Ảnh Hưởng Của Clo Dư Đến Tuổi Thọ Màng RO – Vì Sao Clo Phá Hủy Màng RO Âm Thầm Nhưng Nghiêm Trọng?

Trong nhiều hệ thống xử lý nước hiện nay, Clo được xem là “lá chắn” hiệu quả để kiểm soát vi sinh và ổn định nguồn nước đầu vào. Tuy nhiên, ít người nhận ra rằng Clo dư chính là nguyên nhân hàng đầu phá hủy màng RO nếu không được kiểm soát đúng cách. Hiện tượng Clo phá hủy màng RO không diễn ra tức thời mà âm thầm làm suy giảm cấu trúc polyamide, khiến màng mất dần hiệu suất, rút ngắn tuổi thọ và làm tăng chi phí vận hành. Bài viết này phân tích cơ chế phá hủy của Clo, ngưỡng an toàn kỹ thuật và những giải pháp thực tế giúp bảo vệ màng RO lâu dài.

Clo trong hệ thống xử lý nước – Con dao hai lưỡi

Clo (Cl₂, HOCl, OCl⁻) thường được sử dụng trong xử lý nước cấp nhằm:

• Diệt khuẩn, virus và vi sinh gây hại
• Ổn định chất lượng nước nguồn
• Hạn chế hiện tượng biofouling trong đường ống

Tuy nhiên, màng lọc RO công nghiệp sử dụng lớp hoạt tính polyamide, một vật liệu rất nhạy cảm với Clo oxy hóa. Khi Clo dư tồn tại trong nước cấp RO, lợi ích kiểm soát vi sinh sẽ nhanh chóng bị “đánh đổi” bằng sự xuống cấp của màng lọc.

Vì sao Clo phá hủy màng RO? 

Để hiểu rõ vì sao Clo phá hủy màng RO, cần nhìn vào cấu trúc phân tử của màng.

Phản ứng oxy hóa polyamide

Polyamide trong màng RO giữ vai trò cốt lõi quyết định khả năng tách muối, ngăn rò rỉ ion và duy trì cấu trúc bề mặt lọc ổn định thông qua các liên kết amide (-CONH-). Khi Clo dư tồn tại trong nước cấp và tiếp xúc trực tiếp với lớp polyamide, quá trình oxy hóa sẽ xảy ra, làm phá vỡ các liên kết phân tử quan trọng này. Sự suy thoái hóa học đó khiến bề mặt màng dần trở nên “mở”, mất khả năng kiểm soát chọn lọc ion, dẫn đến hiện tượng TDS sau RO tăng bất thường và hiệu suất loại bỏ muối giảm nhanh chóng. Đáng chú ý, đây là dạng hư hỏng mang tính không thể đảo ngược, nghĩa là ngay cả khi tiến hành rửa hóa chất đúng quy trình, cấu trúc polyamide đã bị tổn thương vẫn không thể phục hồi, làm rút ngắn nghiêm trọng tuổi thọ màng RO và gia tăng chi phí vận hành về lâu dài.

Phá hủy không thể đảo ngược

Khác với cáu cặn hay fouling có thể xử lý bằng CIP, tổn thương do Clo là vĩnh viễn. Một khi polyamide bị oxy hóa, màng RO coi như đã mất “chất lượng lõi”.

Ngưỡng Clo dư an toàn cho màng RO là bao nhiêu?

Theo khuyến cáo kỹ thuật từ hầu hết các nhà sản xuất, ngưỡng Clo dư an toàn cho màng RO cần được kiểm soát ở mức tối đa ≤ 0,1 ppm, và trong điều kiện lý tưởng, Clo tại điểm cấp vào màng RO nên bằng 0,00 ppm. Trên thực tế, chỉ cần Clo dư dao động trong khoảng 0,3–0,5 ppm và tồn tại trong thời gian đủ dài, cấu trúc polyamide của màng RO đã bắt đầu bị oxy hóa, dẫn đến suy giảm hiệu suất không thể phục hồi. Hệ quả là tuổi thọ màng RO có thể rút ngắn nghiêm trọng, từ mức 2–3 năm xuống chỉ còn vài tháng, kéo theo chi phí thay thế và gián đoạn vận hành tăng cao.

Dấu hiệu nhận biết màng RO bị Clo phá hủy

Trong thực tế vận hành, hiện tượng Clo phá hủy màng RO thường bị nhầm lẫn với các lỗi khác. Một số dấu hiệu điển hình gồm:

• TDS đầu ra tăng dù áp suất và lưu lượng không đổi
• Salt rejection giảm nhanh trong thời gian ngắn
• Rửa hóa chất không cải thiện hiệu suất
• Màng mới nhưng xuống cấp bất thường sau vài tuần

Nếu các dấu hiệu này xuất hiện đồng thời với Clo dư trong nước cấp, gần như chắc chắn màng đã bị oxy hóa.

Tiền xử lý RO – Tuyến phòng thủ sống còn trước Clo dư

Để ngăn chặn Clo phá hủy màng RO, hệ tiền xử lý đóng vai trò quyết định.

Than hoạt tính – Giải pháp phổ biến nhưng cần kiểm soát

Than hoạt tính có khả năng hấp phụ Clo hiệu quả, nhưng:

• Phải chọn đúng loại than
• Thời gian tiếp xúc (EBCT) đủ dài
• Thay than định kỳ

Than bão hòa Clo nhưng không được thay thế đúng hạn sẽ mất tác dụng mà người vận hành không nhận ra.

Khử Clo bằng hóa chất (SMBS)

Natri metabisulfite (SMBS) thường được sử dụng trong các hệ thống RO công nghiệp như một giải pháp hiệu quả để trung hòa Clo dư trước khi nước đi vào màng RO, từ đó bảo vệ lớp polyamide khỏi quá trình oxy hóa và suy giảm cấu trúc. Nhờ phản ứng khử diễn ra nhanh, SMBS đặc biệt phù hợp với các hệ thống công suất lớn, nơi Clo dư có thể biến động và gây rủi ro cao cho màng. Tuy nhiên, hiệu quả của SMBS phụ thuộc rất lớn vào việc kiểm soát liều lượng chính xác: nếu châm thiếu, Clo không được loại bỏ hoàn toàn; nếu châm dư, SMBS còn tồn dư trong nước sẽ trở thành nguồn dinh dưỡng thúc đẩy fouling sinh học, làm tăng tần suất rửa hóa chất và ảnh hưởng đến hiệu suất vận hành dài hạn của hệ thống RO.

Góc nhìn thực tế: Vì sao nhiều hệ RO “chết màng sớm” dù có tiền xử lý?

Từ kinh nghiệm thực tế tại các dự án công nghiệp, nguyên nhân phổ biến không nằm ở thiết kế, mà ở vận hành và giám sát:

• Chủ quan khi nước nguồn “ổn định”
• Than hoạt tính không được thay đúng chu kỳ
• Không kiểm tra Clo sau bảo trì hệ tiền xử lý

Điều này cho thấy, bảo vệ màng RO không chỉ là thiết bị, mà là quy trình vận hành.

Giải pháp cá nhân hóa để hạn chế Clo phá hủy màng RO

Thay vì chỉ áp dụng giải pháp “chuẩn sách vở”, doanh nghiệp nên tiếp cận theo hướng phù hợp thực tế:

• Kiểm tra nồng độ Clo trong nước trước khi bơm nước vào hệ thống lọc RO
• Kết hợp than hoạt tính + khử Clo hóa chất cho nguồn nước biến động
• Ưu tiên màng RO có khả năng chịu oxy hóa tốt hơn trong điều kiện công nghiệp
• Đào tạo đội vận hành nhận biết sớm dấu hiệu hỏng màng do Clo

Đặc biệt, việc lựa chọn màng RO chính hãng, chất lượng ổn định sẽ giúp hệ thống “chịu lỗi” tốt hơn khi xảy ra sự cố Clo dư ngắn hạn.

Kết luận: Clo dư – rủi ro nhỏ, thiệt hại lớn nếu bỏ qua