Tận dụng nước thải mặn sản xuất nước ngọt

Nước thải nhiễm mặn là tình trạng nguồn nước xả thải có độ mặn cao hơn mức cho phép và khi xả thải ra môi trường sẽ gây những tác hại, ảnh hưởng đến môi trường. Chính vì thế, cần phải xử lý nước thải nhiễm mặn trước khi xả thải ra ngoài để giảm thiểu những ảnh hưởng đến môi trường và cần phải lựa chọn công nghệ, phương pháp xử lý phù hợp để xử lý tốt nhất. 

Nước thải nhiễm mặn là gì?

Nước thải nhiễm mặn là nguồn nước có chứa hàm lượng lớn các chất muối hoà tan (chủ yếu là NaCl) vượt qua ngưỡng cho phép. Nước thải nhiễm mặn thường được thải ra từ các nhà máy chế biến hải sản, muối hay sản xuất đồ hộp rau quả, thuộc da, sản xuất hoá chất.

Nước thải nhiễm mặn có nhiều loại như nước thải sinh hoạt nhiễm mặn, nước thải chăn nuôi nhiễm mặn, nước thải sản xuất và dịch vụ, nước thải nuôi trồng thuỷ sản,..

Nước thải sinh hoạt, chăn nuôi: do tình trạng thiếu nước ngọt nên nhiều nơi sử dụng nước biển phục vụ cho sinh hoạt. Do đó mà khiến cho các chất thải hòa với nước biển và bị nhiễm mặn.

Nước thải công nghiệp: thông thường nước thải công nghiệp nhiễm mặn chỉ xuất hiện tại những nơi nuôi thủy sản, đóng gói, sản xuất đồ hộp rau quả,… Các nhà máy này khi ở gần những vùng ven biển thì càng sử dụng lượng lớn nước biển để rã đông, tẩy rửa nguyên liệu,… Do đó mà những nước thải này bị nhiễm mặn cao.

Vì sao phải xử lý nước thải nhiễm mặn?

Khi sử dụng lượng nước bị nhiễm mặn thường xuyên sẽ gây tác hại đến cơ thể. Khi cơ thể hấp thụ quá nhiều muối sẽ khiến cho các tế bào bị hút nước, bị teo đi. Điều này sẽ khiến cho các tế bào bị suy yếu và dần chết đi khiến cho cơ thể trở nên yếu hơn, dễ dàng mắc các chứng bệnh do không thể ngăn cản vi khuẩn xâm nhập. 

Ngoài ra lượng nước thải bị nhiễm mặn khi được xả ra ngoài môi trường sẽ khiến cho đất bị ô nhiễm, trở nên  khô cằn và cây cối khó mà sinh trưởng, phát triển tươi tốt được. 

Phương pháp xử lý nước thải nhiễm mặn

Xử lý nước thải nhiễm mặn được hiểu đơn giản là loại bỏ các chất muối hoà tan vượt qua ngưỡng cho phép.

Xử lý nước thải nhiễm mặn bằng vi sinh vật ưa mặn kết hợp với công nghệ hiếu khí là phương pháp thường được sử dụng nhất hiện nay. 

Tuy nhiên hiện nay thì đã có nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy rằng có thể kết hợp vi sinh vật ưa mặn cùng với những loại nấm men ưa nồng độ mặn cao cũng mang đến kết quả rất tốt.

Sau đây là các giai đoạn xử lý nước thải nhiễm mặn:

Giai đoạn xử lý kỵ khí: Tận dụng quá trình oxy hóa các hợp chất trong điều kiện hiếu khí. Đặc tính nổi bật của quá trình hiếu khí là khả năng tạo ra bùn là rất thấp. Các vi khuẩn có thể thích nghi được trong môi trường này và phát triển mạnh mẽ, loại bỏ những chỉ số đặc trưng như COD, tổng N, tổng P,... lên đến hơn 90%.

Giai đoạn hiếu khí nấm men: Sử dụng nấm men trong quá trình hiếu khí để tiếp tục phân hủy các chất hữu cơ độc hại còn lại trong nước thải.

Giai đoạn nitrit hóa: Sau đó sử dụng những vi khuẩn ưa mặn để chuyển hóa, phân loại các chất trong nước thải thành nitrit.

Giai đoạn xử lý kỵ khí amoni: Đây là bước cuối cùng trong việc xử lý nước thải nhiễm mặn. Dùng vi khuẩn anammox để phân rã và chuyển hóa những chất còn sót lại trong chất thải hình thành nên khí nitơ phân tử.

Trên là một trong những phương pháp xử lý nước thải nhiễm mặn được sử dụng phổ biến hiện nay. Tuy nhiên thì khi gặp tình trạng muốn xử lý nước nhiễm mặn trước khi sử dụng thì nên làm như thế nào. Sau đây là một số cách thức xử lý nước thải nhiễm mặn để có thể đưa vào sử dụng.

Phương pháp trao đổi ion xử lý nước nhiễm mặn

Khử muối bằng phương pháp lọc ion này được hiểu như là cách lọc những tinh chất bên trong nước ra thành các ion và kết hợp với những chất khác tạo nên nguồn nước sạch. 

Để có thể lọc ra được nguồn nước sạch thì cần trải qua quá trình chuyển đổi 3 bể để có thể lọc được hoàn toàn nước nhiễm mặn.

Với phương pháp này, một lượng lớn muối được lọc qua bể lọc chứa hạt ion hoạt tính. Tại bể lọc, các cation hoàn toàn hòa tan nhờ các hạt ion H+, muối hoà tan thành tạo thành muối axit. 

Tại bể lọc H- cation, cation được khử và tại bể lọc OH-Anionit nên các hạt anionit được hấp thụ từ trước khi giai đoạn anion từ các muối axit như Cl-, (SO4)2-. Khi đó khí CO2 bị khử ra khỏi nguồn nước bằng cách làm thoáng trước khi đưa vào bể OH-anionit và đồng thời giải phóng lượng anion OH-. 

Nhờ phương pháp này mà chúng ta có thể tự sục rửa và hoàng nguyên theo quy trình để đảm bảo nguồn nước đầu ra luôn đạt chuẩn. 

Trước tình trạng trên, các nhà khoa học tại Hiệp hội hóa học Mỹ vừa tìm ra một phương pháp sản xuất nước ngọt mới kinh tế và hiệu quả hơn những cách thức cũ. Phương pháp này cho phép tận dụng nguồn nước thải mặn, tách thành phần muối biển và biến chúng thành lượng nước ngọt dùng trong sản xuất, tưới tiêu, thậm chí là sinh hoạt và làm nước uống.

Nước thải mặn sau khi được tách muối và làm sạch có thể trở thành nước uống

Nước thải mặn là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất dầu mỏ hoặc khí đốt. Ước tính, 1 thùng dầu mỏ được sản xuất sẽ thải ra 10 thùng nước thải mặn. Nếu lượng nước thải này được tận dụng, nó sẽ giúp giải quyết bài toán thiếu nước sạch ở nhiều nơi trên thế giới.

Tuy nhiên, các nhà khoa học cho biết họ phải dùng phương pháp hoàn toàn mới trong việc tách muối từ nước thải mặn đó là hydrat hóa. Quá trình hydrat hóa chỉ bao gồm nước và các khí tự nhiên như methane, nhờ đó hầu hết muối và các tạp chất khác bi loại bỏ. Phương pháp này cho phép loại bỏ đến 90% lượng muối và giúp tiết kiệm năng lượng hơn những phương pháp cũ.