Thẩm thấu ngược là gì? Nguyên lý hoạt động và Ứng dụng

Thẩm thấu ngược là công nghệ làm sạch nguồn nước sinh hoạt. Công nghệ này hiện nay được sử dụng rộng rãi ở các loại máy lọc nước. Vậy thẩm thấu ngược là gì? Nguyên lý hoạt động và tính ứng dụng của công nghệ này ra sao?

Thẩm thấu ngược là gì?

Thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis, viết tắt là RO) là quá trình dịch chuyển của nước từ nơi có nồng độ muối/ khoáng cao đến nơi có nồng độ thấp cho đến khi nồng độ hai nơi này cân bằng. Nghĩa là nước được một áp lực đủ lớn để đẩy theo chiều ngược lại để đến nơi có ít muối/ khoáng chất hơn.

Quá trình thẩm thấu ngược rất hiệu quả trong việc xử lý các chất vô cơ hòa tan, đặc biệt là asen (thạch tín) và florua.

Công nghệ thẩm thấu ngược
Công nghệ thẩm thấu ngược

Nguyên lý hoạt động

Quá trình thẩm thấu ngược hoạt động theo nguyên lý sau đây: 

Người ta sử dụng áp lực đủ lớn để khiến các phân tử nước đi qua màng bán thấm cực mịn để loại bỏ các tạp chất để thu nước tinh khiết còn phần nước có chứa những chất ô nhiễm sẽ được xả ra ngoài. Để thực hiện được nguyên lý này, máy lọc nước RO phải được cấu thành từ các bộ phận gồm: bộ lọc thô/trầm tích/clo, màng thẩm thấu ngược, bể chứa và bộ lọc chức năng.

Quá trình này sẽ giúp nguồn nước của bạn loại bỏ được muối và nhiều chất vô cơ khác. Vậy nên, hiện nay công nghệ RO được sử dụng khá phổ biến ở các khu vực có nguồn nước lợ (mặn), chứa nitrat hoặc các khoáng chất hòa tan khác.

Có những loại màng thẩm thấu ngược nào?

Hiện nay có khá nhiều loại màng thẩm thấu ngược nhưng phổ biến nhất phải kể đến hai loại màng RO là màng Thin Film Composite (TFC hoặc TFM) và màng Cellulose Triacetate (CTA). Mỗi loại màng sẽ có những đặc tính khác nhau, cụ thể:

  • Màng CTA có ưu điểm nổi bật là khả năng chịu clo. Tuy nhiên nhược điểm không khó nhận ra của loại màng này chính là dễ bị nhiễm khuẩn. Được biết màng CTA có khả năng loại bỏ khoảng 93% các chất gây ô nhiễm tiêu chuẩn.
  • Màng TFC/TFM lại có khả năng loại các chất ô nhiễm tiêu chuẩn lên đến 98%, các chất ô nhiễm hữu cơ khó có khả năng ảnh hưởng đến màng TFC/TFM, tuy nhiên lại không thể xử lý clo.

Những giai đoạn lọc trong cơ chế thẩm thấu ngược là gì?

Nguồn nước sạch bạn thu được nhờ cơ chế thẩm thấu ngược là kết quả của những giai đoạn lọc sau đây:

  • Giai đoạn lọc thô/trầm tích: đây là giai đoạn lọc đầu tiên, tại đây các hạt thô, cát, rỉ sắt sẽ được giữ lại.
  • Giai đoạn carbon: nhờ các đặc tính của cacbon mà clo và một số loại hoá chất ảnh hưởng đến màng thẩm thấu TFC sẽ bị loại bỏ.
  • Giai đoạn thẩm thấu ngược: màng lọc này có chức năng loại bỏ hoàn toàn những chất cặn có kích thước lớn hơn phân tử nước.
  • Giai đoạn lọc chức năng: đến bước này, nước đã có độ sạch nhất định, và tiếp tục được làm sạch bằng thẩm thấu ngược để đạt được độ tinh khiết cao nhất.
Cơ thế thẩm thấu ngược
Cơ thế thẩm thấu ngược

Ứng dụng của công nghệ RO

Thẩm thấu ngược thường được biết đến là công nghệ lọc nước hiện đại nhưng ít ai biết được đến nay tính ứng dụng của công nghệ thẩm thấu ngược đã được mở rộng ra rất nhiều trong cuộc sống. Cụ thể:

  • Trong ngành công nghiệp thực phẩm

Nguyên lý hoạt động của công nghệ thẩm thấu ngược được ứng dụng nhiều trong ngành công nghệ thực phẩm với tác dụng chiết lọc các dung dịch. Đặc biệt, trong ngành công nghiệp sữa, công nghệ lọc RO tham gia vào sản xuất whey protein, cân bằng lại nồng độ sữa giúp ổn định chất lượng sữa mà không tốn quá nhiều chi phí.

  • Dùng trong xử lý nước biển

Lọc RO có khả năng loại bỏ khoáng hoà tan và muối bằng màng bán thẩm thấu ngược nên được dùng trong công nghệ  xử lý nước biển. Vậy nên hiện nay đang được ứng dụng phổ biến để tạo ra nguồn nước ngọt sạch đáp ứng nhu cầu nước sinh hoạt ở những khu vực ngập mặn.

  • Ứng dụng RO trong ngành sản xuất nước đóng chai, lọc nước tinh khiết để uống

Nước trước khi được đóng chai cần được xử lý để có độ tinh khiết cao theo công nghệ lọc RO.

Trải qua quá trình thẩm thấu ngược các chất cặn, sắt, Mg,… sẽ bị loại bỏ. Tiếp đó nước đi qua màng lọc than hoạt tính để loại bỏ các hợp chất clo, chất hữu cơ có thể tác động xấu đến màng lọc RO; cuối cùng được xử lý qua đèn cực tím trước khi được đóng thành phẩm. 

Máy lọc nước RO 8 cấp lọc
Máy lọc nước RO 8 cấp lọc chính hãng
  • Công nghệ RO để khử trùng

Thẩm thấu ngược còn được sử dụng để hỗ trợ loại bỏ các loại vi khuẩn có hại nên được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực y tế, cụ thể là để khử trùng. 

  • Công nghệ RO ứng dụng trong rửa xe

Người ta sử dụng nước sau khi lọc qua công nghệ RO (nước có lượng khoáng thấp) để rửa xe lần cuối nhằm hạn chế những loại muối tạo nên các vết đốm bám trên bề mặt xe. Ngoài ra, các thợ rửa xe còn ứng dụng công nghệ RO vào các khâu làm khô xe như, thổi khí, …

Như vậy, bài viết trên đây đã giải đáp thắc mắc thẩm thấu ngược là gì, cũng như hiểu rõ hơn về các vấn đề liên quan công nghệ lọc nước hiện đại đang được ứng dụng rộng rãi hiện nay. DVTM Tùng Loan cung cấp màng RO hoạt động theo cơ chế thẩm thấu ngược cho nguồn nước đầu ra tinh khiết nhất. Tham khảo sản phẩm tại:

Màng lọc RO Down Filmtec