Trong lĩnh vực xử lý nước, công nghệ lọc vi sợi (microfiber fine filtration) là một giải pháp lọc tinh sử dụng các lớp sợi dệt để loại bỏ tạp chất có kích thước siêu nhỏ, từ 20 micron xuống đến 2 micron. Các hệ thống lọc vi sợi truyền thống thường ứng dụng dưới dạng lõi lọc dùng một lần, đòi hỏi phải thay thế định kỳ – điều này vừa tốn chi phí vận hành, vừa làm gián đoạn quy trình lọc.
Nhận thấy những hạn chế đó, Amiad – một trong những thương hiệu hàng đầu thế giới về công nghệ lọc nước – đã phát triển công nghệ lọc vi sợi tự rửa (auto self-cleaning microfiber filtration), mang lại giải pháp lọc tinh hoàn toàn tự động, hiệu suất cao và đặc biệt là không cần thay lõi lọc.
Công nghệ này được tích hợp trong các dòng thiết bị AMF, nổi bật với khả năng tự làm sạch thông minh, cấu trúc mô-đun tối ưu, và phạm vi ứng dụng rộng rãi từ nước công nghiệp, nông nghiệp đến nước cấp sinh hoạt.
Quá trình lọc
Lõi lọc trong công nghệ này được gọi là cassette, cấu tạo từ một tấm nhựa cứng có rãnh, bên ngoài được quấn nhiều lớp sợi dệt chuyên dụng. Loại sợi, độ căng và số lớp quấn sẽ quyết định độ lọc cuối cùng của hệ thống, có thể từ 2 – 20 micron. Trong thiết kế tiêu chuẩn, 35 cassette được nối vào cùng một ống thu gom tạo thành một cụm (package), và 26 cụm như vậy kết hợp thành một cartridge, được lắp đặt bên trong vỏ thiết bị lọc.
Khi hệ thống vận hành, nước chưa lọc đi qua van điều khiển đầu vào, chảy qua các lớp sợi dệt vào các rãnh trên tấm nhựa và tiếp tục theo các ống nối nhỏ dẫn vào ống thu gom. Từ đây, dòng nước sạch được đưa vào buồng chứa nước sạch và đi ra hệ thống qua van điều khiển đầu ra.
Trong quá trình lọc, các hạt cặn lớn bị giữ lại ngay trên bề mặt lớp sợi, trong khi các hạt nhỏ hơn sẽ xuyên sâu vào các lớp sợi bên trong và bị giữ lại ở đó. Lượng cặn tích tụ ngày càng nhiều sẽ làm tăng chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra của thiết bị – đây chính là tín hiệu để bắt đầu quá trình rửa ngược.
Quá trình tự rửa
Khi chênh lệch áp suất đạt đến giá trị được cài đặt trước, hoặc đến khoảng thời gian được định sẵn, hệ thống điều khiển sẽ tự động kích hoạt chu trình làm sạch. Trước tiên, bơm rửa sẽ được khởi động để cấp nước sạch có áp suất cao vào hệ thống. Cùng lúc đó, các van đầu vào và đầu ra đóng lại để cô lập thiết bị khỏi dòng chính. Sau vài giây, van xả mở ra, làm trống buồng lọc.
Nước rửa áp lực cao sẽ đi vào ống rửa (shuttle pipe) – trong đó có lắp một cụm vòi xịt chuyển động. Cụm vòi này di chuyển qua lại theo chiều dọc của cartridge, được điều khiển bằng một piston hoạt động nhờ chính áp lực nước. Mỗi vòi xịt tạo ra nhiều tia nước áp lực cao, xuyên qua lớp sợi, đập vào thành nhựa phía sau rồi phản xạ ngược trở lại.
Nhờ đó, các tia nước này tạo ra một dòng rửa ngược cực mạnh tại chỗ, đủ sức cuốn trôi cả cặn mịn lẫn lớp cặn đã tích tụ trong sợi, đẩy chúng ra ngoài qua van xả và hệ thống thoát bằng trọng lực.
Khi toàn bộ cassette trong một hàng đã được làm sạch, cụm vòi xịt sẽ thay đổi vị trí. Bộ phận điều khiển quay cartridge đưa hàng cassette tiếp theo vào đúng vị trí để tiếp tục chu trình rửa. Quá trình này diễn ra tuần tự cho đến khi tất cả các hàng cassette trong cartridge đều được làm sạch hoàn toàn.
Sau khi rửa xong, các van rửa và xả sẽ đóng lại, đồng thời van “lọc xả thải” được mở để nước thô tràn vào hệ thống.
Lượng nước đầu tiên chảy qua được xả ra ngoài nhằm loại bỏ cặn còn sót lại. Cuối cùng, van xả thải đóng lại, van đầu ra mở ra trở lại và bơm rửa dừng hoạt động.
Thiết bị trở về trạng thái vận hành bình thường. Toàn bộ chu trình rửa ngược này diễn ra tự động, và chỉ mất khoảng 10 phút để hoàn tất.
Ứng dụng
Sở hữu công nghệ lọc vi sợi tiên tiến kết hợp với khả năng vận hành tự động hiệu quả, công nghệ lọc vi sợi AMF của Amiad không chỉ đáp ứng tốt các hệ thống xử lý nước thông thường mà còn thích hợp cho những yêu cầu kỹ thuật khắt khe trong công nghiệp, đô thị và tái sử dụng nước. Một số ứng dụng tiêu biểu bao gồm:
- Tiền xử lý cho hệ thống RO/NF: AMF là lựa chọn lý tưởng để loại bỏ chất rắn lơ lửng và vi sinh vật trước màng RO hoặc màng nano, giúp giảm chỉ số SDI, từ đó kéo dài tuổi thọ và tối ưu hiệu suất vận hành của hệ thống màng.
- Xử lý nước cho ngành công nghiệp và nước thải: Thiết bị được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như điện lực, hóa chất, thực phẩm – đồ uống, nhờ khả năng duy trì chất lượng lọc ổn định và dễ tích hợp vào quy trình xử lý hiện hữu.
- Xử lý nước cấp đô thị: Với chứng nhận NSF/ANSI 61-G dành cho nước uống, AMF đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt trong hệ thống cấp nước đô thị, đảm bảo an toàn vệ sinh và độ tin cậy cao cho người sử dụng cuối.
- Tái sử dụng nước thải: Nhờ khả năng giữ lại hiệu quả cặn mịn và độ đục thấp, thiết bị rất phù hợp cho giai đoạn xử lý bậc ba trong các hệ thống tái sử dụng nước thải, góp phần tiết kiệm nguồn tài nguyên nước.
- Ứng dụng trong bảo vệ sinh học: Công nghệ lọc vi sợi giúp thiết bị được công nhận như một giải pháp hiệu quả trong việc ngăn chặn Cryptosporidium xâm nhập.