Lựa chọn Bể Tiền Xử lý cho Hệ thống Xử lý Nước

Lựa chọn Bình Tiền Xử lý cho Hệ thống Xử lý Nước

Việc lựa chọn bình tiền xử lý là một bước quan trọng đầu tiên trong việc thiết kế một hệ thống lọc nước mạnh mẽ, đặc biệt đối với các ứng dụng dược phẩm. Việc lựa chọn đúng đắn đảm bảo bảo vệ các thành phần hạ nguồn như màng Thẩm thấu Ngược (RO) và nhựa trao đổi ion khỏi bị bám bẩn, đóng cặn và suy giảm hóa học.

Dưới đây là các loại bình chính và các tiêu chí lựa chọn chính:

1. Các loại Bình Tiền Xử lý

• Bộ lọc Đa phương tiện (MMF): Còn được gọi là bộ lọc cát. Chúng sử dụng các lớp vật liệu có mật độ và kích thước hạt khác nhau (ví dụ: than antraxit, cát, garnet) để loại bỏ chất rắn lơ lửng, độ đục và các hạt lớn hơn xuống khoảng 10-20 micron.

• Bộ lọc Than hoạt tính (ACF): Bình chứa đầy than hoạt tính dạng hạt (GAC). Mục đích chính của chúng là loại bỏ clo, chloramine, và các hợp chất hữu cơ thông qua quá trình hấp phụ. Điều này rất cần thiết để bảo vệ màng RO khỏi bị hư hại do oxy hóa.

• Máy làm mềm nước: Bình chứa đầy nhựa trao đổi cation ở dạng natri. Chúng loại bỏ ion độ cứng (Canxi và Magie) bằng cách trao đổi chúng với các ion Natri. Điều này ngăn ngừa sự hình thành cặn trên màng RO và thiết bị hạ nguồn.

• Bể Chứa Hóa chất: Mặc dù không phải lúc nào cũng là "bình" theo nghĩa tương tự, nhưng đây là các bể (thường là PVC hoặc HDPE) chứa các hóa chất như chất chống cáu cặn, natri bisulfite (để khử clo) hoặc xút để điều chỉnh pH. Chúng cấp vào một điểm tiêm hạ nguồn.

2. Tiêu chí Lựa chọn Chính

A. Thiết kế & Xây dựng Bình

• Vật liệu Xây dựng:

  • FRP (Nhựa gia cường sợi thủy tinh): Lựa chọn phổ biến nhất. Nó có khả năng chống ăn mòn, nhẹ và tiết kiệm chi phí cho hầu hết các điều kiện nước thô. Nó phải có lớp lót bên trong đạt tiêu chuẩn thực phẩm hoặc được chứng nhận NSF-61.

  • Thép carbon có lớp lót cao su: Được sử dụng cho áp suất cao hơn hoặc các ứng dụng mài mòn hơn. Lớp lót cao su ngăn ngừa ăn mòn.

  • Thép không gỉ (304 hoặc 316L): Được sử dụng trong môi trường ăn mòn cao hoặc khi các yêu cầu vệ sinh là tối quan trọng (phổ biến hơn trong vòng lặp phân phối nước đã đánh bóng hơn là trong tiền xử lý).

• Xếp hạng Áp suất: Bình phải được đánh giá cho áp suất vận hành tối đa của hệ thống, thường là tối thiểu 150 PSI (10 bar) cho các ứng dụng tiêu chuẩn và cao hơn cho các nhu cầu cụ thể.

• Mã Thiết kế: Bình phải được thiết kế và sản xuất theo các tiêu chuẩn được công nhận như ASME BPVC Section X (đối với FRP) hoặc ASME Section VIII (đối với bình chịu áp lực kim loại).

B. Kích thước & Dung tích

• Tốc độ dòng chảy: Đường kính bình phải được tính toán để xử lý tốc độ dòng chảy dịch vụ yêu cầu của hệ thống (gallon trên phút - GPM hoặc mét khối trên giờ - m³/h). Một bình quá khổ có thể dẫn đến hiện tượng tạo rãnh; một bình quá nhỏ gây ra sụt áp cao và hoạt động không hiệu quả.

• Độ sâu & Thể tích Giường: Số lượng vật liệu (nhựa, than, v.v.) là rất quan trọng.

  • Đối với máy làm mềm, dung tích được tính toán dựa trên số hạt loại bỏ độ cứng yêu cầu giữa các chu kỳ tái sinh.

  • Đối với bộ lọc carbon, Thời gian tiếp xúc giường trống (EBCT) là rất quan trọng (thường là 5-10 phút) để đảm bảo loại bỏ clo hiệu quả. Điều này xác định thể tích giường tối thiểu cho một tốc độ dòng chảy nhất định.

C. Hệ thống Phân phối & Thu gom Bên trong

• Hệ thống thoát nước: Hệ thống đáy thu gom nước đã lọc trong khi giữ lại vật liệu. Các loại phổ biến bao gồm:

  • Bộ lọc (Giỏ/Bên): Phổ biến nhất. Số lượng và kích thước khe (ví dụ: 0,2 mm đối với nhựa làm mềm) là rất quan trọng để ngăn ngừa mất vật liệu.

  • Cụm ống góp-bên: Cung cấp sự phân bố dòng chảy rất đều.

• Bộ phân phối trên cùng: Đảm bảo nước đi vào được phân phối đều trên toàn bộ mặt cắt ngang của lớp vật liệu để ngăn chặn hiện tượng tạo rãnh.

D. Điều khiển & Van

• Loại Van:

  • Van đa cổng: Một van đơn thủ công hoặc tự động hướng dòng chảy cho dịch vụ, rửa ngược, xả và tái sinh.

  • Hệ thống van tự động hoàn toàn: Sử dụng một cụm các van truyền động riêng lẻ (bướm, màng) được điều khiển bởi PLC. Đây là lựa chọn ưu tiên cho các hệ thống công nghiệp và dược phẩm phức tạp do khả năng kiểm soát, ghi dữ liệu và tích hợp tốt hơn.

• Bộ điều khiển: Bộ điều khiển hệ thống tự động quản lý thời gian và trình tự của các chu kỳ dịch vụ và tái sinh dựa trên thời gian, thể tích nước đã sản xuất hoặc phản hồi chất lượng nước.

3. Bảng Tóm tắt: Các Yếu tố Lựa chọn Chính

Kết luận:

Việc lựa chọn bình tiền xử lý là sự cân bằng giữa nhiệm vụ hóa học (những gì cần được loại bỏ), yêu cầu thủy lực (dòng chảy và áp suất), và nhu cầu vận hành (thủ công so với tự động). Đối với các hệ thống dược phẩm, việc đảm bảo các bình được chế tạo từ vật liệu được chứng nhận, có tài liệu thích hợp và là một phần của hệ thống đã được xác nhận là tối quan trọng. Mục tiêu là tạo ra một giai đoạn tiền xử lý đáng tin cậy và có thể bảo trì, cung cấp nước cấp có chất lượng cao và nhất quán cho các đơn vị lọc chính.