Công nghệ khử muối được triển khai

Khử muối là quá trình loại bỏ muối và các khoáng chất khác khỏi nước biển để có thể uống được. Đây là một giải pháp đem lại hiệu quả cao nhằm ứng phó với các vấn đề về môi trường như khan hiếm nguồn nước xét trên cả số lượng và chất lượng do dân số toàn cầu tăng nhanh, nắng nóng khắc nghiệt, hạn hán kéo dài cũng như tình trạng biến đổi khí hậu và hiện tượng El Nino.

Tiến sĩ Manzoor Qadir, nhà khoa học nghiên cứu môi trường thuộc Chương trình Phát triển Con người và Nước tại Đại học Liên Hợp Quốc cho biết: “Đây là một biện pháp khả thi trong bối cảnh tình trạng khan hiếm nguồn nước đang ngày một trở nên trầm trọng hơn. Ngành công nghiệp này đang phát triển mạnh mẽ. Trong 5-10 năm tới, chắc chắn chúng ta sẽ thấy ngày càng nhiều nhà máy khử muối, chuyển hóa nước biển thành nước ngọt”. 

Các quốc gia tại Trung Đông và Bắc Phi đang đi đầu trong công cuộc ứng dụng công nghệ khử muối, Saudi Arabia là quốc gia nổi bật với một loạt các dự án lớn đã và đang được triển khai. Hầu hết nguồn nước sinh hoạt ở các quốc gia này thấp hơn rất nhiều so với định mức khan hiếm nước của Liên Hợp Quốc, lượng nước cần để cung cấp cho một người mỗi ngày tối thiểu phải đạt 1,3 mét khối. Biến đổi khí hậu vẫn sẽ là áp lực lớn nhất trong việc duy trì nguồn cung nước sạch trong tương lai.

Tại Saudi Arabia, công nghệ khử muối giúp chuyển hóa nước biển thành nước ngọt có vai trò quan trọng đối với nền kinh tế của quốc gia này. Nước ngọt được sản xuất từ công nghệ khử muối chiếm khoảng 50% tổng lượng nước ngọt tại quốc gia 33 triệu dân này. Nhà máy khử muối quan trọng nhất của quốc gia này được đặt trong Đại học khoa học và công nghệ King Abdullah (KAUST). Nước ngọt được sản xuất bằng công nghệ tách muối từ biển Đỏ vừa được sử dụng tại các phòng thí nghiệm trong khuôn viên trường và còn được dẫn đến các khu dân cư lân cận.

Bên ngoài nhà máy khử muối tại trường KAUST, bốn bể chứa sử dụng công nghệ thẩm thấu ngược đang được triển khai. Đây là một phương pháp mới được sử dụng trong quá trình khử muối nước biển. Đối với phương pháp khử muối này khi các phân tử nước đi qua màng lọc bằng cát với áp suất lớn, thành phẩm cho ra sẽ là nước tinh khiết, trong khi muối và hầu hết các tạp chất khác sẽ bị giữ lại. Phương pháp này giúp giảm đáng kể chi phí và đạt được hiệu quả cao.

Thách thức khi triển khai công nghệ khử muối

Đến nay, công nghệ khử muối để chuyển hóa nước biển thành nước ngọt chưa được ứng dụng rộng rãi trên trên thế giới, công nghệ này mới chỉ được triển khai ở một số quốc gia phát triển. Một trong những thách thức lớn nhất là chi phí cao để thiết lập và vận hành một nhà máy khử muối. Theo Ngân hàng thế giới, chi phí trung bình để sản xuất nước ngọt từ nước biển là khoảng 1,5 USD/m3, đắt gấp bốn lần so với các nguồn truyền thống như nước ngầm hoặc nước mặt. 

Các nhà khoa học trên khắp thế giới hiện đang nghiên cứu cải thiện quy trình công nghệ này bằng việc chế tạo ra những màng lọc bền vững để có thể sản xuất được nhiều nước hơn.Mục tiêu hướng tới nhằm nâng cao khả năng ứng dụng phương pháp này ở nhiều quốc gia với một mức chi phí hợp lý hơn.

Phương pháp khử muối mới chỉ được triển khai ở các quốc gia phát triển giàu có, đặc biệt là những quốc gia có khả năng tiếp cận với vùng biển lớn như Ả Rập Saudi, Các Tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất, Kuwait, Israel, Qatar. Các quốc gia khác ngoài khu vực Trung Đông và Bắc Phi như Mỹ, Úc, Tây Ban Nha và Trung Quốc cũng đang đẩy mạnh tiến trình ứng dụng công nghệ khử muối, nhằm giải quyết được phần nào tình trạng khan hiếm nguồn nước ngọt. 

Nhiều quốc gia đã được tính đến việc chuyển đổi sử dụng năng lượng tái tạo thay thế cho năng lượng hóa thạch nhằm phát triển quy trình khử muối, sản xuất nước ngọt bền vững hơn. Chính phủ Saudi Arabia đã đưa ra cam kết tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo, nhằm giảm sự phụ thuộc vào dầu mỏ và đa dạng hóa nền kinh tế vào năm 2030.

Các nhà máy khử muối đòi hỏi nhiều năng lượng để vận hành, các quốc gia đang vận hành các nhà máy khử muối nỗ lực chuyển đổi sử dụng năng lượng tái tạo trong quy trình khử muối, nhưng vẫn gặp phải một số hạn chế. Bản chất năng lượng tái là một loại năng lượng không liên tục, một nhà máy khử muối vẫn cần các nguồn năng lượng thông thường để hoạt động vào ban đêm, khi không có mặt trời và gió.

Ông Thomas Altmann, Phó chủ tịch ACWA Power, công ty sở hữu các nhà máy điện và khử muối trên toàn thế giới, cho biết: “Vận hành các nhà máy hoạt động bằng năng lượng tái tạo 24 giờ một ngày, mục tiêu đó chúng ta chưa đạt được, nó vẫn là một đich đến ở tương lai”.

Phần lớn các nhà máy khử muối của các nước hiện vẫn đang sử dụng phương pháp cũ, hoạt động dựa vào năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch. Phương pháp này sẽ tiêu tốn rất nhiều năng lượng, khi nước biển sẽ được đun sôi trong các nhà máy và nước ngọt sẽ được thu thập từ quá trình ngưng tụ hơi nước. Theo số liệu từ Bộ điện và nước của Saudi Arabia khoảng 1/4 tổng lượng dầu và khí đốt của nước này được sử dụng để sản xuất điện và sản xuất nước ngọt.

Tag: công nghệ khử muối nước biển