24-05-2019

Xử lý nước là gì?

Xử lý nước là gì

 

Nước trong sông hoặc hồ hiếm khi đủ sạch để con người tiêu thụ nếu nó không được xử lý hoặc làm sạch lần đầu tiên. Nước ngầm cũng vậy, thường cần một số mức độ xử lý để làm cho nước có thể uống được. Mục tiêu chính của xử lý nước là bảo vệ sức khỏe của cộng đồng.

 

Tất nhiên, nước uống phải không có vi sinh vật và hóa chất gây hại, nhưng nguồn cung cấp nước công cộng cũng cần đạt tiêu chuẩn nhất định để người tiêu dùng không sử dụng nước từ nguồn khác không được bảo vệ.

 

Nước phải trong vắt, hầu như không có độ đục, và không có màu, mùi và vị khó chịu. Đối với nguồn cung cấp trong nước, nước không nên bị ăn mòn, cũng không nên để lại một số lượng rắc rối của quy mô và vết bẩn trên đồ đạc ống nước. Yêu cầu công nghiệp có thể còn nghiêm ngặt hơn; nhiều ngành công nghiệp cung cấp điều trị đặc biệt trên cơ sở riêng của họ.

 

Loại và mức độ xử lý cần thiết để có được nước uống phụ thuộc vào chất lượng của nguồn. Chất lượng càng tốt thì càng cần điều trị ít. Nước mặt thường cần xử lý rộng hơn nước ngầm, vì hầu hết các dòng suối, sông và hồ đều bị ô nhiễm ở một mức độ nào đó.

 

Ngay cả ở những khu vực xa dân cư, nước mặt có chứa phù sa lơ lửng, vật chất hữu cơ, thảm thực vật chết và vi khuẩn từ chất thải của động vật. Mặt khác, nước ngầm thường không có vi khuẩn và chất rắn lơ lửng do quá trình lọc tự nhiên khi nước di chuyển qua đất, mặc dù nó thường chứa nồng độ khoáng chất hòa tan tương đối cao từ tiếp xúc trực tiếp với đất và đá.

 

Nước được xử lý theo nhiều phương pháp vật lý và hóa học. Xử lý nước mặt bắt đầu bằng lưới lọc để ngăn cá và mảnh vụn xâm nhập vào nhà máy và làm hỏng máy bơm và các thành phần khác. Xử lý nước thông thường chủ yếu liên quan đến việc làm rõ và khử trùng. Làm rõ loại bỏ hầu hết độ đục, làm cho tinh thể nước trong suốt.

 

Khử trùng, thường là bước cuối cùng trong việc xử lý nước uống, tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh. Nước ngầm thường không cần làm rõ, nhưng cần được khử trùng để phòng ngừa sức khỏe cộng đồng. Ngoài việc làm rõ và khử trùng, các quy trình làm mềm, sục khí, hấp phụ carbon và fluoride có thể được sử dụng cho một số nguồn nước công cộng. Các quy trình khử muối được sử dụng ở những khu vực không có sẵn nguồn cung cấp nước ngọt.

 

Xem thêm:

Hóa chất xử lý nước là gì?

Danh sách hóa chất xử lý nước

Ảnh hưởng của Hóa chất xử lý nước

 

Làm sạch nước

Xử lý nước: Làm sạch nước

Loại bỏ trầm tích trong nước

Các tạp chất trong nước hoặc hòa tan hoặc lơ lửng. Các vật liệu lơ lửng làm giảm độ trong và cách dễ nhất để loại bỏ nó là dựa vào trọng lực. Trong điều kiện yên tĩnh (tĩnh), các hạt lơ lửng dày đặc hơn nước dần dần lắng xuống đáy bể hoặc bể. Điều này được gọi là trầm tích đồng bằng.

 

Lưu trữ nước lâu dài (trong hơn một tháng) trong các hồ chứa làm giảm lượng trầm tích lơ lửng và vi khuẩn. Tuy nhiên, thường cần làm rõ thêm. Trong một nhà máy xử lý, bể lắng (lắng) được xây dựng để cung cấp một vài giờ lưu trữ hoặc thời gian giam giữ khi nước từ từ chảy từ bể vào đến cửa xả. Việc giữ nước trong bể trong thời gian dài là không thực tế, vì khối lượng lớn phải xử lý.

 

Bể lắng có thể có hình chữ nhật hoặc hình tròn và thường sâu khoảng 3 mét (10 feet). Một số xe tăng thường được cung cấp và bố trí cho hoạt động song song (song song). Ảnh hưởng (nước chảy vào) được phân phối đồng đều khi nó đi vào bể.

 

Nước thải được làm sạch, được lướt qua khỏi bề mặt khi nó chảy qua các vách ngăn đặc biệt gọi là đập. Lớp chất rắn cô đặc dưới đáy bể được gọi là bùn. Bể lắng hiện đại được trang bị các máy phay cơ học liên tục đẩy bùn về phía phễu thu, nơi nó được bơm ra.

 

Hiệu quả của bể lắng để loại bỏ chất rắn lơ lửng phụ thuộc nhiều vào diện tích bề mặt của nó hơn là độ sâu hoặc thể tích của nó. Một bể tương đối nông với diện tích bề mặt lớn sẽ hiệu quả hơn một bể rất sâu có cùng thể tích nhưng có diện tích bề mặt nhỏ hơn. Tuy nhiên, hầu hết các bể lắng đều sâu không dưới 3 mét (khoảng 10 feet), để cung cấp đủ chỗ cho một lớp bùn và cơ chế cào.

 

Một kỹ thuật gọi là bồi lắng độ sâu nông thường được áp dụng trong các nhà máy xử lý hiện đại. Trong phương pháp này, một số đơn vị hoặc mô-đun có sẵn của ống lồng được lắp đặt gần đỉnh của các bể để tăng diện tích bề mặt hiệu quả của chúng.

 

Do độ tin cậy cao, bộ lọc nhanh là loại bộ lọc phổ biến nhất được sử dụng để xử lý các nguồn cung cấp nước công cộng. Tuy nhiên, các loại bộ lọc khác có thể được sử dụng, bao gồm bộ lọc áp suất, bộ lọc đất tảo cát và bộ lọc vi mô.

 

Một bộ lọc áp lực, thay vì mở ở trên cùng như bộ lọc nhanh theo dòng chảy trọng lực, nó được đặt trong một bể thép hình trụ. Nước được bơm qua bộ lọc dưới áp suất. Trong các bộ lọc đất tảo cát, một vật liệu dạng bột tự nhiên bao gồm vỏ của các sinh vật cực nhỏ gọi là tảo cát được sử dụng làm vật liệu lọc.

 

Bột được hỗ trợ trong một lớp mỏng trên màn hình kim loại hoặc vải, và nước được bơm qua lớp. Bộ lọc áp lực và bộ lọc đất tảo cát được sử dụng thường xuyên nhất cho các ứng dụng công nghiệp hoặc cho bể bơi công cộng.

 

Microstrainers bao gồm một miếng vải bằng thép không gỉ được dệt tinh xảo gắn trên một cái trống quay tròn chìm một phần trong nước. Nước chảy qua một đầu trống và chảy ra qua bên kia, để lại chất rắn lơ lửng phía sau. Các chất rắn bị giữ lại được rửa vào phễu khi chúng được đưa lên khỏi mặt nước bằng trống quay. Các vi lọc được sử dụng chủ yếu để loại bỏ tảo khỏi nguồn nước mặt trước khi lọc dòng chảy trọng lực thông thường. (Chúng cũng có thể được sử dụng trong các quá trình xử lý nước thải tiên tiến.)

 

Đông tụ và keo tụ

Các hạt lơ lửng không thể được loại bỏ hoàn toàn bằng cách lắng. Các hạt lớn, nặng lắng xuống dễ dàng, nhưng các hạt nhỏ hơn và nhẹ hơn lắng xuống rất chậm hoặc trong một số trường hợp không ổn định chút nào. Bởi vì điều này, bước trầm tích thường được bắt đầu bởi một quá trình hóa học được gọi là đông tụ.

 

Hóa chất (chất keo tụ) được thêm vào nước để đưa các hạt không dính vào nhau tạo thành khối lớn hơn, nặng hơn của chất rắn gọi là floc. Nhôm sunfat (phèn) là chất keo tụ phổ biến nhất được sử dụng để lọc nước. Các hóa chất khác, chẳng hạn như sắt sulfat hoặc natri aluminate, cũng có thể được sử dụng.

 

Sự đông tụ thường được thực hiện trong hai giai đoạn: trộn nhanh và trộn chậm. Trộn nhanh dùng để phân tán các chất keo tụ đều trong nước và để đảm bảo phản ứng hóa học hoàn toàn. Đôi khi điều này được thực hiện bằng cách thêm các hóa chất ngay trước máy bơm, cho phép các cánh bơm của máy bơm thực hiện việc trộn.

 

Tuy nhiên, thông thường, một bể trộn flash nhỏ cung cấp khoảng một phút thời gian giam giữ. Sau khi trộn flash, cần có thời gian khuấy nhẹ nhàng lâu hơn để thúc đẩy va chạm hạt và tăng cường sự phát triển của khối. Kích động nhẹ nhàng, hoặc trộn chậm, được gọi là keo tụ; nó được hoàn thành trong một chiếc xe tăng cung cấp ít nhất nửa giờ thời gian giam giữ.

 

Bể keo tụ có các máy trộn kiểu mái chèo gỗ, từ từ quay trên trục điều khiển động cơ nằm ngang. Sau khi keo tụ nước chảy vào bể lắng. Một số nhà máy xử lý nước kết hợp đông tụ và bồi lắng trong một đơn vị thép đúc sẵn duy nhất được gọi là bể tiếp xúc với chất rắn.

 

Thanh lọc nước

Xử lý nước: Thanh lọc nước

Ngay cả sau khi đông tụ và keo tụ, sự lắng đọng không loại bỏ đủ các tạp chất lơ lửng trong nước để làm cho nó trong suốt. Các khối vô nghĩa còn lại gây ra độ đục đáng chú ý trong nước và có thể bảo vệ vi khuẩn khỏi khử trùng. Lọc là một quá trình vật lý loại bỏ các tạp chất này khỏi nước bằng cách thấm qua bên dưới qua một lớp hoặc lớp vật liệu xốp, dạng hạt như cát. Các hạt lơ lửng bị giữ lại trong các lỗ rỗng của vật liệu lọc, cũng loại bỏ các động vật nguyên sinh có hại và màu sắc tự nhiên. Hầu hết các nguồn cung cấp nước mặt đều yêu cầu lọc sau các bước đông máu và lắng. Tuy nhiên, đối với nước bề mặt có độ đục và màu thấp, có thể sử dụng quy trình lọc trực tiếp, không đi trước quá trình lắng, có thể được sử dụng.

 

Hai loại bộ lọc cát đang được sử dụng: chậm và nhanh. Bộ lọc chậm đòi hỏi diện tích bề mặt lớn hơn nhiều so với bộ lọc nhanh và khó làm sạch. Hầu hết các nhà máy xử lý nước hiện đại hiện nay đều sử dụng các bộ lọc đa phương tiện nhanh chóng sau quá trình đông tụ và lắng. Một bộ lọc đa phương tiện bao gồm một lớp than antraxit bên trên một lớp cát mịn. Lớp than phía trên bẫy hầu hết các khối lớn, và các hạt cát mịn hơn ở lớp dưới bẫy các tạp chất nhỏ hơn. Quá trình này được gọi là lọc sâu, vì các tạp chất không chỉ đơn giản được sàng lọc hoặc loại bỏ ở bề mặt của lớp lọc, như trường hợp trong các bộ lọc cát chậm. Để tăng cường lọc sâu, cái gọi là bộ lọc đa phương tiện được sử dụng trong một số nhà máy xử lý. Chúng có một lớp thứ ba, bao gồm một khoáng chất dày đặc hạt mịn gọi là garnet, ở cuối giường.

 

Các bộ lọc nhanh được đặt trong các cấu trúc bê tông hình hộp, với nhiều hộp được bố trí ở cả hai phía của một phòng trưng bày đường ống. Một bể lớn gọi là giếng trong thường được xây dựng dưới các bộ lọc để giữ nước được làm rõ tạm thời. Một lớp sỏi thô thường hỗ trợ phương tiện lọc. Khi bị tắc bởi các hạt được lấy ra khỏi nước, lớp lọc phải được làm sạch bằng cách rửa ngược. Trong quy trình rửa ngược, hướng của dòng chảy qua bộ lọc bị đảo ngược. Nước sạch được buộc lên trên qua các phương tiện truyền thông, mở rộng giường lọc một chút và mang theo các tạp chất trong máng rửa. Nước rửa ngược được phân phối đồng đều trên đáy bộ lọc bằng hệ thống ống ngầm đục lỗ hoặc khối gạch xốp.

 

Khử trùng nước

Xử lý nước: Khử trùng nước

Quá trình Khử trùng nước tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh và là điều cần thiết để ngăn ngừa sự lây lan của bệnh truyền qua đường nước. Điển hình là quá trình cuối cùng trong xử lý nước uống, nó được thực hiện bằng cách áp dụng các hợp chất clo hoặc clo, ozone hoặc tia cực tím vào nước để khử trùng.

 

Khử trùng bằng clo

Việc bổ sung clo hoặc hợp chất clo vào nước uống được gọi là clo hóa. Các hợp chất clo có thể được áp dụng ở dạng lỏng và rắn, ví dụ như natri hypoclorit lỏng hoặc canxi hypochlorite ở dạng viên hoặc dạng hạt. Tuy nhiên, việc áp dụng trực tiếp clo dạng khí từ các thùng thép chịu áp lực thường là phương pháp kinh tế nhất để khử trùng khối lượng nước lớn.

 

Các vấn đề về mùi vị hoặc mùi được giảm thiểu với liều lượng clo thích hợp tại nhà máy xử lý và nồng độ còn lại có thể được duy trì trên toàn hệ thống phân phối để đảm bảo mức độ an toàn tại các điểm sử dụng. Clo có thể kết hợp với một số hợp chất hữu cơ tự nhiên trong nước để tạo ra chloroform và các sản phẩm phụ có hại khác (trihalomethanes). Tuy nhiên, rủi ro này là nhỏ, khi clo được sử dụng sau khi đông tụ, lắng cặn và lọc.

 

Việc sử dụng các hợp chất clo được gọi là chloramines (clo kết hợp với amoniac) để khử trùng nguồn cung cấp nước công cộng đã gia tăng kể từ đầu thế kỷ 21. Phương pháp khử trùng này thường được gọi là khử trùng bằng clo. Tác dụng khử trùng của chloramines tồn tại lâu hơn so với clo, bảo vệ chất lượng nước hơn nữa trong toàn bộ hệ thống phân phối. Ngoài ra, chloramines làm giảm thêm các vấn đề về mùi vị và mùi và tạo ra các sản phẩm phụ có hại thấp hơn, so với việc sử dụng clo đơn thuần.

Khử trùng nươc bằng Ozone

Xử lý nước: Khử trùng nước bằng Ozone

Khí Ozone có thể được sử dụng để khử trùng nước uống. Tuy nhiên, vì ozone không ổn định, nó không thể được lưu trữ và phải được sản xuất tại chỗ, làm cho quá trình này tốn kém hơn so với clo. Ozone có ưu điểm là không gây ra vấn đề về mùi vị hoặc mùi; Nó không để lại dư trong nước khử trùng. Tuy nhiên, việc thiếu ozone dư khiến khó theo dõi hiệu quả liên tục của nó khi nước chảy qua hệ thống phân phối.

 

Khử trùng nươc bằng Tia cực tím

Bức xạ cực tím tiêu diệt mầm bệnh và việc sử dụng nó như một chất khử trùng giúp loại bỏ sự cần thiết phải xử lý hóa chất. Nó không gây ra vấn đề về hương vị hoặc mùi. Nhưng đòi hỏi chi phí cao cho ứng dụng, làm cho nó trở thành một đối thủ kém cạnh tranh hơn so với clo hoặc ozone như một chất khử trùng.

 

Xử lý nước bổ sung

Làm sạch và khử trùng nước là các quy trình thông thường để làm sạch nguồn nước mặt. Các kỹ thuật khác có thể được sử dụng bổ sung, hoặc riêng biệt, để loại bỏ các tạp chất nhất định, tùy thuộc vào chất lượng của nước thô.

 

Sử dụng màng lọc nước

Một số loại màng bán tổng hợp có thể được sử dụng để ngăn chặn dòng chảy của các hạt và phân tử trong khi cho phép các phân tử nước nhỏ hơn đi qua dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh. Hệ thống lọc màng điều khiển áp lực bao gồm vi lọc (MF), siêu lọc (UF) và thẩm thấu ngược (RO); về cơ bản chúng khác nhau về áp suất sử dụng và kích thước lỗ rỗng của màng.

 

Hệ thống RO hoạt động ở áp suất tương đối cao và có thể được sử dụng để loại bỏ các hợp chất vô cơ hòa tan trong nước. (RO cũng được sử dụng để khử muối, được mô tả dưới đây.) Cả hai hệ thống MF và UF hoạt động dưới áp suất thấp hơn và thường được sử dụng để loại bỏ các hạt và vi khuẩn. Chúng có thể cung cấp sự đảm bảo của nước uống an toàn vì các chất gây ô nhiễm vi khuẩn (vi rút, vi khuẩn và động vật nguyên sinh) có thể được loại bỏ hoàn toàn bằng hàng rào vật lý. Lọc màng áp suất thấp của các nguồn cung cấp nước công cộng đã tăng đáng kể kể từ cuối những năm 1990 vì những cải tiến trong công nghệ sản xuất màng và giảm chi phí.

 

Làm mềm nước

Làm mềm là quá trình loại bỏ muối canxi và magiê hòa tan gây ra độ cứng trong nước. Nó đạt được bằng cách thêm các hóa chất tạo thành kết tủa không hòa tan hoặc trao đổi ion. Hóa chất được sử dụng để làm mềm bao gồm canxi hydroxit (vôi tôi) và natri cacbonat (tro soda). Phương pháp làm mềm nước vôi-soda phải được theo sau bằng quá trình lắng và lọc để loại bỏ kết tủa. Trao đổi ion được thực hiện bằng cách cho nước đi qua các cột của nhựa tự nhiên hoặc tổng hợp, trao đổi các ion natri cho các ion canxi và magiê. Các cột trao đổi ion cuối cùng phải được tái sinh bằng cách rửa bằng dung dịch natri clorua.

 

Sục khí

Sục khí là một quá trình xử lý vật lý được sử dụng để kiểm soát mùi, loại bỏ sắt hòa tan và mangan. Nó bao gồm phun nước vào không khí hoặc xếp xuống dưới qua các khay đục lỗ. Khí hòa tan gây ra mùi hôi được truyền từ nước vào không khí. Oxy từ không khí, trong khi đó, phản ứng với bất kỳ sắt và mangan trong nước, tạo thành kết tủa được loại bỏ bằng quá trình lắng và lọc.

 

Hấp phụ carbon

Một phương pháp hiệu quả để loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan là hấp phụ bằng than hoạt tính. Hấp phụ là khả năng của một hạt rắn để thu hút các phân tử lên bề mặt của nó. Bột carbon trộn với nước có thể hấp phụ và giữ nhiều tạp chất hữu cơ khác nhau. Khi carbon được bão hòa với các tạp chất, nó được làm sạch hoặc kích hoạt lại bằng cách nung nóng đến nhiệt độ cao trong một lò đặc biệt.

 

Sử dụng Fluor

Nhiều cộng đồng làm giảm tỷ lệ sâu răng ở trẻ nhỏ bằng cách thêm natri florua hoặc các hợp chất flo khác vào nước lọc. Liều lượng florua phải được kiểm soát cẩn thận. Nồng độ thấp có lợi và không gây ra tác dụng phụ có hại, nhưng nồng độ fluoride rất cao có thể gây đổi màu men răng.

 

Khử muối trong nước

Khử muối là tách nước ngọt từ nước mặn hoặc nước lợ. Những tiến bộ lớn trong công nghệ khử muối đã diễn ra từ những năm 1950, do nhu cầu cung cấp nước ngọt đã tăng lên ở những khu vực khô cằn và đông dân trên thế giới. Nước khử muối là nguồn cung cấp chính của thành phố tại các khu vực thuộc vùng Caribbean, Trung Đông và Bắc Phi, và việc sử dụng nó đang gia tăng ở phía đông nam Hoa Kỳ. Mặc dù nó tương đối đắt tiền để sản xuất, nước khử muối có thể kinh tế hơn so với việc thay thế vận chuyển một lượng lớn nước ngọt trên một khoảng cách dài.

 

Có hai loại kỹ thuật khử muối cơ bản: quy trình nhiệt và quy trình màng. Cả hai loại đều tiêu thụ một lượng năng lượng đáng kể. Phương pháp nhiệt liên quan đến truyền nhiệt và thay đổi pha của nước từ chất lỏng thành hơi hoặc nước đá. Các phương pháp màng sử dụng các tấm nhựa đặc biệt rất mỏng đóng vai trò là hàng rào chọn lọc, cho phép tách nước tinh khiết khỏi muối.

 

Quá trình nhiệt

Chưng cất là một quá trình nhiệt bao gồm sưởi ấm, bay hơi và ngưng tụ, là công nghệ khử muối lâu đời nhất và được sử dụng rộng rãi nhất. Các phương pháp hiện đại để chưng cất một lượng lớn nước muối dựa trên thực tế là nhiệt độ sôi của nước được hạ xuống khi áp suất không khí giảm, làm giảm đáng kể lượng năng lượng cần thiết để làm bay hơi nước. Các hệ thống sử dụng nguyên lý này bao gồm chưng cất flash nhiều tầng, chưng cất đa hiệu ứng và chưng cất nén hơi.

 

Chưng cất đa tác dụng cũng diễn ra trong một loạt các bình áp suất thấp (hiệu ứng), nhưng nó khác với chưng cất đa tầng trong đó nước muối được làm nóng trước được phun vào các ống bay hơi để thúc đẩy sự bay hơi nhanh trong mỗi tàu. Quá trình này đòi hỏi phải bơm nước muối từ hiệu ứng này sang hiệu ứng tiếp theo.

 

Trong hệ thống nén hơi, nhiệt được cung cấp bằng cách nén hơi chứ không phải bằng đầu vào nhiệt trực tiếp từ nồi hơi. Khi hơi được nén nhanh, nhiệt độ của nó tăng lên. Một số hơi nén và được làm nóng sau đó được tái chế thông qua một loạt các ống đi qua buồng áp suất giảm, nơi xảy ra sự bốc hơi nước muối. Điện là nguồn năng lượng chính cho quá trình này. Nó được sử dụng cho các ứng dụng khử muối quy mô nhỏ, ví dụ, tại các khu nghỉ mát ven biển.

 

Hai quá trình nhiệt khác là làm ẩm bằng ánh sáng mặt trời và đóng băng. Trong độ ẩm của mặt trời, nước mặn được thu thập trong các lưu vực cạn trong một khu vực tĩnh, một cấu trúc tương tự như nhà kính. Nước được làm ấm khi ánh sáng mặt trời xuyên qua các tấm kính hoặc nhựa nghiêng. Hơi nước bốc lên, ngưng tụ trên nắp máy làm mát và chảy xuống máng thu gom. Năng lượng nhiệt từ mặt trời là miễn phí, nhưng năng lượng mặt trời vẫn tốn kém để xây dựng, đòi hỏi diện tích đất rộng và cần thêm năng lượng để bơm nước đến và đi từ cơ sở. Các đơn vị làm ẩm mặt trời thích hợp để cung cấp nước khử muối cho từng gia đình hoặc cho những ngôi làng rất nhỏ nơi có nhiều ánh sáng mặt trời.

 

Quá trình đóng băng, còn được gọi là quá trình kết tinh, liên quan đến việc làm lạnh nước muối để tạo thành tinh thể băng tinh khiết. Các tinh thể băng được tách ra khỏi nước muối không đông, rửa sạch để loại bỏ muối còn lại, sau đó tan chảy để tạo ra nước ngọt. Về mặt lý thuyết, đông lạnh hiệu quả hơn so với chưng cất, và quy mô cũng như các vấn đề ăn mòn được giảm bớt ở nhiệt độ vận hành thấp hơn, nhưng những khó khăn cơ học trong việc xử lý hỗn hợp nước đá và nước ngăn cản việc xây dựng các nhà máy thương mại quy mô lớn. Ở vùng khí hậu nóng, rò rỉ nhiệt vào cơ sở cũng là một vấn đề đáng kể.

 

Quá trình màng

Hai quá trình màng quan trọng về mặt thương mại được sử dụng để khử muối là điện phân và thẩm thấu ngược. Chúng được sử dụng chủ yếu để khử các nguồn cung cấp nước lợ hoặc khoáng chất cao hơn là nước biển mặn hơn nhiều. Trong cả hai phương pháp, các tấm nhựa mỏng đóng vai trò là hàng rào chọn lọc, cho phép nước ngọt nhưng không có muối chảy qua.

 

Hầu hết các muối hòa tan trong nước tồn tại dưới dạng các hạt tích điện gọi là các ion. Một nửa được tích điện dương (ví dụ: natri) và một nửa được tích điện âm (ví dụ: clorua). Trong điện phân, một điện áp được đặt trên dung dịch muối. Điều này làm cho các ion di chuyển về phía điện cực có điện tích trái dấu với điện tích của chúng.

 

Trong một quá trình điện phân điển hình, hàng trăm màng nhựa có thể thấm chọn lọc vào các ion dương hoặc ion âm, nhưng không phải cả hai, được đặt cách nhau gần nhau và liên kết với nhau bằng các điện cực ở bên ngoài. Nước mặn chảy vào giữa các tấm màng. Dưới điện áp ứng dụng, các ion di chuyển theo hướng ngược nhau qua các màng, nhưng chúng bị giữ lại bởi màng tiếp theo trong ngăn xếp. Điều này hình thành các tế bào xen kẽ của nước muối loãng và nước muối. Dung dịch loãng hơn được tái chế qua ngăn xếp cho đến khi đạt chất lượng nước ngọt.

 

Khi một màng bán kết tách hai dung dịch có nồng độ khác nhau, có xu hướng tự nhiên để nồng độ trở nên cân bằng. Nước chảy từ phía pha loãng sang phía cô đặc. Quá trình này được gọi là thẩm thấu. Tuy nhiên, một áp suất cao áp dụng cho phía tập trung có thể đảo ngược hướng của dòng chảy này. Trong thẩm thấu ngược, nước mặn được bơm vào bình và được áp suất vào màng. Nước ngọt khuếch tán qua màng, để lại dung dịch muối đậm đặc hơn phía sau.

 

Bên cạnh chưng cất đèn flash nhiều tầng, thẩm thấu ngược là quá trình khử muối thứ hai. Nó sẽ đóng một vai trò lớn hơn trong việc khử muối nước biển và nước lợ khi các màng bền hơn được phát triển. Nó cũng có thể được áp dụng để xử lý tiên tiến nước thải đô thị và nước thải công nghiệp.

 

Quá trình đồng phát

Chi phí khử muối được giảm bằng cách sử dụng các quá trình đồng phát và lai. Các nhà máy khử mặn đồng phát (hoặc hai mục đích) là các cơ sở quy mô lớn sản xuất cả năng lượng điện và nước biển khử muối. Phương pháp chưng cất nói riêng là thích hợp cho đồng phát. Hơi nước áp suất cao chạy máy phát điện có thể được tái chế trong thiết bị chưng cất nước muối. Điều này làm giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu so với những gì cần thiết nếu các cơ sở riêng biệt được xây dựng. Đồng phát rất phổ biến ở Trung Đông và Bắc Phi.

 

Các hệ thống hybrid là các đơn vị hoạt động với hai hoặc nhiều quá trình khử muối khác nhau (ví dụ: chưng cất và thẩm thấu ngược). Họ cung cấp lợi ích kinh tế hơn nữa khi làm việc trong các nhà máy đồng phát, kết hợp hiệu quả hoạt động của từng quy trình.

 

Xử lý nước thải

Xử lý nước uống

 

Khử muối tạo ra nước ngọt nhưng nước muối cũng là một lượng nước thải đáng kể. Vì chất gây ô nhiễm chính trong nước muối là muối, nên việc thải bỏ trong đại dương thường không phải là vấn đề đối với các cơ sở nằm gần bờ biển. Tại các cơ sở khử mặn nội địa, phải cẩn thận để ngăn ngừa ô nhiễm nước ngầm hoặc nước mặt. Các phương pháp xử lý nước muối bao gồm pha loãng, bay hơi, bơm vào tầng chứa nước muối và vận chuyển đường ống đến điểm xử lý thích hợp.

Bài viết liên quan

Hóa chất xử lý nước là gì?
Apr 20, 2019

Hóa chất xử lý nước là gì?

Hóa chất xử lý nước là tên gọi chung của các loại hóa chất có thể khử sạch...
14 loại Hóa chất xử lý nước phổ biến nhất
May 01, 2019

14 loại Hóa chất xử lý nước phổ biến nhất

Ở phần kiến thức cơ bản của bài viết Hóa chất xử lý nước là gì, BTC đã có đề cập đến 4 nhóm hóa...
Quy trình xử lý nước
May 07, 2019

Quy trình xử lý nước

Xử lý nước là quá trình loại bỏ các hợp chất hóa học không mong muốn, các chất hữu cơ, vô cơ,...
3 phương pháp xử lý nước phổ biến
May 09, 2019

3 phương pháp xử lý nước phổ biến

Clo được chấp nhận phổ biến như một chất khử trùng nước an toàn và hiệu quả. Sử dụng các...
Xử lý nước: Quá trình phát triển
May 25, 2019

Xử lý nước: Quá trình phát triển

Xử lý nước là sự thay đổi nguồn nước để đáp ứng chất lượng nước đã được chỉ...