Màng lọc RO là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của màng RO

1. Màng lọc RO là gì?

Màng lọc RO là một trong những phát minh quan trọng nhất trong lĩnh vực xử lý nước hiện đại. RO là viết tắt của Reverse Osmosis – nghĩa là thẩm thấu ngược. Hiểu đơn giản, màng lọc RO là màng siêu lọc chỉ cho phép nước tinh khiết đi qua, trong khi các tạp chất, ion kim loại, vi khuẩn và virus đều bị giữ lại.

Kích thước khe lọc của màng lọc RO chỉ khoảng 0,0001 micromet (µm) – nhỏ hơn hàng ngàn lần so với sợi tóc người. Nhờ đó, nước sau khi đi qua màng sẽ được loại bỏ tới 99,9% tạp chất và trở thành nước tinh khiết đạt tiêu chuẩn cao.

Công nghệ RO được phát triển từ thập niên 50 bởi nhà khoa học Oragin và được ứng dụng đầu tiên trong ngành hàng không vũ trụ Mỹ để tạo nước uống tinh khiết cho phi hành gia. Ngày nay, màng lọc RO đã trở thành thành phần không thể thiếu trong máy lọc nước gia đình, y tế, sản xuất thực phẩm, dược phẩm và công nghiệp điện tử.

2. Phân loại màng lọc

2.1. Phân loại theo công suất

Tùy theo mục đích sử dụng, màng lọc RO được chia thành hai nhóm chính:

• Màng lọc RO gia đình: Dành cho máy lọc nước sinh hoạt, thường có các loại công suất như 50 GPD (7,9 L/h), 75 GPD (11,85 L/h) và 100 GPD (15,8 L/h). 
• Màng lọc RO công nghiệp: Dùng trong hệ thống lọc nước quy mô lớn, gồm các loại RO 4021, RO 4040, và RO 8040, có khả năng xử lý hàng nghìn lít nước mỗi giờ. 

Trong so sánh về năng suất và độ bền, màng lọc RO công nghiệp có tuổi thọ cao hơn và hiệu quả lọc ổn định hơn, phù hợp cho nhà máy, xưởng sản xuất hoặc khu công nghiệp.

2.2. Phân loại theo thương hiệu

Trên thị trường hiện nay, các thương hiệu màng lọc RO uy tín được ưa chuộng gồm:

• Toray, Toyobo (Nhật Bản) – nổi tiếng với độ bền cao và khả năng chống bám cặn. 
• Dow Filmtec, Hydranautics (Mỹ) – cho hiệu suất lọc mạnh mẽ, ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. 
• Lanxess (Đức) và LG Chem (Hàn Quốc) – có nhiều dòng sản phẩm chuyên biệt cho từng loại nguồn nước. 

3. Cấu tạo của màng lọc RO

Màng lọc RO có cấu tạo tinh vi gồm nhiều lớp được cuộn lại dạng xoắn quanh một ống trung tâm. Mỗi cụm màng bao gồm: màng dẫn nước cấp, màng RO và màng dẫn nước tinh khiết.

Một tấm tiêu chuẩn có ba lớp chính:

1. Lớp vải polyester: Là lớp nền chịu lực, giúp cố định cấu trúc của màng. 
2. Lớp polyamide mỏng (0,2 µm): Là lớp chính đảm nhận chức năng thẩm thấu ngược, chỉ cho phép phân tử nước đi qua. 
3. Lớp polysulfone xốp: Giúp tăng khả năng lọc và chống tắc nghẽn.

4. Nguyên lý hoạt động của màng lọc RO

Trước khi nước đi vào màng lọc, nó sẽ được xử lý sơ bộ qua bộ lọc thô nhằm loại bỏ cặn lớn, sắt, mangan, chất hữu cơ và clo dư.

Sau đó, màng lọc RO hoạt động dựa trên nguyên lý thẩm thấu ngược. Trong tự nhiên, nước luôn di chuyển từ nơi có nồng độ thấp (ít tạp chất) đến nơi có nồng độ cao (nhiều tạp chất) – đó gọi là thẩm thấu tự nhiên.

Ngược lại, trong màng lọc, máy bơm cao áp tạo lực đẩy để nước di chuyển ngược chiều – từ vùng có nhiều tạp chất sang vùng tinh khiết hơn. Khi dòng nước đi qua lớp màng polyamide siêu mịn, các ion kim loại, muối khoáng, vi khuẩn, virus, hóa chất độc hại bị giữ lại.

Nước tinh khiết tiếp tục chảy vào ống trung tâm, trong khi phần nước chứa tạp chất được xả ra ngoài.

Nhờ nguyên lý này có thể loại bỏ gần như hoàn toàn các chất ô nhiễm, bao gồm:

• Kim loại nặng (Asen, Chì, Thủy ngân) 
• Vi khuẩn, virus, ký sinh trùng 
• Thuốc trừ sâu, hóa chất hữu cơ 
• Chất rắn hòa tan (TDS)

5. Tác dụng của màng lọc RO

Màng lọc RO có khả năng xử lý nước ở cấp độ phân tử, mang lại nhiều lợi ích vượt trội:

• Tạo ra nguồn nước tinh khiết tuyệt đối, có thể dùng cho y tế, dược phẩm, hoặc pha thuốc tiêm. 
• Loại bỏ hoàn toàn tạp chất, ion kim loại, vi sinh vật, chất rắn hòa tan và khí độc. 
• Giảm mùi, vị lạ trong nước, giúp nước có vị ngọt tự nhiên hơn. 
• Ứng dụng đa dạng: Từ máy lọc nước gia đình, lọc nước công nghiệp, lọc nước biển thành nước ngọt, đến hệ thống lọc nước cho tàu vũ trụ.

6. Bao lâu phải thay màng lọc RO?

Thời gian thay màng lọc RO phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng nước đầu vào và tần suất sử dụng.

• Nếu dùng nước máy (đã qua xử lý), màng lọc RO có thể sử dụng từ 30 – 36 tháng. 
• Nếu nguồn nước là giếng khoan hoặc nước ao hồ, chứa nhiều tạp chất và sắt, tuổi thọ màng chỉ còn 18 – 24 tháng. 

Khi cần thay, bạn sẽ nhận thấy:

• Lưu lượng nước sau lọc giảm rõ rệt. 
• Nước có mùi hoặc vị lạ. 
• Chỉ số TDS cao hơn bình thường

7. Cách vệ sinh và thay màng lọc RO công nghiệp

7.1. Cách vệ sinh màng lọc RO

Sau một thời gian hoạt động, màng lọc RO có thể bị tắc do tích tụ tạp chất vô cơ hoặc hữu cơ. Việc vệ sinh đúng cách giúp màng duy trì hiệu suất và tuổi thọ.

• Nếu tắc do tạp chất vô cơ (muối khoáng, cặn canxi):
  Dùng dung dịch kiềm pha loãng trong nước (pH ≤ 11) để ngâm và rửa. 
• Nếu tắc do tạp chất hữu cơ (biofilm, dầu mỡ):
  Dùng dung dịch axit nhẹ pha loãng (pH ≥ 2,5) – không chứa clo. 

Ngâm màng lọc RO trong dung dịch khoảng 1 giờ, sau đó lắp lại hệ thống, cho máy bơm tuần hoàn hoạt động thêm 1 giờ nữa để làm sạch hoàn toàn.

7.2. Cách thay màng lọc RO công nghiệp

Nguồn: Internet

Màng lọc RO công nghiệp thường có tuổi thọ từ 2 – 3 năm. Khi cần thay, thực hiện theo các bước:

1. Tháo màng cũ, bóc bỏ nilon bảo vệ màng mới. 
2. Lắp ron cao su vào hai đầu màng. 
3. Bôi trơn nhẹ bằng nước rửa chén để dễ lắp đặt. 
4. Đưa màng lọc RO vào ống lọc, gõ nhẹ để màng vào đúng vị trí. 
5. Đóng nắp, siết chặt ốc và khởi động hệ thống.

8. Kết luận

Màng lọc RO là trái tim của mọi hệ thống lọc nước hiện đại. Nhờ công nghệ thẩm thấu ngược tiên tiến, nó giúp loại bỏ gần như toàn bộ tạp chất, mang lại nguồn nước tinh khiết an toàn cho sức khỏe con người và sản xuất.

Từ việc hiểu rõ màng lọc RO là gì, cấu tạo, nguyên lý hoạt động cho đến cách vệ sinh và thay thế định kỳ, người dùng có thể duy trì hiệu suất lọc tối ưu, tiết kiệm chi phí và kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Ngày nay, màng lọc RO không chỉ góp phần cải thiện chất lượng nước sinh hoạt mà còn là giải pháp bền vững cho tương lai nguồn nước sạch trên toàn thế giới.