Sử dụng công nghệ thẩm thấu ngược

Mô tả dự án

Kể từ khi ra đời vào những năm 1950s, công nghệ thẩm thấu ngược (RO) đã được sử dụng rộng rãi để làm sạch nước và loại bỏ muối cũng như các tạp chất khác nhằm nâng cao chất lượng màu sắc, vị hay tính chất của chất lỏng uống được. Tuy vậy, RO đang được ứng dụng trong công nghiệp do tính hiệu quả và hiệu suất của nó.

Cách thức hoạt động

RO tách nước từ một giải pháp chất rắn hòa tan bằng cách đẩy nước qua một tấm màng nửa thấm. Khi áp suất được ứng dụng cho giải pháp này, thường là dùng bơm, nước và các phân tử khác với phân tử lượng thấp (nhỏ hơn 200 gram/mol) đi qua các lỗ xốp nhỏ trong tấm màng. Các phân tử lớn hơn được màng ngăn lại.

Hầu như tất cả công nghệ RO sử dụng một quá trình dòng ngang nhằm cho phép màng thấm liên tục tự làm sạch. Khi một phần chất lỏng đi qua màng, phần còn lại tiếp tục chảy xuôi, cuốn các chất bị loại khỏi màng đó.

Các hệ thống RO được sử dụng trong ứng dụng công nghiệp và thương mại, nơi cần nhiều lượng nước đã qua xử lí với mức độ sạch cao, thường hoạt động ở mức áp suất từ 100 đến 1.000 psig, tùy theo màng được lựa chọn và chất lượng nước được xử lí. Hầu hết các hệ thống thương mại và công nghiệp sử dụng nhiều màng lọc theo series. Nước được xử lí từ giai đoạn xử lí thứ nhất có thể được chuyển qua các modun màng bổ sung để có được các cấp xử lí cao hơn nhằm đạt được nước thành phẩm. Nước phun cũng được dẫn vào các modun màng liên tiếp để có được hiệu suất lớn hơn, dù sẽ phải cần đến việc phun khi sự tập trung đạt đến một mức sắp xẩy ra tắc nghẽn.
Các ứng dụng công nghiệp

Các hệ thống thẩm thấu ngược có thể được sử dụng để xử lí nước nước cung cấp từ nồi hơi, nước thải công nghiệp, nước sản xuất…Sau đây là một số ứng dụng chính:

Xử lí nước cấp từ nồi hơi: RO được sử dụng nhằm làm giảm hàm lượng chất rắn của nước trước khi cấp vào nồi hơi phục vụ ngành sản xuất điện cũng như các ngành khác.

Dược phẩm: Thẩm thấu ngược là một quá trình xử lí nâng cao phục vụ sản xuất của nước tiêu chuẩn USP (United States Pharmacopeia – Dược điển Hoa Kỳ) sử dụng cho các ứng dụng ngành dược phẩm
Thực phẩm và đồ uống: Nước được sử dụng để xử lí thực phẩm và sản xuất đồ uống bằng một hệ thống thẩm thấu ngược
Chất bán dẫn: Thẩm thấu ngược là một thành phần được chấp nhận của quá trình xử lí để tạo ra nước siêu sạch trong ngành bán dẫn.
Gia công hoàn thiện kim loại: Hệ thống RO được ứng dụng thành công cho rất nhiều các hoạt động gia công kim loại, gồm các loại đồng, nickel và mạ kẽm; đệm axetat; thuốc nhuộm đen.

RO trong ngành sản xuất điện

Ứng dụng của RO đã nhanh chóng lan ra khắp ngành công nghiệp, nhưng không có ở ngành nào nhanh hơn ngành sản xuất điện. Trên toàn cầu, công tác xử lí nước đối với ngành sản xuất điện được dự đoán chiếm hơn 30 % doanh thu của tất cả các hoạt động xử lí nước công nghiệp.

Gần như tất cả các nhà máy điện sử dụng than, khí, dầu hay năng lượng hạt nhân tạo hơi làm quay tuabin để sản xuất điện. Các tạp chất có trong hơi nước có thể gây ra sự cố, làm giảm sản lượng điện được sản xuất ra. Điều này làm thiệt hại tiền của cho nhà máy điện đồng thời làm tăng lượng nhiên liệu tiêu thụ để cung cấp lượng điện cần thiết. Trong trường hợp đặc biệt, tạp chất trong nước sản xuất có thể gây hỏng hóc và dừng máy, ngăn cản nhà máy sản xuất điện.

Trước đây, các nhà sản xuất điện đã sử dụng kết hợp việc làm đông, kết bông và các lớp nhựa trao đổi ion để có được nước với độ sạch cao để tạo hơi. Tuy nhiên, các công nghệ này đòi hỏi sử dụng hóa chất nguy hiểm, trong đó có acid sulfuric và dung dịch xút ăn da. Kết quả là, rất nhiều người vận hành nhà máy điện đang sử dụng công nghệ lọc màng RO như một công nghệ làm sạch nước bởi vì nó không đòi hỏi phải sử dụng các hóa chất nguy hiểm. RO cũng mang đến nhiều ưu điểm vận hành và các lợi ích khác.

Lợi ích của việc sử dụng công nghệ RO

RO đang ngày càng được các nhà sản xuất điện sử dụng nhiều hơn như một phương pháp xử lí nước để làm sạch nước cấp từ nồi hơi, nước phụ thêm và trong các ứng dụng thải chất lỏng thấp nhất. việc phun nước với độ sạch cao được tạo ra bởi công nghệ RO vào tuabin khí có thể giúp nâng cao hiệu suất vận hành đồng thời tăng điện lượng tới 10% hoặc hơn thế nữa.

Ngoài ra còn có nhiều lợi ích khác của công nghệ RO. Thí dụ, giá của các giải pháp acid và kiềm tiếp tục tăng cao trong khi đó giá của các bộ RO và các thành phần màng lọc tiếp tục giảm. Chi phí chủ yếu để vận hành hệ thống RO là điện, và do đó các hệ thống này tốn rất ít năng lượng, chi phí vận hành tương đối thấp.

Hiệu suất hoạt động khác nhau giữa các lớp trao đổi ion và các hệ thống RO. Các lớp nhựa cation và anion phải được phục hồi khi chúng đạt được năng suất trao đổi đặt trước. Năng suất của chúng ảnh hưởng trực tiếp tới lượng chất rắn hòa tan đi qua hệ thống. Nguợc lại, chi phí vận hành đối với RO không thay đổi với mức chất rắn hoàn tan trong nước cấp do chi phí vận hành phụ thuộc vào lưu tốc.

Một hệ thống RO không đòi hỏi thời gian ngừng máy nhiều trừ trường hợp bảo dưỡng định kỳ theo từng quý hoặc nửa năm. Và các hệ thống RO mang tính tự động cao, đòi hỏi tương tác người vận hành ít nhất. Ngược lại, trong quá trình phục hồi, có thể mất tới 12 giờ đồng hồ, thiết bị trao đổi ion không thể được sử dụng và nhà máy buộc phải ngừng hoạt động sản xuất nước.

Với những lợi ích như vậy, chúng ta hi vọng sẽ thấy được mức tăng trưởng liên tục của ứng dụng công nghệ RO trong ngành công nghiệp, đặc biệt là đối với các ứng dụng sản xuất điện.

Bình luận

bình luận

Loại dự án