Logo đầu trang

Hệ thống máy lọc nước nhiễm mặn

Việt Nam có đường bờ biển dài hơn 2 ngàn km, trải dài từ Bắc vào Nam. Đây là điều kiện lý tưởng để phát triển các ngành kinh tế biển, du lịch,..Bên cạnh đó cũng không ít những thách thức và khó khăn. Khu vực cần biển thường hay bị nhiễm mặn. Ảnh hưởng làm xáo trộn đời sống sinh hoạt của người dân. Thiệt hại về cây trồng nông nghiệp. Cần phải có một giải pháp công nghệ mới để xử lý được phần nào thực trạng trên. Hệ thống máy lọc nước nhiễm mặn là một trong số những giải pháp đang rất được quan tâm.
 
Hệ thống máy lọc nước nhiễm mặn
Hệ thống máy lọc nước nhiễm nước mặn Kensi

* Nước nhiễm mặn là nước gì?

Nước nhiễm mặn chính là nguồn nước có chứa lượng muối hòa tàn (NaCl) vượt ngưỡng cho phép. Nước nhiễm mặn xuất hiện thông thường do sự xâm nhập của nước biển vào đất liền. Nguồn nước ngọt tại sông, ngòi, ao, hồ bị nhiễm muối.
Hiện tượng này phổ biến ở các khu vực ven biển, tiêu biểu nhất là khu vực đồng bằng Sông Cửu Long. Khi thủy triều dâng cao làm cho nước bị nhiễm mặn.

 
Độ mặn của nước dựa theo các chỉ số PPT của Việt Nam
Nước ngọt Nước lợ Nước mặn Nước muối
<1 1 - 10 >10 hoặc <30 >50
Độ mặn của nước dựa theo các chỉ số PPT của Hoa Kỳ
Nước ngọt Nước lợ Nước mặn Nước muối
< 0,5/1 0,5/1 - 17/30 1 - 35 >40/50
 
 
Như theo thông số trên thì nguồn nước sinh hoạt của chúng ta sẽ nằm dưới 1PPT/lít. Cách nhận biết đơn giản nhất đó chính là dùng vị giác hoặc có thể sử dụng các thiết bị đo nồng độ muối trong nước.

 
Hệ thống máy lọc nước nhiễm mặn, nhiễm lợ

* Một số tác hại khi sử dụng nguồn nước nhiễm mặn

- Trong ăn uống: Sử dụng nước nhiễm mặn gây ra nhiều tác hại đối với sức khỏe của con người. Khi vào cơ thể, lượng muối trong nước sẽ hút nước từ các tế bào. Cơ thể có hiện tượng mất nước trầm trọng, các tế bào teo nhỏ và chết đi. Hệ miễn dịch của cơ thể suy giảm tạo điều kiện cho các bệnh lý khác xuất hiện. Vi khuẩn có khả năng xâm nhập vào cơ thể nhanh hơn, gây các bệnh về tiêu hóa, suy thận.

- Trong sinh hoạt: Nước nhiễm mặn khi sử dụng để tắm giặt dễ sinh ra các bệnh ngoài da: viêm da, mụn nhọt, hắc lào,..Nó còn làm hỏng các đồ dùng thiết bị trong nhà.

- Trong sản xuất: Nông nghiệp là ngành bị ảnh hưởng nghiêm trọng do nước nhiễm mặn. Cây lúa giảm năng xuất và có thể bị chết, các loại cây căn quả cũng khó sinh trưởng trong điều kiện nước nhiễm mặn.

 
Kỹ sư thiết kế hệ thống lọc nước nhiễm mặn, nước nhiễm lợ

* Các phương pháp xử lý nước nhiễm mặn bạn nên biết

Có rất nhiều các phương pháp xử lý nước nhiễm mặn khác nhau. Tuy nhiên, dưới đây là những phương pháp chính để khử mặn. Mỗi phương pháp lại có cách thức thực hiện khác nhau, tùy thuộc vào tình hình thực tế.

- Phương pháp xử lý nước nhiễm mặn bằng trao đổi ion

Nước nhiễm mặn được xử lý bằng cách đưa vào các bể lọc chứa( H cationit và OH cationit. Quá trình này diễn ra các cation được trao đổi với các H+ biến thành các axit, được thể hiện qua các phương trình hóa học sau đây:

2RH + Na₂SO₄ → 2RNa + H¬2 SO4
RH + NaCl → RNa + HCl
2RH + Ca(HCO3)2 → R2Ca + 2CO2↑­ + 2H2O
[An]OH + HCl → [An]Cl + 2H2O
2[An]OH + H2SO4 → [An] 2SO4 + 2H2O

Phương pháp có ưu điểm là sục rửa tuần hoàn, hoàn nguyên theo quy trình. Bảo đảm nước đầu ra đạt tiêu chuẩn tốt nhất. Tuy nhiên chí phí để thực hiện lại rất cao, khó ứng dụng nhiều trong thực tiễn.

 
Điều khiển hệ thống lọc nước nhiễm mặn

- Phương pháp xử lý nước nhiễm mặn bằng màng lọc thẩm thấu ngược (RO)

Với thiết kế vô cùng đặc biệt, màng lọc RO có khả năng chặn những ion muối hòa tan trong nước. Chỉ có các phần tử nước mới có thể đi qua các lớp chắn của màng lọc RO để trở thành nước tinh khiết. Quá trình này diễn ra bằng việc sử dụng bơm áp lực cao để đẩy nước nhiễm mặn chạy qua màng lọc RO. Trên thị trường hiện nay, loại màng lọc RO được sử dụng phổ biến là thương hiệu CSM - TORAY. Thương hiệu màng lọc RO nổi tiếng của Nhật Bản.
 
Màng lọc RO công nghệ lọc nước nhiễm mặn

Phương pháp này có ưu điểm là dễ ứng dụng vào thực tế. Các hệ thống máy lọc nước nhiễm mặn được phát triển. Chúng được lắp đặt theo các đơn đặt hàng yêu cầu của người dân. Vận hành tự động hoàn toàn.

- Phương pháp xử lý nước nhiễm mặn bằng chưng cất nước ở nhiệt đô cao

Đây là phương pháp làm truyền thống có từ lâu đời. Cũng được nhiều người dân sử dụng. Bản chất của phương pháp này đó chính là chưng chất nước nhiễm mặn ở nhiệt độ cao. Nước bốc hơi ngưng tụ lại loại bỏ hoàn toàn muối. Phương pháp này dễ làm nhưng tốn chí phí.
 
Sơ đồ trưng cất nước nhiễm mặn thành nước ngọt

Giới thiệu công nghệ lọc nước biển thành nước ngọt

Nước biển là nước có độ mặn trung bình từ 33.000ppm đến 35.000 ppm với thành phần chủ yếu là Muối biển, hòa tan vô hạn trong nước, kích thước phân tử muối nhỏ, không bị kết tủa, và khó tách muối khỏi nước biển bằng các công nghệ lọc thông thường hoặc các phương pháp bay hơi thủ công tiêu tốn nhiền năng lượng và không hiệu quả.
 
Sơ đồ cấu tạo các thành phần có trong nước lợ
 

Nguyên lý hoạt động của hệ thống lọc nước biển

Màng lọc có khả năng loại bỏ 99.8% muối khỏi nước biển, vì vậy theo công thức tính lý thuyết lượng muối biển còn tồn dư = 0.2%
Ví dụ nước biển có tỷ lệ TDS: 33.000 ppm x 0.2% = 66 ppm Theo tiêu chuẩn nước uống và nước đóng chai thì TDS dưới 500ppm không có các tạp chất, chất độc và vi sinh vật.
Điều này công nghệ lọc nước biển thành nước ngọt hoàn toàn đáp ứng và đã được kiểm nghiệm quốc tế. Đồng thời phù hợp các tiêu chuẩn của Việt Nam. Nước sau lọc thông thường đạt tiêu chuẩn nước uống và TSD khoảng 200 ppm

 
Lọc nước lợ thành nước ngọt

Để có thể loại bỏ được muối thì điều căn bản là tạo được màng lọc có kích thước nhỏ chặn các phân tử muối, đồng thời hoạt động với áp lực cao. Tỷ lệ nước ngọt thu hồi  tùy từng nồng độ đạt 8-15%.
Hệ thống phải đảm bảo chịu ăn mòn muối biển và hoạt động với công suất lớn, khắc nghiệt vì vậy cần phải có chất lượng tốt, đảm bảo yếu tố kỹ thuật và độ bền cao.

Lắp đặt, vận hành, diện tích cần thiết trên tàu, trên đảo

Hệ thống hoạt động theo các bước sau:

- Nguồn nước biển được hút bởi bơm nguồn. Khi không có nước hoặc áp lực yếu, bơm áp sẽ không bật được.
Bơm đẩy nước qua các cột lọc thô, lõi PP và bơm áp cao. Lõi lọc PP 5mm cần được kiểm tra thường xuyên nếu phát hiện bẩn.
Bơm áp cao đẩy nước với áp lực lớn qua màng RO  có thể lên tới khoảng 50 BAR. Với áp lực cao, nước mặn sẽ được lọc thành nước ngọt, tỉ lệ khoảng ~ 35% thu hồi. Áp suất vượt tới ngưỡng 65 BAR thì hệ thống sẽ tự động  ngắn bơm để bảo vệ màng lọc RO.

 
Lắp đặt hệ thống lọc nước cho tàu biển
Lắp đặt hệ thống lọc nước biển cho tàu hàng

Nước ngọt thu về có TDS nhỏ hơn 400 ppm. Khi nước có bị nhiễm mặn thì sẽ có báo lỗi tự động và tự động dừng.
Hệ thống lọc nước mặn cần phải được vận hành bởi những người có chuyên môn và có trình độ kỹ thuật. Điều đó để đảm bảo vận hành hệ thống an toàn và tuân thủ quá trình bảo dưỡng một cách nghiêm ngặt.

Trong quá trình vận hành, hệ thống lọc nước biển còn phải thực hiện đầy đủ các chế độ rửa màng bằng nước ngọt, chế độ bảo quản màng lọc bằng hóa chất chống tắc màng.
Hệ thống được vận hành dưới điều kiện áp suất cao, ăn mòn hóa học lớn nên việc bảo quản, bảo dưỡng các hệ thống liên quan cần phải thực hiện đầy đủ, đúng quy trình ( như thay thế định kỳ nhớt bơm, bảo dưỡng vòng bi, bảo dưỡng hệ thống ống dẫn và các khớp nối …)

 
Hệ thống lọc nước biển

Máy lọc nước biển thành nước ngọt được lắp theo nhiều module khác nhau ; 80l/120l/240l/500l/1000l và có kích thước tương ứng 1300x600x800mm (DxRxC)
Máy lọc nước biển với trọng lượng khoảng 150kg khi đã bao gồm vật liệu lọc thô
Vị trí lắp đặt yêu cầu 2000x1200x1800mm (DxRxC)

Đối với hệ thống lọc nước mặn thành nước ngọt trên đảo công suất 2000l/h đặt trong container đảm bảo vận hành trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Có kích thước 2900x2400x2500mm, hoặc có thể thiết kế và sản xuất theo yêu cầu của khách hàng.

 
Sơ đồ hệ thống lọc nước công nghiệp lọc nước nhiễm mặn

Với kích thước gọn nhẹ và trọng lượng nhỏ, việc thao tác lắp đặt đường nước vào ra dễ dàng nên không ảnh hưởng đến thiết kế tải trọng tàu cũng như trọng tâm của tàu
Thời gian lắp đặt trung bình 01 máy lọc nước biển trên tàu khoảng 12h kể từ khi máy được đặt trên khoang tàu.
Việc vận hành hệ thống đơn giản, do có các thiết bị bảo vệ và rơ le tự ngắt nên người sử dụng chỉ cần lưu ý lúc bật và tắt máy.

Hệ thống lọc nước lợ

Nước lợ là loại nước nồng độ muối cao hơn thấp hơn nước biển và cao hơn nước ngọt. Nó là sự pha trộn của nước ngọt và nước biển. Ví dụ điển hình là khu vực ven biển, sửa sông, các tầng nước ngậm là những nơi có nước lợ. Trong các hoạt động khác của con người phụ vụ cho sản xuất cũng đều có thể tạo ra nước lợ như nuôi tôm, xây dựng...Do tích chất cửa nước lợ không thích hợp với sự sinh trưởng, phát triển của thực vật. Nên cần phải có sự kiểm soát chặt chẽ tránh những ảnh hưởng nghiêm trọng.
Tại Việt Nam, nước lợ là nước có độ mặn từ 1 tới 10 g/L hay 1 tới 10 ppt. Độ mặn của chúng bị thay đổi theo thời gian và vị trí

Nguyên lý hoạt động của hệ thống lọc nước  lợ thành nước ngọt

+ Như đã nêu ở trên, nước lợ là nước có độ mặn từ 1-10 có thành phần chủ yếu là muối biển. Đặc tính của muối biển là hòa tan vô hạn trong nước và kích thước phân tử muối rất nhỏ, tương đương với kích thước phân tử của nước. Để tách muối biển khỏi nước lợ có nhiều phương pháp trong đó có phương pháp lọc công nghệ RO là phổ biến nhất hiện nay.
Có 2 yếu tố kỹ thuật quan trọng quyết định hệ thống lọc nước lợ hoạt động tốt và có khả năng sử lọc tách muối, biến nước lợ thành nước ngọt là.

 
Hệ thống lọc nước nhiễm mặn

1/ Sử dụng đúng loại màng lọc

Thông thường màng lọc nước lợ là màng lọc áp cao (BW hoặc BE - Brackish water) tùy từng nhà sản xuất quy định. Đối với màng lọc CSM – Toray của Nhật bản mã màng RE4040-BE là loại màng dùng cho lọc nước lợ điển hình cũng giống như BW4040  cảu hàng Dow – Filmtec. Các loại màng lọc nước lợ có khả năng loại bỏ muối từ 97-99.5% tại điều kiện phòng Lab. Tùy theo thực tế và thiết kế hệ thống mà màng lọc có thể đạt được hiệu suất và khả năng lọc muối theo yêu cầu.

2/ Sử dụng bơm đủ áp lực theo thông số kỹ thuật của màng lọc

Việc lựa chọn bơm rất quan trọng bởi nếu không đủ áp lực hoạt động thì màng lọc sẽ không thể lọc tách muối. Áp lực được sử dụng cho hệ thống trong khoảng 15 – 22 kg/cm2 và trung bình 17kg/cm2 mới có thể lọc tách muối.
Nguyên lý hoạt động
+ Nước lợ được bơm lên bồn dự trữ, được lọc sạch phù sa, cặn bẩn lơ lừng bằng công nghệ lọc trọng lực, hoặc áp lực. Dưới tác dụng của các lớp vật liệu xếp chồng, nước lợ được loại bỏ phù sa, và các chất cặn bẩn lơ lừng.
Tiếp theo nước được lọc qua lõi PP để làm sạch trước khi đưa vào hệ thống lọc sơ cấp của hệ thống lọc RO.
Do nước lợ có cùng lúc 2 đặc tính là : Nước có độ nhiễm mặn cao ( muối) và có các tạp chất như nước mặt, nước giếng khoan nên việc xử lý phải tuân thủ nguyên tắc lọc loại bỏ tạp chất (tiền lọc), loại bỏ màu, mùi, tạp chất sau đó chuyển sang chế độ lọc RO tạo ra nước uống tinh khiết.

Nước sau khi lọc qua hệ thống tiền lọc được bơm trực tiếp lên hệ thống lọc RO (hoặc thông qua bồn trung gian với hệ thống lọc công suất lớn.
Tiếp đó nước được đẩy qua bơm cao áp với áp lực từ 15 – 22 kg/cm2 đây là áp lực cơ bản của hệ thống lọc nước lợ để tạo ra nước ngọt. Do khả năng loại bỏ muối của màng lọc trong khoảng từ 97 đến 99,5% tùy theo hãng sản xuất và căn cứ độ mặn đầu vào của hệ thống mà chất lượng nước của hệ thống có thể đạt được TDS trong khoảng dưới 350ppm. Phù hợp với tiêu chuẩn nước uống theo tiêu chuẩn QCVN – 01-06 BYT.
 
Do thiết bị hoạt động với áp lực lớn và có ăn mòn hóa chất vì vậy thiết bị được vận hành phải là những người được đào tạo hoặc  chuyên môn kỹ thuật để có thể vận hành. Hệ thống phải tuân thủ các bước vận hành, bảo dưỡng, và thay thế vật liệu theo đúng quy trình của nhà sản xuất đưa ra.

Các giải pháp cơ bản để giải quyết nguồn nước nhiễm mặn, nhiễm lợ

Tekcom là một trong những đơn vị đi đầu trong lĩnh vực lọc nước nhiễm mặn và nhiễm lợ tại Việt nam. Từ năm 2016, trong đợt hạn mặn cao điểm của các tỉnh Miền Tây, công ty TNHH thiết bị và công nghệ Tekcom đã cùng Bộ NN và PTNT cùng Thành Phố Bến Tre tổ chức hội thảo về giải pháp xử lý mặn, và các cách thức tích chữ nước trong mùa hạn mặn. Đây là hội thảo rất bổ ích quy tụ rất nhiều nhà khoa học, các cơ quan bộ và thành phố cùng các nhà cung cấp có uy tín. Tại thời điểm đó sau khi trình bày tham luận về các giải pháp xử lý nước mặn thành nước ngọt bằng máy lọc nước trong đó có nước nhiễm mặn và nước biển bằng phương pháp lọc RO. Công nghệ lọc RO là một thành tựu khoa học đáng nổi bật nhất của thế kỷ 20 vì đã thay đổi hoàn toàn cách thức tạo ra nước tinh khiết và lọc tách muối phi truyền thống. Nó được gọi là thẩm thấu ngược “ Reverse Osmosis “ viết tắt là RO.
 
Hội thảo xử lý nước mặn

Trong quá trình nghiên cứu thực địa và thử nghiệm chúng tôi nhận thấy có thể chia làm một số nhu cầu cơ bản sau:
1/ Nhu cầu nước ăn uống
2/ Nhu cầu nước sinh hoạt và tưới cây.

Loại máy xử lý nước nhiễm mặn, nhiễm lợ thứ nhất: Dùng cho máy nước có độ mặn 2 - 7 phần nghìn

  • Đối với nước ăn uống với độ mặn từ trên 2 phần nghìn đến 7 phần nghìn thì nước uống sẽ ngang và có vị lợ khá khó chịu đối với những người chưa quen, làm hỏng các thiết bị và đồ dùng. Tuy nhiên việc sinh hoạt thì vẫn có thể chấp nhận được nhưng gây ra không ít khó chịu cho người dùng vì nước bị nhớt và khó dùng xà bông. Việc dùng nước tưới cây khi độ mặn trên 2 phần nghìn thì sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến cây trồng và cây có thể chết hàng loạt.
  • Đối với khoảng độ mặn này có thể sử dụng hệ thống lọc nước lợ, được thiết kế chuyên dụng với công suất nhỏ - lớn ( 10 l/h đến 10.000l/h…) màng lọc qua hệ thống lọc RO áp cao sẽ lọc tách muối và đưa nước về độ mặn tiêu chuẩn dưới 500ppm . Nước này có thể ăn uống tưới cây mà không gây ra bất kỳ khó chịu và ảnh hưởng nào đến con người và cuộc sống cũng như cây trồng. Một hô dân có thể trang bị máy lọc nước gia đình công suất 10l/h hoặc 500l/h cho một số hộ dân, hoặc cụm dân cư đến vài ngàn l/h.  Nước sau lọc có thể sử dụng trực tiếp, uống ngay mà không cần đun sôi.
  •  
Công nghệ xử lý nước nhiễm mặn
 

Ưu điểm:

+Công suất cao, ( tỷ lệ thu hồi cao) áp lực trung bình vận hành đơn giản
+ Dải công suất từ rất nhỏ đến rất lớn
+ Chi phí đầu tư hợp lý
+ Chi phí vận hành thấp
+ Chi phí cho năng lượng, nhiên liệu thấp

Nhược điểm:

+ Chỉ xử lý được với độ mặn nhỏ ( như trên).
 
Hệ thống xử lý nước nhiễm mặn

Loại máy xử lý nước nhiễm mặn, nhiễm lợ thứ nhất: Dùng cho máy nước có độ mặn 7 - 42 phần nghìn.

  • Đối với nước mặn trên 7 phần nghìn thì sinh hoạt của người sử dụng bị ảnh hưởng nghiêm trọng, có thể nói là không thể sử dụng được. Vì vậy giải pháp đối với trường hợp này là phải lọc tách muối . Tuy nhiên với độ mặn cao thì việc tách muối trở nên phức tạp hơn và cần thiết phải dùng thiết bị có thiết kế chuyên dụng cho lọc nước biển. Thiết bị hoạt động với áp lực cao và các cơ cấu cấu thành chuyên dụng chịu ăn mòn cường độ cao.  Thiết bị được thiết kế chuyên dụng cho lọc nước biển thành nước ngọt, dùng trên tàu cá, tàu hàng, tàu quân sự và hải đảo, ven biển. Thiết bị đã được lắp đặt trên hầu khắp các vùng, tàu cá, tàu vận tải của Việt Nam.
  • Nước qua lọc đạt tiêu chuẩn nước uống trực tiếp không cần đun sôi.

Ưu điểm:

  • Xử lý được độ mặn lớn

Nhược điểm:

  • Hiệu suất lọc nhỏ tỷ lệ thu hồi thấp, phức tạp nên đòi hỏi người vận hành phải được đào tạo
  • Không có dải công suất nhỏ dùng cho gia đình
  • Thiết bi hoạt động với áp lực cao nên, độ mặn lớn nên chi phí vận hành lớn
  • Chi phí cho năng lượng cao
  • Chi phí đầu tư ban đầu lớn.
 Để có thể tính toán sử dụng hợp lý và lâu dài sản phẩm và thiết bị cần cân nhắc và được tư vấn phù hợp. Giải pháp căn bản nên tìm địa điểm, khu vực nguồn nước có độ nhiễm mặn thấp phù hợp trong khoảng máy có thể hoạt động. Yếu tố nguồn nước đầu vào là căn cơ và quyết định chi phí đầu tư và chi phí vận hành. Trong trường hợp bất khả kháng mới nên sử dụng hệ thống lọc nước mặn vì chi phí sản xuất trên một đơn vị nước cao hơn nhiều lần so với hệ thống lọc nước lợ với độ mặn trung bình.

ĐỂ ĐƯỢC TƯ VẤN VUI LÒNG LIÊN HỆ SỐ: 0377770000
CÔNG TY CỔ PHẦN THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ TEKCOM​
♦ Trụ sở: Xóm 8, Thôn Tiền Phong, Xã Kim Lan, Gia Lâm, Hà Nội
♦ Nhà máy: Lô B2, KCN Bát Tràng, Gia Lâm, Hà Nội
♦ Hotline tư vấn: 0377770000
♦ Email: cskh.tekcom@gmail.com
Bộ công thương
DMCA.com Protection Status

Top