Nước biển chứa khoảng 35.000 mg/l muối hòa tan, vượt xa mức cho phép để uống hoặc dùng trong công nghiệp. Khử muối loại bỏ lượng muối này để cung cấp nước ngọt cho hải đảo, nhà máy ven biển, khu nghỉ dưỡng và tàu thuyền, nơi nguồn nước ngọt hạn chế hoặc không ổn định.
Thẩm thấu ngược nước biển (SWRO)
Hiện nay phần lớn nhà máy khử muối dùng công nghệ thẩm thấu ngược. Bơm cao áp đẩy nước biển qua màng RO chuyên dụng ở áp suất khoảng 55–70 bar. Màng cho nước đi qua và giữ lại hơn 99% muối. Thiết bị thu hồi năng lượng tận dụng áp suất của dòng nước đậm đặc, giúp giảm đáng kể điện năng tiêu thụ.
Tiền xử lý quyết định hiệu quả
Nước biển chứa tảo, chất rắn lơ lửng và chất hữu cơ khiến màng RO nhanh bị bám bẩn. Dây chuyền tiền xử lý tin cậy thường gồm song chắn tại cửa lấy nước, keo tụ, lọc đa lớp hoặc siêu lọc (UF), và lõi lọc 5 µm. Đặc biệt, UF cho nước cấp ổn định (SDI dưới 3) ngay cả khi điều kiện biển thay đổi.
Hậu xử lý và nước đậm đặc
Nước sau RO có hàm lượng khoáng rất thấp và hơi ăn mòn, nên cần bổ sung khoáng và khử trùng trước khi sử dụng. Nước đậm đặc, mặn gấp khoảng hai lần nước biển, phải được xả trả lại biển theo cách hạn chế tác động đến môi trường.
Lập kế hoạch nhà máy khử muối
- Phân tích nước biển, gồm nhiệt độ và biến động theo mùa
- Công suất và chất lượng nước yêu cầu
- Nguồn điện sẵn có và giá điện
- Vật liệu chống ăn mòn cho mọi bộ phận tiếp xúc nước
- Năng lực vận hành và khả năng cung ứng phụ tùng
TIPA cung cấp màng RO xoắn, màng UF và hỗ trợ thiết kế, lắp đặt, bảo trì hệ thống khử muối.
Máy lọc nhỏ hay hệ thống hoàn chỉnh?
Mục tiêu của nước sau khử muối thường là TDS dưới 500 ppm, đủ dùng cho sinh hoạt hoặc sản xuất.
| Máy lọc nước mặn | Hệ thống khử muối | |
|---|---|---|
| Công suất | 10 – 500 lít/giờ | 1 – 1.000 m³/giờ hoặc lớn hơn |
| TDS đầu vào | < 25.000 ppm | < 45.000 ppm |
| Tỷ lệ thu hồi nước ngọt | < 30% | < 45% |
Một dây chuyền khử muối RO kênh mở điển hình
- Tiền xử lý bằng bồn lọc đa lớp và lõi lọc 10 µm; mô-đun kênh mở chấp nhận nước cấp có SDI tới khoảng 20
- Mô-đun RO dùng màng composite màng mỏng polyamide/polysulfone; chỉ dùng axit hoặc kiềm để điều chỉnh pH
- 30 – 45% lượng nước biển thành nước ngọt; nước muối được trả lại biển
- Màng được vệ sinh khoảng mỗi 600 – 800 giờ vận hành, trình tự vệ sinh điều khiển bằng PLC
Chi phí đầu tư khá lớn: một hệ 100 m³/ngày thường khoảng 10 – 20 tỷ đồng, tùy chất lượng nước và thiết bị.
Các phương pháp khử muối khác
- Chưng cất (bay hơi nhiều tầng, áp suất thấp hoặc nhiệt độ cao): thu được cả nước ngọt và muối nhưng tốn nhiều năng lượng
- Trao đổi ion cho một số loại muối
- Khử muối bằng năng lượng mặt trời cho nhu cầu rất nhỏ, không có điện lưới
Một số nhà máy khử muối tại Việt Nam
- Đảo Lý Sơn, Quảng Ngãi: công suất thiết kế 200 m³/ngày, vận hành từ năm 2012
- Đảo Cồn Cỏ, Quảng Trị: 300 m³/ngày, tỷ lệ thu hồi 30 – 40%, mô-đun TSRO của Rochem, vận hành từ năm 2023
