Nước nhiễm mặn là gì?
Nước nhiễm mặn là gì
Để hiểu rõ hơn về lý do phải xử lý nước nhiễm mặn, chúng ta cần phải biết được khái niệm nước nhiễm mặn là gì.
Nước nhiễm mặn là nguồn nước có chứa hàm lượng các muối hòa tan lớn hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn chung. Những muối này được tạo bởi các ion Na+, Ca2+, Mg2+, K+ và Cl-, trong đó 2 ion Na+ và Cl- là nhiều nhất. NaCl cũng là thành phần chính có trong muối ăn được khai thác từ quá trình bốc hơi của nước biển hoặc tại những mỏ muối ngầm đã kết tinh.
Nước nhiễm mặn chủ yếu được hình thành do quá trình xâm thực của nước biển. Quá trình này đã khiến cho các mạch nước ngầm, các nguồn nước trong sông hồ bị mặn hóa bởi nước biển.
Nguyên nhân của hiện tượng nước nhiễm mặn là:
- Triều cường, thủy triều xảy ra tại các vùng ven biển.
- Biến đổi khí hậu đã khiến cho mực nước biển dâng cao hơn, lượng mưa vào mùa khô ít đã khiến lượng nước ngọt ít đi.
- Do một số hoạt động của con người như việc chặn nước ở đầu nguồn để dự trữ hoặc để phục vụ cho các nhà máy thủy điện. Điều này đã gây ảnh hưởng đến nguồn nước ngọt dẫn vào các sông hồ.
Tại sao phải thực hiện việc xử lý nước nhiễm mặn
Việc xử lý nước nhiễm mặn là rất cần thiết bởi những lý do sau đây:
Nước nhiễm mặn thường không thích hợp để sử dụng cho các mục đích sinh hoạt, nông nghiệp hoặc công nghiệp do nồng độ muối cao có thể gây hại đến sức khỏe con người và làm giảm hiệu quả của các quá trình sản xuất, cụ thể như sau:
- Nước nhiễm mặn có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống của các loài sinh vật sống trong nước, đặc biệt là trong các môi trường nước ngọt khi nước nhiễm mặn được xả vào các hệ thống sông, hồ.
- Sử dụng nguồn nước nhiễm mặn trong sinh hoạt hàng ngày có thể sẽ gây ra các bệnh ngoài da như viêm da, mụn nhọt, hắc lào,…
Hậu quả khi sử dụng nước nhiễm mặn
- Nước nhiễm mặn khi vào cơ thể sẽ hút nước từ các tế bào và gây ra hiện tượng mất nước, khiến các tế bào ngày càng bị teo nhỏ. Khi những tế bào này chết đi, hệ miễn dịch của cơ thể bị suy giảm sẽ tạo điều kiện cho virus, vi khuẩn xâm nhập và gây ra các bệnh lý về tiêu hóa, suy giảm chức năng gan, thận,…
- Nước nhiễm mặn không thích hợp để tưới tiêu vì muối có thể gây hại đến cây trồng và làm giảm năng suất mùa vụ.
- Nước nhiễm mặn cũng không thích hợp để nuôi trồng thủy sản.
- Nếu nước nhiễm mặn được thải ra môi trường có thể gây ra hiện tượng thâm nhập mặn vào các nguồn nước ngầm, làm giảm chất lượng của các nguồn nước sạch cần thiết cho con người và các sinh vật sống.
4 cách xử lý nước nhiễm mặn thành nước ngọt đơn giản, hiệu quả
Để xử lý nước nhiễm mặn thành nước ngọt, bạn có thể áp dụng một trong những cách sau đây:
Phương pháo trao đổi ion
Việc xử lý nước nhiễm mặn bằng phương pháp trao đổi ion cũng là một trong những cách mang lại hiệu quả tốt và được sử dụng khá phổ biến. Phương pháp này thường được áp dụng để loại bỏ các ion muối có hại ra khỏi nước, giúp nước trở nên an toàn và phù hợp cho các mục đích sử dụng khác nhau như sinh hoạt, nông nghiệp hoặc công nghiệp.
Cơ chế hoạt động của phương pháp trao đổi ion là dựa trên sự thay đổi ion trong dung dịch nước bằng cách dùng các hạt nhựa trao đổi. Những hạt nhựa này có khả năng hấp phụ các ion muối như natri (Na+), clorua (Cl-), canxi (Ca2+), magie (Mg2+) và thay thế chúng bằng các ion khác như ion hydro (H+) hoặc ion hydroxit (OH-).
Các bước cơ bản của quá trình trao đổi ion là:
- Hấp phụ ion: Dung dịch nước nhiễm mặn sẽ chảy qua cột hạt nhựa trao đổi ion. Các ion muối trong nước sẽ bị hấp phụ bởi những chất này.
- Thay thế ion: Các chất trao đổi ion sẽ thay thế các ion muối bằng các ion khác. Ví dụ nếu chất trao đổi ion là nhựa chứa ion natri (Na+) thì khi nước chảy qua, các ion natri trong nước sẽ bị hấp phụ và thay thế bằng các ion khác như ion hydro (H+) hoặc ion hydroxit (OH-).
- Hoàn nguyên: Sau khi hạt nhựa trao đổi ion bị bão hòa hoặc bị nghẽn bởi các ion muối, chúng cần phải được hoàn nguyên để loại bỏ các ion muối hấp phụ, từ đó khôi phục khả năng hấp phụ của hạt nhựa.
- Thu hồi muối: Các muối bị hấp phụ trên hạt nhựa trao đổi có thể được thu hồi, xử lý để tái sử dụng hoặc loại bỏ an toàn.
Phương pháp trao đổi ion này thường được áp dụng trong các hệ thống lọc nước công nghiệp, nhà máy thủy điện, xử lý nước thải và các ứng dụng khác. Nó là một trong những công nghệ xử lý nước hiệu quả, giúp giảm bớt nồng độ muối trong nước để tạo ra loại nước đáp ứng được các yêu cầu về chất lượng nước cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau.
Chưng cất
Phương pháp chưng cất
Xử lý nước nhiễm mặn bằng phương pháp chưng cất là quá trình chủ yếu dựa vào sự bay hơi và ngưng tụ của nước để loại bỏ muối cùng các chất hòa tan khác có trong nước mặn, từ đó tạo ra nước ngọt. Đây là một trong những phương pháp truyền thống được áp dụng ở nhiều nơi trên thế giới. Quá trình chưng cất nước nhiễm mặn thường diễn ra theo các bước sau:
- Chưng cất: Nước nhiễm mặn được đun sôi trong một bình chưng cất. Khi nước sôi, phần hơi nước bay lên và thoát ra khỏi bình, để lại các chất hòa tan và muối trong bình.
- Thu hơi nước: Hơi nước thoát ra từ bình chưng cất được tập hợp và dẫn đi đến nơi khác để làm lạnh hoặc làm nguội, từ đó chuyển đổi thành nước ngọt.
- Ngưng tụ và thu nước ngọt: Hơi nước sau khi được làm nguội sẽ ngưng tụ lại thành nước ngọt. Quá trình ngưng tụ thường được thực hiện trong các thiết bị có thể làm lạnh hoặc trong các cấu trúc được gọi là "nhà máy ngưng tụ".
- Tái sử dụng nước hấp thụ: Để tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm nước, hơi nước thoát ra từ quá trình chưng cất có thể được hấp thụ bởi một chất hấp thụ nào đó, ví dụ như một dung môi hữu cơ trước khi nó được ngưng tụ để chuyển thành nước.
- Xử lý nước ngọt: Nước ngọt thu được có thể cần phải được xử lý thêm để loại bỏ những tạp chất còn sót lại hoặc để điều chỉnh chất lượng nước cho phù hợp với các mục đích và nhu cầu sử dụng.
Mặc dù hiệu quả chuyển đổi nước nhiễm mặn thành nước ngọt của phương pháp này khá tốt nhưng nó vẫn có một số hạn chế khi áp dụng vào thực tế, đó là:
- Tốn rất nhiều năng lượng để đun sôi nước nên không phù hợp khi muốn xử lý một lượng nước lớn. Cách này chỉ phù hợp với phòng thí nghiệm hoặc cần xử lý một lượng nhỏ phục vụ hoạt động ăn uống hàng ngày.
- Phải tốn nhiều thời gian để đun sôi và ngưng tụ nước.
- Nước chưng cất vẫn chứa các tạp chất khác có độ sôi nhỏ hơn 100 độ C. Những tạp chất này chủ yếu là hợp chất hữu cơ chứa các khí hòa tan. Do không còn chứa Mg, Ca cùng một số khoáng chất khác mà nước chưng chất có vị nhạt, khó uống và không đảm bảo lượng khoáng cần thiết cho sức khỏe.
Chuyển nước ngọt đến khu vực nước nhiễm mặn
Với cách này, nước ngọt sẽ được vận chuyển trong các xe bồn đến khu vực nước bị nhiễm mặn. Nếu vận chuyển bằng sà lan, lượng nước được vận chuyển sẽ lớn hơn. Tuy nhiên, cách làm này sẽ phụ thuộc vào mực nước sông lên, xuống trong ngày. Vậy nên cách dùng xe bồn vẫn là cách được dùng nhiều hơn.
Dùng hệ thống lọc nước RO
Dùng hệ thống lọc RO
Sử dụng hệ thống lọc RO nhằm xử lý nước nhiễm mặn để tưới tiêu, sinh hoạt hiện được xem là phương pháp phổ biến, đơn giản và mang lại hiệu quả cao. Đây cũng là công nghệ được sử dụng rộng rãi trên thế giới nhằm tạo ra nguồn nước sạch và an toàn từ các nguồn nước mặn như biển hoặc nước ngầm nhiễm mặn. Dưới đây là các bước cơ bản của quá trình xử lý nước nhiễm mặn bằng hệ thống lọc nước RO:
- Giai đoạn 1 (Lọc bằng lõi PP): Là quá trình lọc sơ bộ để loại bỏ cặn lơ lửng, chất rắn có kích thước lớn hơn 5 micron.
- Giai đoạn 2 (Lọc bằng lõi than hoạt tính): Than hoạt tính có tác dụng hấp phụ hết các chất độc hại, thuốc trừ sâu, dung môi và các phân tử clo dư.
- Giai đoạn 3 (Lọc bằng lõi PP): Lõi lọc sợi bông PP có kích thước 1 micron nên các phân tử lớn hơn sẽ bị giữ lại trên bề mặt, chỉ các phân tử nhỏ hơn mới đi qua được.
- Giai đoạn 4 (Màng lọc RO): Màng lọc RO có kích thước rất nhỏ và chỉ cho phân tử nước đi qua. Đồng thời dồn các chất ô nhiễm theo đường nước thải đi ra ngoài.
- Phần nước sau khi qua màng RO sẽ tiếp tục được xử lý qua lõi T33, màng lọc nano bạc,… để bổ sung chất khoáng và tăng độ pH cho nước.
Với phương pháp này, bạn cần lưu ý các vấn đề sau:
- Màng RO có kích thước lỗ lọc nhỏ từ 0,001 micron và màng này chịu ảnh hưởng của giá trị pH, Clo khác nhau nhưng lại chịu được môi trường có áp suất cao. Nếu được vệ sinh và bảo dưỡng đúng cách, màng RO có tuổi thọ sử dụng từ 2 - 5 năm.
- Giải pháp xử lý nước nhiễm mặn bằng màng lọc RO chỉ đạt hiệu quả cao đối với các nguồn nước nhiễm mặn ở nồng độ thấp. Do đó, đối với những nguồn nước nhiễm mặn có nồng độ cao, bạn cần phải dùng đến hệ thống xử lý nước nhiễm mặn có công suất lớn hơn.
Trên đây là một số cách xử lý nước nhiễm mặn mà bạn đọc có thể tham khảo. Hy vọng những thông tin này sẽ hữu ích với các bạn, đặc biệt là những bạn đang sống trong khu vực nước nhiễm mặn. Việc lựa chọn phương pháp xử lý nào sẽ phụ thuộc vào điều kiện và nhu cầu sử dụng nước. Vậy nên bạn hãy cân nhắc để lựa chọn cho mình một phương án tối ưu nhất.