Lịch sử của quá trình khử nước mặn thành nước ngọt

Hiện nay, khoảng 1% dân số thế giới phụ thuộc vào nước được khử muối. Liên Hợp Quốc dự kiến rằng 14% dân số thế giới sẽ gặp phải tình trạng khan hiếm nước vào năm 2025. Người ta ước tính rằng có khoảng 30% khu vực tưới tiêu trên thế giới bị nhiễm mặn và việc khắc phục hậu quả được coi là rất tốn kém.

Công ty xử lý nước thải Hợp Nhất sẽ chia sẻ tới bạn đọc chi tiết về vấn đề này ở những phân tích dưới đây!

Nhu cầu khử mặn

Quá trình khử muối chủ yếu loại bỏ muối và khoáng chất để tạo ra nguồn nước thích hợp cho con người hoặc tưới tiêu. Cùng với nước thải tái chế, đây là một trong số ít nguồn nước không phụ thuộc vào lượng mưa.

Do tiêu thụ năng lượng quá lớn, nước biển khử muối thường tốn kém hơn nước ngọt từ nước mặt, nước ngầm. Tuy nhiên, những lựa chọn thay thế này không phải lúc nào cũng có sẵn và việc cạn kiệt nguồn nước là vấn đề nghiêm trọng. Quá trình khử muối thường được sử dụng phương pháp nhiệt hoặc thẩm thấu ngược.

Khử mặn bằng phương pháp chưng cất là hình thức xử lý sớm nhất của nhân loại và rất phổ biến trên toàn thế giới. Vào thời kỳ cổ đại, nhiều nền văn minh sử dụng quy trình này trên tàu của họ để chuyển nước biển thành nước uống.

Ngày nay, các nhà máy khử muối chủ yếu dùng nhiều trên tàu biển và vùng khô hạn. Đặc biệt, những khu vực nhiễm mặn, xâm nhập mặn bị ô nhiễm tự nhiên. Chưng cất có lẽ là một trong những công nghệ xử lý nước giúp giảm thiểu ô nhiễm trong nước uống.

Lịch sử quá trình khử muối trên thế giới

Quá trình khử muối được biết đến cách đây nhiều thiên nhiên kỷ, và được nhà triết học Hy Lạp cổ đại Aristotle nhấn mạnh rằng: “Nước muối khi chuyển thành hơi sẽ trở nên ngọt ngào hơn và hơi nước không tạo thành muối khi nó ngưng tụ”. Có rất nhiều cuộc thử nghiệm liên quan đến khử muối xảy ra trong thời kỳ Cổ đại và Trung cổ nhưng chưa mang đến kết quả khả thi cho đến thời kỳ hiện đại.

Một ví dụ điển hình khác là cuộc thử nghiệm của Leonardo da Vinci phát hiện ra quá trình chưng cất với số lượng lớn nước bằng tấm tính trong bếp. Và trong suốt thời kỳ Trung cổ, ở khu vực Trung Âu, cuộc thử nghiệm này vẫn tiếp tục trong công đoạn tinh chế chưng cất.

Và nhà máy khử muối hiện đại đầu tiên xuất hiện tại vùng biển ngoài khơi Tunisia vào năm 1560. Một vị thuyền trưởng đã chế tạo chiếc máy có khả năng sản xuất 40 thùng nước ngọt mỗi ngày. Sau đó, từ 1562 – 1622, ông Richard Hawkins thực hiện chuyến du hành ở Biển Nam có thể tạo ra nguồn nước ngọt bằng phương pháp chưng cất.

Từ những năm 1800, sự thay đổi nhanh chóng của động cơ hơi nước cùng kiến thức về nhiệt động học của quá trình hơi nước. Khi đó, nhu cầu nguồn nước tinh khiết để sử dụng trong nồi hơi tạo ra một tác động tích cực liên quan đến hệ thống chưng cất. Chưa kể, các phong trào của chủ nghĩa thực dân châu Âu đã khiến nhu cầu nước ngọt ở vùng xa xôi tăng cường khử mặn nước biển.

Với sự phát triển và cải tiến hệ thống sử dụng hơi nước, loại thiết bị này nhanh chóng chứng tỏ tiềm năng của mình trong lĩnh vực khử mặn. Các thiết bị chưng cất dạng ống với thiết kế đơn giản, dễ chế tạo đã nhanh chóng được ưa chuộng sử dụng trên tàu biển. Vào những năm 1860, quân đội Hoa Kỳ mua thiết bị bay hơi Normandy có công suất 7000 gallon/ngày và lắp đặt trên đảo Key West và Tortugas.

Và nhà máy khử muối công nghiệp đầu tiên ở Hoa Kỳ tại Texas năm 1961 với hy vọng mang lại nguồn nước sau hơn một thập kỷ hạn hán. Nhà máy khử muối thẩm thấu ngược tại Coalinga ở California năm 1965 và cho đến năm 1975 nhà máy khử muối thẩm thấu ngược nước biển đầu tiên đi vào hoạt động.

Xem thêm bài viết về xử lý nước thải nhiễm mặn bằng công nghệ vi sinh!