RO tái dụng nước thải: Tính permeate, element và áp lực

Đối tượng đọc: kỹ sư thiết kế hệ thống tái dùng nước thải (retrofit / EPC) tại Việt Nam, Indonesia, Thái Lan. Thời gian đọc: ~7 phút. Công cụ liên quan: Thiết kế RO tái dùng · Cẩm nang thiết kế

Nguyên lý

RO (thẩm thấu ngược) dùng màng áp lực cao ép nước qua lớp bán thấm, giữ muối và ô nhiễm. Khác UF/MF, RO vận hành ở 15–40 bar, là bước khử khoáng sâu cho tái dùng công nghiệp hoặc thấm ngược.

Cân bằng khối lượng

Permeate qp = Q·R; concentrate qc = Q − qp. Hệ số cô đặc cfW = 1/(1−R), hệ số trung bình cfA = ln(1/(1−R))/R (R = recovery).

Với Q = 5 000, recovery 75 % → qp = 3 750 m³/d, cfW = 4. TDS permeate cp = TDS·cfA·pass, với pass = (100−rej)/100·1,06^(T−25). Recovery hợp lý 65–85 %.

Diện tích và số element

Diện tích area = qp·1000/24/flux. Số element nEl = ceil(area / A_element) (A_element ≈ 37 m²), số vessels nVes = ceil(nEl / element_mỗi_vessel) (thường 6). Flux thực tế fAct phải ≤ 25 LMH — vượt sẽ bám bẩn nhanh.

Áp lực feed và năng lượng

Áp thẩm thấu π = 0,00077·TDS (bar). Áp lực feed pFeed = ndp + (πA − πP) + dp/2; công suất kW = Q/24·pFeed / (36·η). pFeed phải ≤ 41 bar (giới hạn element).

Đừng quên cộng áp thẩm thấu — nếu chỉ tính trở lực cơ học, bơm sẽ thiếu áp và recovery tụt.

Kiểm soát bám cặn (LSI)

Chỉ số bão hòa LSI = pH thực − pH bão hòa (pHs = 9,3 + A + B − C − D theo Ca, kiềm, nhiệt độ). Giữ LSI dưới khoảng 1,8 và bơm hóa chất chống bám cặn (anti-scalant) khi cô đặc cao. Quên LSI → CaCO₃ bám kín bề mặt màng.

5 sai lầm vận hành

1. Recovery > 85 %: cô đặc vượt giới hạn, bám cặn và tuổi thọ màng giảm.
2. Flux > 25 LMH: fouling nhanh, CIP tốn hóa chất.
3. pFeed > 41 bar: vượt giới hạn element → hỏng màng.
4. Quên LSI: CaCO₃ kết tủa — màng tắc không hồi phục bằng CIP thường.
5. Không tính áp thẩm thấu: bơm chọn thiếu áp → recovery thực tế thấp.

Kết luận

RO tái dùng là bước khử khoáng sâu. Tính qp = Q·R, giữ recovery 65–85 %, fAct ≤ 25 LMH, pFeed ≤ 41 bar, kiểm soát LSI và luôn cộng áp thẩm thấu π vào tính bơm.