Công nghệ thẩm thấu nghịch

Khử muối là tiến trình loại bỏ các khoáng chất hoà tan khỏi nước biển, nước hơi mặn hoặc nước thải. Các nhà khoa học đã phát triển một số công nghệ khử muối, bao gồm thẩm thấu nghịch (reverse osmosis - RO), chưng cất, thẩm tách bằng điện và làm lạnh chân không.

Thẩm thấu nghịch, còn được gọi là siêu lọc, hiện là công nghệ lọc tốt nhất. Tiến trình này cho phép loại bỏ các hạt chẳng hạn như ion khỏi dung dịch. Thẩm thấu nghịch được sử dụng để lọc nước và loại bỏ muối cũng như các tạp chất khác để cải thiện màu sắc, mùi vị hoặc các tính chất của dung dịch. Nó có thể được sử dụng để lọc các dung dịch như ethanol và glycol. Màng thẩm thấu nghịch sẽ cho phép các dung dịch này đi qua đồng thời cản các ion và chất ô nhiễm khác. Công nghệ thẩm thấu nghịch được sự dụng phổ biến để lọc nước, đáp ứng được các chỉ tiêu khắt khe nhất hiện nay.

Công nghệ thẩm thấu nghịch sử dụng một loại màng bán thấm có hàng triệu lỗ tí hon, cho phép nước biển đi qua, đồng thời cản chất ô nhiễm như vi khuẩn, muối, đường, protein, các hạt, nitrate, chloroform, thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu, thuốc diệt côn trùng, chất nhuộm, trihalomethanes, các chất hữu cơ khác và những thành phần có trọng lượng hơn 150-250 dalton. Phần lớn công nghệ loại này sử dụng một tiến trình được gọi là dòng giao nhau, cho phép màng liên tục tự làm sạch. Khi một số nước biển đi qua màng, phần còn lại tiếp tục xuôi dòng, cuốn theo các chất hoặc sinh vật bị cản ra khỏi màng.

Đây là nhà máy biến nước biển thành nước ngọt với công suất 800m3/ngày tại Eliat (Israel)

Tiến trình cần một lực đẩy để đẩy nước đi qua màng và lực phổ biến nhất là áp lực từ bơm. Áp lực càng cao, lực đẩy càng lớn. Công việc tách các ion được trợ giúp bởi các hạt nhiễm điện. Điều đó có nghĩa là các ion bị hoà tan song mang điện tích, như muối, chắc chắn bị đẩy khỏi màng so với những ion không nhiễm điện như các chất hữu cơ. Điện tích và hạt càng lớn, khả năng bị đẩy càng cao.

Nhà máy biến nước biển thành nước ngọt đầu tiên tại Anh sử dụng công nghệ thẩm thấu ngược, mới. Nước biển từ cửa sông hoặc biển chảy vào nhà máy theo chiều ngang. Nó chứa ion natri và chloride. Áp lực được tác động theo chiều thẳng đứng đẩy nước muối đi qua màng siêu mịn. Nước đi ra khỏi màng có thể sử dụng để uống, tưới tiêu và nhiều mục đích khác. Cặn muối và các tạp chất khác được thải trở lại biển. Tại các nhà máy khử muối sản xuất nước sử dụng cho sinh hoạt, các tiến trình hậu xử lý được triển khai để đảm bảo nước đáp ứng các tiêu chuẩn sức khoẻ cũng như tiêu chuẩn chống bào mòn đường ống.

Sản phẩm nước được khử muối thường tinh khiết hơn so với các tiêu chuẩn nước uống. Do vậy, khi được sử dụng cho các đô thị, nhà máy nước thường trộn nó với các loại nước có mức chất rắn hoà tan cao hơn. Nước được khử muối có tính a-xít cao nên bào mòn đường ống. Do vậy, nó phải được trộn với các nguồn nước khác hoặc được điều chỉnh độ pH, tính cứng và tính kiềm trước khi ra khỏi nhà máy.