Có thể bạn đã từng nghe đến điều này trước đây – hơn 70% bề mặt trái đất được bao phủ bởi nước. Tuy nhiên, xét về lượng nước có thể tiêu thụ được, nước ngọt chỉ chiếm 2,5% tổng lượng nước toàn cầu. Và 68,7% tổng lượng nước ngọt bị ràng buộc trong sông băng và chỏm băng.

Nói một cách đơn giản, hầu hết lượng nước tự nhiên trên trái đất không thể dễ dàng tiêu thụ để duy trì sự sống. Và với dân số toàn cầu tăng lên ước tính khoảng 83 triệu người mỗi năm, các phương pháp hiệu quả để tạo ra nước uống an toàn phải được áp dụng ngày càng nhiều.

Cơ hội lớn nhất cho nguồn nước ngọt mới là tận dụng nguồn nước biển sẵn có và chuyển hóa nó thành nước uống có thể sử dụng được. Khử muối là quá trình loại bỏ muối khỏi nước mặn để tạo ra nước uống được.

Để tạo ra một hệ thống khử muối đáng tin cậy có thể đáp ứng các nhu cầu riêng biệt của nó, cần phải cân nhắc cụ thể khi lựa chọn vật liệu đường ống.

Quá trình khử muối hoạt động như thế nào

Hệ thống khử muối thường được nhìn thấy dọc theo bờ biển, ở vùng nước mở hoặc trên tàu (chẳng hạn như tàu du lịch). Trong mỗi trường hợp, mục đích là biến nước mặn có chứa muối hòa tan và các khoáng chất khác thành nước uống được.

Hệ thống khử muối bao gồm nhiều bước. Bắt đầu từ lượng nước lấy vào từ đại dương, nước cấp trải qua quá trình tiền xử lý—quy trình lọc gồm nhiều bước được sử dụng để loại bỏ bất kỳ hạt rắn nào lơ lửng trong nước biển, chẳng hạn như cát hoặc tảo.

Sau khi lọc, máy bơm cao áp sẽ tăng áp suất của nước lên khoảng 1000 PSI. Nước được bơm vào các mô-đun màng, được tạo thành từ các vật liệu bán thấm cho phép xảy ra quá trình thẩm thấu ngược. Thẩm thấu bình thường liên quan đến việc dung môi chuyển từ nồng độ thấp sang nồng độ cao. Trong thẩm thấu ngược khử muối, nước mặn nồng độ cao bị đẩy qua màng để chuyển sang nước ngọt, vì muối bị loại bỏ khi đi qua.

Bây giờ thẩm thấu ngược đã tạo ra nước khử muối từ nước biển, nó được chuyển tiếp qua hệ thống. Trong khi đó, dung dịch muối đậm đặc được mang đi và gửi trở lại đại dương.

Tùy thuộc vào mục đích sử dụng cuối cùng của nước, nước khử muối sẽ trải qua bất kỳ quy trình xử lý sau cần thiết nào. Ví dụ, nước uống có thể cần điều chỉnh độ pH, khử trùng và điều chỉnh nồng độ natri clorua, canxi và magiê. Những kỹ thuật xử lý sau này, chẳng hạn như khử trùng bằng clo trong nước, có thể gây bất lợi cho các vật liệu đường ống như polybutylene, đồng và polypropylene—nhưng không phải là mối lo ngại đối với Corzan CPVC.

Những cân nhắc khi lựa chọn vật liệu đường ống

Trong quá trình khử muối, nhiều yếu tố phải được xem xét trước khi lựa chọn vật liệu đường ống.

1. Ăn mòn và đóng cặn
Trong quá trình khử muối, sự ăn mòn có thể ảnh hưởng đến một số hệ thống đường ống. Nhiều hệ thống khử muối được đặt tại các khu vực địa lý gây ra mối lo ngại về ăn mòn bên ngoài bên cạnh ăn mòn bên trong.

Các nguyên nhân tiềm ẩn gây ăn mòn hoặc đóng cặn trong quá trình khử muối là:

• Nước biển có độ mặn cao được lấy từ đại dương trước khi khử muối.
• Canxi và magie trong nước có thể gây tích tụ cặn.
• Hóa chất tiền xử lý, chẳng hạn như chất chống cặn và chất ức chế bám bẩn.
• Clo được thêm vào để khử trùng nước có tính ăn mòn làm giảm độ pH của nước.

2. Lọc
Để tạo ra nước uống an toàn, phải tránh hiện tượng rửa trôi. Sự rửa trôi xảy ra khi các tạp chất tách ra khỏi đường ống và làm nhiễm bẩn chất lỏng.

Các vật liệu đường ống khác nhau chống lại sự rò rỉ như thế nào?

• Kim loại. Ống mạ kẽm nói chung là an toàn chống lại sự rò rỉ. Tuy nhiên, do kim loại vốn dễ bị ăn mòn bởi nước mặn, thường chứa các khoáng chất lơ lửng như canxi và magie, nên nó có thể ăn mòn và lọc các chất gây ô nhiễm vào dòng chảy.
• PVC. PVC vốn có khả năng kháng muối nên dung dịch muối không phải là vấn đề. Tuy nhiên, PVC có xu hướng thẩm thấu hoặc lọc các chất hữu cơ ở mức độ cao, có thể có trước khi lọc và khử muối.
• CPVC. CPVC cũng có khả năng kháng muối hoàn toàn. Để sử dụng với nước uống, Corzan CPVC hoàn toàn tuân thủ NSF 61, chứng nhận tính chất an toàn và không thấm nước.

Ngoài ra, Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ đã nghiên cứu các loại ống nước bằng nhựa khác nhau ảnh hưởng như thế nào đến mùi và vị của nước uống. Andrea Dietrich, Tiến sĩ, nhận thấy rằng CPVC có khả năng tạo mùi thấp nhất khi so sánh với HDPE (polyethylene mật độ cao), PEX-a và PEX-b.

3. Khả năng chịu nhiệt độ và áp suất
Trong quá trình khử muối, đường ống phải chịu được cả áp suất và nhiệt độ cao , vì máy bơm tạo áp lực cho hệ thống và có thể đồng thời tạo ra nhiệt dư thừa. Nếu nhiệt độ vượt quá một phạm vi nhất định, một số loại nhựa nhất định có thể không duy trì được hình dạng của chúng.

Phải xem xét cả nhiệt độ chất lỏng bên trong và điều kiện môi trường bên ngoài.

Không chỉ nhiệt độ không khí xung quanh các nhà máy khử muối luôn ở mức trên 100°F (37,8°C), mà nhiệt độ bề mặt của đường ống được lắp đặt dưới ánh nắng trực tiếp có thể đạt nhiệt độ cao nhất gần 175°F (79,4°C).

4. Khả năng chịu tia cực tím
Nhiều nhà máy khử muối được đặt ở bên ngoài, dù là trên bờ biển hay trên giàn khoan ngoài biển. Trong cả hai trường hợp, hệ thống đều tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời—và rất nhiều ánh sáng mặt trời.

UV là một tác nhân biến đổi hóa học và khi tiếp xúc với các vật liệu khác nhau, nó có thể gây ra những thay đổi không mong muốn. PVC và các loại nhựa khác có thể bị hư hỏng nhanh chóng khi tiếp xúc với tia cực tím. Xếp hạng nhiệt độ, áp suất và tác động giảm dần khi tia cực tím tác động lên vật liệu.

Tuy nhiên, Corzan CPVC được thiết kế đặc biệt với các chất phụ gia giúp cải thiện khả năng chịu đựng thời tiết tia cực tím để chống chọi hiệu quả trước mọi thay đổi bất lợi. Và với độ bền va đập lớn gấp ba lần so với các CPVC khác, Corzan CPVC đáng tin cậy hơn theo thời gian.

5. Tuân thủ quy định
Một mối quan ngại như vậy đối với các giàn khoan và tàu ngoài khơi là việc tuân thủ quy định đối với các quy định về cờ như Chương trình phê duyệt loại của Cảnh sát biển Hoa Kỳ (USCG).

Corzan CPVC là công ty đầu tiên đạt được sự chấp thuận của USCG, đáp ứng thử nghiệm khắt khe theo hướng dẫn IMO 753 về độ bền cháy và các tiêu chuẩn hiệu suất khác.

Đây là điều mà các loại nhựa khác như polybutylene, polypropylene và PVC không thể đạt được.

CPVC so sánh với kim loại và PVC như thế nào?

Đối với các ứng dụng công nghiệp, bạn có thể cân nhắc chuyển từ đường ống kim loại sang đường ống CPVC hoặc xem liệu việc nâng cấp từ PVC lên CPVC có mang lại giá trị cao nhất hay không.

Để xác định CPVC so sánh với kim loại như thế nào, hãy tham khảo bài viết tài nguyên của chúng tôi . Nó khám phá nhiều chủ đề công nghiệp quan trọng, chẳng hạn như lắp đặt và các yếu tố hiệu suất chính.

Để cân nhắc giữa CPVC và PVC, các chuyên gia kỹ thuật và sản phẩm của chúng tôi sẽ xem xét sự khác biệt cơ bản giữa hai vật liệu từ cấp độ phân tử đến hiệu suất.

https://www.corzan.com/blog/5-piping-material-considerations-for-desalination-system-design