Tính hữu dụng của thiết bị khử mặn nổi hoạt động nhờ sóng biển
Một công ty khởi nghiệp của Canada đã phát triển hệ thống khử mặn nổi biến nước biển thành nước ngọt.
Thiết bị khử mặn nổi. Ảnh: BBC
Đài BBC (Anh) cho biết các nhà máy khử mặn lớn nằm trên bờ biển thường cần nhiều năng lượng để tách muối khỏi nước biển. Nhưng công ty khởi nghiệp Oneka đã tìm ra phương pháp vận hành hệ thống khử mặn nổi chỉ dựa trên chuyển động của sóng biển.
Bà Susan Hunt, lãnh đạo bộ phận cải tiến tại Oneka, chia sẻ: “Các cơ sở khử mặn thường được cấp năng lượng bằng nhiên liệu hóa thạch. Chúng tôi muốn tránh việc khử mặn bằng nhiên liệu hóa thạch”.
Theo Hiệp hội khử mặn quốc tế, hơn 300 triệu người trên thế giới hiện đang dựa vào nước khử muối. Lượng nước này được cung cấp bởi hơn 21.000 nhà máy, gần gấp đôi so với 10 năm trước. Nhu cầu về những nhà máy tương tự có thể tăng cao hơn nữa khi dân số thế giới tăng và biến đổi khí hậu tiếp tục gây áp lực lên nguồn cung nước ngọt.
Theo một báo cáo được công bố đầu năm nay, ít nhất một nửa dân số thế giới “sống trong điều kiện căng thẳng về nước trong ít nhất một tháng của năm”. Trong khi đó, một nghiên cứu năm 2020 cho biết lĩnh vực khử mặn sẽ tăng trưởng 9% mỗi năm từ nay đến năm 2030.
Video đang HOT
Hiện nay có hai kỹ thuật được sử dụng để khử mặn nước biển, đó là phương pháp sử dụng nhiệt và màng. Trong quá trình khử muối bằng nhiệt, nước biển được làm nóng cho đến khi bay hơi, để lại muối. Quá trình này thường rất tốn năng lượng.
Hệ thống dựa trên màng, còn được gọi là thẩm thấu ngược, hoạt động bằng cách đẩy nước biển qua màng bán thấm để giữ muối. Điều này đòi hỏi một lượng năng lượng đáng kể, nhưng ít hơn phương pháp nhiệt.
Trong cả hai trường hợp, nguồn cung năng lượng thường không đến từ các nguồn tái tạo hoặc hạt nhân, do đó sản sinh CO2.
Các kỹ thuật này cũng tạo ra nước muối nồng độ cao. Nếu không được pha loãng đúng cách trước khi xả trở lại biển, nó có thể tạo ra “vùng c.hết” – những khu vực có nồng độ muối quá cao đối với sinh vật biển.
Nhà máy khử mặn Tuas tại Singapore đi vào hoạt động từ năm 2018. Ảnh: AP
Trong khi đó, máy khử muối nổi của Oneka – phao neo dưới đáy biển – lại sử dụng hệ thống màng hoạt động hoàn toàn nhờ chuyển động của sóng. Các phao hấp thụ năng lượng từ sóng biển truyền qua và biến nó thành lực bơm cơ học hút nước biển vào và đẩy khoảng một phần tư lượng nước đó qua hệ thống khử mặn. Nước sau đó được bơm vào đất liền qua đường ống, một lần nữa chỉ sử dụng năng lượng do sóng cung cấp.
Bà Hunt nói: “Công nghệ này không sử dụng điện. Nó được điều khiển bằng kỹ thuật cơ khí 100%”. Các thiết bị này chỉ cần sóng cao 1 mét để hoạt động và công ty hy vọng sẽ bắt đầu bán chúng vào năm tới. Chúng có ba kích cỡ, lớn nhất dài 8m, rộng 5m và có thể sản xuất tới 49.000 lít nước ngọt mỗi ngày.
Nước muối nồng độ cao được trộn lại với 3/4 lượng nước biển mà phao hút vào nhưng chưa đi qua màng. Sau đó, nó được xả trở lại biển. Bà Hunt cho biết: “Nó chỉ mặn hơn khoảng 25% so với nước biển ban đầu. Đó là nồng độ thấp hơn nhiều so với các phương pháp khử mặn truyền thống”.
Các nhà khoa học Trung Quốc lập kỷ lục khử mặn nước bằng năng lượng Mặt Trời
Các nhà khoa học Trung Quốc đã lập kỷ lục khử mặn nước thông qua quá trình bay hơi bằng năng lượng Mặt Trời.
Ảnh: Shutterstock
Theo báo Bưu điện Hoa Nam buổi sáng, phương pháp "xanh và hiệu quả" này có khả năng lọc nước kỷ lục mỗi ngày. Nhóm nghiên cứu có thể lọc khoảng 22 lít nước/m2 mỗi ngày - đủ cho 10 người lớn với hiệu quả cao hơn đáng kể so với các phương pháp khử mặn bằng năng lượng Mặt Trời khác. Nghiên cứu vừa được công bố trong một bài báo trên Tạp chí Nature.
Cụ thể, các nhà khoa học đã sử dụng một loại bột titan kim loại mới có khả năng hấp thụ năng lượng Mặt Trời cao và trộn chất này với các vật liệu khác để tạo ra quá trình bay hơi nước thông qua một thiết bị hình trụ. Thiết bị bay hơi hình trụ này được thiết kế giúp giảm thiểu tổn thất năng lượng hơn so với các thiết bị phẳng, và có thể đạt tốc độ bay hơi 6,09kg/giờ.
Ông Yang Bo, tác giả nghiên cứu, Phó Giáo sư tại Đại học Đông Bắc ở tỉnh Liêu Ninh, nói với Science Times hôm 26/9 rằng phương pháp mới đã "lập kỷ lục thế giới" về tốc độ bay hơi.
Phương pháp khử muối truyền thống sử dụng quy trình thẩm thấu ngược giúp tách muối ra khỏi nước. Để làm được điều này, nước được đưa qua các màng nhỏ dưới áp suất, giúp tách nước ra khỏi các thành phần khác. Đây là một quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng. Theo Bộ Năng lượng Mỹ, khoảng 25 đến 40% chi phí khử muối trong nước sử dụng năng lượng cần thiết để chạy máy bơm nhằm tạo ra áp suất thẩm thấu.
Còn trong phương pháp bay hơi bằng năng lượng Mặt Trời mới, thiết bị bay hơi hấp thụ nhiệt, biến nước thành hơi và để lại muối. Hơi di chuyển đến không gian thu gom mát hơn, ngưng tụ thành nước tinh khiết.
Ông Yang nói với Science Times rằng phương pháp hơi nước này sạch, hiệu quả và không tạo ra bất kỳ lượng khí thải carbon nào vì chỉ dựa vào ánh sáng Mặt Trời thay vì áp suất để khử muối.
Theo Science Times, ông Yang cho biết nghiên cứu này đã tạo ra "một hướng đi mới" cho quá trình khử muối nước biển, có thể giải quyết hiệu quả tình trạng thiếu nước mà vẫn giúp tiết kiệm năng lượng.
Theo bài báo, nhờ diện tích bề mặt mở rộng, thiết bị bay hơi hình trụ có thể ngăn chặn tình trạng tắc nghẽn muối. Đây là điều cần thiết để cải thiện hiệu suất của hệ thống hơi nước Mặt Trời.
Các nhà khoa học nói thêm rằng quá trình này không chỉ cung cấp phương pháp khử muối bền vững hơn cho nước biển, mà còn có thể mở rộng sang sản xuất nhiên liệu, khử trùng bằng hơi nước và sản xuất điện.
Nhật Bản xét nghiệm nước biển xung quanh nhà máy điện hạt nhân Fukushima Bộ Môi trường Nhật Bản đã xét nghiệm nước biển xung quanh nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi để xác định nồng độ chất triti sau khi nước đã qua xử lý và pha loãng được xả ra biển. Thu thập mẫu nước biển gần nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi Các mẫu được lấy từ 11 địa điểm vào ngày...