Công nghệ lọc Nano NF [Cập nhật 2024]

Lọc Nano là giải pháp lọc sạch nguồn nước với hiệu quả cao và khá tiết kiệm

Công nghệ lọc Nano NF là công nghệ lọc chất lỏng bằng màng lọc dựa trên 1 số đặc điểm của công nghệ thẩm thấu ngược RO. Hiệu quả lọc nước được dựa trên sự khác biệt giữa kích thước lỗ lọc trên màng lọc. Không giống như RO với khả năng cao loại bỏ hầu như tất cả các chất hòa tan, lọc nano NF có tính lọc ion, nhờ đó có thể làm mềm nước nhờ việc loại bỏ tốt các ion hóa trị cao, như canxi, magie nhưng ít loại bỏ các ion hóa trị thấp, như clorid.

Lọc Nano NF (Nanofiltration) là gì?

NF mang các đặc điểm trung gian giữa siêu lọc UF và lọc thẩm thấu ngược RO

Công nghệ lọc Nano là quá trình nước được đưa qua màng lọc để loại bỏ các chất hòa tan có kích thước trong khoảng 1-10 nanomet thông qua các lỗ siêu nhỏ trên màng. Do đó chúng ta có thuật ngữ “lọc nano”, tức lọc được các chất với kích thước nano.

So sánh về khả năng lọc dựa trên kích thước và trọng lượng chất hòa tan thì:
RO (Reverse Osmosis) > NF (Nanofiltration) > UF (Ultrafiltration).

Lọc nano NF có thể loại bỏ các phân tử hữu cơ có trọng lượng phân tử lớn hơn 200 – 400. Màng lọc nano có thể loại bỏ hiệu quả một số các chất gây ô nhiễm như:

• Chất hữu cơ hòa tan
• Nội độc tố / pyrogens
• Thuốc trừ sâu
• Thuốc diệt cỏ
• Kháng sinh
• Nitrat
• Đường
• Nhũ tương, chất keo
• Ion kim loại

Lọc nano NF cũng loại bỏ khoảng 20-98% một số muối hòa tan. Cụ thể, 20-80% đối với các muối có anion hóa trị một (như Natri Clorua hoặc Canxi Clorua) và 90-98% đối với các muối có anion hóa trị hai (như Magie Sulfat). Áp suất xuyên màng thường là 50-225 psi (3,5-16 bar).

Màng lọc nano lý tưởng có độ thấm rất cao, nhưng độ thấm lý tưởng của các chất hòa tan có thể gần bằng 0 hoặc một số giá trị cao hơn, tùy thuộc vào chất tan và ứng dụng. Ví dụ, một ứng dụng có thể yêu cầu độ thấm gần như bằng không đối với thuốc trừ sâu và độ thấm 50% đối với các ion canxi.

Các ứng dụng điển hình của hệ thống màng lọc nano:

• Loại bỏ màu và tổng carbon hữu cơ (TOC) khỏi nước mặt.
• Loại bỏ độ cứng hoặc radium từ nước giếng.
• Giảm tổng lượng chất rắn hòa tan (TDS).
• Tách chất hữu cơ khỏi chất vô cơ trong một số lĩnh vực như thực phẩm, ứng dụng xử lý nước thải.

Tìm hiểu về công nghệ NF (Nanofiltration Technology)

Áp lực và dòng chảy chéo

Giống như màng thẩm thấu ngược, màng lọc nano được sử dụng trong các hệ thống phân tách sử dụng áp suất áp dụng để khắc phục hiệu quả áp suất thẩm thấu của hệ thống, đảo ngược dòng chảy của dung môi qua màng bán thấm từ khu vực có nồng độ chất tan cao hơn đến khu vực có nồng độ thấp hơn.

Dòng chảy “đảo ngược” này, và mức độ thấm của màng Nano không cho các chất hòa tan quá lớn đi qua màng mà giữ lại ở phía nồng độ cao hơn của màng. Trong khi nước tinh khiết chứa các chất hòa tan mong muốn/ cho phép được chảy qua.

Màng lọc nano tương tự như màng RO theo một cách khác: 

• Chúng sử cấu hình dòng chảy chéo. Dòng chảy chéo giúp giảm thiểu sự tắc nghẽn, hoặc sự tích tụ trên màng của các chất hòa tan không thể đi qua màng bán thấm.
• Nói một cách đơn giản, trong dòng chảy chéo của dòng nước cấp có áp lực buộc nước có nồng độ thấp hơn qua màng NF, trong khi dòng nước cô đặc cao hơn di chuyển qua bề mặt màng, mang theo muối bị loại bỏ và các tạp chất khác.
• Nước tinh khiết được gọi là nước thẩm thấu, trong khi nước có nồng độ cao hơn được gọi là nước cô đặc hoặc nước thải.

Hiệu suất màng lọc nano NF

Các thông số hiệu suất chính của màng lọc nano là thông lượng thấm và độ loại bỏ muối. Trong các điều kiện tham chiếu cụ thể, những đặc tính nội tại này có thể dự đoán được. Thông lượng thấm và độ loại bỏ của một hệ thống màng bị ảnh hưởng chủ yếu bởi các tham số biến đổi, bao gồm:

• Áp suất: Với việc tăng áp suất dòng chảy, lượng chất rắn hòa tan thấm sẽ giảm trong khi thông lượng thấm sẽ tăng.
• Nhiệt độ: Nếu nhiệt độ tăng trong khi tất cả các thông số khác (áp suất, độ thu hồi và nồng độ muối trong nước cấp) không đổi, thông lượng thấm và lượng muối muối sẽ tăng.
• Thu hồi: Thu hồi là tỷ lệ của dòng thấm với lưu lượng nước cấp. Trong trường hợp tăng khả năng thu hồi, thông lượng thấm sẽ giảm và dừng lại nếu nồng độ muối đạt đến giá trị trong đó áp suất thẩm thấu của chất cô đặc cao bằng áp suất nước cấp. Sự loại bỏ muối sẽ giảm khi tăng khả năng thu hồi.
• Nồng độ muối trong nước cấp: Với việc tăng nồng độ muối trong nước cấp, thông lượng thấm sẽ giảm trong khi lượng muối sẽ tăng.

Các yếu tố khác có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống lọc nano NF bao gồm:

• Bảo trì và vận hành hệ thống.
• Bộ lọc tiền xử lý (các lõi tiền xử lý trước màng nano).