Có bao nhiêu công nghệ khử mặn trong nước? Chúng được hình thành như thế nào? Các quá trình phát triển của các giải pháp khử muối này theo thời gian ra sao?
Năng lượng công nghệ khử mặn tại các nhà máy
Công nghệ khử mặn hình thành khi nào?
Công nghệ khử mặn bắt đầu xuất hiện từ thời Aristolte (384 – 322 TCN) gắn liền với thiết bị bay hơi để khử muối nước biển. Nhưng cho đến sau Thế chiến thứ II mới xây dựng nhà máy khử muối đầu tiên.
Đại học California lần đầu tiên chế tạo màng thẩm thấu ngược bằng cellulose loại bỏ muối chỉ cho phép phân tử nước đi qua. Những công nghệ này tiếp tục phát triển, hiệu quả năng lượng với chi phí vận hành thấp hơn. Tùy thuộc vào đặc tính hóa lý, tỷ lệ phần trăm thu hồi và độ mặn mà đạt được hiệu suất năng lượng tối thiểu.
Sự phát triển của công nghệ
Khi dùng công nghệ tốt hơn, việc tiêu thụ tối thiểu phụ thuộc vào tuabin hoặc buồng đẳng áp để phục hồi áp suất. Nhiều nhà máy khử muối có mức tiêu tụ năng lượng tại giai đoạn thẩm thấp với tỷ lệ thu hồi 45%. Thông qua đó, việc kiểm soát mức tiêu thụ năng lượng khử mặn là hạn chế tắc nghẽn. Quá trình bám cặn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất năng lượng, tuổi thọ của màng và tỷ lệ sản xuất nước.
Người ta ước tính 1% dân số thế giới sẽ được cấp nước khử mặn, với nhiều cải tiến giảm tiêu thụ năng lượng cho phép xây dựng nhiều nhà máy khử mặn thẩm thấu ngược hơn. Tiêu thụ năng lượng phụ thuộc vào độ mặn nguồn nước. Trong tương lai sẽ tăng cường tái sử dụng nước thải, sau đó là quá trình khử muối nước biển. Israel là quốc gia đi đầu trong việc sử dụng nước hiệu quả, 80% lượng nước thải được tái sử dụng.
Trong đó, giải pháp kinh tế nhất tập trung vào thẩm thấu ngược nước thải đô thị để lọc sạch chất bẩn. Quá trình diễn ra không quá phức tạp, mà ngược lại rất dễ kiểm soát. Thế nhưng ở Tây Ban Nha, việc xử lý nước thải đô thị thành nước uống là bất hợp pháp.
Một vài công nghệ khử mặn có triển vọng lớn
Công nghệ khử mặn bằng nhiệt
- Nhiều giai đoạn: đưa nước cấp nhiễm mặn qua nhiều khoang, nước sẽ được làm nóng ở nhiệt độ và áp suất cao. Khi qua các khoang làm áp suất giảm hơi nước từ việc đun sôi ngưng tụ để thu gom.
- Đa hiệu ứng: cũng giống như quá trình nhiều giai đoạn, thay vì sử dụng ngăn, công nghệ đa hiệu ứng dùng các bình kế tiếp nhau. Nước cũng được ngưng tụ và thu lại hiệu quả hơn.
- Nén hơi: thường dùng độc lập hay kết hợp cùng các quy trình khác làm bay hơi nước cấp. Giải pháp này phù hợp với quy mô vừa và nhỏ như khu nghỉ dưỡng, dầu khí, khu công nghiệp.
- Năng lượng mặt trời: chủ yếu dùng cho dự án quy mô nhỏ, những khu vực khô cằn và không có nguồn nước an toàn, dựa vào năng lượng mặt trời để làm bay hơi nước mặn.
Công nghệ ReFlex (Mỹ)
- ReFlex tương đương với hệ thống thẩm thấu ngược. Điểm khác biệt của nó chủ yếu dùng phần mềm thiết kế cơ học cùng giai đoạn xử lý tương ứng.
- Reflex hoạt động bằng các mẻ áp suất thấp, tăng dần khi nồng độ tăng cho đến khi đạt yêu cầu.
- Áp suất thanh lọc tối thiểu, việc vận hành hệ thống cũng vì thế tiết kiệm từ 20 – 30% năng lượng so với các hệ thống thông thường.
Màng oxit Graphene (Mỹ)
- Màng graphene đục lỗ giúp khử muối với chi phí thấp. Các lỗ xốp thay đổi liên tục phù hợp với tính thấm của màng.
- Nếu ứng dụng nó trên quy mô công nghiệp, hệ thống thẩm thấu ngược giúp giảm chi phí vận hành đáng kể.
- Màng này thích hợp loại bỏ muối để sản xuất nước uống và xử lý nước cấp công nghiệp.
Một số công nghệ khử mặn khác
- Thẩm thấu ngược hiệu quả cho ứng dụng công nghiệp đi kèm nhiều kỹ thuật để cải thiện hiệu suất.
- Ngoài ra, thẩm thấu thuận tạo ra áp suất thẩm thấu cao để ép dòng chảy qua màng với năng lượng cao. Đây là kỹ thuật lọc nước đầy hứa hẹn trong tương lai.
- Chưng cất màng cũng là giải pháp mới ứng dụng cho hỗn hợp nước khó tách, có sự kết hợp nhiều áp suất khác nhau và tính thấm qua màng phân tách có hiệu quả và khả thi hơn.
- Cả 2 công nghệ này bổ sung cho thẩm thấu ngược và trở thành thiết kế tối ưu áp dụng cho nhiều ngành công nghiệp.
Như vậy, thẩm thấu ngược cùng các công nghệ liên quan khác đều là sự lựa chọn để tách muối khỏi nước. Nếu Doanh nghiệp cần tư vấn xử lý nước cấp thì hãy liên hệ ngay với Hợp Nhất qua Hotline 0938.857.768 để được tư vấn và báo giá chi tiết hơn.
