Khử muối trong container: Giải pháp nước ngọt cho Hoa Kỳ
Nước có thể sử dụng được là nguồn tài nguyên đang cạn kiệt nhanh chóng ở Hoa Kỳ. Bên cạnh việc bảo tồn, các hệ thống khử mặn công nghiệp đóng gói là một phương pháp lý tưởng để sản xuất nước sạch, đáng tin cậy. Ở các bang như Florida, Texas và California, nơi bắt đầu khan hiếm nước ngọt, các cộng đồng buộc phải xem xét các nguồn nước uống thay thế. Bên cạnh việc bảo tồn, hệ thống khử muối công nghiệp đóng gói là một phương pháp lý tưởng để sản xuất nước sạch, đáng tin cậy.
Tiêu thụ năng lượng
hình 6 Khử muối
Khử muối là giải pháp ít hiệu quả nhất về mặt chi phí khi cung cấp nước ngọt, đặc biệt là trong môi trường công nghiệp. Tùy thuộc vào loại khử muối, chi phí có thể tăng lên mức cực cao khi so sánh, đôi khi thậm chí đắt hơn 100 lần chỉ riêng năng lượng điện. Về vấn đề này, khử muối bằng thẩm thấu ngược (RO) là lý tưởng với chi phí chỉ đắt hơn 15 lần so với xử lý nước ngầm. Đặt điều này ở góc độ thực tế, nếu Hoa Kỳ nhận được toàn bộ nước ngọt từ quá trình khử muối RO, điều đó có nghĩa là năng lượng sẽ tăng 10% - gần tương đương với việc có thêm một tủ lạnh trong mỗi hộ gia đình (như đã nêu trong một bài báo do AMTA phát hành). vào năm 2009).
Ngoài ra, hệ thống khử muối RO quy mô lớn có thể sử dụng hệ thống thu hồi năng lượng để giảm lượng mã lực cần thiết cho máy bơm của họ, giảm hơn một nửa nhu cầu năng lượng trong các tình huống lý tưởng. Sự gia tăng tiêu thụ năng lượng vẫn phải trả một mức giá đắt, nhưng khi xét đến các hệ thống thu hồi năng lượng hiện có, hệ thống khử muối RO công nghiệp ít tốn kém hơn so với việc bơm nước sạch qua đường dây quốc gia. Với rất ít nguồn nước không phụ thuộc vào lượng mưa để lựa chọn, việc khử muối có thể tốn kém hơn nhưng đổi lại sẽ cung cấp được nguồn nước đáng tin cậy và ổn định. Không phụ thuộc vào mưa, quá trình khử muối trong công nghiệp sẽ khiến hạn hán không còn là vấn đề nữa.
Xử lý nước thải
So với các hệ thống khử muối khác, khử muối RO mang lại nhiều lợi ích. Tuy nhiên, khó khăn nằm ở việc xử lý nước thải. Đối với mỗi gallon nước ngọt do RO sản xuất, một lượng chất thải nước muối tương đương được thải ra. Chất thải này thực chất là bùn chứa muối và khoáng chất, việc đổ nó xuống đại dương không chỉ gây nguy hiểm cho môi trường sống nước biển địa phương mà còn bất hợp pháp ở Hoa Kỳ.
Tuy nhiên, giống như hầu hết các quy trình công nghiệp, quá trình khử muối RO tạo ra chất thải có thể được xử lý một cách có trách nhiệm với tác động tối thiểu đến môi trường và có những vị trí diễn ra tự nhiên có thể thực hiện được điều này, chẳng hạn như nơi nguồn nước ngọt gặp nguồn nước mặn. Việc đổ nước quá mặn vào khu vực mà nước mặn và nước ngọt đã hòa trộn sẽ làm giảm tác động của nó đến môi trường. Tương tự như vậy, việc thải nước muối thải ra một khu vực rộng lớn dưới đáy biển (ví dụ thông qua mạng lưới đường ống) cũng giảm thiểu tác động của nó đến môi trường. Nếu cả hai điều này đều không được lựa chọn, chất thải nước muối có thể bay hơi tự nhiên thành muối thương mại - một phương pháp phổ biến ở các nhà máy khử muối hiện có.
Hệ thống khử muối thẩm thấu ngược container.
Các nhà máy khử muối (đặc biệt là cơ sở RO) phải đối mặt với nhiều vấn đề tương tự tồn tại ở các nhà máy sản xuất nước truyền thống: Những cơ sở này tốn kém về quy hoạch, xây dựng phức tạp và không thể giải quyết những thay đổi đáng kể trong môi trường sản phẩm -- những vấn đề phải liên tục được giải quyết khi một nhà máy nước được xây dựng ở Mỹ Tuy nhiên, những phát triển gần đây về công nghệ đã dẫn đến sự ra đời của hệ thống khử muối trong container, một nhà máy RO được xây dựng từ một container chứa 20 hoặc 40 feet. Hệ thống này không chỉ giải quyết những thách thức về môi trường liên quan đến quá trình khử muối quy mô lớn mà còn cả các vấn đề hậu cần liên quan đến việc xây dựng nhà máy.
hình 7 Khử muối trong container
Việc đặt nền móng của nhà máy rất phức tạp và tốn kém. Ví dụ, bất động sản ven biển ở California cực kỳ đắt đỏ. So với nhà máy khử muối truyền thống, hệ thống container có diện tích nhỏ hơn đáng kể, chỉ cần nền bê tông cho container. Các hệ thống trong container cũng có dạng mô-đun và do đó dễ dàng lắp đặt thành chuỗi nếu cần thêm dung lượng.
Một hệ thống khử muối trong container, bao gồm hệ thống thu hồi năng lượng và tất cả các bước tiền xử lý cần thiết, có thể sản xuất nửa triệu gallon nước mỗi ngày. Trong khi các nhà máy khử muối truyền thống ở Mỹ sản xuất hàng chục triệu gallon nước mỗi ngày thì không gian dành cho các cơ sở lớn này lại rất hạn chế. Ngược lại, các thùng chứa có thể vừa với hầu hết mọi nơi.
Để dễ hình dung, nếu có một nhà máy khử muối bằng container cho mỗi 10 dặm bờ biển dài 840 dặm của California, họ sẽ sản xuất 42 triệu gallon nước mỗi ngày - đủ để cung cấp nguồn nước chống hạn hán cho 47.000 người mỗi năm.
Khả năng thích ứng
Chất lượng nguồn nước có thể thay đổi đáng kể trong một khoảng thời gian ngắn. Sự cố tràn dầu, tảo nở hoa, sự di cư của biển và các sự kiện khác có thể làm ngừng sản xuất nước trong một thời gian dài. Tuy nhiên, hệ thống khử mặn bằng container có thể được di chuyển đến địa điểm mới và bắt đầu xử lý nước trở lại sau chưa đầy một ngày, giúp khu vực này có thời gian phục hồi. Những hệ thống di động này cũng lý tưởng cho việc cứu trợ thiên tai, dẫn nước đến nơi cần thiết càng sớm càng tốt. Tóm lại, một hệ thống được chứa trong container có thể mang tính tạm thời hoặc lâu dài tùy theo nhu cầu của chủ sở hữu.
Khả năng tùy chỉnh
Để có nguồn nước đáng tin cậy, có thể dự đoán được, không phụ thuộc vào lượng mưa và không ảnh hưởng đến nguồn nước ngọt sẵn có, hệ thống khử muối trong container cung cấp một phương pháp mô-đun có thể cách mạng hóa rất tốt cách chúng ta lọc nước.