Lọc để loại bỏ vi hạt trong nước hồ bơi

Lọc để loại bỏ vi hạt trong nước hồ bơi

Filtration for removal of microparticles in swimming pool water

SHARE COMMENTS

1 – GIỚI THIỆU

Lọc là một phương pháp hiệu quả để loại bỏ các hạt có kích thước lớn hơn 10–15 µm trong nước hồ bơi. Tuy nhiên, việc loại bỏ các hạt nhỏ hơn vẫn là một thách thức đáng kể. Nghiên cứu đã tiến hành một loạt thử nghiệm nhằm nâng cao hiệu suất của hệ thống lọc. Các thử nghiệm bao gồm: lựa chọn loại vải lọc, vận hành lọc trong thời gian dài, và phủ sơ bộ bằng phụ gia lọc (Arbocel và Harbolite). Như dự đoán, việc lựa chọn vải lọc có ảnh hưởng đến khả năng loại bỏ hạt, tuy nhiên vẫn có thể áp dụng các chiến lược khác để cải thiện quá trình lọc. Trong quá trình vận hành kéo dài, hiệu suất loại bỏ hạt tăng dần đối với tất cả các loại vải lọc; sau 30 phút, có thể loại bỏ được 50% các hạt có kích thước nhỏ đến 2 µm. Do nồng độ hạt trong nước hồ bơi thường thấp, nên ngay cả sau 30 phút vận hành, chỉ một phần bề mặt vải lọc bị bao phủ bởi hạt. Hiệu suất loại bỏ hạt có thể được cải thiện hơn nữa bằng cách tái sử dụng các hạt thu được từ vải lọc hoặc sử dụng phụ gia lọc. Một lượng lớn hạt bổ sung có thể được loại bỏ khỏi vải lọc bằng cách rửa vải bằng nước, sau đó tuần hoàn lại một phần nước rửa hoặc nước rửa đã được keo tụ. Hiệu quả loại bỏ hạt cũng có thể tăng lên khi sử dụng phụ gia lọc, nhờ khả năng phủ kín toàn bộ bề mặt vải lọc. Khi sử dụng Harbolite làm vật liệu phủ sơ bộ, có thể loại bỏ hơn 80% các hạt có kích thước từ 2 µm trở lên nếu sử dụng với liều lượng 100 g Harbolite trên mỗi mét vuông vải lọc.

2 – MÔ TẢ HỆ THỐNG

Hệ thống lọc được lắp đặt tại hồ bơi công cộng Gigantium ở Aalborg, Đan Mạch. Nước được lấy từ bể nước nóng và bể trẻ em, nơi nhiệt độ được duy trì ở mức 34°C. Nước hồ bơi được dẫn vào một xilanh thép không gỉ, tại đáy có lắp vải lọc. Bảy loại vải lọc khác nhau được thử nghiệm, bao gồm cả vật liệu polymer và kim loại. Hệ thống được trang bị máy đo lưu lượng, cảm biến áp suất, thiết bị phân tích kích thước hạt bằng nhiễu xạ laser và thiết bị đo zeta potential. Trong một số thử nghiệm, vải lọc được phủ sơ bộ bằng phụ gia (Arbocel hoặc Harbolite) với hỗ trợ bơm tuần hoàn.

3 – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Các thử nghiệm được thực hiện trong khoảng thời gian từ 10 đến 60 phút với lưu lượng nước từ 100–200 L/h. Hiệu quả lọc được đánh giá thông qua khả năng loại bỏ các hạt có kích thước 0.6–10 µm, đo sự suy giảm nồng độ hạt theo thời gian và áp suất gia tăng qua lớp lọc. Ngoài ra, các thí nghiệm kiểm tra hiệu quả của việc phủ sơ bộ bằng nước rửa (hoặc nước rửa đã keo tụ) và sử dụng phụ gia lọc cũng được tiến hành. Harbolite và Arbocel được sử dụng để tạo lớp phủ với nhiều mức liều lượng khác nhau. Khả năng giữ hạt, sự thay đổi áp suất và phân bố kích thước hạt trong nước lọc đầu ra được phân tích định lượng chi tiết.

4 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Tất cả các loại vải lọc đều loại bỏ hiệu quả hạt có kích thước lớn hơn 10 µm, tuy nhiên khả năng loại bỏ hạt nhỏ dưới 10 µm còn hạn chế. Việc lọc trong thời gian dài giúp cải thiện hiệu quả do hình thành lớp “bánh lọc” từ các hạt tích tụ. Sử dụng một phần hạt trong nước rửa để phủ sơ bộ giúp cải thiện khả năng lọc ngay từ đầu chu kỳ lọc. Tuy nhiên, hiệu quả không tăng nhiều nếu tăng thời gian lọc sau khi đã phủ sơ bộ. Phủ sơ bộ bằng nước rửa đã keo tụ không mang lại kết quả khả quan, có thể do tạo ra các cấu trúc xốp hoặc sinh ra hạt nhỏ có thể đi qua vải lọc. Trong khi đó, phủ sơ bộ bằng phụ gia lọc như Harbolite hoặc Arbocel giúp cải thiện rõ rệt hiệu quả lọc: loại bỏ được hơn 80% hạt từ 2 µm trở lên. Đặc biệt, Harbolite cho lớp phủ đều hơn và hiệu suất ổn định hơn Arbocel.

5 – KẾT LUẬN

Bài nghiên cứu cho thấy mặc dù các loại vải lọc có khả năng loại bỏ tốt các hạt lớn, nhưng việc loại bỏ các vi hạt nhỏ vẫn cần đến các giải pháp hỗ trợ như lọc kéo dài thời gian, tái sử dụng hạt từ nước rửa, hoặc sử dụng phụ gia lọc. Trong đó, phương án phủ sơ bộ bằng Harbolite hoặc Arbocel là hướng tiếp cận hiệu quả nhất, với khả năng loại bỏ hơn 80% hạt ≥2 µm mà không làm tăng áp suất vượt quá ngưỡng cho phép. Những kết quả này mở ra tiềm năng ứng dụng thực tiễn trong xử lý nước hồ bơi theo hướng tiết kiệm năng lượng, giảm chi phí vận hành và nâng cao chất lượng nước đầu ra.