Trong xử lý nước, việc hiểu rõ các loại màng lọc là cơ sở quan trọng để lựa chọn công nghệ phù hợp và đạt hiệu quả tối ưu. Mỗi loại màng như MF, UF, NF hay RO đều có kích thước lọc, áp suất vận hành và khả năng loại bỏ tạp chất khác nhau. Sự khác biệt này quyết định hiệu quả loại bỏ cặn bẩn, vi sinh hay ion hòa tan trong nước. Quý khách hàng hãy theo dõi bài viết sau của ATS Water Technology để rõ nhé!

1. Màng lọc là gì?

Màng lọc nước (Filtration Membrane) là một vật liệu kỹ thuật được thiết kế với cấu trúc xốp, cho phép nước tinh khiết đi qua nhưng giữ lại các tạp chất có kích thước lớn hơn giới hạn lọc của màng. Chúng thường được chế tạo từ các vật liệu polymer chuyên dụng như Polyethersulfone (PES), Polysulfone (PS), Polyvinylidene Fluoride (PVDF) hoặc Polyamide (PA), nhằm đảm bảo độ bền cơ học, khả năng chịu hóa chất và hạn chế hiện tượng bám bẩn trong quá trình vận hành.

Quá trình lọc bằng màng hoạt động dựa trên sự chênh lệch áp suất giữa hai mặt màng. Khi nước được đưa vào và chịu áp lực, phần chứa các chất ô nhiễm bị giữ lại, phần nước sạch sẽ đi xuyên qua màng – gọi là dòng nước thành phẩm (permeate), trong khi các chất ô nhiễm bị giữ lại tạo thành dòng cô đặc (concentrate).

Màng lọc là gì?
Màng lọc nước cho phép nước sạch đi qua và giữ lại các tạp chất vượt quá kích thước lọc của màng

Thông số đặc trưng của màng lọc:

  • Kích thước lọc (Pore size): Xác định khả năng loại bỏ các hạt và tạp chất, được tính bằng micromet (µm) hoặc nanomet (nm). Đây là đặc tính quan trọng quyết định giới hạn phân tách của màng.
  • Thông lượng dòng thành phẩm (Permeate flow rate): Lưu lượng nước sạch mà hệ thống màng lọc có thể tạo ra trong một khoảng thời gian nhất định, phụ thuộc vào kích thước màng, diện tích lọc và áp suất vận hành.
  • Khả năng khử muối (Salt rejection / Desalination capability): Tỷ lệ phần trăm các ion hòa tan bị loại bỏ so với tổng lượng nước cấp. Đây là thông số quan trọng để đánh giá hiệu quả xử lý nước tinh khiết, đặc biệt với màng NF và RO.

Bảng dưới đây thể hiện sự khác biệt cơ bản giữa các loại màng lọc nước hiện nay:

Đặc trưng Vi lọc (MF) Siêu lọc (UF) Lọc nano (NF) Thẩm thấu ngược (RO)
Kích thước lọc 0,1–1,0 µm 0,01–0,1 µm 0,001–0,01 µm (≈1–10 nm) 0,0001 µm (≈0,1 nm)
Áp suất vận hành Có thể hoạt động ở áp suất thấp từ 0,3-7 bar Thấp đến Trung bình (2–10 bar) Trung bình đến Cao (3,5–30 bar) Rất Cao (12–70 bar)
Khả năng loại bỏ Vi khuẩn, tảo, bụi, cặn bẩn, chất lơ lửng. Vi khuẩn, Virus, Colloid, Protein, Phân tử hữu cơ lớn. Loại bỏ phần lớn muối hóa trị hai (gây cứng nước như Ca, Mg), Hóa chất hữu cơ, Vi khuẩn, Virus. Loại bỏ hầu hết các tạp chất như muối hòa tan (TDS), ion kim loại nặng, vi sinh vật (vi khuẩn, virus) và các hóa chất hữu cơ hoặc độc hại.

2. Các loại màng lọc nước phổ biến hiện nay

Trong các hệ thống xử lý nước hiện đại, màng lọc chính là thành phần quyết định độ tinh khiết và chất lượng nước đầu ra. Mỗi loại màng được thiết kế với cấu trúc, kích thước lọc và nguyên lý tách riêng biệt, đáp ứng từng mức độ yêu cầu khác nhau – từ loại bỏ cặn thô đến tách hoàn toàn ion hòa tan. Bốn loại màng được sử dụng phổ biến nhất hiện nay gồm: MF, UF, NF và RO.

2.1. Màng vi lọc (Microfiltration – MF)

  • Màng vi lọc (MF) là loại màng có kích thước lọc lớn nhất trong nhóm màng lọc, thường nằm trong khoảng 0,1–1,0 µm.
  • MF hoạt động dựa trên cơ chế sàng lọc kích thước (size exclusion), nghĩa là các hạt, vi sinh vật hoặc tảo có kích thước lớn hơn khe lọc sẽ bị giữ lại trên bề mặt màng, trong khi nước và các ion hòa tan dễ dàng đi qua.
  • Với áp suất vận hành thấp (0,3–7 bar) và lưu lượng nước thành phẩm cao, màng MF thường được sử dụng trong giai đoạn tiền xử lý – loại bỏ cặn lơ lửng, hoặc vi khuẩn trước khi nước đi vào các bước lọc tinh hơn như UF hoặc RO.
  • Ứng dụng điển hình gồm: xử lý nước cấp công nghiệp, tiền xử lý RO, tái sử dụng nước thải…
Màng vi lọc (Microfiltration - MF)
Màng vi lọc loại bỏ vi khuẩn, cặn lơ lửng… trong giai đoạn tiền xử lý

2.2. Màng lọc siêu lọc (Ultrafiltration – UF)

  • Màng siêu lọc (UF) là công nghệ lọc có kích thước lọc 0,01–0,1 µm, nhỏ hơn MF khoảng 10 lần. Màng UF có cấu trúc không đối xứng (asymmetric) – nghĩa là lớp lọc tiếp xúc với nước thô có kích thước lọc siêu nhỏ thực hiện chức năng lọc chính, còn lớp hỗ trợ hoặc lớp xốp nằm bên dưới lớp lọc cung cấp độ bền cơ học và giảm sức cản thủy lực.
  • UF hoạt động bằng cơ chế tách kích thước kết hợp chọn lọc áp suất thấp, loại bỏ hiệu quả keo, protein, vi khuẩn, virus và các hợp chất hữu cơ cao phân tử, trong khi vẫn giữ được các khoáng chất hòa tan có lợi.
  • Nhờ áp suất vận hành trung bình (1–6 bar) và độ bền cơ học cao, UF được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước sinh hoạt, nước công nghiệp, nước cấp cho thực phẩm – dược phẩm, và đặc biệt là bước tiền xử lý cho RO hoặc NF nhằm kéo dài tuổi thọ màng tinh lọc phía sau.
Màng lọc siêu lọc (Ultrafiltration - UF)
Màng UF thường được ứng dụng trong các hệ tiền xử lý RO hoặc NF

2.3. Màng lọc Nano (Nanofiltration – NF)

  • Màng Nano (NF) là công nghệ trung gian giữa UF và RO, có kích thước lọc từ 0,001–0,01 µm (tương đương 1–10 nm).
  • Khác với MF và UF, NF hoạt động theo nguyên lý tách chọn lọc bán thấm (selective permeation) – cho phép nước và một phần ion đơn hóa trị (Na+, Cl−) đi qua, nhưng giữ lại ion đa hóa (Ca2+, Mg2+), hợp chất hữu cơ, màu và chất keo.
  • Nhờ đó, NF có thể làm mềm nước cứng, khử màu và loại bỏ chất hữu cơ tự nhiên (Natural organic matter – NOM) mà vẫn giữ lại một phần khoáng chất cần thiết.
  • Với áp suất vận hành 5–15 bar, NF là lựa chọn lý tưởng cho các nhà máy nước cấp, công nghiệp thực phẩm, dệt nhuộm, điện tử, hoặc tái sử dụng nước thải sau xử lý sinh học.
Màng lọc Nano (Nanofiltration - NF)
Màng NF giữ lại ion đa trị, cho phép nước và ion đơn trị đi qua

2.4. Màng lọc thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis – RO)

  • Màng RO là công nghệ màng tiên tiến nhất hiện nay, có kích thước lọc cực nhỏ – khoảng 0,0001 µm (0,1 nm).
  • Màng được cấu tạo dạng composite nhiều lớp, trong đó lớp màng mỏng bề mặt đóng vai trò bán thấm hoàn toàn, chỉ cho phân tử nước đi qua, còn muối, ion, kim loại nặng và vi sinh vật đều bị giữ lại.
  • RO hoạt động theo nguyên lý thẩm thấu ngược: dưới áp suất cao (10–70 bar), nước được ép qua màng ngược chiều với áp suất thẩm thấu tự nhiên, tạo ra dòng nước thành phẩm (permeate) có độ tinh khiết rất cao và dòng nước cô đặc (concentrate) chứa tạp chất.
  • Công nghệ RO là tiêu chuẩn vàng trong sản xuất nước tinh khiết, được ứng dụng trong nước uống đóng chai, nước cấp cho lò hơi, công nghiệp dược phẩm, vi mạch, phòng thí nghiệm, và các hệ thống yêu cầu nước có độ dẫn điện thấp (< 10 µS/cm).
Màng lọc thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis - RO)
Màng RO có kích thước lọc cực nhỏ, cho nước thành phẩm có độ tinh khiết cao

3. So sánh ưu nhược điểm các loại màng lọc nước

Trong hệ thống xử lý nước, mỗi loại màng lọc – từ vi lọc (MF), siêu lọc (UF) đến nano (NF) và thẩm thấu ngược (RO) – đều có đặc tính kỹ thuật và phạm vi ứng dụng riêng. Sự khác biệt về kích thước lọc, cơ chế tách loại và áp suất vận hành ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, chi phí và chất lượng nước thành phẩm.

Bảng dưới đây sẽ so sánh các yếu tố kỹ thuật, ưu điểm, nhược điểm và ứng dụng điển hình của từng loại màng lọc hiện nay.

Loại màng lọc Màng vi lọc (MF) Màng siêu lọc (UF) Màng Nano (NF) Màng thẩm thấu ngược (RO)
Kích thước lọc 0,1–1,0 µm 0,01–0,1 µm 0,001–0,01 µm (1–10 nm) 0,0001 µm (0,1 nm)
Ưu điểm
  • Cấu tạo đơn giản, chi phí đầu tư thấp
  • Lưu lượng cao
  • Hiệu quả loại bỏ cặn, bùn, tảo, vi khuẩn
  • Loại bỏ vi khuẩn, virus, keo, protein và hữu cơ cao phân tử
  • Vận hành áp suất thấp, tuổi thọ cao
  • Giảm độ cứng, khử màu và hợp chất hữu cơ
  • Giữ lại khoáng chất có lợi
  • Áp suất vận hành thấp hơn RO
  • Loại bỏ đến 99–99,89% muối, TDS, ion và kim loại nặng
  • Nước thành phẩm có độ dẫn điện thấp, độ tinh khiết cao
  • Ứng dụng linh hoạt trong nhiều
Nhược điểm
  • Không loại bỏ được muối và chất hòa tan
  • Hiệu quả phụ thuộc vào chất lượng nước đầu vào
  • Không tách được hoàn toàn ion và muối hòa tan
  • Cần rửa định kỳ để tránh tắc nghẽn
  • Không loại bỏ hoàn toàn TDS
  • Chi phí đầu tư cao hơn UF
  • Nhạy cảm với cáu cặn nếu không có tiền xử lý tốt
  • Áp suất vận hành cao, tiêu thụ năng lượng lớn
  • Dễ bám cặn, cần tiền xử lý và bảo trì định kỳ
  • Chi phí thay thế màng cao
Ứng dụng Tiền xử lý trước UF/NF/RO- Lọc nước cấp, nước giải khát, hồ bơi, xử lý nước thải tái sử dụng
  • Xử lý nước sinh hoạt, nước công nghiệp
  • Tiền xử lý cho RO/NF, nước cho thực phẩm – dược phẩm
  • Làm mềm nước, xử lý nước dệt nhuộm, khử màu, giảm COD
  • Tiền xử lý trước RO, tái sử dụng nước thải
 Sản xuất nước tinh khiết công nghiệp, nước uống đóng chai, dược phẩm, điện tử, lò hơi, phòng thí nghiệm
các loại màng lọc nước
Các loại màng MF, UF, NF và RO có kích thước lọc và ứng dụng khác nhau

4. Những câu hỏi thường gặp về các loại màng lọc nước

Hiện nay có những loại màng lọc nước phổ biến nào trên thị trường?

Hiện nay, các loại màng lọc phổ biến gồm MF (Microfiltration), UF (Ultrafiltration), NF (Nanofiltration) và RO (Reverse Osmosis). Mỗi loại có kích thước lọc khác nhau, phù hợp cho từng mục đích xử lý nước từ cơ bản đến siêu tinh khiết.

Dựa vào đâu để phân biệt các loại màng lọc nước?

Các loại màng được phân biệt chủ yếu dựa trên kích thước lọc, cấu trúc màng, áp suất vận hành và mức độ loại bỏ tạp chất, ion. Ngoài ra, phạm vi ứng dụng và chất lượng nước thành phẩm cũng là tiêu chí quan trọng để nhận biết.

Công nghệ màng lọc nào làm sạch nước hiệu quả nhất?

Trong các công nghệ hiện có, màng RO (Reverse Osmosis) cho hiệu quả lọc cao nhất, có thể loại bỏ đến 99,89% muối, tạp chất hòa tan, vi sinh và ion kim loại. Tuy nhiên, chi phí đầu tư và năng lượng vận hành cũng cao hơn so với các loại màng khác.

Làm thế nào để lựa chọn loại màng lọc nước phù hợp với hệ thống của tôi?

Lựa chọn màng lọc cần dựa trên chất lượng nước đầu vào, tiêu chuẩn nước đầu ra và mục tiêu ứng dụng. Với nước có độ đục cao, nên dùng MF hoặc UF; nếu cần nước tinh khiết hoặc khử ion, nên chọn NF hoặc RO.

Có thể dùng cùng lúc nhiều loại màng trong một hệ thống xử lý nước không?

Có thể. Thực tế, các hệ thống công nghiệp thường kết hợp nhiều cấp màng như MF → UF → NF hoặc RO để tối ưu hiệu quả lọc, kéo dài tuổi thọ màng, đồng thời đảm bảo chất lượng nước đạt chuẩn đầu ra mong muốn.

Màng lọc có cần vệ sinh định kỳ không?

Có. Việc vệ sinh định kỳ CIP giúp loại bỏ cáu cặn, màng sinh học và muối kết tủa, duy trì lưu lượng ổn định và kéo dài tuổi thọ màng. Tần suất vệ sinh tùy thuộc vào chất lượng nước cấp và chế độ vận hành hệ thống.

Như vậy, việc nắm rõ đặc tính của các loại màng lọc giúp Quý khách lựa chọn giải pháp phù hợp cho từng ứng dụng xử lý nước. Mỗi loại màng có vai trò, giới hạn và hiệu suất riêng, quyết định chất lượng nước đầu ra. Hãy liên hệ với chúng tôi – ATS Water Technology – ngay hôm nay để được tư vấn và giải đáp thắc mắc nhé!

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ NƯỚC ATS