Khử muối nước mặn – Giải pháp cho nguồn nước sạch

Khử muối nước mặn – Giải pháp cho nguồn nước sạch

Khử muối là quá trình tách muối hòa tan trong nước biển ra để giảm nồng độ muối xuống để thành nước ngọt và có thể sử dụng được, và không gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người và động vật khi sử dụng.

Quá trình này đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết vấn đề khan hiếm nước ngọt. Nó mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho con người và môi trường. Dưới đây là các mục đích chính của quá trình này:

• Sản xuất nước sạch: Nước sau khi được lọc qua quá trình này sẽ sử dụng cho các hoạt động sinh hoạt hàng ngày như ăn uống, tắm rửa, giặt giũ,… Nó giúp đảm bảo sức khỏe và chất lượng cuộc sống cho con người. Ngoài ra, nước này còn được sử dụng để tưới và các họa động sản xuất công nghiệp.
• Bảo vệ môi trường: Giảm thiểu tác hại của nước nhiễm mặn đối với môi trường sống.
• Nâng cao năng suất cây trồng và vật nuôi: Nước đã khử giúp cây trồng phát triển tốt hơn và vật nuôi khỏe mạnh hơn

Phương pháp khử muối

Tất cả các quá trình khử muối đều bao gồm ba dòng chất lỏng: nước muối (nước mặn hoặc nước biển), nước sản xuất có hàm lượng muối thấp và nước cô đặc muối (nước muối hoặc nước bị loại bỏ)

Nước mặn được lấy từ đại dương hoặc các suối ngầm. Quá trình khử muối tách nó thành hai dòng chất lượng đầu ra (nước sản xuất có hàm lượng muối thấp và dòng chất lượng nước cô đặc muối cao).

Một số chất hòa tan trong nước, chẳng hạn như canxi cacbonat, có thể được loại bỏ bằng xử lý hóa học, nhưng các thành phần phổ biến khác, chẳng hạn như muối natri, đòi hỏi một quá trình phức tạp hơn, được gọi chung là khử muối. Trong quá khứ, khó khăn và chi phí để loại bỏ các muối tan trong nước đã khiến nước mặn trở thành một nguồn nước uống không thực tế.

Sản phẩm phụ của quá trình khử muối là nước muối. Nước muối là một dung dịch muối tập trung (chứa 35.000 mg / l hoặc hơn các chất rắn hòa tan) và thường được xử lý bằng cách đổ vào khu vực muối hoặc mặt nước có độ mặn cao. Nước mặn cũng có thể được pha loãng với nước thải đã xử lý và phun lên các sân golf và các không gian mở khác để xử lý.

Phương pháp khử bằng màng thẩm thấu ngược (RO)

Đây là phương pháp tiên tiến nhất hiện nay, sử dụng màng lọc có kích thước siêu nhỏ để loại bỏ muối và các tạp chất khác khỏi nước. Nó mang lại hiệu quả khử cao (có thể lên đến 99,7%), vận hành đơn giản, dễ bảo trì. Nước sau lọc RO có thể sử dụng ngay mà không cần đun sôi. Nước qua lọc RO được xem là nước sạch. Tham khảo thêm lọc nước RO.

Phương pháp khử bằng trao đổi ion

Phương pháp này sử dụng các hạt trao đổi ion để thu giữ ion Na+ và Cl- trong nước, giúp giảm độ mặn. Sử dụng phương pháp trao đổi ion có ưu điểm là hiệu quả khử cao (có thể lên đến 98%), vận hành đơn giản, an toàn cho môi trường. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có chi phí đầu tư cao, cần tái sinh hạt trao đổi ion định kỳ.

Phương pháp khử bằng bay hơi

Phương pháp này sử dụng nhiệt để làm bay hơi nước, để lại muối và các tạp chất khác.  Phương pháp này chủ yếu được thực hiện trong phòng thí nghiệm để lấy nước và muối, vì quá trình thực hiện đòi hỏi thiết bị dụng cụ phức tạp. chi phí đầu tư lớn.

Phương pháp bay hơi chủ yếu được áp dụng để lấy muối, mà không lấy nước. Như các cánh đồng muối đang thực hiện, nước biển được bơm vào ruộng, sau đó nhờ ánh nắng mặt trời làm bay hơi nước và giữ lại muối.

Phương pháp khử bằng điện phân

Phương pháp này sử dụng dòng điện để tách nước thành khí hydro và khí oxy, đồng thời loại bỏ muối và các tạp chất khác. Sử dụng điện phân đem lại hiệu quả khử cao (có thể lên đến 99%). Đồng thời nó sản xuất ra khí hydro có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Tuy nhiên, nó cũng tiêu tốn nhiều năng lượng và cần chi phí đầu tư lớn.

Các giai đoạn của quá trình khử muối

Quá trình khử muối bao gồm các giai đoạn như sau:

Giai đoạn 1: Nước biển được thu thập

Đầu tiên, cần thu thập nước biển một cách cẩn thận. Quá trình này cần đảm bảo không làm hại đến cá trong khu vực đó. Do đó, việc thu thập nước sẽ được thực hiện với tốc độ cho phép cá có thể bơi ngược dòng, từ trên xuống dưới.

Giai đoạn 2: Tiền lọc

Để bước vào quá trình khử muối, nước biển trước tiên cần được làm sạch. Điều này giúp loại bỏ các hạt có kích thước lớn hơn mà có thể tồn tại trong nó. Quá trình này tương tự như một hệ thống lọc khổng lồ, giúp loại bỏ các chất thải sinh học, cát, bụi bẩn,…có thể có trong nước biển.

Sau khi qua giai đoạn làm sạch, nước biển đã trở nên trong suốt và sẵn sàng cho giai đoạn tiếp theo. Nước này sẽ được thông qua một hệ thống màng lọc để loại bỏ muối và khoáng chất.

Giai đoạn 3: Thẩm thấu ngược

Tiếp theo, nước sẽ được đẩy qua một màng bán thấm. Đây là nơi chỉ có nước mới có thể thông qua còn các hạt muối nhỏ hơn sẽ bị giữ lại.

Giai đoạn 4: Nước được chia đôi

Ở giai đoạn này, nước được chia thành hai phần. Trong đó 50% trở thành nước tinh khiết còn lại trở thành nước mặn gấp đôi so với trước đó. Nước mặn này sau đó sẽ đi qua một quá trình khuếch tán và được trả lại vào đại dương.

Giai đoạn 5: Sau xử lý

Nước đã khử sạch cần trải qua giai đoạn làm sạch cuối cùng trước khi trở thành nước uống được. Trong giai đoạn này, nước đã hoàn toàn không còn chứa khoáng chất và muối. Vì không có muối và khoáng chất, nước có độ axit rất cao, chưa sẵn sàng để sử dụng

Trong bước cuối cùng này, khoáng chất sẽ được bổ sung trở lại vào nước để tăng độ pH của nước. Đồng thời, các quá trình xử lý hóa học như florua hóa và clo hóa cũng được thực hiện. Sau khi trải qua các quá trình này, nước đã sẵn sàng để được tiêu thụ và được bơm hàng dặm qua đường ống dài.