Trong bối cảnh công nghệ môi trường phát triển nhanh chóng hiện nay, thiết bị xử lý nước thải DTRO (Disk Tube Reverse Osmosis - Thẩm thấu ngược dạng ống đĩa) đã trở thành một trong những công nghệ cốt lõi trong lĩnh vực xử lý nước nhờ hiệu suất ổn định và hiệu quả. Công nghệ này có nguồn gốc từ Đức vào những năm 1990 và đã phá vỡ hiệu quả những hạn chế của công nghệ thẩm thấu ngược truyền thống thông qua thiết kế mô-đun màng ống đĩa độc đáo, thể hiện những ưu điểm vượt trội trong lĩnh vực xử lý nước thải có nồng độ cao. Theo Hiệp hội Nước Quốc tế, tổng lượng nước thải được xử lý bởi thiết bị DTRO trên toàn thế giới hàng năm đã vượt quá 1 tỷ mét khối, và nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như hóa chất, dược phẩm và chế biến thực phẩm, cung cấp một con đường quan trọng để giải quyết các vấn đề ô nhiễm nước thải công nghiệp.
Cốt lõi của công nghệ DTRO nằm ở nguyên lý thẩm thấu ngược sáng tạo của nó. Hệ thống tạo áp suất cho nước thô lên 4-8 MPa (megapascal) thông qua bơm cao áp, vượt xa phạm vi áp suất 2-4 MPa của công nghệ thẩm thấu ngược thông thường. Dưới áp suất cao này, các phân tử nước được tách ra khỏi các tạp chất như muối và chất hữu cơ bởi màng bán thấm, tạo thành nước sạch. Cấu trúc đặc biệt của mô-đun màng ống đĩa bao gồm một loạt các đĩa tròn đồng tâm xếp chồng lên nhau, và dòng nước chảy qua các khe hở của đĩa ở trạng thái hỗn loạn, làm giảm hiệu quả vấn đề bám bẩn màng. Dữ liệu thử nghiệm từ công ty OSMONICS của Đức cho thấy tỷ lệ loại bỏ COD (nhu cầu oxy hóa học) và TDS (tổng chất rắn hòa tan) của hệ thống DTRO có thể đạt trên 95% và 98%, cao hơn nhiều so với mức 70% -80% của các công nghệ xử lý sinh học truyền thống.
Để đạt được hiệu suất tuyệt vời như trên, hệ thống DTRO tích hợp các mô-đun thiết bị chính xác. Là lõi năng lượng, bơm cao áp áp dụng cấu trúc ly tâm đa tầng, có thể đảm bảo áp suất hiệu quả đồng thời giảm tiêu thụ năng lượng. Các thành phần màng được làm bằng nhựa kỹ thuật cường độ cao, có khả năng chống ăn mòn mạnh và tuổi thọ trên 5 năm. Bộ phận tuần hoàn nước cô đặc duy trì sự ổn định của hệ thống bằng cách điều chỉnh tỷ lệ hồi lưu một cách thông minh. Điều đáng chú ý là hệ thống điều khiển tự động của nó có thể đạt được hoạt động không người lái 24 giờ, theo dõi các thông số chính như áp suất đầu vào và tốc độ dòng nước sản xuất trong thời gian thực thông qua PLC (bộ điều khiển logic lập trình). Khi chênh lệch áp suất của thành phần màng vượt quá ngưỡng đã đặt, chương trình làm sạch hóa học sẽ tự động được khởi động.
Trong các tình huống ứng dụng cụ thể, công nghệ DTRO đã chứng minh những lợi ích kinh tế và môi trường mạnh mẽ. Trong lĩnh vực công nghiệp hóa chất than, một doanh nghiệp luyện cốc lớn áp dụng hệ thống DTRO để xử lý nước thải chứa phenol, với công suất xử lý hàng ngày là 2000 tấn và tỷ lệ tái sử dụng nước trên 70%, tiết kiệm 1,4 triệu tấn tài nguyên nước ngọt hàng năm. Trong ngành dược phẩm, một doanh nghiệp sản xuất kháng sinh nhất định sử dụng quy trình DTRO để chuyển đổi nước thải có độ mặn cao thành nước công nghiệp đáp ứng các tiêu chuẩn tái sử dụng, giảm chi phí xử lý 40% so với các quy trình kết tinh bay hơi truyền thống. Đáng chú ý hơn là DTRO đã đạt được những đột phá công nghệ trong lĩnh vực xử lý nước rỉ rác. Sau khi áp dụng công nghệ này cho một bãi chôn lấp đô thị, chi phí xử lý nước rỉ rác đã giảm từ 120 nhân dân tệ/tấn xuống 80 nhân dân tệ/tấn, và nồng độ phát thải COD vẫn ổn định dưới 50mg/L, đáp ứng tiêu chuẩn phát thải loại A hạng nhất quốc gia.
Hoạt động ổn định lâu dài của thiết bị phụ thuộc vào một hệ thống bảo trì khoa học. Các loại bám bẩn màng phổ biến trong hệ thống DTRO bao gồm đóng cặn vô cơ, bám dính chất hữu cơ và phát triển vi sinh vật. Nhân viên vận hành và bảo trì cần điều chỉnh tần suất làm sạch thường xuyên theo chất lượng nước đầu vào. Nói chung, làm sạch hóa học được thực hiện 3-6 tháng một lần, và các chất làm sạch bao gồm axit citric, natri hydroxit, natri hypochlorite, v.v. Đồng thời, theo dõi thời gian thực các thay đổi về hiệu suất màng được thực hiện thông qua hệ thống giám sát độ dẫn điện trực tuyến. Khi tốc độ tăng độ dẫn điện của nước vượt quá 20% mỗi tháng, các quy trình bảo trì nên được bắt đầu ngay lập tức. Theo dữ liệu vận hành từ một khu công nghiệp hóa chất, hệ thống DTRO sử dụng các quy trình bảo trì tiêu chuẩn có thể kéo dài tuổi thọ trung bình của các thành phần màng thêm 18 tháng và giảm chi phí bảo trì hàng năm 15%.
Là một nhà đổi mới trong công nghệ xử lý nước thải, thiết bị DTRO đang dẫn đầu ngành công nghiệp xử lý nước hướng tới hiệu quả cao và tiết kiệm năng lượng. Với sự tiến bộ của công nghệ sản xuất vật liệu màng và việc nâng cấp các hệ thống điều khiển thông minh, hệ thống DTRO sẽ đóng một vai trò lớn hơn trong các lĩnh vực như khử muối nước biển và các quy trình không phát thải trong tương lai. Dự kiến đến năm 2030, quy mô thị trường toàn cầu của thiết bị DTRO sẽ vượt quá 20 tỷ đô la Mỹ, trở thành một hỗ trợ công nghệ quan trọng để đảm bảo sử dụng bền vững tài nguyên nước. Thiết bị thân thiện với môi trường này, tích hợp tách vật lý và điều khiển thông minh, không chỉ đáp ứng các nhu cầu thực tế về sử dụng tài nguyên nước thải công nghiệp mà còn đại diện cho sự kết tinh trí tuệ của con người trong việc ứng phó với các thách thức về môi trường nước.
