Chúng ta thường nói nước biển có vị mặn nhưng làm sao có thể đo lường được độ “mặn” này một cách khoa học? Chìa khóa nằm ở một chỉ báo gọi là TDS.TDS, hay "Tổng chất rắn hòa tan", như tên gọi của nó, đề cập đến tổng lượng tất cả các khoáng chất, muối và một lượng nhỏ chất hữu cơ hòa tan trong nước.Các chất này có nguồn gốc từ đá, đất và hoạt động của con người, tồn tại dưới dạng ion trong nước. Chúng tôi đo chúng bằng miligam trên lít (mg/L).
Bạn có thể coi TDS là “hàm lượng chất rắn vô hình” của một cốc nước. Nước khoáng chúng ta uống, vì nó chứa một lượng khoáng chất vừa phải, thường có giá trị TDS ở mức hàng trăm. Ngược lại, nước cất hoặc nước tinh khiết sâu có giá trị TDS rất thấp. Vị mặn nổi bật của nước biển chính là do giá trị TDS cực cao, thành phần chính là natri clorua quen thuộc hay còn gọi là muối ăn.
► Sự phân chia tự nhiên giữa tươi và mặn
Một trong những khác biệt cơ bản nhất giữa nước ngọt và nước biển là giá trị TDS. Giá trị TDS của nước ngọt từ sông hồ thường ở mức thấp đến trung bình và có thể đáp ứng các tiêu chuẩn uống hoặc sử dụng sau khi xử lý thông thường. Tuy nhiên, nước biển lại hoàn toàn khác. Giá trị TDS trung bình của nó cực kỳ cao, gấp hàng chục, thậm chí hàng trăm lần so với nước ngọt thông thường. Khoảng cách lớn về số lượng này là trở ngại chính mà quá trình khử muối trong nước biển phải vượt qua-việc tách một lượng lớn chất rắn hòa tan như vậy ra khỏi nước không phải là một nhiệm vụ dễ dàng.
► Thách thức cốt lõi của việc khử mặn nước biển: TDS cao
Hiện nay, công nghệ chủ đạo để khử mặn nước biển là thẩm thấu ngược.Nói một cách đơn giản, nguyên tắc của nó liên quan đến việc sử dụng áp suất cực lớn để ép nước biển đi qua một-màng bán thấm chỉ cho phép các phân tử nước đi qua, từ đó ngăn chặn muối và các chất hòa tan khác tạo ra nước ngọt. Ở đây, mức TDS quyết định trực tiếp độ khó và chi phí của toàn bộ hệ thống.
Thứ nhất, giá trị TDS càng cao thì “độ mặn” của nước càng lớn và “áp suất thẩm thấu” mà nó tạo ra càng mạnh, cản trở dòng chảy của nước ngọt. Để khắc phục áp suất này, hệ thống thẩm thấu ngược phải tiêu thụ nhiều năng lượng điện hơn để vận hành-máy bơm áp suất cao,làm cho việc tiêu thụ năng lượng trở thành một phần quan trọng trong chi phí khử muối.
Thứ hai, TDS cao có nghĩa là trong quá trình khử muối, muối bị màng ngăn lại sẽ tập trung cao độ gần bề mặt màng. Điều này có thể dễ dàng dẫn đến sự kết tinh và kết tủa của muối, chúng bám vào màng giống như cặn. Hiện tượng này được gọi là "mở rộng quy mô".Một khi màng bị tắc, không chỉ hiệu quả sản xuất nước giảm mà tuổi thọ của màng cũng bị rút ngắn đáng kể và việc thay thế các thành phần màng là một khoản chi phí đáng kể.Vì vậy, mục tiêu cốt lõi trong việc thiết kế và vận hành toàn bộhệ thống ro khử muốilà để chống lại các vấn đề về áp suất cao và cặn do TDS cao gây ra.
► Giải pháp: Sức mạnh tổng hợp của Công nghệ và Hệ thống
Đối mặt với thách thức của nước biển có-TDS cao, chỉ dựa vào màng thẩm thấu ngược là chưa đủ; cần có một chiến lược phức tạp và tích hợp.
Trước khi nước biển xâm nhập vào các thành phần màng lõi,nó phải trải qua quá trình xử lý trước nhiều{0}}giai đoạn, chẳng hạn như lọc và định lượng hóa chất, để loại bỏ chất rắn lơ lửng, chất keo và các chất khác có thể làm tắc nghẽn màng, từ đó giảm gánh nặng cho "lực chính". Để giảm thiểu sự đóng cặn, chất chống cặn được định lượng một cách khoa học vào hệ thống để ức chế sự hình thành và bám dính của tinh thể muối.
Về mặtvật liệu màng, ngoài các màng polymer thông thường,màng khử muối gốm, mang lại hiệu suất chống bám bẩn mạnh mẽ hơn{0}} và thời gian sử dụng lâu hơn, đang ngày càng nhận được sự quan tâm và nghiên cứu. Nó có khả năng chịu đựng tốt hơn với chất lượng nước và quy trình làm sạch khắc nghiệt.
Hơn nữa, để thu hồi năng lượng và giảm tiêu thụ,các hệ thống-hiệu suất cao hiện đại được trang bị các thiết bị phục hồi năng lượng. Các thiết bị này có thể phục hồi áp suất từ quá trình xả nước muối áp suất cao- và sử dụng nó để bổ sung áp suất nước cấp, nhờ đó tiết kiệm đáng kể mức tiêu thụ điện. Tất nhiên rồi,làm sạch màng bằng hóa chất thường xuyênkhôi phục hiệu suất của chúng cũng là một phần không thể thiếu để duy trì-hoạt động ổn định lâu dài của hệ thống.
Tóm lại, đối với quá trình khử muối trong nước biển, giá trị TDS không chỉ là một chỉ số đo chất lượng nước. Đây là thông số cốt lõi quyết định phương pháp công nghệ, mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống, chi phí vận hành và hiệu quả sản xuất nước. Hiểu TDS có nghĩa là hiểu lý do tại sao công nghệ khử muối lại phức tạp đến vậy và không ngừng theo đuổi đổi mới-chúng tôi đang sử dụng trí thông minh và kỹ thuật để chống lại "rào cản độ mặn" do thiên nhiên đặt ra, từ đó có được nguồn tài nguyên nước ngọt quý giá từ đại dương rộng lớn.