Các phương pháp xử lý nước.
Khoa học phát triển, rất nhiều phương pháp xử lý nước được phát minh để đáp ứng số lượng nước sinh hoạt và ăn uống của con người ngày một gia tăng. Tuy nhiên giữa hàng chục có thể thấy công nghệ xử lý nước bằng màng thẩm thấu ngược RO hiện đang là giải pháp tiên tiến và tối ưu nhất. Qua tìm hiểu các phương pháp xử lý dưới đây, chúng ta sẽ thấy rõ điều này.
1. Khử muối bằng màng tiếp xúc trực tiếp
Nếu có thể khai thác đại dương bao la, tất cả mọi người sẽ có thừa nước uống. Nhưng để được vậy cần phải khử muối, các công nghệ hiện có thực hiện việc này không hiệu quả và tốn kém.
Đó là lý do tại sao phương pháp mới do giáo sư Kamalesh Sirkar tại Viện Công nghệ kỹ thuật hóa học New Jersey phát triển lại hấp dẫn. Trong hệ thống chưng cất dùng màng tiếp xúc trực tiếp (DCMD) của Sirkar, nước biển được đun nóng chảy qua một màng nhựa có một loạt các ống chứa nước cất lạnh. Các ống này có những lỗ nhỏ xíu được thiết kế để cho phép hơi nước thấm qua nhưng ngăn muối lại. Hơi nước được ngưng tụ lại thành nước.
(Mô hình một nhà máy xử lý muốn bằng phương pháp tiếp xúc màng trực tiếp tại Oman)
Theo giáo sư Sirkar, hệ thống này có thể sản xuất 80 lít nước uống từ 100 lít nước biển, gấp đôi công suất của các công nghệ khử muối hiện nay.
2. Phương pháp lọc gốm
Bộ lọc gốm (đất sét) làm việc theo cách thức tương tự công nghệ khử muối được giới thiệu ở trên. Về cơ bản, nước chảy qua đất sét có rất nhiều lỗ cực nhỏ, cho các phân tử nước đi qua nhưng ngăn lại vi khuẩn, bụi bẩn và các chất liệu có hại khác.
Bộ lọc loại này đầu tiên được một thợ gốm người Anh, Henry Doulton, phát triển khoảng năm 1800. Sau đó nhiều cải tiến đã được thực hiện dựa trên ý tưởng này, chẳng hạn như thêm lớp phủ bạc để diệt khuẩn, nên các bộ lọc gốm ngày nay loại bỏ các tác nhân gây bệnh tốt hơn.
(Giới thiệu sản phẩm lọc gốm)
3. Phương pháp khử flo bằng thảo dược
Về cơ bản với một lượng nhỏ flo (0,8 - 1,2 miligram/lít) trong nước uống tốt cho răng, nhiều hơn có hại cho sức khoẻ.
Các nhà nghiên cứu tại Ấn Độ đã phát triển một hệ thống lọc dùng một loại thảo dược phổ biến để hấp thụ chất flo thừa trong nước uống. Hệ thống này cũng được dùng để lọc các kim loại nặng độc hại có trong nước, hấp thu các ion florua khi nước đi qua ở nhiệt độ khoảng 27 độ C.
4. Phương pháp khử thạch tín (Asen).
Giáo sư hóa học Tsanangurayi Tongesayi tại Đại học Monmouth (NJ) đã phát triển một hệ thống loại bỏ thạch tín (asen) bằng vỏ chai nhựa nước uống thông thường băm nhỏ và phủ cysteine (một loại axit amin). Khi các mảnh nhựa được bỏ vào nước, cysteine sẽ kết hợp và khử asen và làm cho nước có thể uống được. Trong các thử nghiệm, nước có hàm lượng asen nguy hiểm 20 phần tỷ qua xử lý giảm còn 0,2 phần tỷ, đạt chuẩn “uống được”.
5. Phương pháp lọc nước Nano
Cấu trúc các đối tượng bé xíu có nhiều tiềm năng giúp làm sạch nước uống trên thế giới. Các nhà nghiên cứu tại Học viện Kỹ thuật D.J. Sanghvi của Ấn Độ cho rằng các bộ lọc làm từ nano carbon và sợi nhôm có khả năng loại bỏ không chỉ trầm tích và vi khuẩn, mà còn có thể lọc cả các thành phần độc hại như thạch tín.
Các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts thậm chí còn xem xét sử dụng công nghệ nano để khử muối. Họ đang thử nghiệm sử dụng các tấm graphene (một dạng carbon, với kích thước siêu nhỏ chỉ dày 1 nguyên tử) để lọc nước biển. Với công nghệ nano có thể tạo các tấm đầy những lỗ nhỏ xíu, dày chỉ một phần tỷ mét, có thể chặn các hạt muối nhưng cho phép các phân tử nước đi qua.
6. Đĩa gốm lọc nước
Bộ lọc là giải pháp tiện lợi và rẻ tiền để làm sạch nước. Nhưng tổ chức nhân đạo thuộc Đại học Virginia có tên là PureMadi ("Madi" - từ địa phương ở Nam Phi có nghĩa là "nước") còn giới thiệu thêm một công nghệ dễ dùng có thể làm sạch một thùng nước đơn giản bằng cách ngâm MadiDrop vào trong nước. MadiDrop là một đĩa gốm nhỏ trong đó có các hạt nano đồng hay bạc có khả năng diệt khuẩn.
7. Khử trùng nhanh bằng bút chiếu tia cực tím
Đối với du khách, tiếp xúc với nước không an toàn là rủi ro lớn. Thật tuyệt nếu bạn có thể chỉ cần nhúng cây đũa thần vào nước và làm sạch nó! Điều đó không phải viễn vông. Thiết bị cầm tay được gọi là SteriPEN của công ty Hydro Photon sử dụng tia cực tím để diệt vi khuẩn, sử dụng công nghệ lọc được dùng ở các nhà máy đóng chai nhưng được thu nhỏ chỉ nặng 184 gram và bỏ vừa ba lô. Nhúng thiết bị này vào một lít nước suối trong 90 giây và bạn có thể uống an toàn.
(Dụng cụ diệt khuẩn nhanh bằng tia cực tím, tiện dụng cho việc đi du lịch)
8. Khử độc tố bằng vi khuẩn
Một trong những phương pháp lọc nước mới rất hứa hẹn được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Robert Gordon Scotland: họ đã xác định được hơn 10 chủng vi khuẩn khác nhau có khả năng vô hiệu hóa các độc tố microcystins. Nếu vi khuẩn này được cho vào nguồn nước, chúng có thể khử độc tố microcystin và làm cho nước an toàn để uống mà không cần sử dụng bất kỳ hóa chất nào (có khả năng gây hại).
9. Khử trùng bằng muối
Joshua Pearce, giáo sư khoa học và kỹ thuật vật liệu tại Đại học Công nghệ Michigan , và đồng nghiệp Brittney Dawney thuộc Đại học Queens ở Ontario đã đưa ra giải pháp khử trùng nước chỉ bằng… muối. Nước được xử lý qua quá trình keo tụ (tạo bông), ở đó một lượng nhỏ muối ăn được cho vào nước để khử cặn. Tuy nước thu được có độ muối cao hơn thông thường, nhưng an toàn.
10. Khử hóa chất bằng "siêu cát"
Cát và sỏi đã được dùng để lọc nước cách đây cả ngàn năm. Nhưng gần đây, các nhà khoa học đã tìm ra cách để bọc hạt cát bằng graphite oxide để tạo ra "siêu cát" có thể lọc chất có hại như thủy ngân từ trong nước hiệu quả gấp năm lần cát thường.
11. Xử lý nước bằng màng thẩm thấu ngược RO.
Công nghệ thẩm thấu ngươcj RO là một thành tựu quan trọng của khoa học công nghệ. Nó được ra đời vào những năm 60 của thế kỉ trước tại Hoa Kỳ, công nghệ này nhanh chóng trở thành công nghệ dẫn đầu trong lọc nước, xử lý nước. Với công nghệ thẩm này, các nhà khoa học đã tạo ra màng thẩm thấu ngược (màng RO) để ứng dụng trong ngành sản xuất ra nước tinh khiết. Các màng RO được cấu tạo từ tấm màng mỏng bằng chất liệu đặc biệt (TFC - Thin Film Composite), được gắn chặt và cuộn lại với nhau thành một cấu hình dạng xoắn ốc. Trên bề mặt màng gồm các lỗ nhỏ có kích thước khoảng 0.1 – 0.5 nanomet (to hơn chỉ vài ba phân tử H2O), dưới áp lực của máy bơm ép nước đi qua màng lọc, chỉ cho các phân tử nước đi qua tạo nên nguồn nước tinh khiết . Sở dĩ làm được như vậy là do các chất hữu cơ (thuốc trừ sâu, phẩm nhuộm công nghiệp…) thường có kích thước phân tử lớn nên không thể đi qua được màng lọc RO. Các vi khuẩn (kích thước vài Micromet), hay các loại virus nhỏ hơn (kích thước vài chục nanomet), đều to gấp hàng chục lần kích thước của các lỗ trên màng RO, hay các ion kim loại tuy nhỏ nhưng bị hydrat hóa (bị các phân tử nước bao quanh trở nên cồng kềnh hơn và cũng không thể chui lọt qua màng RO. Tất cả đều bị chặn và được đẩy ra ngoài theo đường nước thải.
Cấu tạo của màng thẩm thấu ngược RO
Như vậy, so với 10 phương pháp xử lý nước trước đó chủ yếu là xử lý được 1 vài chất đặc trưng trong nước hoặc các tạp chất có kích thước lớn từ 1-100 Nanomet (như phương pháp xử lý bằng Nano) thì giải pháp xử lý nước bằng màng thẩm thấu ngược RO là tiên tiến hơn cả nhờ khả năng lọc được 99,9% vi rút, vi khuẩn gây hại trong nước, các tạp chất hữu cơ, kim loại nặng… cho ra nước hoàn toàn tinh khiết. Công nghệ này hiện được ứng dụng trong sản xuất máy lọc nước phục vụ nhu cầu ăn uống của con người một cách rộng rãi. Bên cạnh việc lọc ra nước tinh khiết thì các máy lọc nước gia đình ứng dụng công nghệ RO cũng được bổ sung thêm các chức năng khác như bù khoáng, tạo vị, diệt khuẩn… thông qua các lõi lọc bổ sung giúp cho nguồn nước sau lọc đảm bảo tốt nhất cho người sử dụng.
Tecomen là đơn vị đứng đầu ở Việt Nam cung cấp máy lọc nước sử dụng công nghệ RO cho nhiều đơn vị trong nước và quốc tê với đa dạng các dòng máy RO: máy lọc nước gia đình, máy lọc nước văn phòng, máy lọc nước công nghiệp và lọc được rất nhiều nguồn nước khác nhau: nước máy, nước mưa, nước giếng khoan, giêng khơi, nước nhiễm đá vôi, nhiễm lợ, nhiễm mặn… đáp ứng mọi nhu cầu tiêu dùng ngày càng phong phú của người tiêu dùng.
