Cách kiểm soát và giảm chỉ số SDI trong hệ thống lọc RO

Trong các hệ thống lọc RO, chỉ số mật độ bùn (SDI) là yếu tố then chốt quyết định độ ổn định của quá trình lọc và tuổi thọ màng RO. Khi SDI cao, các hạt cặn, bùn mịn hoặc chất keo dễ dàng bám lên bề mặt màng, gây nghẹt màng (fouling), làm tăng áp suất vận hành và giảm lưu lượng nước thành phẩm.

Do đó, việc kiểm soát và giảm chỉ số SDI là nhiệm vụ bắt buộc trong mọi hệ thống lọc RO hiện đại. Dưới đây là các giải pháp tiền xử lý (pretreatment) được khuyến nghị để giữ SDI luôn trong giới hạn an toàn.

1. Keo tụ – Tạo bông (Coagulation / Flocculation)

Đây là bước đầu tiên và quan trọng nhất trong việc giảm SDI.
Nguyên lý: các hóa chất keo tụ (như phèn nhôm, PAC, polyme cationic) giúp trung hòa điện tích bề mặt của các hạt keo siêu nhỏ trong nước, khiến chúng dễ dàng kết dính lại thành các bông cặn lớn hơn (floc).

Các bông này có kích thước lớn và nặng, dễ dàng bị loại bỏ ở các bước lọc sau.

Lợi ích:

• Loại bỏ 60–80% hạt keo và chất hữu cơ hòa tan.

• Giảm đáng kể chỉ số SDI, đặc biệt ở nguồn nước mặt có độ đục cao.

• Giúp giảm tải cho hệ thống lọc cát hoặc màng UF phía sau.

👉 Lưu ý kỹ thuật: quá liều hoặc thiếu liều hóa chất keo tụ đều có thể làm SDI tăng. Do đó, nên kiểm soát pH, liều lượng và thời gian khuấy trộn trong quá trình keo tụ – tạo bông.

2. Lọc vật liệu – Lọc cát đa tầng (Media / Sand Filtration)

Sau quá trình keo tụ, nước được dẫn qua hệ thống lọc vật liệu đa tầng, gồm các lớp: sỏi, cát, anthracite, than hoạt tính hoặc garnet.

Nguyên lý: các hạt rắn lơ lửng có kích thước lớn hơn khe lọc sẽ bị giữ lại, còn nước trong đi qua.
Thiết kế lọc đa tầng (multi-media filter) cho phép loại bỏ nhiều loại hạt có kích thước khác nhau, giúp tối ưu hiệu quả.

Lợi ích:

• Giảm hàm lượng TSS (chất rắn lơ lửng) xuống < 5 mg/L.

• Đưa SDI giảm về mức 4–5 trước khi vào cartridge filter.

• Tăng tuổi thọ của các lõi lọc và màng RO.

Khuyến nghị: cần rửa ngược (backwash) định kỳ bằng nước sạch và khí nén để tránh đóng bùn trong lớp vật liệu, đảm bảo hiệu quả lọc ổn định.

3. Lọc tinh – Cartridge / Microfiltration

Sau khi qua lọc cát, nước sẽ được lọc tinh bằng lõi lọc cartridge hoặc màng vi lọc (microfiltration).

Chức năng:

• “Đánh bóng” nước sau tiền xử lý, loại bỏ hoàn toàn các hạt mịn còn sót lại có kích thước từ 1–5 µm (đối với cartridge) đến 0.2–0.45 µm (đối với microfiltration).

• Là “lá chắn cuối cùng” bảo vệ màng RO khỏi fouling.

Lợi ích:

• SDI có thể giảm xuống dưới 3.0, đạt tiêu chuẩn đầu vào cho màng RO.

• Hạn chế sự bám bẩn, giảm tần suất rửa màng RO.

👉 Mẹo kỹ thuật: nên thay lõi lọc cartridge khi chênh áp giữa đầu vào và đầu ra vượt quá 0.7 bar để đảm bảo hiệu quả lọc và ổn định SDI.

4. Châm hóa chất kiểm soát sinh học và vô cơ (Chemical Dosing)

Hệ thống RO thường gặp hai loại fouling chính: vi sinh vật (biofouling) và kết tủa vô cơ (scaling). Việc châm hóa chất hợp lý giúp kiểm soát cả hai hiện tượng này.

Các hóa chất thường dùng:

• Chất oxy hóa (oxidant): chlorine, ozone – diệt vi khuẩn, tảo, biofilm.

• Chất khử trùng sinh học (biocide): diệt vi sinh vật tái phát sinh trong đường ống.

• Chất chống cáu cặn (antiscalant): ngăn kết tủa muối CaCO₃, CaSO₄, silica,…

Hiệu quả:

• Giữ màng RO luôn sạch, hạn chế tạo lớp keo hữu cơ.

• Giảm SDI đầu vào gián tiếp thông qua việc hạn chế vi sinh và kết tủa.

⚠️ Lưu ý: không được châm chlorine trực tiếp trước màng RO polyamide, cần khử bằng sodium bisulfite (SBS) để tránh oxy hóa màng.

5. Tự động rửa ngược (Automatic Backwashing)

Hệ thống lọc cát và than hoạt tính cần được rửa ngược định kỳ để loại bỏ cặn bẩn tích tụ.
Nếu không rửa đúng tần suất, lớp lọc sẽ bị “nén bùn”, làm giảm tốc độ dòng chảy, tăng áp suất và tăng SDI.

Cơ chế rửa ngược tự động (Auto-backwash):

• Được điều khiển bằng van tự động hoặc PLC.

• Kích hoạt khi chênh áp vượt mức cài đặt (ví dụ 0.8 bar).

• Dòng nước rửa đi từ dưới lên, kết hợp khí để làm bong lớp bùn và rửa trôi ra ngoài.

Lợi ích:

• Duy trì độ sạch của lớp lọc.

• Giữ ổn định chỉ số SDI đầu ra.

• Giảm nhu cầu vệ sinh thủ công và tiết kiệm nhân công vận hành.

6. Tổng hợp chiến lược kiểm soát SDI hiệu quả

Để giữ SDI luôn < 3.0 – mức an toàn cho màng RO, các bước sau cần được tích hợp đồng bộ:

1. Keo tụ – tạo bông hiệu quả để giảm hạt keo nhỏ.

2. Lọc cát đa tầng để loại bỏ TSS.

3. Lọc tinh cartridge hoặc microfiltration để đánh bóng nước.

4. Châm hóa chất hợp lý để kiểm soát sinh học và kết tủa.

5. Rửa ngược tự động giúp duy trì hiệu suất lọc.

Khi các bước trên được vận hành ổn định, hệ thống RO sẽ đạt hiệu suất tối ưu, giảm chi phí vận hành và tăng tuổi thọ màng.

7. Giải pháp và thiết bị đo kiểm từ Aquatekco

Để kiểm soát SDI hiệu quả, việc đo kiểm định kỳ là bắt buộc.
Aquatekco cung cấp trọn bộ thiết bị và vật tư cho kỹ sư nước:

🔗 Máy đo chỉ số mật độ bùn SDI model AQS-02
🔗 Giấy lọc SDI 0.45 µm tiêu chuẩn

💧 AQUATEKCO – Nước sạch cho mọi nhà
Liên hệ ngay qua Zalo: 0909 407 547 để được tư vấn miễn phí cách kiểm soát SDI cho hệ thống RO của bạn, giúp vận hành ổn định và tiết kiệm chi phí lâu dài.