Lọc tiếp tuyến siêu lọc là gì? Nguyên lý và cấu tạo UF

Views: 10 

Lọc tiếp tuyến siêu lọc là công nghệ màng tiên tiến được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước và nhiều ngành công nghiệp nhờ khả năng loại bỏ hiệu quả vi khuẩn, virus và tạp chất kích thước siêu nhỏ. Với nguyên lý dòng chảy tiếp tuyến giúp hạn chế tắc màng, nâng cao hiệu suất và tiết kiệm chi phí vận hành, UF ngày càng trở thành giải pháp quan trọng trong các hệ thống xử lý nước hiện đại, đáp ứng yêu cầu cao về chất lượng, an toàn và phát triển bền vững.

Lọc tiếp tuyến siêu lọc là gì?

Lọc tiếp tuyến siêu lọc (Ultrafiltration – UF) là một công nghệ lọc màng tiên tiến, sử dụng màng bán thấm có kích thước lỗ rất nhỏ (khoảng 0,01 – 0,1 micromet) để loại bỏ các hạt lơ lửng, vi khuẩn, virus, keo, protein và các hợp chất hữu cơ cao phân tử khỏi chất lỏng. Khác với lọc truyền thống dạng dòng chảy vuông góc, UF tiếp tuyến cho phép dòng chất lỏng chảy song song với bề mặt màng, giúp hạn chế hiện tượng tắc màng và nâng cao hiệu suất vận hành.

Theo Hiệp hội Màng lọc Quốc tế, UF được xếp vào nhóm công nghệ lọc áp suất thấp, nằm giữa lọc vi mô (MF) và thẩm thấu ngược (RO) về khả năng loại bỏ tạp chất. Chính vì vậy, UF thường được sử dụng như một bước xử lý trung gian hoặc tiền xử lý cho RO trong các hệ thống xử lý nước hiện đại.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống siêu lọc UF

Nguyên lý hoạt động của UF dựa trên cơ chế sàng lọc kích thước (size exclusion). Khi dung dịch được bơm vào hệ thống, áp lực vận hành (thường từ 0,1 – 0,5 MPa) sẽ đẩy nước và các phân tử nhỏ xuyên qua màng, trong khi các hạt có kích thước lớn hơn lỗ màng sẽ bị giữ lại và cuốn theo dòng cô đặc.

Điểm cốt lõi của lọc tiếp tuyến là dòng chảy song song với màng, giúp:

• Giảm tích tụ cặn bẩn trên bề mặt màng.
• Duy trì lưu lượng ổn định trong thời gian dài.
• Kéo dài tuổi thọ màng lọc.

Ngoài ra, hệ thống UF hiện đại thường tích hợp chu trình rửa ngược và CIP, cho phép làm sạch màng định kỳ mà không cần tháo rời, đảm bảo tính liên tục và an toàn trong sản xuất.

Đọc thêm: Housing Filter​ là gì? Lưu ý khi sử dụng housing filter

Cấu tạo hệ thống lọc tiếp tuyến siêu lọc UF

Một hệ thống UF hoàn chỉnh thường bao gồm các thành phần chính sau:

• Màng siêu lọc UF: Vật liệu phổ biến PVDF, PES, PAN. Dạng màng sợi rỗng (hollow fiber), ống (tubular), phẳng (flat sheet). Tuổi thọ trung bình: 3–7 năm tùy chất lượng nước và chế độ vận hành
• Bơm cấp và bơm tuần hoà:  Đảm bảo áp lực ổn định và tạo dòng chảy tiếp tuyến dọc bề mặt màng.
• Hệ thống tiền xử lý: Gồm lọc thô, lọc cát hoặc lọc đa tầng nhằm giảm tải cặn, bảo vệ màng UF.
• Hệ thống điều khiển & giám sát: Bao gồm cảm biến áp suất, lưu lượng, độ đục và PLC để kiểm soát tự động.
• Hệ thống rửa ngược & CIP: Giúp duy trì hiệu suất lọc, giảm chi phí bảo trì dài hạn.

Đặc điểm và ưu điểm của siêu lọc UF

Ưu điểm nổi bật:

UF là một trong những công nghệ được khuyến nghị cho xử lý nước cấp sinh hoạt tại các khu vực có nguy cơ ô nhiễm vi sinh cao.

• Loại bỏ hiệu quả vi khuẩn và virus (hiệu suất lên tới 99,99%)
• Không cần hóa chất trong quá trình lọc chính
• Tiết kiệm năng lượng so với RO
• Chất lượng nước ổn định, ít phụ thuộc vào biến động nguồn nước đầu vào
• Vận hành tự động, dễ bảo trì

Nhược điểm cần lưu ý

• Không loại bỏ được muối hòa tan và kim loại nặng ở dạng ion
• Hiệu quả phụ thuộc nhiều vào chất lượng tiền xử lý
• Chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với lọc truyền thống

Việc nhìn nhận cả ưu và nhược điểm giúp doanh nghiệp lựa chọn công nghệ phù hợp, tránh đầu tư dàn trải hoặc sai mục đích.

Ứng dụng của lọc tiếp tuyến siêu lọc UF

Nhờ tính linh hoạt và hiệu quả cao, UF được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

• Xử lý nước cấp và nước sinh hoạt: UF được sử dụng để loại bỏ vi khuẩn, virus, độ đục trong nước mặt, nước ngầm trước khi cấp cho khu dân cư, bệnh viện và trường học.
• Công nghiệp thực phẩm & đồ uống: UF giúp làm trong nước trái cây, bia, rượu; tách protein trong sữa và đảm bảo tiêu chuẩn an toàn thực phẩm.

• Dược phẩm & y sinh: UF được dùng để tinh sạch dung dịch, tách protein, enzyme và vaccine nhờ khả năng lọc chính xác mà không làm biến tính sản phẩm.
• Xử lý nước thải & tái sử dụng nước: UF đóng vai trò quan trọng trong hệ thống MBR, giúp nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn tái sử dụng cho sản xuất hoặc tưới tiêu.
• Tiền xử lý cho RO trong công nghiệp: Việc kết hợp UF – RO giúp kéo dài tuổi thọ màng RO và giảm chi phí vận hành tổng thể, một giải pháp đã được chứng minh hiệu quả trong nhiều nhà máy công nghiệp lớn tại châu Á.

Khi các yêu cầu về an toàn, tiết kiệm tài nguyên và phát triển bền vững ngày càng được đề cao, lọc tiếp tuyến siêu lọc UF không chỉ là một giải pháp kỹ thuật mà còn trở thành xu hướng tất yếu trong các hệ thống xử lý nước hiện đại. Tuy nhiên, để hệ thống UF phát huy hiệu quả thực tế, doanh nghiệp cần lựa chọn cấu hình phù hợp, hợp tác với nhà cung cấp uy tín và xây dựng chiến lược vận hành đúng đắn.

Để tìm hiểu chi tiết các giải pháp siêu lọc UF và hệ thống lọc công nghiệp đồng bộ, doanh nghiệp có thể tham khảo thêm tại MT – đơn vị cung cấp thiết bị và giải pháp lọc tiếp tuyến đáng tin cậy cho nhiều ngành công nghiệp.