Bơm lọc hoạt động như thế nào? Tìm hiểu nguyên lý bơm và lọc nước

Bơm lọc là thiết bị hoặc hệ thống kết hợp chức năng vận chuyển nước của máy bơm với quá trình loại bỏ tạp chất của bộ lọc. Giải pháp này được ứng dụng trong hệ thống xử lý nước sinh hoạt, máy lọc nước RO, hồ bơi, bể cá và nhiều dây chuyền sản xuất công nghiệp.

Về cơ bản, máy bơm tạo ra áp lực hoặc lưu lượng cần thiết để đưa nước qua các công đoạn xử lý. Trong khi đó, bộ lọc đảm nhiệm chức năng giữ lại cặn bẩn, hấp phụ một số chất ô nhiễm hoặc tách những thành phần không mong muốn khỏi nước.

Vậy bơm lọc hoạt động như thế nào? Nguyên lý vận hành của máy bơm và hệ thống lọc nước có gì khác nhau? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ cấu tạo, quy trình hoạt động và những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của hệ thống bơm nước lọc.

Bơm lọc là gì?

Bơm lọc là tên gọi thường được sử dụng để chỉ thiết bị hoặc cụm thiết bị có chức năng đưa nước qua hệ thống lọc nhằm loại bỏ cặn bẩn và những thành phần không mong muốn.

Tùy theo mục đích sử dụng, bơm nước lọc có thể là máy bơm tích hợp bộ lọc hoặc một hệ thống gồm máy bơm và các thiết bị lọc được kết nối với nhau.

Trong hệ thống lọc nước sinh hoạt, máy bơm có thể được sử dụng để tăng áp, giúp nước đi qua các lõi lọc hoặc màng lọc. Đối với hồ bơi và bể cá, bơm nước lọc thường đảm nhiệm nhiệm vụ tuần hoàn nước liên tục qua bộ lọc để duy trì chất lượng nước.

Cần phân biệt rằng máy bơm thông thường không trực tiếp loại bỏ tạp chất hòa tan. Chức năng chính của máy bơm là cung cấp năng lượng cho dòng nước, còn hiệu quả xử lý phụ thuộc vào công nghệ lọc được sử dụng.

Cấu tạo cơ bản của hệ thống bơm lọc nước

Một hệ thống bơm nước lọc có thể bao gồm nhiều bộ phận khác nhau tùy theo công suất và yêu cầu xử lý.

Động cơ và bộ phận bơm

Động cơ có nhiệm vụ cung cấp năng lượng để vận hành máy bơm. Trong các loại bơm ly tâm, động cơ làm quay bánh công tác, tạo ra sự thay đổi áp suất và truyền năng lượng cho dòng nước.

Bộ phận bơm thường bao gồm thân bơm, bánh công tác, trục bơm, phớt làm kín và các chi tiết liên quan.

Kết cấu cụ thể có thể thay đổi tùy theo loại bơm như bơm ly tâm, bơm màng hoặc bơm tăng áp.

Bộ lọc thô

Bộ lọc thô thường được sử dụng để giữ lại các tạp chất có kích thước tương đối lớn như cát, bùn, rỉ sét và cặn lơ lửng.

Thiết bị có thể sử dụng lõi PP, lưới lọc inox, cát lọc hoặc những vật liệu lọc cơ học khác.

Công đoạn này giúp hạn chế lượng cặn đi vào các bộ phận phía sau, góp phần giảm nguy cơ tắc nghẽn.

Bộ lọc tinh

Bộ lọc tinh được sử dụng khi hệ thống cần xử lý những hạt hoặc thành phần có kích thước nhỏ hơn.

Tùy theo yêu cầu, thiết bị có thể sử dụng màng siêu lọc UF, màng nanofiltration (NF) hoặc màng thẩm thấu ngược RO.

Mỗi công nghệ có cơ chế và khả năng xử lý khác nhau, vì vậy không thể thay thế trực tiếp cho nhau trong mọi ứng dụng.

Hệ thống van và đường ống

Van, đường ống và các phụ kiện kết nối giúp dẫn nước qua từng công đoạn xử lý.

Một số hệ thống còn được trang bị đồng hồ áp suất, cảm biến lưu lượng, công tắc áp suất hoặc bộ điều khiển tự động để theo dõi quá trình vận hành.

Nguyên lý hoạt động của máy bơm nước

Để hiểu cách bơm nước lọc vận hành, trước tiên cần tìm hiểu cơ chế tạo dòng chảy của máy bơm.

Giai đoạn 1: Tạo vùng áp suất thấp để hút nước

Đối với máy bơm ly tâm, khi động cơ hoạt động, bánh công tác quay và truyền năng lượng cho nước bên trong thân bơm.

Dưới tác động của chuyển động quay, nước được đẩy từ vùng tâm bánh công tác ra phía ngoài. Quá trình này tạo ra vùng áp suất thấp tại cửa hút.

Khi áp suất tại cửa hút thấp hơn áp suất của nguồn cấp, nước được đẩy vào thân bơm do chênh lệch áp suất.

Cần lưu ý rằng không phải mọi máy bơm đều hoạt động theo cơ chế ly tâm. Một số dòng bơm thể tích sử dụng piston, màng hoặc bánh răng để dịch chuyển chất lỏng.

Giai đoạn 2: Tăng năng lượng và đẩy nước

Sau khi đi vào bánh công tác, nước nhận năng lượng từ chuyển động quay của động cơ.

Trong bơm ly tâm, một phần động năng của dòng nước được chuyển thành áp năng khi nước đi qua bộ phận dẫn dòng hoặc buồng xoắn.

Nhờ đó, nước được đưa đến đường ống xả với áp suất và lưu lượng phù hợp với đặc tính của máy bơm và hệ thống.

Đối với hệ thống bơm nước lọc, dòng nước sau khi được tạo áp sẽ đi qua các bộ phận xử lý theo sơ đồ thiết kế.

Giai đoạn 3: Duy trì dòng chảy ổn định

Trong quá trình vận hành, máy bơm cần duy trì lưu lượng và áp suất đủ để nước đi qua hệ thống lọc.

Nếu bộ lọc bị tắc, tổn thất áp suất có thể tăng và làm thay đổi điểm làm việc của máy bơm.

Điều này có thể khiến lưu lượng giảm, hiệu quả xử lý suy giảm hoặc làm thiết bị vận hành không ổn định.

Vì vậy, cần lựa chọn máy bơm dựa trên đường đặc tính lưu lượng – cột áp và tổng tổn thất áp suất của toàn bộ hệ thống.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống lọc nước

Sau khi được máy bơm vận chuyển, nước đi qua các công đoạn xử lý nhằm loại bỏ những thành phần không mong muốn.

Tùy theo thiết kế, hệ thống có thể chỉ sử dụng lọc cơ học hoặc kết hợp nhiều công nghệ khác nhau.

Bước 1: Lọc thô để loại bỏ cặn bẩn

Ở công đoạn đầu tiên, nước đi qua bộ lọc thô để giữ lại các hạt rắn có kích thước phù hợp với cấp lọc.

Những tạp chất thường được xử lý bao gồm bùn đất, cát, rỉ sét và các hạt lơ lửng.

Lõi lọc PP thường hoạt động dựa trên cơ chế giữ hạt trong cấu trúc vật liệu. Trong khi đó, lưới lọc inox giữ lại những hạt có kích thước lớn hơn khe hoặc mắt lưới.

Một số hệ thống còn sử dụng than hoạt tính để hấp phụ clo dư, một số hợp chất hữu cơ và chất gây mùi.

Tuy nhiên, than hoạt tính không có khả năng loại bỏ mọi chất ô nhiễm và cần được thay thế khi khả năng hấp phụ suy giảm.

Bước 2: Lọc tinh bằng màng RO hoặc công nghệ phù hợp

Sau công đoạn tiền xử lý, nước có thể được dẫn qua màng lọc tinh nếu hệ thống có yêu cầu cao hơn về chất lượng nước.

Trong máy lọc nước RO, bơm tăng áp giúp tạo áp suất đủ lớn để nước đi qua màng thẩm thấu ngược.

Áp suất vận hành cần vượt qua ảnh hưởng của áp suất thẩm thấu và tổn thất trong hệ thống để tạo ra dòng nước thấm qua màng.

Màng RO có khả năng giảm đáng kể nhiều loại ion hòa tan, kim loại, hợp chất và vi sinh vật trong điều kiện vận hành phù hợp.

Trong quá trình này, nước được phân thành hai dòng chính:

• Nước thấm qua màng: Là dòng nước đã được xử lý và được thu để sử dụng hoặc đưa qua công đoạn tiếp theo.

• Nước cô đặc: Chứa phần lớn các chất bị màng giữ lại và được dẫn đến đường xả hoặc hệ thống xử lý tiếp theo.

Tỷ lệ thu hồi nước phụ thuộc vào chất lượng nước đầu vào, đặc tính màng và thiết kế hệ thống.

Không phải mọi hệ thống bơm nước lọc đều cần sử dụng màng RO. Với những ứng dụng chỉ yêu cầu loại bỏ cặn, bộ lọc cơ học có thể đáp ứng nhu cầu.

Bước 3: Xử lý sau lọc và ổn định chất lượng nước

Sau khi đi qua màng lọc, nước có thể được dẫn đến các công đoạn xử lý bổ sung tùy theo mục đích sử dụng.

Đối với một số máy lọc nước RO gia đình, hệ thống có thể trang bị lõi bổ sung khoáng hoặc lõi điều chỉnh đặc tính cảm quan của nước.

Những lõi này có thể giúp thay đổi thành phần khoáng hoặc mùi vị, nhưng không phải thành phần bắt buộc trong mọi hệ thống.

Trong ứng dụng công nghiệp, nước sau lọc có thể được đưa đến bồn chứa, hệ thống khử trùng hoặc dây chuyền sản xuất.

Chất lượng nước đầu ra cần được kiểm tra theo các chỉ tiêu phù hợp với mục đích sử dụng thực tế.

Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của bơm nước lọc

Hiệu quả của hệ thống bơm nước lọc phụ thuộc vào sự phối hợp giữa máy bơm và các thiết bị xử lý nước.

Đặc biệt, không nên lựa chọn máy bơm chỉ dựa vào công suất điện. Một máy bơm có công suất lớn nhưng không phù hợp với đường đặc tính hệ thống vẫn có thể vận hành kém hiệu quả.

Ứng dụng thực tế của bơm lọc nước

Hệ thống lọc nước sinh hoạt

Bơm nước lọc được sử dụng để hỗ trợ quá trình xử lý nước trong gia đình, đặc biệt tại những hệ thống cần tăng áp để nước đi qua các lõi hoặc màng lọc.

Hệ thống hồ bơi và bể cá

Trong hồ bơi và bể cá, máy bơm tạo dòng tuần hoàn để nước liên tục đi qua bộ lọc.

Quá trình này giúp loại bỏ cặn lơ lửng và hỗ trợ duy trì chất lượng nước. Tuy nhiên, hệ thống hồ bơi còn cần các biện pháp kiểm soát vi sinh và hóa chất phù hợp.

Hệ thống xử lý nước công nghiệp

Trong công nghiệp, bơm nước lọc có thể được sử dụng để vận chuyển nước qua các cột lọc, màng lọc hoặc thiết bị xử lý chuyên dụng.

Việc lựa chọn máy bơm cần dựa trên lưu lượng, cột áp, đặc tính môi chất và yêu cầu vận hành liên tục của hệ thống.

Lưu ý khi lựa chọn và sử dụng bơm lọc

Để bảo đảm hệ thống hoạt động ổn định, người dùng nên xác định rõ mục đích lọc nước và chất lượng nguồn nước đầu vào.

Tiếp theo, cần lựa chọn máy bơm có lưu lượng và cột áp phù hợp với toàn bộ hệ thống. Đồng thời, vật liệu chế tạo bơm, đường ống và bộ lọc phải tương thích với môi chất.

Trong quá trình sử dụng, nên theo dõi áp suất, lưu lượng và tình trạng các lõi lọc. Khi phát hiện lưu lượng giảm hoặc chênh lệch áp suất tăng bất thường, cần kiểm tra nguy cơ tắc nghẽn.

Ngoài ra, việc vệ sinh, thay lõi và bảo trì máy bơm cần được thực hiện theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Kết luận

Bơm lọc hoạt động dựa trên sự kết hợp giữa quá trình tạo dòng chảy của máy bơm và cơ chế loại bỏ tạp chất của hệ thống lọc nước.

Máy bơm đảm nhiệm chức năng cung cấp áp suất và lưu lượng, trong khi các bộ lọc thực hiện nhiệm vụ giữ cặn, hấp phụ hoặc tách những thành phần không mong muốn khỏi nước.

Tùy theo mục đích sử dụng, hệ thống có thể kết hợp lọc thô, than hoạt tính, màng RO hoặc những công nghệ xử lý khác.

Hiểu rõ nguyên lý hoạt động của bơm lọc sẽ giúp người dùng lựa chọn đúng thiết bị, tối ưu hiệu suất vận hành và hạn chế chi phí bảo trì trong quá trình sử dụng.

Hãy theo dõi honto.vn để nhận thêm thông tin về bơm lọc!