Giải pháp khử mặn nước biển SWRO ---- Hệ thống thẩm thấu ngược khử mặn nước biển cho máy lọc nước
Nước là nguồn sống, là tài nguyên thiên nhiên quý giá không thể thay thế của con người, là huyết mạch của sự phát triển kinh tế - xã hội. Việc thiếu nguồn nước và tình trạng ô nhiễm nước ngày càng nghiêm trọng đã trở thành nút thắt hạn chế tiến bộ xã hội và phát triển kinh tế. Ngoài việc quản lý khoa học và phân bổ tối ưu tài nguyên nước, việc phát huy vai trò của các phương tiện công nghệ cao trong tái sử dụng nước cũng rất quan trọng. Khử mặn nước biển là một hệ thống quan trọng để giải quyết tình trạng thiếu tài nguyên nước. Cho đến nay, đã có hàng chục phương pháp khử mặn nước biển, chủ yếu bao gồm phương pháp chưng cất, phương pháp màng, phương pháp điện phân và phương pháp đông lạnh. Trong số đó, phương pháp thẩm thấu ngược (SWRO) của phương pháp màng là công nghệ phát triển nhanh nhất, đầu tư thấp nhất, tiết kiệm năng lượng nhất và chi phí thấp nhất. Hệ thống thẩm thấu ngược là một công nghệ xử lý nước hiệu quả và thân thiện với môi trường, được sử dụng rộng rãi trong khử mặn nước biển, xử lý nước công nghiệp, lọc nước uống và các lĩnh vực khác.
Ưu điểm của hệ thống thẩm thấu ngược trong khử mặn nước biển là rất nhiều. Hệ thống này có các đặc tính hiệu quả cao, bảo vệ môi trường, tiết kiệm năng lượng và an toàn. Công nghệ thẩm thấu ngược có thể loại bỏ hơn 99% các chất có hại như muối, chất hữu cơ, kim loại nặng,… đảm bảo sản xuất ra nước tinh khiết từ nước biển và giải quyết nhu cầu cấp thiết về nguồn nước ngọt. Lợi ích môi trường của hệ thống thẩm thấu ngược cũng rất đáng kể. Không giống như các phương pháp khử mặn nước biển truyền thống, hệ thống RO không cần lượng lớn hóa chất, không tạo ra nước thải và thân thiện với môi trường. Phương pháp khử muối bền vững này phù hợp với những nỗ lực toàn cầu nhằm thúc đẩy các giải pháp bảo tồn và xử lý nước thân thiện với môi trường.
Ngoài những lợi ích về môi trường, hệ thống thẩm thấu ngược còn có chi phí bảo trì thấp, dễ vận hành và phù hợp với nhiều điều kiện nước khác nhau. Những đặc tính này làm cho hệ thống thẩm thấu ngược trở thành một lựa chọn thiết thực và đáng tin cậy để khử muối, đặc biệt là ở những khu vực có nguồn cung cấp nước ngọt hạn chế. Tóm lại, quy trình của hệ thống thẩm thấu ngược trong khử muối bao gồm một loạt các bước cơ bản để cuối cùng tạo ra nước uống tinh khiết từ nước biển. Với hiệu quả, lợi ích môi trường và khả năng thích ứng, hệ thống thẩm thấu ngược là công nghệ chủ chốt để giải quyết tình trạng thiếu nước và đảm bảo khả năng tiếp cận bền vững các nguồn tài nguyên nước ngọt.
Quá trình thẩm thấu ngược thì ngược lại. Trong SWRO, áp suất lớn hơn áp suất thẩm thấu của nước biển ở một phía sẽ khiến các phân tử nước trong nước biển đi qua màng và muối sẽ bị giữ lại. Về mặt lý thuyết, áp suất bên ngoài càng lớn thì quá trình thẩm thấu ngược của các phân tử nước trong nước biển sẽ càng nhanh. Thành phần cốt lõi của quá trình thẩm thấu ngược là màng bán thấm tổng hợp cho phép hầu hết các phân tử nước đi qua. Màng phẳng của màng thẩm thấu ngược cần phải được chế tạo thành một cấu hình nhất định trước khi có thể sử dụng trong kỹ thuật xử lý nước. Ngày nay, trong khử mặn nước biển, thành phần màng cuộn polyamit thơm chủ yếu được sử dụng.
Thiết bị thu hồi năng lượng là một thiết bị quan trọng khác. Sự phát triển nhanh chóng của SWRO là nhờ việc sử dụng thiết bị thu hồi năng lượng với hiệu suất ngày càng cao trong hệ thống thẩm thấu ngược bên cạnh việc liên tục tối ưu hóa vật liệu màng và các thành phần màng. Ngày nay, các thiết bị thu hồi áp suất loại PX hiệu quả cao có thể thu hồi hơn 95% năng lượng trong nước đậm đặc và tạo áp suất thành nước biển, giảm gần một nửa mức tiêu thụ năng lượng của quá trình thẩm thấu ngược. TDS của nước thải thẩm thấu ngược sơ cấp là khoảng 300-500mg/L, đã đáp ứng yêu cầu hạn chế của Tổ chức Y tế Thế giới về chỉ số TDS nước uống (500mg/L). SWRO đã được sử dụng để cung cấp nước uống trên quy mô lớn ở những khu vực khan hiếm nước. Vào những năm 1980, SWRO bắt đầu cạnh tranh với quy trình nhiệt truyền thống. Nhờ ưu điểm đầu tư thiết bị thấp, chu kỳ xây dựng ngắn, tiêu thụ năng lượng thấp và nhiều lợi thế khác, SWRO đã phát triển nhanh chóng và trở thành quy trình quan trọng nhất trên thị trường khử muối toàn cầu. Hiện nay, SWRO sơ cấp chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp đô thị, đó là lý do tại sao công suất của quá trình thẩm thấu ngược ngày càng tăng nhanh. Nghiên cứu trong tương lai về quá trình thẩm thấu ngược sẽ tập trung vào việc phát triển các thành phần màng và màng thẩm thấu ngược mới tiết kiệm năng lượng và bền hơn, giảm tiêu thụ năng lượng vận hành và chi phí bảo trì, đồng thời giảm chi phí sản xuất nước.
Trong thực tế, hệ thống thẩm thấu ngược đã trở thành một công nghệ quan trọng trong lĩnh vực xử lý nước. Ví dụ, trong lĩnh vực khử mặn nước biển, hệ thống thẩm thấu ngược có thể loại bỏ hiệu quả hơn 99% muối và các chất có hại khác khỏi nước biển, đạt được hiệu quả khử mặn nước biển. Trong lĩnh vực xử lý nước công nghiệp, hệ thống thẩm thấu ngược có thể cung cấp nước xử lý chất lượng cao, nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm. Trong lĩnh vực lọc nước uống, hệ thống thẩm thấu ngược có thể loại bỏ các chất có hại khác nhau trong nước và cung cấp nước uống an toàn và tốt cho sức khỏe. Tóm lại, hệ thống thẩm thấu ngược là một công nghệ xử lý nước hiệu quả và thân thiện với môi trường với nhiều triển vọng ứng dụng. Với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, hệ thống thẩm thấu ngược sẽ tiếp tục được cải tiến và tối ưu hóa, nhằm cung cấp nước uống và nước công nghiệp có chất lượng tốt hơn cho con người.