Việc đảm bảo nguồn nước uống ổn định là một trong những thách thức quan trọng mà nhiều khu vực trên thế giới đang phải đối mặt hiện nay. Theo báo cáo do Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và Quỹ Nhi đồng Liên Hợp Quốc công bố vào năm 2025, một phần tư dân số thế giới vẫn chưa có điều kiện tiếp cận nguồn nước uống ổn định và được kiểm soát chất lượng, và vấn đề này sẽ ngày càng trầm trọng hơn khi tình trạng suy giảm này tiếp tục gia tăng.
Nước lợ là một loại môi trường nước đặc biệt có độ mặn cao hơn nước ngọt nhưng thấp hơn nước biển; ở đây, độ mặn cụ thể đề cập đến nồng độ muối hòa tan trong nước, và đặc điểm chính của nó là độ mặn nằm giữa nước ngọt và nước biển.
Ví dụ, theo tiêu chuẩn của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA), hàm lượng TDS trong nước uống phải dưới 500ppm, trong khi hàm lượng TDS trong nước lợ dao động từ 3.000 đến 10.000ppm! Cách dễ hiểu nhất để hình dung về nước lợ là tưởng tượng điểm giao nhau giữa sông và biển – các vùng nước hình thành trong quá trình chuyển tiếp từ nước ngọt sang nước biển chính là ví dụ về nước lợ. Những khu vực này được gọi là cửa sông và là môi trường sống của các loài sinh vật chịu mặn như rừng ngập mặn và hàu!
| Loại nước | Phạm vi nồng độ muối (ppm) | Tính năng |
|---|---|---|
| Nước ngọt | <1000 | có thể uống sau khi đun sôi |
| Nước lợ | 1000-15000 | cần được xử lý trước khi uống |
| Nước biển | 30000-40000 | Vị mặn và đắng nồng, cần phải chế biến đặc biệt |
| nước uống | <500 | có thể uống trực tiếp |
Phạm vi phân bố của nước lợ rất rộng, và dấu vết của nó có thể được tìm thấy ở các cửa sông, suối và các tầng nước ngầm trong môi trường tự nhiên. Nó cũng có thể tồn tại trong các vùng nước được tạo ra bởi các công trình nhân tạo; Các cửa sông là nguồn nước lợ tự nhiên nhất, và các cửa sông lớn trên thế giới đã lan rộng, chẳng hạn như nơi hợp lưu của sông Thames và Biển Bắc ở London, nơi hợp lưu của sông Hudson và Vịnh New York ở New York, và nơi hợp lưu của sông Amazon và Đại Tây Dương ở Brazil, tất cả đều đã hình thành các khu vực nước lợ cửa sông điển hình.
Do các yếu tố địa chất và lịch sử, một số hồ cũng chứa nước lợ, và Biển Caspi, hồ lớn nhất thế giới, là một ví dụ điển hình. Sự hình thành của nó có liên quan đến các di tích biển cổ xưa nằm giữa lục địa Á-Âu. Các hồ nước lợ tương tự phân bố rộng rãi trên toàn thế giới, riêng tại Ấn Độ đã có tới năm hồ nước lợ có thể quan sát được;
Các hoạt động nhân tạo cũng có thể tạo ra các nguồn nước lợ, chẳng hạn như các đầm lầy được ngập nước nhân tạo để nuôi tôm, cũng như các ao và suối được hình thành do xây dựng đập để điều tiết dòng chảy của sông và biển; các tầng chứa nước hóa thạch sâu cũng chứa nước lợ. Nguyên nhân khiến các nguồn nước ngầm này có độ mặn nhẹ có thể do các tàn tích biển cổ đại, sự xâm nhập của nước mặn ở các khu vực ven biển, hoặc do sự hấp thụ quá mức các khoáng chất như natri và clorua trong quá trình thấm nước;
Việc xử lý nước lợ đòi hỏi phải sử dụng hệ thống xử lý nước có khả năng khử muối hoàn toàn. Yếu tố cốt lõi của khả năng khử muối là loại bỏ các muối khoáng hòa tan khỏi nước và chuyển chúng sang nước ngọt có thể sử dụng được! Các công nghệ khử muối chủ yếu được áp dụng trong quản lý nước lợ là thẩm thấu ngược và chưng cất. Mặc dù hai kỹ thuật này cũng có thể được sử dụng để khử muối nước biển, nhưng do độ mặn của nước biển cao hơn, hiệu quả xử lý thấp hơn nhiều so với nước lợ;
1. Công nghệ thẩm thấu ngược
Hiện nay, thẩm thấu ngược là công nghệ khử mặn nước lợ phổ biến nhất trên toàn thế giới. Kỹ thuật này tạo áp suất nhất định lên nước lợ, buộc nước phải thẩm thấu qua một màng bán thấm. Các lỗ nhỏ li ti trên màng ngăn chặn sự thẩm thấu của muối và các chất ô nhiễm khác, chỉ cho phép các phân tử nước đi qua, từ đó chuyển đổi nước lợ thành nước ngọt;
2. Công nghệ chưng cất
Quá trình chưng cất mô phỏng quá trình bay hơi và ngưng tụ trong tự nhiên. Khi được gia nhiệt, nước lợ sẽ bay hơi để tạo thành hơi nước. Do muối và khoáng chất không thể bay hơi cùng với hơi nước, nên hơi nước sau khi ngưng tụ có thể được chuyển thành nước ngọt; có hai kỹ thuật chưng cất chính phù hợp để khử muối trong nước lợ: bay hơi chớp nhiều giai đoạn và chưng cất bằng năng lượng mặt trời. Kỹ thuật đầu tiên phù hợp với xử lý công nghiệp quy mô lớn, trong khi kỹ thuật thứ hai phù hợp hơn với các hoạt động quy mô nhỏ và các cộng đồng nhỏ.
Trong quá trình bay hơi đa tầng, nước lợ chảy qua nhiều buồng, được làm nóng và nén dưới áp suất cao, sau đó đi vào các buồng tiếp theo nơi áp suất giảm dần. Khi áp suất giảm mạnh, nước nhanh chóng sôi để tạo ra hơi nước, có thể được thu hồi dưới dạng nước ngọt sau khi ngưng tụ! Ả Rập Xê Út sở hữu một trong những hệ thống bay hơi đa tầng lớn nhất thế giới, với sản lượng nước ngọt hàng ngày khoảng 200 triệu gallon.
Hai công nghệ xử lý nước chính này có những nguyên lý hoạt động khác nhau, những ưu điểm riêng biệt và phù hợp với các tình huống ứng dụng khác nhau; Ưu điểm cốt lõi của công nghệ thẩm thấu ngược nằm ở hiệu suất cao, mức tiêu thụ năng lượng tương đối thấp và tính mô-đun cao. Công nghệ này có thể được sử dụng để xây dựng các nhà máy quy mô lớn hoặc lắp đặt các thiết bị gia dụng nhỏ, đặc biệt phù hợp với các tình huống cấp nước đô thị và sử dụng nước công nghiệp đòi hỏi tốc độ xử lý cao và chất lượng nước ổn định;
Những ưu điểm của công nghệ chưng cất thể hiện ở quy trình vận hành đơn giản, chi phí bảo trì thấp, khả năng thích ứng cao với chất lượng nước thô, cùng khả năng khử mặn hiệu quả nước lợ thông qua quá trình bay hơi và ngưng tụ, ngay cả khi nước chứa nhiều tạp chất; trong đó, công nghệ chưng cất bằng năng lượng mặt trời hoàn toàn dựa vào nguồn năng lượng sạch và không cần tiêu thụ điện năng hay nhiên liệu hóa thạch. Công nghệ này rất phù hợp với các khu vực hẻo lánh, các hòn đảo và các cộng đồng nhỏ thiếu nguồn cung cấp điện, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
Nước lợ có những giá trị ứng dụng khác nhau ở trạng thái tự nhiên và sau khi được xử lý; nước lợ ở trạng thái tự nhiên, nhờ chi phí thấp và dễ tiếp cận, thường được sử dụng làm môi chất làm mát trong ngành nhiệt điện, ngành dầu khí và ngành khai khoáng.
Công dụng quan trọng nhất của nước lợ đã khử mặn là làm nước uống cho con người và gia súc, đồng thời đây cũng là chìa khóa để giải quyết vấn đề cấp nước tại các khu vực khô cằn và thiếu nước. Trước tình trạng thiếu hụt nước ngọt ngày càng trầm trọng trên toàn cầu, đặc biệt là tại các khu vực đang phát triển khô cằn, việc quản lý nước lợ đã trở thành một giải pháp quan trọng để giảm bớt áp lực về nhu cầu nước!
Nước lợ không thể uống trực tiếp, chủ yếu do hàm lượng muối cao. Sau khi uống nước lợ, thận phải hoạt động quá tải để sản xuất nhiều nước tiểu hơn và thải bớt lượng muối dư thừa. Quá trình này có thể gây mất nước nhanh chóng trong cơ thể, cuối cùng dẫn đến các triệu chứng mất nước. Việc tiêu thụ nước lợ trong thời gian dài cũng có thể gây tổn thương vĩnh viễn cho các cơ quan như thận.
Tuy nhiên, sau khi khử mặn, nước lợ có thể đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn vệ sinh nước uống! Cả công nghệ thẩm thấu ngược và chưng cất đều có thể loại bỏ hiệu quả muối và các chất ô nhiễm khỏi nước, và chất lượng nước sau xử lý có thể đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh nước uống của Tổ chức Y tế Thế giới và các quốc gia khác nhau, chẳng hạn như “Tiêu chuẩn vệ sinh nước uống” của Trung Quốc (GB 5749-2022) hoặc các tiêu chuẩn của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA), khiến nó trở thành một nguồn nước uống an toàn và đáng tin cậy!
Cái khử mặn nước lợ là một phương pháp quan trọng để giải quyết cuộc khủng hoảng nước toàn cầu bằng cách chuyển đổi nguồn nước có hàm lượng muối cao thành nước có thể sử dụng được thông qua các kỹ thuật như thẩm thấu ngược và chưng cất! Trong tương lai, với sự cải thiện về khả năng chống ô nhiễm của vật liệu màng lọc cùng với việc kết hợp với năng lượng tái tạo, chi phí xử lý nước lợ sẽ tiếp tục được giảm xuống, mang lại các giải pháp bền vững cho các khu vực thiếu nước.
Nếu quý vị có thêm thắc mắc về công nghệ xử lý, phân phối nguồn nước hoặc các vấn đề khác liên quan đến tài nguyên nước lợ, xin vui lòng trao đổi và chia sẻ ý kiến bất cứ lúc nào.
Kysearo là một công ty sản xuất thiết bị xử lý nước hàng đầu có trụ sở tại Trung Quốc, chuyên thiết kế và sản xuất các hệ thống xử lý nước hiệu suất cao.
Với hơn 20 năm kinh nghiệm trong ngành, chúng tôi luôn nỗ lực cải thiện chất lượng các nguồn nước khác nhau, bao gồm nước biển, nước giếng, nước giếng khoan, nước máy và nước ngầm, v.v.
Sản phẩm
Công ty
Liên hệ
