Xử lý nước biển là một vấn đề quan trọng để giải quyết tình trạng khan hiếm nước ngọt và đáp ứng nhu cầu cấp nước cho các khu vực khô hạn. Khi nhu cầu nước sinh hoạt ngày càng tăng cao, việc tìm ra cách hiệu quả để cung cấp nước sạch từ nguồn nước biển trở nên cấp bách. Tham khảo thông tin trong bài viết dưới đây của ATS Water Technology để hiểu rõ hơn về cách biến nước biển thành nước ngọt nhé!

xu ly nuoc bien thanh nuoc ngot

1. Xử lý nước biển thành nước ngọt là gì?

Xử lý nước biển thành nước ngọt là quá trình công nghệ biến đổi nước biển thành nước có độ mặn thấp (lọc nước biển thành nước ngọt), phù hợp cho nhiều mục đích sử dụng. Dây chuyền công nghệ xử lý nước biển diễn ra qua các bước lọc như lọc rác, tách muối, khử khuẩn, điều chỉnh pH và khoáng chất. Nguồn nước ngọt thu được đạt tiêu chuẩn chất lượng, có thể dùng sinh hoạt, tưới tiêu nông nghiệp hoặc ngành công nghiệp.

2. Các công nghệ xử lý nước biển

Nguồn nước ngọt ngày càng khan hiếm, khai thác nguồn nước biển để tạo ra nước ngọt trở nên cấp thiết. Vậy cách xử lý lọc nước ngọt từ nước biển mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn là gì? Hãy theo dõi nội dung sau để hiểu chi tiết hơn về cách xử lý nước biển thành nước ngọt.

2.1. Màng RO

Công nghệ thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis – RO) là một quá trình lọc nước được sử dụng rộng rãi để sản xuất nước ngọt từ nước mặn, đặc biệt là nước biển. Tại trung tâm của quy trình này là hệ thống màng lọc RO.

Màng RO được chế tạo từ các vật liệu polyme có khả năng chọn lọc phân tử, với cấu trúc rỗng nhỏ chỉ cho phép các phân tử nước đi qua, nhưng ngăn chặn các ion muối, các phân tử lớn hơn… Kích thước rỗng của màng RO thường khoảng 0,0001 μm.

Trong quá trình lọc, nước mặn như nước biển được đẩy qua màng RO với áp lực cao. Nhờ áp lực này, các phân tử nước có thể thấm qua màng RO, để lại phần nước tinh khiết hầu như không chứa muối và tạp chất.

Công nghệ màng RO có khả năng loại bỏ 99,89% muối, ion kim loại nặng, các chất hữu cơ có phân tử lớn và hầu hết vi sinh vật gây bệnh trong nước. Đầu ra là nguồn nước ngọt đạt tiêu chuẩn chất lượng cao để sử dụng cho sinh hoạt và công nghiệp.

2.2. Chưng cất nước biển

Quá trình chưng cất (Distillation) là một trong những phương pháp xử lý nước biển thành nước ngọt hiệu quả. Nó dựa trên sự sử dụng nhiệt độ cao để bay hơi nước từ nước biển, sau đó làm nguội hơi để tách riêng nước ngọt.

Quá trình bắt đầu khi nước biển được đưa vào một thiết bị chưng cất đặc biệt. Trong thiết bị xử lý nước biển thành nước ngọt này, nhiệt độ được tăng lên để đun sôi nước biển. Khi nước đun sôi, hơi nước được tạo ra và tách riêng khỏi các chất khác trong nước biển, bao gồm cả muối và chất hòa tan khác. Hơi nước sau đó đi qua một hệ thống làm nguội, được làm mát bằng nước lạnh hoặc không khí, để chuyển đổi trở lại thành nước tinh khiết.

Quá trình chưng cất không chỉ loại bỏ muối và chất cặn bã từ nước biển, mà còn tạo ra nước tinh khiết. Trong quá trình này, các hạt bụi, vi khuẩn và chất hòa tan khác cũng được loại bỏ.

Tuy nhiên, quá trình này đòi hỏi một lượng lớn năng lượng nhiệt để đạt được nhiệt độ cần thiết để đun sôi nước biển và làm bay hơi nước. Điều này làm cho quá trình chưng cất thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, nơi nguồn cung cấp năng lượng nhiệt có sẵn.

3. Quy trình công nghệ xử lý nước biển

Hệ thống màng RO được sử dụng phổ biến nhất để xử lý nước biển vì hiệu quả loại bỏ muối cao lên tới 99,89%, tiêu thụ ít năng lượng hơn các phương pháp khác. Nó còn có khả năng xử lý lượng lớn, thiết kế linh hoạt và gây ít tác động môi trường. Quy trình xử lý nước biển thành nước sinh hoạt hoặc nước ngọt bằng hệ thống lọc nước biển RO bao gồm các giai đoạn sau:

cong nghe xu ly nuoc bien

3.1. Giai đoạn thu nước biển

Giai đoạn thu nước biển đóng vai trò vô cùng quan trọng, quyết định chất lượng nguồn nước đầu vào cho toàn bộ quy trình xử lý tiếp theo. Để đảm bảo nguồn nước biển luôn ổn định về chất lượng, các nhà máy sử dụng hệ thống thu nước tự động hiện đại Johnson Screens Intake.

Hệ thống này được trang bị các lưới lọc bảo vệ bên ngoài, giúp loại bỏ ngay từ đầu những tạp chất lớn như cặn bẩn, rong rêu có thể có trong nước biển. Điểm ưu việt của thiết bị là tích hợp công nghệ tự làm sạch lưới lọc, phù hợp để vận hành tại những khu vực khó tiếp cận, có nhiều mảnh vụn, rác và cặn bẩn trong môi trường nước.

Nhờ hệ thống thu nước hiệu quả này, nguồn nước biển ban đầu đã được làm sạch sơ bộ, đảm bảo tính ổn định về chất lượng trước khi chuyển sang các giai đoạn xử lý kỹ thuật tiếp theo.

3.2. Giai đoạn xử lý nước biển

Hãy khám phá quy trình phức tạp của giai đoạn này, từ việc loại bỏ muối và tạp chất đến tạo ra nước ngọt và an toàn để sử dụng thông qua nội dung sau:

3.2.1. Giai đoạn tiền xử lý

  • Thiết bị lọc tự rửa Amiad: Nước biển từ bồn chứa sẽ được bơm qua thiết bị lọc tự rửa Amiad có kích thước lọc 100 μm. Thiết bị này đóng vai trò loại bỏ các chất rắn lơ lửng lớn trong nước, bảo vệ hệ thống lọc siêu lọc (UF) ở bước tiếp theo khỏi bị tắc nghẽn.
  • Màng UF X-Flow Pentair: Sau lọc sơ bộ, nước được đưa trực tiếp tới hệ thống màng lọc siêu nhỏ UF X-Flow Pentair 0,02 μm, với cơ chế lọc từ trong ra ngoài độc đáo, loại bỏ triệt để vi khuẩn, tạp chất nhỏ như chất keo, nhũ tương, chất rắn lơ lửng và phần tử lớn khác. Nước qua UF được chứa trong bồn, một phần cấp cho RO, phần còn lại dùng rửa ngược UF định kỳ 20 – 120 phút để duy trì hiệu suất.
  • Thiết bị lọc tinh Aqualine: Trước khi đến hệ RO, nước từ bồn UF được bơm qua bộ lọc tinh 5 μm của thiết bị lọc tinh để lọc bụi bẩn, cặn nhỏ còn sót lại, bảo vệ bơm cao áp và màng RO.
  • Thiết bị tiết kiệm năng lượng iSave: iSave có chức năng thu hồi năng lượng thủy lực từ dòng nước xả bỏ của hệ RO và chuyển trở lại hệ thống, giúp tiết kiệm đáng kể chi phí vận hành.
  • Hóa chất chống cáu cặn PWT: Với nguồn nước mặn, hóa chất SpectraGuard 360 được sử dụng để kiểm soát các tác nhân gây cáu cặn cho màng RO như cacbonat, sunfat, phosphat, hydroxide kim loại, silica… vì các phương pháp làm mềm, khử cứng truyền thống không hiệu quả.

3.2.2. Giai đoạn xử lý chính

  • Màng RO NanoH2O: Trong hệ thống RO sử dụng màng RO LG SW 400 SR được sản xuất dựa trên nền tảng công nghệ nano TFN (Thin Film Nanocomposite). Đây là loại màng RO có khả năng khử muối cao đến 99,89%. Nước biển sẽ được bơm ở áp lực cao qua màng này, nước tinh khiết sẽ theo hệ thống màng được dẫn ra ngoài. Nước sau xử lý đạt yêu cầu chất lượng nguồn nước sạch theo QCVN 08-1:2018/BYT, phù hợp cho mục đích sinh hoạt, sản xuất.
  • Vỏ màng RO Codeline của Pentair: Vỏ đựng màng RO Codeline Pentair được chế tạo từ vật liệu cao cấp, có khả năng chịu được áp suất vận hành cao. Vỏ này giúp bảo vệ màng RO khỏi các tác động có hại từ bên ngoài, hạn chế vấn đề rò rỉ nước trong quá trình hoạt động.

3.3.3. Giai đoạn bảo dưỡng hệ thống

  • Hóa chất tẩy rửa màng PWT: Sau một thời gian hoạt động, hệ thống cần được súc rửa (CIP – Clean In Place) định kỳ để phục hồi lưu lượng và hiệu suất xử lý. Hóa chất tẩy rửa màng PWT có khả năng loại bỏ chất bẩn hữu cơ, màng sinh học, hydroxide kim loại (như sắt) và cáu cặn vô cơ (như CaCO3 hay Silica) bám trên bề mặt màng RO.
  • Thiết bị lọc tinh Aqualine: Trong quá trình súc rửa CIP, thiết bị lọc tinh Aqualine đóng vai trò lọc các cặn bẩn được loại ra khỏi hệ thống, ngăn không cho chúng quay trở lại làm ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống.

4. Lợi ích của việc xử lý nước biển

Xử lý nước biển mang lại nhiều ưu điểm quan trọng. Dưới đây là những lợi ích của việc áp dụng công nghệ này:

  • Bảo vệ nguồn nước ngầm: Thay vì khai thác quá mức nguồn nước dưới lòng đất, xử lý nước biển giúp giảm áp lực lên tài nguyên nước ngầm quý giá này, đóng góp vào việc bảo tồn và sử dụng bền vững nguồn nước ngầm.
  • Chất lượng nước đạt tiêu chuẩn: Qua các công đoạn xử lý chuyên dụng, nước biển sau xử lý đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt (QCVN 08-1:2018/BYT), đảm bảo an toàn cho sức khỏe cộng đồng khi sử dụng.
  • Vận hành đơn giản: Với thiết kế hiện đại, thân thiện người dùng, các hệ thống xử lý nước biển mới cho phép vận hành dễ dàng, linh hoạt hơn so với trước đây. Quá trình điều khiển, giám sát được đơn giản hóa tối đa.

5. Ứng dụng của việc sử dụng hệ thống RO để xử lý nước biển

Việc áp dụng hệ thống RO để xử lý nước biển có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực sau:

5.1. Trạm cấp nước sinh hoạt

Các dự án xây dựng trạm cấp nước sinh hoạt sử dụng công nghệ màng thẩm thấu ngược (RO) thường được triển khai tại khu vực ven biển hoặc những nơi thiếu nguồn nước ngọt để khai thác.

Công nghệ RO có khả năng loại bỏ hiệu quả các tạp chất, vi sinh vật và muối từ nước biển, biến đổi thành nguồn nước tinh khiết an toàn phục vụ nhu cầu sinh hoạt của người dân địa phương như nấu ăn, vệ sinh cá nhân. Quá trình xử lý sạch nước biển bằng RO đảm bảo cung cấp đủ nguồn nước ngọt chất lượng cao cho những vùng không có hoặc khan hiếm nguồn nước mặt ngọt.

5.2. Xử lý nước cho nhà máy nhiệt điện

Nước là yếu tố đầu vào quan trọng đảm bảo hoạt động liên tục của các nhà máy nhiệt điện. Hệ thống thẩm thấu ngược RO được ứng dụng để sản xuất nguồn nước siêu sạch chất lượng cao nhằm cấp cho các lò hơi cao áp.

Toàn bộ quá trình xử lý nước bao gồm trao đổi ion bằng hạt nhựa để loại bỏ tạp chất, khử khí và khử anion để đạt tiêu chuẩn nước cấp nghiêm ngặt cho lò hơi, đáp ứng yêu cầu vận hành an toàn, hiệu quả của hệ thống nhiệt điện.

5.3. Cấp nước cho các khu nghỉ dưỡng ven biển

Đối với các khu nghỉ dưỡng du lịch ven biển, công nghệ thẩm thấu ngược (RO) đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nước biển muối để cung cấp nguồn nước ngọt sạch phục vụ nhu cầu sinh hoạt của du khách. Quá trình này bao gồm:

  • Chuyển hóa nước biển muối thành nguồn nước ngọt: Nước biển được đưa vào hệ thống RO, trong đó áp lực cao được áp dụng để đẩy nước qua các màng lọc đặc biệt. Màng lọc này cho phép nước ngọt đi qua nhưng giữ lại muối và các chất ô nhiễm khác, tạo ra nguồn nước ngọt sạch cấp cho các khu nghỉ dưỡng.
  • Cung cấp nước ngọt cho các hoạt động du lịch: Nguồn nước ngọt sạch thu được từ quá trình xử lý nước biển bằng RO được sử dụng để phục vụ các hoạt động sinh hoạt của du khách lưu trú tại các khu nghỉ dưỡng ven biển.

Việc áp dụng công nghệ RO để xử lý nước biển muối giúp giải quyết nhu cầu nguồn nước ngọt cho các khu nghỉ dưỡng du lịch ven biển, đồng thời góp phần bảo vệ nguồn nước ngọt tự nhiên khỏi bị khai thác quá mức.

6. Một số câu hỏi thường gặp

Dưới đây là một số câu hỏi liên quan đến xử lý nước biển, mọi người có thể tham khảo:

Tại sao cần xử lý nước biển trước khi sử dụng?

Nước biển chứa nồng độ muối cao, vì vậy cần phải xử lý để loại bỏ muối và các tạp chất để sử dụng an toàn cho con người và các quá trình công nghiệp.

Công nghệ lọc nước biển phổ biến nhất hiện nay là gì?

Phương pháp phổ biến nhất để lọc nước biển là lọc thông qua màng RO (Reverse Osmosis), trong đó áp lực được áp dụng để ép nước qua màng lọc, loại bỏ muối và các tạp chất khác.

Nước biển đã xử lý có thể sử dụng cho mục đích nào?

Sau khi xử lý, nước biển có thể được sử dụng cho nhiều mục đích như làm nước uống, tưới tiêu, nước làm mát cho các thiết bị công nghiệp.

Như vậy, xử lý nước biển là quá trình quan trọng để chuyển đổi nước biển nhiễm muối thành nguồn nước sạch sử dụng cho các mục đích khác nhau. Nếu khách hàng muốn hiểu rõ hơn về các giải pháp trên thì hãy liên hệ với chúng tôi – Công ty Công nghệ nước ATS để được tư vấn kịp thời thông qua:

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ NƯỚC ATS