Clo phá hủy màng RO như thế nào? Giải pháp gì để xử lý Clo dư trong hệ thống

Trong các hệ thống xử lý nước hiện nay, màng RO giữ vai trò quyết định đến chất lượng nước đầu ra và hiệu quả vận hành lâu dài. Tuy nhiên, một trong những nguyên nhân phổ biến khiến màng RO xuống cấp nhanh chóng lại thường bị bỏ qua: Clo dư trong nước cấp. Trên thực tế, Clo phá hủy màng RO không diễn ra tức thời mà âm thầm làm suy giảm cấu trúc polyamide, rút ngắn tuổi thọ màng và làm tăng chi phí vận hành. Việc hiểu rõ cơ chế tác động của Clo dư và giải pháp tiền xử lý phù hợp là yếu tố then chốt để bảo vệ hệ thống RO bền vững.

Tổng quan về Clo dư trong nước cấp cho hệ RO

Clo được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước sinh hoạt và công nghiệp nhằm khử trùng, tiêu diệt vi khuẩn và vi sinh vật gây hại. Tuy nhiên, Clo dư – phần Clo còn sót lại sau khử trùng – lại là “kẻ thù thầm lặng” đối với màng RO công nghiệp.

Trong nước cấp, Clo thường tồn tại dưới hai dạng:

• Clo tự do (Free Chlorine): HOCl, OCl⁻
• Clo kết hợp (Chloramine): hợp chất Clo – amoni

Cả hai dạng này đều có khả năng oxy hóa mạnh và gây ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc màng RO nếu không được loại bỏ triệt để trước khi vào hệ thống.

Vì sao Clo phá hủy màng RO? 

Mặc dù màng RO có khả năng loại bỏ phần lớn tạp chất hòa tan, nhưng Clo không bị màng RO giữ lại theo cơ chế thông thường. Thay vào đó, Clo tấn công trực tiếp vật liệu cấu tạo màng, đặc biệt là lớp polyamide – trái tim của màng RO công nghiệp.

Clo và cơ chế phá hủy polyamide

Polyamide là vật liệu polymer có cấu trúc liên kết rất chặt chẽ, giúp màng RO đạt được:

• Độ rejection muối cao (98–99,7%)
• Khả năng lọc vi sinh, kim loại nặng hiệu quả

Tuy nhiên, polyamide rất nhạy cảm với chất oxy hóa, trong đó Clo là tác nhân nguy hiểm nhất.

Khi Clo tiếp xúc với bề mặt màng:

• Phá vỡ liên kết amide trong polymer
• Làm biến dạng cấu trúc sợi màng
• Gây hiện tượng “pin-hole” (lỗ lọc vi mô bất thường)

Hậu quả là màng RO mất dần khả năng tách lọc, dù hình thức bên ngoài chưa có dấu hiệu hư hỏng rõ ràng.

Mức Clo tối đa cho phép với màng RO

Hầu hết các nhà sản xuất màng RO đều đưa ra giới hạn Clo rất nghiêm ngặt:

• Clo tự do tối đa: ≤ 0,1 ppm
• Thời gian tiếp xúc tích lũy: càng dài, mức độ hư hại càng lớn

Chỉ cần Clo vượt ngưỡng trong thời gian ngắn nhưng lặp lại thường xuyên, tuổi thọ màng RO có thể giảm từ 3–5 năm xuống chỉ còn 6–12 tháng.

Đây là lý do vì sao trong thực tế, nhiều hệ thống RO gặp tình trạng:

• TDS đầu ra tăng nhanh
• Lưu lượng suy giảm bất thường
• Màng phải thay sớm dù áp suất vận hành vẫn “bình thường”

Clo dư và những biểu hiện suy giảm tuổi thọ màng RO

Khi Clo phá hủy màng RO, hệ thống thường xuất hiện các dấu hiệu sau:

• Rejection giảm, nước sau RO có TDS cao hơn thiết kế
• Màng nhanh fouling dù tiền xử lý cơ học vẫn ổn định
• Chu kỳ CIP rút ngắn nhưng hiệu quả phục hồi kém
• Tuổi thọ màng giảm mạnh, chi phí thay thế tăng

Điểm nguy hiểm là những hiện tượng này diễn ra từ từ, khiến người vận hành khó phát hiện nguyên nhân gốc rễ nếu không kiểm soát Clo dư thường xuyên.

Vai trò của tiền xử lý RO trong kiểm soát Clo dư

Để ngăn chặn Clo phá hủy màng RO, tiền xử lý RO đóng vai trò bắt buộc, không chỉ là bước “phụ trợ”.

Các giải pháp loại bỏ Clo phổ biến

• Than hoạt tính: Hấp phụ Clo tự do và chloramine, là giải pháp phổ biến nhất.
• Châm hóa chất khử Clo (SMBS, NaHSO₃): Hiệu quả cao, phù hợp hệ công suất lớn.
• Kết hợp đa tầng tiền xử lý: Than hoạt tính + lọc tinh + kiểm soát ORP.

Việc lựa chọn giải pháp phụ thuộc vào:

• Nồng độ Clo đầu vào
• Lưu lượng hệ thống
• Yêu cầu độ ổn định lâu dài của màng RO công nghiệp

Kiểm soát Clo – yếu tố quyết định độ bền màng RO

Ngay cả khi sử dụng màng RO chất lượng cao, nếu tiền xử lý RO không đạt chuẩn, Clo dư vẫn có thể phá hủy màng nhanh chóng. Ngược lại, khi Clo được kiểm soát tốt:

• Màng duy trì hiệu suất rejection ổn định
• Giảm tần suất CIP
• Kéo dài tuổi thọ thực tế của màng

Đây cũng là lý do các dòng màng RO cao cấp được khuyến nghị vận hành trong điều kiện Clo dư gần bằng 0 để phát huy tối đa độ bền thiết kế.

Kiểm soát Clo dư – đầu tư nhỏ, lợi ích lớn

Clo là chất khử trùng cần thiết, nhưng Clo phá hủy màng RO công nghiệp nếu không được kiểm soát đúng cách. Hiểu rõ cơ chế Clo phá polyamide, tuân thủ ngưỡng Clo cho phép và đầu tư tiền xử lý RO bài bản sẽ giúp:

• Bảo vệ màng RO khỏi suy giảm sớm
• Giảm thiểu và tối ưu chi phí thay thế, vận hành
• Đảm bảo hệ thống RO hoạt động ổn định, bền vững

Trong bức tranh tổng thể, tuổi thọ màng RO không chỉ phụ thuộc vào chất lượng màng, mà còn nằm ở cách doanh nghiệp kiểm soát Clo dư ngay từ đầu nguồn nước.

---