Vật liệu lọc được sử dụng để làm sạch nước rất đa dạng và phong phú nhưng không có một loại vật liệu lọc nào có thể loại bỏ tất cả các chất độc hại. Các loại vật liệu lọc khác nhau có thể loại bỏ các chất độc hại khác nhau. Vì lý do này, nhiều loại vật liệu lọc được kết hợp để loại bỏ nhiều loại chất độc hại khác nhau.
Trong bài viết này, Fujidana sẽ giải thích các loại vật liệu lọc được sử dụng trong ngành lọc nước và đặc điểm của từng loại. Dưới đây là danh sách các loại vật liệu lọc dành cho ngành nước.
Dưới đây là các đặc điểm của vật liệu lọc được sử dụng trong máy lọc nước. Hiệu quả loại bỏ tạp chất của vật liệu lọc có thể khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất và điều kiện sử dụng.
1. Than hoạt tính (Than hoạt tính dạng hạt, Than hoạt tính dạng sợi, v.v.)
● Than tự nhiên có khả năng hấp phụ nhiều chất khác nhau. Đặc tính hấp phụ này được tăng cường thông qua một quá trình gọi là “hoạt hóa”, tạo ra than hoạt tính. Quá trình hoạt hóa bao gồm phun hơi nước ở nhiệt độ cao (800-900°C) lên than, tạo ra vô số lỗ rỗng không nhìn thấy được trên bề mặt than. Những lỗ rỗng này thu hút và giữ lại các chất độc hại, làm sạch nước.
● Bề mặt than hoạt tính có khả năng tương thích cao với chất hữu cơ, làm cho nó có khả năng hấp phụ cao. Nó cũng đã được chứng minh là có thể loại bỏ PFOS và PFOA, hai trong số các hợp chất fluorocarbon (PFAS) được thảo luận gần đây.
● Than hoạt tính cũng loại bỏ clo, nhưng thay vì hấp phụ clo thì nó chuyển hóa clo thành một chất vô hại thông qua một phản ứng hóa học không có đặc tính diệt khuẩn.
● Màu sắc: Đen tuyền, bóng mịn (loại chất lượng cao) hoặc đen nhám
Than hoạt tính phủ bạc
Than hoạt tính phủ bạc, tận dụng đặc tính kháng khuẩn của bạc. Bộ lọc than hoạt tính có khả năng khử clo dẫn đến sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn phát triển. Vì lý do này, bạc được sử dụng để ngăn chặn điều đó. Than hoạt tính tẩm bạc được sử dụng trong nhiều máy lọc nước, vì vậy hãy cẩn thận xác nhận thông tin khi lựa chọn loại than hoạt tính có hay không lớp phủ bạc.
Ưu điểm
● Giữ nguyên khoáng chất
● Có nhiều hình dạng khác nhau, dễ dàng điều chỉnh cách sử dụng
● Chi phí thấp
Nhược điểm
● Giải phóng các chất đã hấp phụ sau khi sử dụng lâu dài hoặc khi cho nước nóng ở nhiệt độ cao chảy qua
● Không thể xử lý các khoáng chất có hại như asen, cadmium và thủy ngân
● Không thể loại bỏ vi khuẩn hoặc virus
Các chất có thể loại bỏ
Mùi mốc, clo dư, trihalomethanes, chất hoạt động bề mặt, hóa chất hữu cơ tổng hợp, một số hormone môi trường, thuốc trừ sâu, PFOS, PFOA, v.v.

2. Than hoạt tính dạng khối
Loại này được tạo ra bằng cách nén than hoạt tính dạng hạt hoặc dạng sợi. Khoảng cách giữa các hạt than hoạt tính được giảm xuống và cho phép nó hoạt động như một màng lọc. Hiệu suất loại bỏ cao hơn so với các bộ lọc than hoạt tính dạng hạt tiêu chuẩn.
Màu sắc: Màu đen
Ưu điểm
● Giữ nguyên khoáng chất.
● Khả năng lọc và hấp phụ đồng thời dẫn đến thể tích lọc được tăng gấp đôi.
● Hiệu suất loại bỏ cao hơn so với các bộ lọc than hoạt tính tiêu chuẩn, than hoạt tính dạng hạt và thời gian thay thế vật liệu lọc ít hơn.
Nhược điểm
● Chỉ có thể loại bỏ các hạt tương đối lớn (một số bộ lọc có hiệu suất tương đương với màng lọc sợi rỗng).
● Nếu sử dụng trong thời gian dài hoặc nếu nước nóng chảy qua, các hạt đã hấp phụ sẽ được giải phóng trở lại.
● Không thể loại bỏ các khoáng chất độc hại như asen, cadmium và thủy ngân.
Các chất có thể loại bỏ
Mùi mốc, clo dư, trihalomethanes, chất hoạt động bề mặt, hóa chất hữu cơ tổng hợp, một số hormone môi trường, thuốc trừ sâu, PFOS, PFOA, v.v.

3. Nhựa trao đổi ion
Nhựa là một loại nhựa dẻo. Có hai loại: nhựa trao đổi cation và nhựa trao đổi anion. Nói một cách đơn giản, nó hấp thụ các chất bị ion hóa hòa tan trong nước và trao đổi chúng với các ion vô hại. Nước chứa các chất mang điện tích dương như natri và các chất mang điện tích âm như clo. Nhựa trao đổi cation hấp thụ các ion dương, và nhựa trao đổi anion hấp thụ các ion âm, hoạt động cùng nhau để loại bỏ các tạp chất.
Màu sắc: Vàng nhạt, nâu, đen, hổ phách, hoặc trắng đục
Ưu điểm
● Nhựa trao đổi cation có thể được tái tạo bằng cách cho axit clohydric và natri hydroxit đi qua.
● Có thể tạo ra các loại nhựa trao đổi ion hiệu quả hơn trong việc loại bỏ các chất độc hại cụ thể.
● Thay thế các thành phần gây độ cứng (canxi và magiê) trong nước để làm mềm nước.
Nhược điểm
● Không thể loại bỏ chất hữu cơ hoặc vi khuẩn.
● Loại bỏ các khoáng chất làm cho nước ngon.
● Đắt hơn các vật liệu lọc khác.
Các chất có thể được loại bỏ
Các chất bị ion hóa trong nước. Clo dư, nitrat nitơ và nitrit nitơ, asen, cadmi, chì, đồng, kẽm, niken, crom, v.v.

4. Vải không dệt
Vải không dệt được làm từ các sợi tổng hợp như polyester và polypropylene, được ép thành tấm thay vì dệt. Thích hợp để loại bỏ các tạp chất tương đối lớn như gỉ sắt đỏ, và thường được sử dụng kết hợp với than hoạt tính hoặc màng sợi rỗng.
Màu sắc: Đa dạng (thường màu trắng dùng cho lọc nước)
Ưu điểm
● Có thể tích hợp các chất kháng khuẩn.
● Chi phí thấp.
Nhược điểm
● Chỉ có thể loại bỏ các chất có kích thước lớn (vài micromet đến vài trăm micromet).
Các chất có thể loại bỏ
Gỉ sắt đỏ, độ đục của nước, nấm mốc trong nước, vi khuẩn nói chung, v.v.

5. Màng sợi rỗng (Màng lọc siêu nhỏ)
Màng lọc sợi rỗng là loại màng lọc không cho phép các hạt vật chất có kích thước lớn hơn khoảng 0,1 μm đi qua.
Các bộ lọc được làm từ sợi rỗng được gọi là màng sợi rỗng và là loại màng lọc phổ biến nhất. Được làm từ polyetylen hoặc polysulfone, chúng trông giống như những sợi trắng dày, nhưng rỗng bên trong như một ống hút. Hơn nữa, phần thịt của màng có vô số lỗ nhỏ như bọt biển. Nước được lọc chảy qua các lỗ trên phần thịt và vào không gian rỗng bên trong. Hàng chục hoặc thậm chí hàng trăm sợi rỗng này được bó lại với nhau để tạo thành màng lọc.
Ưu điểm
● Không loại bỏ khoáng chất làm cho nước ngon
● Chi phí thấp
Nhược điểm
● Không thể xử lý các khoáng chất có hại như asen, mangan và thủy ngân
● Không thể loại bỏ clo dư
● Dễ bị tắc nghẽn
● Không thể loại bỏ vi khuẩn hoặc virus
Các chất có thể loại bỏ
Gỉ đỏ, nước đục, nấm mốc, vi khuẩn nói chung, động vật nguyên sinh, v.v.
Một vài điểm cần lưu ý khi sử dụng màng lọc sợi rỗng.
(1) Nếu bộ lọc bị tắc nghẽn, vi khuẩn có thể phát triển.
→ Giải pháp: Thay thế lõi lọc thường xuyên không phải là vấn đề.
(2) Khó loại bỏ virus
→ Hầu hết các máy lọc nước gia đình không có khả năng kháng virus, nhưng vì nước máy được khử trùng bằng clo nên cũng không quá lo lắng.
(3) Khó loại bỏ các chất độc hại hòa tan (thuốc trừ sâu, clo, kim loại nặng, v.v.)
→ Vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách kết hợp với bộ lọc than hoạt tính.

6. Bộ lọc gốm
Bộ lọc gốm được làm từ các hạt tinh thể alumina có kích thước vài chục micromet, các khe hở giữa các hạt lọc bỏ các chất rắn có kích thước lớn hơn 0,1 micromet. Chúng có khả năng loại bỏ tương đương với màng lọc sợi rỗng. Ngoài ra tinh thể alumina là hợp chất của nhôm nhưng không cần lo lắng về việc nhôm hòa tan vào nước.
Màu sắc: Thường màu vàng đục
Ưu điểm
● Chịu nhiệt và có thể sử dụng với nước nóng
● Chống hóa chất và chống biến dạng
● Khó biến dạng dưới áp lực
● Có thể tái sử dụng sau khi làm sạch
Nhược điểm
● Không thể xử lý các khoáng chất có hại như asen, cadmi và thủy ngân
● Không thể loại bỏ clo dư
● Dễ bị tắc nghẽn
● Chi phí cao của bộ phận chính và lõi lọc
Các chất có thể loại bỏ
Gỉ đỏ, nước đục, nấm mốc trong nước, vi khuẩn nói chung, động vật nguyên sinh, v.v.
7. Màng thẩm thấu ngược (RO)
Màng thẩm thấu ngược là loại màng lọc chỉ cho phép các phân tử nước đi qua. Chúng có các lỗ cực nhỏ, nhỏ hơn 0,001 μm ngăn chặn ngay cả các chất phân tử và ion phân tử có trong nước đi qua. Nước đi qua màng thẩm thấu ngược trở thành nước gần như tinh khiết. Nó có khả năng loại bỏ các chất mà các vật liệu lọc khác không thể loại bỏ, chẳng hạn như clo dư và chất hữu cơ, cũng như các ion và vi rút trong nước.
Ban đầu màng lọc RO được phát triển để khử muối nước biển tuy nhiên hiện nay màng RO hiện được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm sản xuất nước tinh khiết cho mục đích công nghiệp và xử lý nước thải.
Màu sắc: Màu trắng kem (thường dùng cho lọc nước)
Ưu điểm
● Hiệu quả cao trong việc loại bỏ các chất độc hại
Nhược điểm
● Tốc độ lọc chậm và cần trữ nước trong bể chứa
● Máy lọc nước lớn và cần bể chứa, do đó cần một không gian nhất định để lắp đặt
● Dễ bị tắc nghẽn
● Tạo ra nước thải
● Loại bỏ các khoáng chất trong nước
● Giá thành và chi phí vận hành cao
Các chất có thể loại bỏ
Mùi và vị khó chịu, mùi mốc, clo dư, trihalomethanes, thuốc trừ sâu, rỉ sét đỏ và độ đục, nấm mốc trong nước, động vật nguyên sinh, vi khuẩn nói chung, virus, kim loại nặng, asen, nhôm, amiăng, dioxin, hormone môi trường, hóa chất hữu cơ tổng hợp, v.v.

8. Cát thạch anh
● Hệ thống lọc cát thạch anh chủ yếu được sử dụng để làm sạch nước bằng cách lọc các chất rắn lơ lửng, các hạt vật chất và các tạp chất khác. Chúng được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước uống, xử lý nước thải, xử lý nước tuần hoàn công nghiệp và các lĩnh vực khác. Bộ lọc cát thạch anh có cấu trúc đơn giản, hiệu quả xử lý tuyệt vời, hoạt động ổn định và dễ bảo trì. Chúng là một vật liệu thiết yếu trong các quy trình xử lý nước. Kích thước cát thạch anh nhỏ, dạng hạt, góc cạnh. Có khả năng hấp thụ Asen, giữ lại các chất kết tủa dạng bông có độ nhớt cao và các chất lơ lửng.
● Một bộ lọc cát thạch anh chủ yếu bao gồm lõi lọc, vật liệu lọc, đầu vào nước, đầu ra nước và đầu ra nước thải. Lõi lọc thường được làm bằng thép không gỉ hoặc thép carbon, có khả năng chống ăn mòn và độ bền nén nhất định. Cát silica tự nhiên thường được sử dụng làm vật liệu lọc. Kích thước hạt đồng đều, độ cứng cao, khả năng chống mài mòn và độ ổn định hóa học tuyệt vời làm cho nó trở thành vật liệu lọc lý tưởng.
Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của bộ lọc cát thạch anh là sử dụng đặc tính hấp phụ và giữ lại của vật liệu lọc cát thạch anh để giữ lại các chất rắn lơ lửng, các hạt và các tạp chất khác trong nước trên bề mặt vật liệu lọc hoặc trên lớp vật liệu lọc, từ đó đạt được mục tiêu làm sạch chất lượng nước. Khi nước chảy qua lớp lọc cát thạch anh, các hạt lớn hơn sẽ được giữ lại trên bề mặt vật liệu lọc, trong khi các hạt nhỏ hơn sẽ bị giữ lại trong lớp vật liệu lọc.
Quá trình lọc của bộ lọc cát thạch anh có thể được chia thành hai giai đoạn.
● Thứ nhất, trong giai đoạn lọc ban đầu, các chất rắn lơ lửng trong nước chủ yếu được giữ lại trên bề mặt vật liệu lọc.
● Thứ hai, trong giai đoạn lọc ổn định khi thời gian lọc kéo dài, lượng chất rắn lơ lửng trong lớp vật liệu lọc tăng dần, làm giảm dần hiệu quả lọc. Lúc này, cần phải rửa ngược để khôi phục khả năng lọc của lớp vật liệu lọc.
Rửa ngược là một thao tác quan trọng trong bộ lọc cát thạch anh. Mục đích chính của nó là loại bỏ tạp chất khỏi lớp vật liệu lọc và khôi phục khả năng lọc của nó. Quá trình rửa ngược thường được chia thành ba bước.

9. Cát Mangan
● Cát Mangan là một loại quặng tự nhiên có thành phần hóa học chính là Mangan dioxide (MnO2), hoặc Mn(OH)4 hay KMnO4.
● Cát Mangan thường có dạng hạt khô rời, màu nâu đen, nâu đất hoặc vàng nâu. Hạt có độ cứng cao, chịu được ăn mòn và không tan trong nước.
Cơ chế hoạt động của Cát Mangan trong lọc nước
Cát Mangan hoạt động dựa trên cơ chế oxy hóa và xúc tác, giúp chuyển đổi các ion kim loại hòa tan thành dạng không hòa tan để dễ dàng loại bỏ:<
● Oxy hóa Sắt và Mangan: khi nước nhiễm sắt (Fe²⁺) và mangan (Mn²⁺) đi qua lớp vật liệu cát Mangan, lớp MnO2 trên bề mặt hạt cát sẽ đóng vai trò là chất xúc tác và chất oxy hóa các ion sắt và mangan, hòa tan thành dạng sắt Fe(OH)3 và Mangan MnO2 thành dạng kết tủa, sẽ bị giữ lại trên bề mặt hoặc trong khe rỗng của vật liệu, và được loại bỏ ra ngoài nhờ quá trình rửa ngược
Khử Hydro Sulfide (H₂S): Cát Mangan cũng có khả năng oxy hóa trực tiếp khí H₂S (gây mùi trứng thối) thành lưu huỳnh không mùi, giúp loại bỏ mùi khó chịu trong nước.
● Hấp phụ một số kim loại nặng và Asen: khi có sự hiện diện của sắt trong nước, cát Mangan có thể hỗ trợ hấp phụ và đkết tủa Asen (thạch tín), một chất rất độc hại, cùng với sắt. Ngoài ra, nó cũng có thể hấp phụ một phần các kim loại nặng khác như đồng, kẽm, chì.
● Nâng và ổn định pH: Cát Mangan có khả năng giúp nâng và ổn định độ pH của nước về mức trung tính (tối ưu thường từ 6.5 – 8.0), tạo điều kiện thuận lợi hơn cho quá trình oxy hóa các kim loại.
Ưu điểm
● Đặc biệt hiệu quả trong việc xử lý nước nhiễm sắt và mangan ở nồng độ cao.
● Có thể đổ trực tiếp vào các bể lọc hoặc cột lọc mà không cần thay đổi nhiều về cấu trúc.
● Không cần tái sinh bằng hóa chất: Hầu hết các loại cát Mangan không yêu cầu tái sinh định kỳ bằng hóa chất như KMnO4 như Manganese Greensand nhập khẩu. Chỉ cần rửa ngược định kỳ bằng nước sạch.
● Xử lý nước nhiễm phèn, có mùi tanh, làm sạch nước đầu nguồn
● Tuổi thọ: 2 – 4 năm tùy chất lượng nước
Nhược điểm
● Trọng lượng nặng
● Cát mangan hoạt động tốt nhất khi pH nước > 6.0, tốt nhất là > 7.0 để khử mangan và > 6.5 để khử sắt
● Giới hạn nồng độ ô nhiễm với hàm lượng sắt < 35 mg/l và mangan < 5 mg/l. Nồng độ quá cao có thể làm quá tải vật liệu.
● Cần sục rửa định kỳ
10. Lớp sỏi (sạn)
Lớp sỏi lọc không trực tiếp lọc nước mà ngăn cát lọc xâm nhập vào thiết bị thu nước, đóng vai trò như một lớp hỗ trợ và cực kỳ quan trọng để đảm bảo quá trình rửa ngược đồng đều (chỉ áp dụng cho bộ lọc cát nhanh). Sỏi cần được chọn có kích thước hạt ít nhất 2,0 mm, gần như hình cầu, cứng, sạch và đồng đều, sỏi thô nên được trải ở lớp dưới, tiếp theo là sỏi mịn hơn ở trên, sao cho bề mặt bằng phẳng và đều.

11. Hạt Birm khử sắt
Vật liệu lọc nước chuyên dụng để loại bỏ sắt (phèn), mangan và asen hòa tan, được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước giếng khoan và nước cấp. Hạt có màu đen, bền, không tan trong nước, hoạt động như chất xúc tác oxy hóa mạnh để kết tủa sắt mà không cần hóa chất tái tạo.
Ưu điểm
● Khử sắt và mangan hiệu quả: Hạt Birm hoạt động như một chất xúc tác không hòa tan, thúc đẩy quá trình oxy hóa sắt hòa tan kết tủa, giúp loại bỏ phèn và kim loại nặng rất cao.
● Không cần hóa chất hoàn nguyên: Birm không cần hóa chất để tái tạo, tiết kiệm chi phí vận hành và không làm ảnh hưởng đến mùi vị, màu sắc của nước.
● Tuổi thọ cao và bền bỉ: Hạt Birm có cấu trúc bền vững, ít bị hòa tan hoặc tiêu hao, giúp giảm chi phí thay thế vật liệu.
● Dễ dàng vệ sinh: Chỉ cần rửa ngược (backwash) định kỳ để loại bỏ chất kết tủa, không cần bảo trì phức tạp.
● Phù hợp cho cả hệ thống lọc áp lực (cột composite/inox) trong gia đình và công nghiệp.
● Hoạt động hiệu quả trong dải nhiệt độ rộng
Nhược điểm:
● Giá thành cao
● Yêu cầu pH nước đầu vào: pH tối ưu phải trên 6.8) hoặc mang tính axit cao, hạt Birm sẽ không thể hoạt động hiệu quả, thậm chí bị hòa tan.
● Để phản ứng oxy hóa sắt/mangan thì nước cần có nồng độ oxy hòa tan thường yêu cầu > 15% hàm lượng sắt.
● Không được thiết kế để xử lý nước cứng (nước có độ cứng cao)
● Không hoạt động hiệu quả nếu nước chứa dầu mỡ
● Cần xả ngược thường xuyên: Để đảm bảo hiệu quả, cần quy trình xả ngược (backwash) định kỳ để loại bỏ sắt/mangan kết tủa bám trên bề mặt hạt.
12. Hạt nâng PH
Hạt nâng pH là vật liệu lọc dạng đá khô, màu trắng (thành phần chính CaCO3 hoặc MgO), được sử dụng để nâng và ổn định pH trong các hệ thống xử lý nước sinh hoạt, đặc biệt là nguồn nước có pH thấp từ 4-6). Loại hạt này an toàn, không cần tái sinh, không tạo màng, thay thế hóa chất độc hại và có tuổi thọ cao.
Ưu điểm
● Ổn định độ pH: Giúp nâng pH ổn định ở mức trung tính
● Chi phí thấp và tiết kiệm: Giá thành rẻ hơn so tuổi thọ dài 6 – 12 tháng.
● An toàn và thân thiện: Thành phần là khoáng chất tự nhiên, không gây độc hại cho sức khỏe, không tạo kết tủa hay váng trên bề mặt nước.
● Dễ dàng sử dụng: Có thể đưa trực tiếp vào bể lọc hiện có mà không cần thay đổi cấu trúc, phù hợp với cả hệ thống lọc gia đình và công nghiệp.
● Tăng hiệu quả xử lý phèn: Hỗ trợ tốt cho các vật liệu lọc khác như cát mangan, hạt Birm.
Nhược điểm:
● Cần bổ sung định kỳ: Hạt tan dần trong quá trình sử dụng nên cần kiểm tra và bổ sung, không tồn tại vĩnh viễn.
● Giới hạn hiệu quả: Hiệu quả nâng pH có thể giảm nếu nước có độ axit quá cao, cần lượng lớn hạt.
● Hao hụt: Tuổi thọ vật liệu có thể ngắn nếu nước đầu vào có pH quá thấp, dẫn đến cần thay thế thường xuyên.
Post Views: 10