩy ra ngoài.

Áp suất yêu cầu: Thông thường, áp lực nước cần đạt từ 4–15 bar đối với nước ngọt, và từ 50–80 bar đối với nước biển.

Công suất lọc: Một màng RO công nghiệp tiêu chuẩn (4 inch hoặc 8 inch) có thể lọc từ 200–1500 GPD (gallon mỗi ngày) hoặc cao hơn tùy vào thiết kế.

4. Vì sao màng RO đạt hiệu quả lọc nước vượt trội?

4.1. Kích thước khe lọc siêu nhỏ

• Màng RO có khe lọc chỉ 0.0001 micron, nhỏ gấp hàng nghìn lần kích thước của vi khuẩn thông thường (~0.2 micron) và virus (~0.02–0.4 micron).

• Nhờ đó, RO có khả năng loại bỏ:

  • 99–100% vi khuẩn, virus.

  • 95–99% ion kim loại nặng như chì (Pb²⁺), thủy ngân (Hg²⁺), asen (As³⁺).

  • 90–99% tổng lượng muối hòa tan (TDS).

4.2. Cơ chế lọc phân tử chọn lọc

Không chỉ ngăn chặn tạp chất, màng RO còn hoạt động theo nguyên tắc “chọn lọc phân tử”, chỉ cho phép những phân tử nhỏ (như H₂O) hoặc ion khoáng có lợi đi qua với tỷ lệ thấp.

4.3. Khả năng tự làm sạch một phần

Dòng chảy dạng xoắn ốc trong module màng RO giúp hạn chế hiện tượng tắc nghẽn, cuốn trôi một phần cặn bẩn và giảm fouling so với các màng tĩnh.

4.4. Độ bền và tuổi thọ cao

• Màng RO có tuổi thọ từ 2–5 năm tuỳ thuộc chất lượng nước đầu vào và quy trình vận hành.

• Vật liệu TFC có khả năng kháng hóa chất tốt, chịu được pH từ 3–10 (hoặc pH 1–11 khi vệ sinh màng).

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống RO công nghiệp

5. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất màng RO

5.1. Chất lượng nước cấp

• Nước cấp có TDS cao, nhiều chất hữu cơ dễ gây tắc màng (fouling).

• Cần tiền xử lý kỹ (lọc cặn, khử clo, làm mềm nước) trước khi cấp cho RO.

5.2. Áp suất vận hành

• Áp suất không đủ sẽ làm giảm lưu lượng nước tinh khiết.

• Áp suất quá cao gây nguy cơ vỡ màng.

5.3. Tỷ lệ thu hồi nước (Recovery rate)

• Tỷ lệ thu hồi tiêu chuẩn cho nước ngọt là 50–75%.

• Nếu thu hồi quá cao, nồng độ muối tăng gây đóng cặn trên màng.

6. Ứng dụng thực tế của màng RO

Màng RO là thành phần then chốt trong mọi hệ thống lọc nước RO nhờ cấu tạo tinh vi, công nghệ sản xuất tiên tiến và nguyên lý thẩm thấu ngược hiệu quả. Với khả năng loại bỏ hầu như toàn bộ tạp chất độc hại, màng RO không chỉ đáp ứng nhu cầu nước uống an toàn cho hộ gia đình mà còn là giải pháp không thể thiếu trong công nghiệp, y tế, và khử mặn nước biển.

Việc lựa chọn màng RO phù hợp, vận hành đúng quy trình và bảo trì định kỳ sẽ quyết định đến chất lượng nước tinh khiết đầu ra cũng như tuổi thọ toàn bộ hệ thống lọc nước.

Hệ thống RO công nghiệp lọc nước nhiễm mặn do Môi trường Nam Việt lắp đặt

Hãy liên hệ Công ty Môi Trường Nam Việt để được tư vấn, thiết kế và cung cấp màng RO chính hãng với giải pháp tối ưu nhất!

📞 Liên hệ ngay: 0932562177
📧 Email: [email protected]
🌐 Website: www.namvietetc.com