Các giải pháp lọc nước biển thành nước ngọt, khử muối nước biển, nước nhiễm mặn được cung cấp bởi TVTS áp dụng từ quy mô nhỏ đến các nhà máy quy mô vừa và lớn.

Lọc nước biển thành nước ngọt được hiểu là quá trình tách các phân tử muối ra khỏi dung dịch nước biển. Sản phẩm thu được là nước tinh khiết hoặc nước còn khoáng. Chỉ số TDS dưới 500 ppm, đạt tiêu chuẩn cho việc sử dụng làm nước sinh hoạt hoặc sản xuất.

1. Việc xử lý nước biển thành nước ngọt có thật sự cần thiết?

Ngày nay, việc khan hiếm nước đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng và ngày càng gia tăng, khử muối nước biển để sản xuất nước ngọt có thể là chìa khóa để tạo ra một nguồn nước uống đáng tin cậy.

Để trả lời cho câu hỏi lọc nước biển thành nước ngọt có thật sự cần thiết? Thì việc tạo ra nước sinh hoạt từ nguồn nước đồi dào chiếm ¾ diện tích trái đất là rất cần thiết và hữu ích. Đặc biệt đối với các miền hải đảo, quần đảo cần cung cấp nước ngọt từ đất liền. Việc lọc nước mặn thành nước uống sẽ đóng vai trò quan trọng và đóng góp ý nghĩa vô cùng to lớn.

Các thiết bị và công nghệ tách muối từ nước mặn hay nước nhiễm mặn, sản xuất nước ngọt sẽ có hiệu quả xử lý khác nhau. Chất lượng phụ thuộc vào:

• Yêu cầu về chất lượng nước sạch sau quá trình xử lý.
• Hiệu suất hay tỉ lệ thu hồi nước ngọt từ thiết bị.
• Tuổi thọ thiết bị lọc.
• Chi phí đầu tư ban đầu.

2. Phân biệt giữa hệ thống lọc nước biển và máy lọc nước mặn thành nước ngọt

Điểm phân biệt rõ nhất giữa hệ thống lọc nước biển và máy lọc nước biển đó là công suất. Công suất của hệ thống thường sẽ lớn hơn máy lọc nước. Nói chung hai thuật ngữ này đều muốn nói đến một thiết bị có khả năng lọc nước ngọt từ nước mặn.

Bảng so sánh giữa máy lọc nước mặn và hệ thống lọc nước mặn thành nước ngọt tại TVTS:

	Máy lọc nước mặn	Hệ thống lọc nước mặn
Công suất	10 lít/giờ đến 500 lít/giờ	1000 lít/giờ đến 1.000.000 lít/giờ (1000 m3/giờ) và có thể lớn hơn nữa.
TDS cho phép	< 25.000 ppm tùy thuộc yêu cầu từ khách hàng	< 45.000 ppm tùy thuộc yêu cầu từ khách hàng
Tỉ lệ thu hồi	<30%	<45%

2.1 Hệ thống lọc nước mặn thành nước ngọt

Hệ thống lọc nước mặn thành nước ngọt là một quy trình xử lý nước, bao gồm các thiết bị và công nghệ được thiết kế, lắp đặt tại một địa điểm công trình. Phù hợp với mục đích sử dụng, điều kiện khí hậu và địa chất thủy văn tại khu vực đó.

Hệ thống lọc nước biển tại một dự án của TVTS có quy trình xử lý như sau:

[Quy trinh cong nghe he thong loc nuoc bien thanh nuoc ngot]

Mô tả chức năng của từng công nghệ xử lý nước biển

2.1.1 Tiền xử lý

– Dòng nước biển thô đầu tiên sẽ đi qua giai đoạn tiền xử lý của hệ thống, và theo các giới hạn mở rộng cho dãy giá trị SDI lên đến 20 %·min-1 (Chỉ số đóng cặn), chỉ giai đoạn tiền xử lý dạng cơ đơn giản cần thiết cho quá trình này.

– Giai đoạn tiền xử lý bao gồm lọc cát nhiều lớp, lọc tinh (cartridge 10 µm).

2.1.2 Module xử lý

–  Sử dụng loại vật liệu màng tiên tiến nhất được gọi là TFC – Thin Film Composite of Polyamide/Polysulfone material. Không dùng hóa chất xử lý, chỉ dùng acid hoặc kiềm để điều chỉnh giá trị pH. Việc xử lý nước biển bằng Module RO đảm bảo một quá trình hoàn toàn tự nhiên và chất lượng của nước ngọt tinh khiết đạt tiêu chuẩn mà không bị ảnh hưởng bởi bất kỳ ô nhiễm hóa chất nào.

–  Sau khi qua bơm cao áp và các bước lọc sơ bộ, nước biển được cấp vào Modul RO. Ở đây nước được phân tích với tỷ lệ đạt 30-45% ngọt. Phần nước chứa muối sẽ được đưa trả lại biển. Nước ngọt sau khi lọc, được bơm đẩy lên bể điều hòa ở độ cao +37m và hòa vào mạng lưới cung cấp đã được xây dựng ở giai đoạn I.

2.1.3 Tẩy rửa màng

–  Tùy thuộc vào áp lực vận hành cao, sau khoảng 600 đến 800 giờ vận hành, màng thẩm thấu cần được tẩy rửa. Quá trình tẩy rửa được được bắt đầu bằng một số bước vận hành thông thường như chuyển van, đổ hóa chất tẩy rửa vào bể chứa. Các trình tự làm sạch được điều khiển tự động bằng PLC. (Trong xây dựng hệ thống làm sạch màng tự động)

–  Đối với quy trình làm sạch, duy nhất giải pháp làm sạch vô hại được sử dụng để loại bỏ tắc nghẽn hoặc đóng cặn khác.

Nhìn chung việc đầu tư hệ thống lọc nước mặn thành nước uống hiện nay khá đắt đỏ. Mức chi phí cho hệ thống lọc công suất 100 m3/ngày đêm giao động từ 10 tỷ – 20 tỷ vnđ.

Việc lựa chọn hệ thống lọc tùy thuộc vào chất lượng nước sau xử lý và ngân sách. Giá cả đi theo chất lượng. Chỉ có giá phù hợp và có lợi về mặt đầu tư nhất chứ không nên lựa chọn giá rẻ nhất.

2.2 Công nghệ xử lý nước mặn thành nước nước sinh hoạt tại TVTS

Đáp ứng xu hướng phát triển và nhu cầu thị trường xử lý nước biển thành nước ngọt. Công ty TVTS cung cấp các thiết bị và công nghệ màng RO với module TSRO và PFRO phục vụ việc lọc nước biển thành nước ngọt đạt tiêu chuẩn của bộ y tế cho uống. Đảm bảo an toàn sử dụng cho sinh hoạt và sản xuất.

Các module TSRO hay PFRO được thiết kế để lắp ráp thành hệ thống xử lý nước biển cố định hoặc di động. Hệ thống sẽ được lắp đặt tại các nhà máy với công suất lớn. Tuy nhiên chúng tôi vẫn đáp ứng các công suất nhỏ tùy thuộc theo nhu cầu từ phía khách hàng.

TVTS là nhà thầu chuyên cung cấp dịch vụ tư vấn thiết kế, giải pháp thi công, đề xuất công nghệ, thi công hoàn thiện hệ thống khử muối nước biển. Chúng tôi sẽ là sự lựa chọn tốt nhất cho khách hàng trong lĩnh vực lọc nước biển và xử lý nước nhiễm mặn.

Các thiết bị được TVTS sử dụng cho hệ thống xử lý nước biển có xuất xứ hầu hết từ các nước Châu Âu và Châu Mỹ. Vì vậy, các hệ thống này có khả năng chống ăn mòn cao từ nước biển. Hệ thống điều khiển van, bơm hoàn toàn tự động, chống rò rỉ nước và toàn tuyệt đối trong quá trình vận hành.

2.3 Máy lọc nước mặn tại TVTS

Bên cạnh hệ thống lọc khử mặn, TVTS còn cung cấp máy lọc nước biển thành nước uống công suất từ 1m3/ngày đêm đến 30 m3/ngày đêm. Các thiết bị này cho tỉ lệ thu hồi nước sạch từ 20 đến 50%.

Khi khách hàng có yêu cầu các máy lọc nước cho gia đình với công suất nhỏ hơn. Vui lòng liên hệ trực tiếp với chúng tôi để được hỗ trợ kỹ thuật và chi phí tốt nhất.

2.4 Chia sẻ cách tự làm máy lọc nước mặn (tự chế).

Máy lọc nước mặn tự chế chủ yếu được sử dụng tại các hộ gia đình muốn sản xuất nước ngọt từ nước biển với công suất nhỏ. Nguyên lý được ứng dụng trong các thiết bị lọc nước biển tự chế là làm bay hơi nước.

Thiết bị này là sáng kiến của 2 nữ sinh Thu Ngân và Yến Linh – Hậu Giang – năm 2016

Mô tả:

Nước biển được lọc cặn sơ bộ và đưa vào thiết bị để trải qua quá trình bay hơi nước biển. Thiết bị bao gồm:

• Thùng chứa nước nước biển cần được bay hơi
• Tấm nilon/vải màu đen trải dưới đáy bể để giúp nước hấp thụ ánh sáng mặt trời hoàn toàn
• Tấm kính thủy tinh, lăng kính và thấu kính để khuếch đại năng lượng của ánh sáng mặt trời
• Khay dẫn và bình chứa nước sạch được tạo ra

Phương pháp này đã được nhiều bà con nghèo ứng dụng và mang lại nhiều hiệu quả.

Máy lọc nước mặn thành nước ngọt tự chế với chi phí thấp. Mang lại nhiều giá trị cho nhà dân vùng hải đảo. Tuy nhiên, hạn chế của máy lọc là không sử dụng được vào những ngày không có nắng và ngày mưa. Hơn nữa, tuổi thọ của thiết bị cũng chưa được có bảng thử nghiệm đánh giá. Dễ gây ô nhiễm môi trường nếu chất thải của thiết bị sau sử dụng không được quản lý nghiêm ngặt.

3. Các phương pháp và công nghệ lọc nước biển thành nước ngọt hiệu quả nhất hiện nay

Các công nghệ lọc nước biển thành nước ngọt hay lọc nước mặn thành nước uống đang ngày một phổ biến bởi tính cấp thiết của chúng.

Một số phương pháp lọc nước biển thành nước ngọt (hay lọc nước biển thành nước uống/nước sinh hoạt) được kể đến, như là:

3.1 Phương pháp lọc cơ học:

Phương pháp lọc cơ học là sử dụng màng lọc để loại bỏ các hạt cặn, vi khuẩn, phân tử muối hòa tan có trong nước. Hiện nay điển hình trong ứng dụng phương pháp lọc cơ học là công nghệ màng thẩm thấu ngược RO.

Công nghệ màng lọc RO (Reverse Osmosis) là một trong những phương pháp quan trọng để lọc nước biển thành nước ngọt. Đây là một quá trình lọc cơ học sử dụng màng lọc để loại bỏ muối và các tạp chất khỏi nước biển bằng cách áp dụng áp suất.

Màng RO đang được sử dụng rộng rãi trong việc xử lý nước biển, lọc nước mặn thành nước ngọt hay xử lý nước nhiễm mặn về nước sinh hoạt.

Công nghệ màng RO có nhiều ưu điểm, bao gồm hiệu suất lọc cao và khả năng loại bỏ nhiều loại tạp chất khác nhau. Tuy nhiên, RO sẽ sử dụng áp suất cao và tiêu tốn năng lượng, và cần bảo trì định kỳ màng lọc để duy trì hiệu suất. Màng lọc RO cũng có thể bị tắc nghẽn bởi các tạp chất và cần được làm sạch hoặc thay thế định kỳ.

Trên thị trường có khá nhiều hãng sản xuất và nhà cung ứng màng RO. Giá cả theo đó cũng rất cạnh tranh. Việc lựa chọn ra được một nhà cung cấp uy tín thật sự khá khó khăn.

3.2 Chưng cất:

Chưng cất áp suất thấp: Sử dụng phương pháp chưng cất ở áp suất thấp để biến nước biển thành hơi nước, sau đó ngưng nguồn nhiệt để tụ nước hơi thành nước ngọt. Quá trình này gọi là chưng cất đa tầng.

Chưng cất nhiệt độ cao: Sử dụng nhiệt độ cao để chưng cất nước biển thành hơi nước. Sau đó lấy hơi nước và làm nguội nó để tụ nước tinh khiết.

Công nghệ ứng dụng nguyên lý chưng cất hiện nay là thiết bị bay hơi (evaporators). Thiết bị hoạt động bằng cách nén áp suất âm và làm bay hơi nước ra khỏi dung dịch muối. Sản phẩm sau quá trình bay hơi là nước tinh khiết và muối tinh.

Công nghệ này tuy giúp thu được cả nước ngọt và muối nhưng không được sử dụng rộng rãi. Các lý do xoay quanh chi phí đầu tư và vận hành đắt đỏ. Quá trình vận hành tiêu hao khá nhiều năng lượng.

3.3 Trao đổi ion:

Trao đổi ion là quá trình sử dụng các ion tạo kết tủa với các gốc axit tạo muối trong nước biển. Cụ thể quá trình sử dụng ion như canxi, magie để thay thế ion natri, sau đó loại bỏ các muối kết tủa.

3.4 Năng lượng mặt trời:

Thiết bị lọc nước mặn thành nước ngọt dựa trên nguyên lý chưng cất chất lỏng và năng lượng mặt trời. Công nghệ được gọi chung là Solar Desalination. Quá trình xử lý nước biển bằng năng lượng mặt trời. Bằng việc sử dụng năng lượng mặt trời để chuyển hóa thành điện năng và nhiệt năng. Nước muối cũng sẽ được làm bay hơi và kết quả thu được phân tử nước tinh khiết và muối khô.

4. Một số nhà máy lọc nước biển thành nước ngọt tại Việt Nam

Trong tình trạng nước sạch ngày một khan hiếm, các công nghệ và giải pháp khử muối ngày càng được quan tâm và chú trọng. Mặc dù không nằm trong số các quốc gia khan hiểm nước. Nhưng Việt Nam đã có chủ trương và triển khai kế hoạch xây lắp các trạm khử muối nước biển sản xuất nước ngọt. Với mục đích phục vụ nhu cầu sinh hoạt cho bà con vùng hải đảo. Một số nhà máy được kể đến như:

4.1 Nhà máy lọc nước biển thành nước ngọt tại xã An Bình, huyện đảo Lý Sơn (Quảng Ngãi).

Nhà máy là quà tặng của đất nước Hàn Quốc đến người dân biển đảo Lý Sơn. Được khởi công xây dựng năm 2012.

Thông tin về nhà máy sản xuất nước sinh hoạt từ nước biển huyện đảo Lý Sơn:

• Công suất: 200 m3/ngày đêm.
• Công suất thiết kế 200 m3 nước biển đầu vào. Thực tế hệ thống hiện nay chỉ có thể vận hành với công suất chưa đến 100 m3/ngày và phục vụ nhu cầu nước sạch cho khoảng 98 hộ gia đình (nguồn báo Tiền Phong).
• Nhà cung cấp thiết bị: Công ty Doosan Vina.
• Hoạt động: 2012.
• Vốn đầu tư: 1 triệu USD.

4.2 Nhà máy cấp nước tập trung huyện đảo Cồn Cỏ, tỉnh Quảng Trị, Việt Nam

Nhà máy cấp nước lắp đặt hệ thống xử lý nước biển thành nước ngọt khởi công vào cuối năm 2022. Được thiết kế với công suất 300 m3/ngày đêm, tỉ lệ thu hồi 30-40%. Tương đương khi hệ thống vận hành cứ 10 m3 nước biển sẽ cho ra 3-4 m3 nước ngọt.

• Công nghệ được ứng dụng: màng RO ROCHEM từ Đức. Module màng TSRO.
• Công suất: 300 m3/ngày đêm.
• Địa điểm lắp đặt: huyện đảo Cồn Cỏ, tỉnh Quảng Trị, Việt Nam.
• Nhà cung cấp: Công ty Cổ phần Dịch vụ Kỹ thuật Thịnh Vượng.
• Hoạt động: 2023.

Liên hệ với chúng tôi để thảo luận nhiều hơn về dự án cụ thể của bạn. Cùng tìm hiểu các giải pháp khử mặn hiệu quả và tiết kiệm chi phí giúp bạn đạt được mục tiêu của mình.