TOP 3 công nghệ xử lý nước biển thành nước ngọt đơn giản

Việc biến nước biển thành nước ngọt, hay còn gọi là khử mặn, đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết tình trạng thiếu hụt nước ngọt trên thế giới. Bài viết dưới của Môi Trường Song Phụng giới thiệu đến mọi người top 3 công nghệ xử lý nước biển thành nước ngọt đơn giản, dễ dàng áp dụng và mang lại hiệu quả cao, tham khảo ngay nhé!

Độ mặn và đặc tính khác của nước biển

Để xử lý nước biển thành nước ngọt hiệu quả thì cần nắm rõ về đặc tính của loại nước này.  Nước biển có những đặc điểm sau:

• Độ mặn: Nước biển có độ mặn cao, thường trong khoảng 32-35 g/l. Tuy nhiên, độ mặn không đều trên toàn thế giới, dao động chủ yếu từ 3,1% đến 3,8%. Gần cửa sông hay gần bờ, độ mặn có xu hướng thấp hơn do sự pha trộn với nước ngọt và có sự xuất hiện của các chất lơ lửng.
• Tỷ trọng: Tỷ trọng của nước biển dao động từ 1.020 đến 1.030 kg/m³ ở bề mặt và có thể lên đến 1.050 kg/m³ hay cao hơn nếu ở độ sâu dưới áp suất cao. Như vậy, nước biển nặng hơn nước ngọt (Tỷ trọng riêng của của nước ngọt tinh khiết đạt tối đa là 1.000 g/ml ở nhiệt độ 4 °C) do trọng lượng từ muối và hiện tượng điện giải.
• Tính chất lý hóa khác: Nhiệt độ đóng băng của nước biển khoảng -2°C do nồng độ muối cao. Độ pH nằm trong khoảng 7,5 đến 8,4 do đệm hóa học. Vận tốc âm thanh trong nước biển xấp xỉ 1.500 m/s.

Tại sao cần xử lý nước biển?

Xử lý nước biển, hay còn gọi là khử mặn, là quá trình loại bỏ hoặc giảm nồng độ muối hòa tan trong nước đến mức có thể sử dụng được. Đây là giải pháp vô cùng quan trọng, đặc biệt đối với các khu vực ven biển thường xuyên thiếu nước ngọt.

Nước mặn, bao gồm cả nước biển và nước bị nhiễm mặn do xâm nhập từ biển vào ao, hồ, sông, suối, thậm chí là giếng, có hàm lượng muối hòa tan cao vượt ngưỡng cho phép. Điều này khiến nước không thể dùng được cho các mục đích thiết yếu như:

• Sinh hoạt và ăn uống: Độ mặn cao làm nước không an toàn cho sức khỏe và không ngon miệng.
• Tưới tiêu nông nghiệp: Muối gây hại cho cây trồng, làm giảm năng suất.
• Sử dụng công nghiệp: Nước mặn gây ăn mòn máy móc, thiết bị kim loại, làm giảm tuổi thọ và hiệu suất hoạt động.

TOP 3 công nghệ xử lý nước biển đơn giản

Những biến đổi về môi trường như khô hạn, thủy triều lên xuống đã khiến nguồn nước ngọt ngày càng khan hiếm. Chính vì vậy, sử dụng những công nghệ xử lý nước biển thành nước ngọt dưới đây sẽ giúp đảm bảo nguồn nước ngọt cho con người sử dụng:

Phương pháp chưng cất nhiệt

Đây là phương pháp xử lý nước biển truyền thống để thu được sản phẩm nước ngọt khi chưa có máy móc hiện đại. Cách làm rất đơn giản, chỉ cần đun nóng nước mặn tới khi sôi và sử dụng quá trình ngưng tụ hơi nước là đã có được sản phẩm nước ngọt.

Quá trình bay hơi và ngưng tụ:

• Nước biển được đun nóng đến nhiệt độ sôi (~100°C) để tạo ra hơi nước tinh khiết (H₂O). Nhiệt lượng cần thiết để bay hơi 1 kg nước là khoảng 2256 kJ/kg (tương đương 539 kcal/kg).
• Các tạp chất hòa tan như muối (NaCl), kim loại nặng, khoáng chất và phần lớn chất hữu cơ không bay hơi và được giữ lại trong phần nước còn lại.
• Hơi nước sau đó được làm lạnh và ngưng tụ, thu được nước ngọt gần như tinh khiết (thường có hàm lượng muối chỉ khoảng 1 – 50 mg/l).

Phương pháp chưng cất có ưu điểm là mức tiêu thụ năng lượng tương đối thấp nhờ sử dụng trực tiếp các nguồn nhiệt có sẵn như hơi nước, nhiệt thải hoặc năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là hiện tượng đóng cặn nhanh chóng tại các bộ phận trao đổi nhiệt, làm giảm hiệu suất truyền nhiệt và buộc phải vệ sinh, bảo trì định kỳ, dẫn đến chi phí vận hành và bảo dưỡng cao.

Do đặc điểm kỹ thuật và chi phí đầu tư, phương pháp chưng cất thường chỉ được áp dụng tại các nhà máy khử muối có quy mô lớn, nơi có điều kiện phù hợp để triển khai công nghệ này một cách hiệu quả.

 

Phương pháp chưng cất nhiệt để xử lý nước biển là tận dụng nhiều các loại vật liệu khai thác từ thiên nhiên như gỗ, than,… Tại Việt Nam, do tốn tương đối nguyên liệu và thời gian nên chưng cất nhiệt không được áp dụng nhiều.

Có thể bạn sẽ quan tâm: TOP 7 cách làm máy lọc nước tự chế mini tại nhà tiết kiệm

Lọc nước mặn bằng hệ thống lọc RO

Lọc nước mặn bằng hệ thống lọc RO là phương pháp xử lý nước biển được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Màng R.O cũng được ứng dụng rộng rãi để làm sạch nước ngọt phục vụ cho các lĩnh vực như y tế và công nghiệp.

Hệ thống lọc nước biển bằng màng RO gồm 4 giai đoạn như sau:

• Giai đoạn 1: Lọc qua nước để loại bỏ các chất rắn, cặn bẩn tồn tại trong nước.
• Giai đoạn 2: Một máy bơm cao áp bên trong thiết bị sẽ đưa dòng nước có áp lực và tốc độ cao đi qua màng lọc.
• Giai đoạn 3: Quá trình tách muối ra khỏi nước: Kích thước lỗ của màng lọc là 0,0001 μm, cho phép chỉ nước đi qua và giữ lại các ion của muối hòa tan, các cặn bẩn, hóa chất… Quá trình này tạo thành 2 dòng sản phẩm: Nước tinh khiết và nước muối mặn.
• Giai đoạn 4: Nước sau khi được xử lý sẽ được ổn định độ pH, khử trùng và sẵn sàng để sử dụng.

Ưu điểm:

• Hiệu quả lọc cao, loại bỏ 99% muối và tạp chất.
• Có thể sử dụng nhiều nguồn nước để lọc.
• Lọc liên tục để tạo ra nước ngọt ngay tức thời.
• Đa dạng về công suất nên dễ dàng cải tạo nâng cấp chỉ cần lắp ghép thêm dạng module

Nhược điểm:

• Không vệ sinh màng lọc thường xuyên thì dễ bị tắc.
• Máy cần nguồn điện ổn định để hoạt động.
• Nước thải có thể gây ô nhiễm môi trường nếu không được xử lý tốt.
• Áp lực vận hành rất cao, cần phải có biện phát bảo vệ an toàn khi vận hành.
• Chi phí đầu tư cao nên giá thành tạo ra 1m3 nước cũng cao theo

Nghiên cứu thêm: Tiêu chuẩn nước uống trực tiếp theo quy định của Bộ Y tế

Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion sử dụng các loại nhựa đặc biệt gọi là nhựa trao đổi ion để loại bỏ muối trong nước biển. Có hai loại nhựa chính là nhựa cation (cationit) và nhựa anion (anionit). Nhựa cationit có khả năng giữ lại các ion dương (cation) như Na⁺ và thay thế chúng bằng ion H⁺. Trong khi đó, nhựa anionit hấp phụ các ion âm (anion) như Cl⁻ và giải phóng ion OH⁻ vào nước.

Khi nước biển đi qua các lớp nhựa này, các ion Na⁺ và Cl⁻ trong nước được giữ lại, còn ion H⁺ và OH⁻ được thải ra. Các ion H⁺ và OH⁻ kết hợp với nhau tạo thành phân tử nước H₂O, do đó nước sau xử lý có hàm lượng muối NaCl rất thấp – chính là nước ngọt. Đây là phương pháp hiệu quả để khử muối, đặc biệt thích hợp trong các hệ thống yêu cầu nước tinh khiết cao như trong phòng thí nghiệm hoặc công nghiệp điện tử.

Ưu điểm

Về ưu điểm, phương pháp này có những ưu điểm sau:

• Hiệu quả loại bỏ muối triệt để và đảm bảo nguồn nước ngọt.
• Dễ dàng sục rửa, hoàn nguyên nước thải theo đúng quy trình.

Nhược điểm

Về nhược điểm, phương pháp này có chi phí cao và khó vận hành. Thêm vào đó, hiệu suất sẽ giảm dần theo thời gian và không thể loại bỏ chất hữu cơ. Sử dụng rất nhiều hoá chất xút và axít để hoàn nguyên hạt nha làm chi phí vận hành tăng cao và ô nhiễm môi trường

Tìm hiểu thêm các phương pháp lọc khác:

• Cách làm bể lọc nước bằng cát sỏi hiệu quả, chi tiết các bước
• Hướng dẫn tự xây bể lọc nước 3 ngăn với các bước đơn giản
• Hệ thống lọc nước mưa sạch, an toàn và nguyên lý vận hành

Mua và lắp đặt thiết bị lọc nước uy tín, giá tốt tại Song Phụng

Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực cung cấp giải pháp lọc nước, Song Phụng tự hào mang đến cho khách hàng các sản phẩm hệ thống lọc nước biển chất lượng cao, giá cả cạnh tranh cùng dịch vụ tư vấn, lắp đặt và bảo trì chuyên nghiệp.

Mua hàng tại đây, quý khách yên tâm 100% hàng chính hãng và có giấy tờ nguồn gốc xuất xứ rõ ràng. Thêm vào đó, khách hàng sẽ được đội ngũ tư vấn hỗ trợ từ khâu mua hàng đến lắp đặt và bảo trì sau này, mang đến trải nghiệm mua ưng ý nhất.

Như vậy qua bài viết trên, Môi Trường Song Phụng đã cùng mọi người đi tìm hiểu chi tiết về 3 công nghệ xử lý nước biển phổ biến nhất hiện nay. Nếu có nhu cầu mua và lắp đặt hệ thống xử lý nước thì liên hệ ngay cho Môi Trường Song Phụng qua Hotline 0913907274 – 0984620494 để được hỗ trợ tận tình nhé!

Tham khảo thêm phụ kiện lọc nước chất lượng của Song Phụng:

• Vật liệu lọc – loại bỏ tạp chất, cải thiện chất lượng nước
• Vỏ màng RO – bảo vệ màng lọc, tăng tuổi thọ hệ thống
• Màng RO – lọc sạch tạp chất và vi khuẩn trong nước