Hệ thống xử lý nước nhiễm mặn hoạt động như thế nào?

Chu Văn An

Tình trạng nước mặn ngày càng đáng báo động, ảnh hưởng lớn đến đời sống sản xuất của người dân. Vì vậy, việc xây dựng hệ thống xử lý nước mặn ngày càng cần thiết. Hãy cùng Trường Chu Văn An tìm hiểu cách thức hoạt động của hệ thống này trong bài viết dưới đây.

I. Nước mặn là gì?

Nước mặn là nước có hàm lượng muối hòa tan cao hơn bình thường nên không phù hợp cho sinh hoạt, tưới tiêu và sản xuất công nghiệp.

Nước mặn là gì?

Nguyên nhân chính của hiện tượng này là do nước biển xâm nhập sâu vào đất liền khiến nguồn nước sông, hồ, ao, suối… bị nhiễm mặn. Tình trạng này thường chỉ xảy ra ở vùng trũng thấp và vùng ven biển. Tuy nhiên, khi mùa khô kéo dài, nước ngọt sẽ cạn kiệt, nước biển xâm nhập vào đất liền ngày càng sâu và nhanh hơn. Vì vậy, không chỉ nguồn nước, sông ngòi… bị nhiễm mặn mà tình trạng này còn xảy ra ở các giếng khoan, nước ngầm.

Theo WHO, TDS của nước không vượt quá 1000mg/l, phù hợp với nguồn nước sử dụng trong sinh hoạt.

Bảng chỉ số TDS quy định sự tích tụ của các loại nước khác nhau

II. Tác hại của nước mặn

Nước mặn gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người cũng như các hoạt động phát triển kinh tế nông nghiệp, công nghiệp… Vì vậy, cần có phương pháp xử lý nước mặn cũng như xây dựng hệ thống bảo vệ sức khỏe con người. Hệ thống xử lý nước mặn hiệu quả.

1. Tác dụng của nước mặn đối với con người

• Nếu bạn thường xuyên sử dụng nguồn nước này để sinh hoạt, tắm rửa, vệ sinh sẽ gây ra các bệnh về da như mụn nhọt, ghẻ, viêm da.
• Khi uống nước mặn, chúng sẽ hấp thụ toàn bộ lượng nước có trong tế bào, gây mất nước và teo tế bào. Điều này dẫn đến tế bào chết, đồng nghĩa với việc hàng rào chống lại vi khuẩn sẽ bị mất đi. Khi đó, vi khuẩn sẽ dễ dàng xâm nhập vào cơ thể gây ra các bệnh về tiêu hóa như nôn mửa, tiêu chảy cấp, đau bụng, viêm ruột cấp tính…
• Nước mặn khiến chức năng đề kháng bị suy giảm, tạo cơ hội cho vi khuẩn tấn công, gây ra các bệnh như nhiễm trùng, suy gan, suy thận…
• Ngoài ra còn gây ra các bệnh về mắt và nhiễm trùng phụ khoa ở phụ nữ.

2. Ảnh hưởng của nước mặn đến hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp

• Làm cho đất đai cằn cỗi, gây mất mùa, không thể trồng trọt hoặc sinh sống. Tác động tiêu cực đến hoạt động kinh tế và đời sống của người dân trong khu vực
• Nó làm rỉ sét, ăn mòn đồ đạc và phá hủy các thiết bị, đồ dùng gia đình, đặc biệt là những đồ dùng làm từ kim loại.
• Trong ngành công nghiệp sử dụng nồi hơi, nước bề mặt có thể phá hủy và gây nổ nồi hơi

Nước mặn khiến đất không thích hợp để canh tác

III. Các phương pháp xử lý nước mặn

1. Phương pháp truyền thống

Theo phương pháp cổ xưa, tổ tiên chúng ta thường đợi đến mùa mưa và tích trữ một lượng lớn nước mưa để sử dụng. Cùng với đó, lượng mưa lớn sẽ giúp rửa trôi đất mặn, trả lại chất lượng đất ban đầu.

Tuy nhiên, phương pháp này rất bị động theo thời tiết, người dân không thể chủ động được nhu cầu sử dụng, đáp ứng phát triển sản xuất kinh doanh hiện đại. Vì vậy việc lắp đặt và ứng dụng hệ thống xử lý nước mặn càng trở nên cấp thiết hơn.

2. Phương pháp hiện đại

2.1. Phương pháp chưng cất nhiệt

Đây là phương pháp sớm nhất được sử dụng với mục đích loại bỏ các tạp chất hòa tan trong nước. Nước mặn sẽ được đun nóng đến nhiệt độ sôi, sau đó hơi nước bốc lên và ngưng tụ thành nước tinh khiết. Tất cả muối hòa tan được để lại trong nồi hơi, sau đó được loại bỏ để xử lý hoặc sử dụng cho mục đích khác.

• Ưu điểm: Áp dụng được cho mọi loại nước có độ mặn khác nhau
• Nhược điểm: Nước sau khi xử lý không còn giữ được khoáng chất trong cơ thể. Giá thành sử dụng rất cao, ít sử dụng trong đời sống bình thường

2.2. Điện phân

Quá trình điện phân giúp loại bỏ các ion natri tích điện dương và ion clo tích điện âm ra khỏi nước để tạo ra nước ngọt.

Thiết bị này bao gồm hai thanh than chì hoặc dây sắt có độ dẫn điện cao. Ở bên ngoài, chúng được phủ một lớp điện cực carbon để có thể biến thành cực âm và cực dương.

Để kích hoạt các điện cực, cặp dây được nhúng vào bể nước mặn và hệ thống được kết nối với nguồn điện bên ngoài. Hiệu điện thế giữa hai dây nhỏ, lúc này cực âm sẽ hấp thụ các cation natri tích điện dương. Cùng với đó, dây anode sẽ hấp phụ các anion clo tích điện âm trong nước.

Sau khi loại bỏ muối NaCl, độ mặn trong nước giảm đi và có thể dùng để uống.

2.3. Phương pháp trao đổi ion

Sử dụng nhựa trao đổi ion để loại bỏ các ion muối hòa tan trong nước. Những hạt nhựa này giúp thay thế các ion bằng H+ và OH-

Các phản ứng xảy ra trong bể cationit:

RH + NaCl → RNa + HCl

2RH + Na2SO4 → 2RNa + H2SO4

2RH + Ca(HCO3)2 → R2Ca + 2CO2 + 2H2O

Tiếp theo, thực hiện các phương trình trong bể anionite:

[An]OH + HCl → [AN]Cl + 2H2O

2[An]OH + H2SO4 → [An]2SO4 + 2H2O

Từ đó nguồn nước hoàn toàn không còn muối

2.4. Hệ thống thẩm thấu ngược RO

Đây là phương pháp xử lý nước mặn phổ biến nhất trên thế giới với quy trình cơ bản như sau:

• Tiền xử lý: nước mặn được đưa qua bộ lọc thô để xử lý nước sao cho đạt tiêu chuẩn hiệu suất của màng RO. Chúng giúp loại bỏ chất rắn lơ lửng hoặc điều chỉnh độ cứng, độ pH,…
• Bơm tăng áp: máy bơm được trang bị để tăng áp suất nước cấp đến mức phù hợp với màng lọc và độ mặn của nước cấp. Áp suất vận hành yêu cầu khá cao dao động từ 250 – 400 psi
• Quá trình lọc màng RO: Màng RO có chức năng tích hợp cho phép dung môi di chuyển nhưng không cho các chất hòa tan đi qua. Nước đi qua màng, từ phía có nồng độ muối cao hơn về phía có nồng độ muối thấp hơn. Quá trình khử muối sẽ tách nước thành hai dòng đầu ra: nước thành phẩm có nồng độ muối thấp, phù hợp làm nước uống và nước sản phẩm phụ có TDS cao.
• Quá trình điều hòa: nước được điều chỉnh pH, ​​cân bằng và khử trùng trước khi đưa vào hệ thống phân phối để sử dụng làm nước uống.

IV. Tìm hiểu về hệ thống xử lý nước mặn

1. Ứng dụng

Hệ thống xử lý nước mặn dùng cho nước giếng khoan và nước sông nhiễm mặn. Giúp cung cấp nguồn nước đảm bảo cho sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, sản xuất nước uống đóng chai, cung cấp nước sinh hoạt, nước uống,…

2. Sơ đồ nguyên lý

2.1. Đối với nước sông

Sơ đồ hệ thống xử lý nước mặn cho nước sông

2.2. Đối với nước giếng

Sơ đồ hệ thống xử lý nước mặn cho nước giếng khoan

3. Chi tiết quy trình vận hành

3.1. Đối với nguồn nước sông

Nước sông sau khi được khai thác và trải qua quá trình keo tụ, lắng, khử trùng sẽ được đưa đến bộ lọc tạp chất bằng bơm tăng áp. Tại đây, các tạp chất lơ lửng trong nước sẽ được giữ lại trên các lớp vật liệu lọc của thiết bị nhờ công nghệ lọc sâu nhiều giai đoạn và cho ra nước sạch tại bể trung gian.

3.2. Có nguồn nước giếng

Sau khi khai thác, nước giếng sẽ được chứa vào bể chứa, sau đó được chuyển sang thiết bị loại bỏ sắt và tạp chất được lọc bằng bơm tăng áp. Tại đây, cặn lơ lửng và phèn sắt trong nước sẽ được giữ lại trên các lớp vật liệu lọc của thiết bị nhờ công nghệ lọc sâu nhiều giai đoạn và vật liệu xử lý phèn sắt chuyên dụng. Tiếp theo, nước sạch được đưa vào bể trung gian

Nước từ bể trung gian sẽ được xử lý bằng hệ thống thẩm thấu ngược RO

Trên đây là những thông tin cơ bản về hệ thống xử lý nước mặn mà Trường Chu Văn An tổng hợp muốn chia sẻ tới bạn đọc. Hy vọng bài viết này đã giúp bạn có thêm những thông tin hữu ích về phương pháp, quy trình xử lý nước mặn. Nếu bạn có thắc mắc liên quan hoặc có nhu cầu mua hóa chất, vật liệu xử lý nước, hãy gọi ngay cho chúng tôi qua đường dây nóng 0826 010 010 hoặc nhắn tin tại website vietchem.com.vn để được giải đáp.