Sản xuất nước sinh hoạt từ nước biển từ công nghệ RO

24/05/2016 - Tin tức và sự kiện

Tình trạng thiếu nước trầm trọng do gia tăng dân số, đô thị hóa và chất lượng cuộc sống trên thế giới ngày càng cao hơn đã khiến nhiều quốc gia (nhất là các vùng khô hạn và bán khô hạn) phải chấp nhận các công nghệ khử mặn, trước hết là để đáp ứng các nhu cầu sinh hoạt. Khử mặn (desalination) là quá trình loại bỏ các muối hòa tan và các chất khác có trong nước biển, nước lợ, hay nước ngầm hoặc nước mặt bị nhiễm mặn.

1. CÁC QUÁ TRÌNH KHỬ MẶN NƯỚC BIỂN

Tình trạng thiếu nước trầm trọng do gia tăng dân số, đô thị hóa và chất lượng cuộc sống trên thế giới ngày càng cao hơn đã khiến nhiều quốc gia (nhất là các vùng khô hạn và bán khô hạn) phải chấp nhận các công nghệ khử mặn, trước hết là để đáp ứng các nhu cầu sinh hoạt. Khử mặn (desalination) là quá trình loại bỏ các muối hòa tan và các chất khác có trong nước biển, nước lợ, hay nước ngầm hoặc nước mặt bị nhiễm mặn. Dựa vào mức độ công nghệ xử lý nước và mục đích xử lý, quá trình khử mặn có thể xử lý được nước đạt chất lượng dùng cho sinh hoạt hay trong công nghiệp hoặc tưới tiêu.

Ngành công nghiệp khử nước mặn đã trở thành một ngành thương mại từ những năm 1950 và 1960. Do giảm được nhiều về giá thành và tăng hiệu quả, đặc biệt trong những năm 1970, công việc khử mặn, trong đó, màng lọc chiếm ưu thế trong các công nghệ xử lý nước biển, đã trở thành một chiến lược và là nguồn cung cấp nước đáng tin cậy để đáp ứng những nhu cầu sinh hoạt.

Hiện nay ước tính toàn cầu có hơn 12,000 nhà máy xử lý nước biển và nước lợ trên 140 quốc gia trên khắp thể giới, với tổng công suất lên tới 40 triệu m3 trên ngày. Trong đó xử lý nước biển chiếm 57.4%. (WHO, 2008). Công suất khử mặn trên thế giới đạt gần 9,6 tỷ m3, trong đó các nước thuộc Hội đồng Hợp tác Vùng vịnh (GCC) như Ả Rập, Cô oét, Tiểu Vương quốc Ả Rập thống nhất, Bahrain, Qatar và Oman chiếm 47% tổng công suất.

Các quốc gia thuộc GCC là một ví dụ điển hình về đô thị hóa nhanh và gia tăng dân số đã làm tăng mạnh nhu cầu nước sinh họat. Tỷ lệ gia tăng dân số trung bình của khu vực (hơn 3,4%) đã làm cho dân số tăng từ 14 triệu năm 1970 lên gần 30 triệu dân năm 2000. Nhu cầu nước sinh hoạt tăng từ 2,6 tỷ m3 lên gần 4 tỷ m3 trong giai đoạn 1990-2000. Nhu cầu này sẽ tăng lên tới 10,4 tỷ m3 vào năm 2030.

Để khử mặn nước biển cấp cho sinh hoạt có rất nhiều phương pháp, theo đó cũng có rất nhiều công nghệ có thể áp dụng được, nhưng tùy theo điều kiện cụ thể của từng địa phương mà áp dụng phương pháp nào là hợp lý nhất.và sau đây là một vài quá trình khử mặn có sử dụng màng lọc để cấp cho sinh hoạt thường được sử dụng trong các sơ đồ công nghệ nhà máy khử mặn.

   -Phương pháp màng vi lọc

   -Phương pháp màng lọc nano

   -Phương pháp thẩm thấu ngược RO

   -Phương pháp điện thẩm tách…

2.KINH NGHIỆM DÙNG MÀNG LỌC KHỬ MẶN NƯỚC BIỂN ĐỂ CẤP NƯỚC CỦA CÁC NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI

Trong những thập kỷ 1960-1970, một trong những giải pháp cho tình trạng thiếu nước là quy hoạch các hồ chứa nước, tuy nhiên với những nơi khan hiếm nguồn nước ngọt vẫn không đủ dự trữ cho nhu cầu dùng nước. Nước lợ được áp dụng khử muối lần đầu tiên trên quy mô nhà máy lớn vào năm 1960. Năm 1973 lần đầu tiên áp dụng thành công khử muối nước biển bằng công nghệ RO. Công  nghệ khử muối được áp dụng rộng rãi từ những năm 1980 của thế kỷ trước.

Tình trạng thiếu nước ngọt trầm trọng do gia tăng dân số, đô thị hóa và chất lượng cuộc sống trên thế giới ngày càng cao hơn đã khiến nhiều quốc gia phải chấp nhận các công nghệ khử mặn, trước hết là để đáp ứng các nhu cầu sinh hoạt. Với công nghệ và trình độ ngày càng cao, công suất ngày càng được nâng lên để đáp ứng nhu cầu dùng nước trong điều kiện nguồn tài nguyên nước ngọt ngày càng cạn kiệt, giá thành ngày càng hạ ngành công nghiệp khử nước mặn đã trở thành một ngành thương mại, chiến lược và là nguồn cung cấp nước đáng tin cậy để đáp ứng những nhu cầu sinh hoạt.

Đã có nhiều nhà máy biến nước lợ, nước biển thành nước ngọt tại Trung Đông, Địa Trung Hải, châu Mỹ, Nam Âu, Caribbean, Nhật Bản, quần đảo Channel, đảo Tenerife và Gran Canaria - nơi nguồn nước ngọt tự nhiên rất hiếm.

Năm 2004 với hơn 11.000 nhà máy khử muối hoạt động, sản xuất ra hơn 20.000.000 m3/ngđ với 60% công xuất tại Tây Á, 11% Bắc Mỹ, 7% tại Châu Âu và Bắc Phi, và 4% tại trung tâm Nam Mỹ. (T. Witham, Reusing nature's most precious resource, WAVE/USFilter 2 (1) (2003), 34-36.).

Với tình trạng khan hiếm nguồn nước ngọt  việc xây dựng các nhà máy xử lý nước mặn, nhiễm mặn đang được phát triển mạnh ở các nước trên thế giới và là nguồn cung cấp nước an toàn cho nhu cầu dùng nước trong tương lai.

 Bảng 2.1: Một số nhà máy lớn sử dụng công nghệ thẩm thấu ngược RO xử lý nước nhiễm mặn

 

Địa điểm

Công suất
103m3/ngày

Chất lượng nước nguồn

% thu hồi

Áp suất vận hành (Mpa)

Yuma, Arizona Mỹ

274

Nước lợ 3000 mg/l TDS


70

Daesan, Hàn Quốc

95

Nước lợ



Irac

64

Nước lợ



Riyadh, Arập sê út

60

Nước lợ

90

2.8

Salboukh, Arập sê út

60

Nước lợ 1610 mg/l TDS

90


Unayzah, Arập sê út

52

Nước lợ 1500 mg/l TDS

90


Ras Abu Jarur, Ba Gianh

46

Nước lợ 1900 mg/l TDS

61

5.8

Cape Coral, Florida Mỹ

46

Nước lợ 1600 mg/l TDS

75
85

1.4
1.7

Bayswater, Úc

36

Nước lợ 2500 mg/l TDS

82

3.0




0.05083 sec| 1662.477 kb