Màng UF/MF nước thải: Tính diện tích, module và recovery

Đối tượng đọc: kỹ sư thiết kế và vận hành trạm xử lý nước thải tại Việt Nam, Indonesia, Thái Lan — nơi nước thải thường có tải bùn và độ đục cao. Thời gian đọc: ~6 phút. Công cụ liên quan: Thiết kế màng UF/MF · Cẩm nang thiết kế

UF hay MF — chọn cấp độ lọc

UF (siêu lọc) giữ hạt 0,01–0,1 µm, loại bỏ vi sinh, coliform và phần lớn vi nhựa; MF (vi lọc) giữ 0,1–1,0 µm, chủ yếu tách cặn lơ lửng. Cả hai đều lọc áp suất thấp (TMP thường 0,3–1,0 bar), khác với RO áp lực cao. Chọn UF khi cần vệ sinh sinh học (cho nước tái dùng); chọn MF khi chỉ cần làm trong trước màng RO hoặc lọc sinh học màng (MBR).

Tính diện tích màng

Diện tích thấm A = Qp·1000 / (J·24) (m²); permeate Qp = Q·rec/100 (m³/d). Số module N = ceil(A / A_mod) với A_mod ≈ 40 m²/module. Flux thiết kế J tính bằng LMH (L/m²·h).

Với Q = 10 000 m³/d, recovery 92 % → Qp = 9 200 m³/d; tại J = 50 LMH, A ≈ 7 667 m² → 192 module (mỗi 40 m²). Recovery hợp lý cho UF/MF là 85–95 %; vượt 95 % sẽ cô đặc muối và bám bẩn nhanh.

TMP và tính thấm (permeability)

Độ thấm K = J / TMP (LMH/bar). Ở 30 °C, K cao hơn 20 °C do độ nhớt giảm: K₂₀ = K / 1,02^(T−20). Luôn quy đổi về 20 °C khi so sánh các mùa — nếu không bạn sẽ đánh giá sai suy giảm thông lượng (fouling).

Giới hạn chất lượng nước đầu vào

• UF: độ đục đầu vào < 5 NTU, SDI < 3 (cần tiền lọc).
• MF: độ đục đầu vào < 10 NTU, SDI < 5.

Vượt giới hạn này → màng tắc sớm. Bắt buộc tiền lọc (lắng / đa mediam / cartridge) trước màng.

5 sai lầm vận hành

1. Chọn flux quá cao: J > 60 LMH trong nước thải → fouling nhanh, CIP thường xuyên.
2. Recovery vượt 95 %: cô đặc muối vượt ngưỡng hòa tan → bám cặn không hồi phục.
3. TMP ngoài 0,3–1,0 bar: quá thấp không lọc được, quá cao hỏng màng.
4. Quên tiền lọc (SDI): cho nước thải thô vào màng → tắc trong vài ngày.
5. Không quy đổi K về 20 °C: mùa nóng K tăng giả tạo → đánh giá sai tuổi thọ.

Kết luận

Màng UF/MF là bước làm sạch cuối trước tái dùng hoặc trước RO. Tính đúng A = Qp·1000/(J·24), giữ recovery 85–95 %, TMP 0,3–1,0 bar, tiền lọc đưa độ đục về UF<5 / MF<10 NTU, và quy đổi tính thấm về 20 °C.