อาจารย์สาวศึกษาวิจัยเทคโนโลยีใหม่เปลี่ยนน้ำเค็มเป็นน้ำจืด

การวิจัยภาคปฏิบัติของอาจารย์หญิงจากเมืองบนภูเขาเกี่ยวกับเทคโนโลยีการบำบัดน้ำเกลือได้เข้าสู่รอบสุดท้ายของการประกวดรางวัลวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับอาจารย์รุ่นเยาว์ ประจำปี 2024 แล้ว

ด้วยหัวข้อการวิจัยระบบเมมเบรนรวม FO-MD ในการบำบัดน้ำเค็มเพื่อให้ได้น้ำสะอาดสำหรับพื้นที่ชายฝั่งและเกาะ ดร. Nguyen Thi Hau อาจารย์คณะเคมีและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยดาลัด จึงกลายเป็นหนึ่งในผู้เขียน 17 คนที่จะเข้าสู่รอบสุดท้ายของรางวัลวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับอาจารย์รุ่นเยาว์ในปี 2024

หัวข้อนี้ได้รับการประเมินโดยนักวิทยาศาสตร์ในคณะกรรมการว่ามีคุณค่าในทางปฏิบัติสูง ร่วมกับหัวข้ออื่นอีก 16 หัวข้อที่มีผลงานทางการวิจัยและการตีพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์หลายร้อยชิ้นและผลิตภัณฑ์ถ่ายโอนของอาจารย์รุ่นเยาว์จากมหาวิทยาลัย 29 แห่งทั่วประเทศ

ค้นหาโซลูชันที่เหมาะสมที่สุด

ดร. เหงียน ถิ เฮา กล่าวว่า “การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลกกำลังกลายเป็นเรื่องร้ายแรงมากขึ้นเรื่อยๆ และคาดว่าจะมีการพัฒนาที่ซับซ้อนในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ซึ่งเห็นได้ชัดเจนที่สุดจากปรากฏการณ์สภาพอากาศที่ผิดปกติ เช่น น้ำท่วม ดินถล่ม ภัยแล้ง และการรุกล้ำของน้ำเค็ม ซึ่งเกิดขึ้นบ่อยครั้งและเป็นเวลานาน ส่งผลกระทบต่อชีวิตความเป็นอยู่ของผู้คนอย่างรุนแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เวียดนามถือเป็นประเทศหนึ่งที่ได้รับผลกระทบอย่างหนักจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเนื่องจากมีแนวชายฝั่งทะเลยาว”

อาจารย์หนุ่ม เหงียน ถิ เฮา (กลาง) ในห้องปฏิบัติการ

ตามที่อาจารย์หญิงกล่าวไว้ ในช่วงฤดูแล้ง การไหลของแม่น้ำสายเล็กๆ ทำให้เกิดการรุกล้ำของน้ำเค็มอย่างรุนแรงในบางจังหวัดภาคกลางและจังหวัดสามเหลี่ยมปากแม่น้ำโขง บ่อน้ำส่วนใหญ่ปนเปื้อนเกลือ และผู้คนไม่มีน้ำจืดใช้

“ปัจจุบันยังไม่มีวิธีการใดที่มีประสิทธิผลอย่างแท้จริงในการเอาชนะสถานการณ์นี้ ผู้คนในพื้นที่มักต้องจ่ายเงินจำนวนมากเพื่อซื้อน้ำจืดมาใช้งาน ดังนั้น จึงจำเป็นต้องหาแหล่งน้ำสะอาดสำหรับใช้งานในพื้นที่ชายฝั่งและเกาะ เมื่อเทคโนโลยีที่ใช้ในปัจจุบันไม่สามารถรับรองความต้องการในการสร้างแหล่งน้ำสะอาดที่ยั่งยืนได้” ดร.เฮายอมรับ

เพื่อบำบัดความเค็มและเปลี่ยนน้ำทะเลให้เป็นน้ำจืด มีการนำเทคโนโลยีต่างๆ มาใช้มากมาย เช่น การกลั่นด้วยความร้อน การแลกเปลี่ยนไอออน การออสโมซิสย้อนกลับ (RO) การกรองด้วยนาโน และการไดอะไลซิสด้วยไฟฟ้า (ED) เทคโนโลยีที่กล่าวข้างต้นทั้งหมดมีข้อดี แต่ก็มีข้อเสียเหมือนกัน เช่น ต้นทุนการลงทุนที่สูง อุปกรณ์สกปรกได้ง่ายและรวดเร็ว...

ดังนั้น ดร. เฮาจึงเลือกที่จะศึกษาเทคโนโลยีเมมเบรนแบบผสมผสาน FO – MD (Forward Osmosis – Membrane Distillation) เพื่อค้นหาเงื่อนไขการทำงานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแบบจำลอง FO และ MD และประเมินประสิทธิภาพและต้นทุนการบำบัดของเทคโนโลยีที่เสนอเมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำอื่นๆ ที่มีอยู่ในปัจจุบันในเวียดนาม

ต้นทุนต่ำ ประสิทธิภาพสูง

"เมมเบรนออสโมซิสแบบ FO เป็นเทคโนโลยีใหม่ของโลกที่สามารถใช้งานได้จริงในกระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำ โดยมีข้อดีที่โดดเด่น เช่น ใช้พลังงานต่ำ เกิดตะกรันในเมมเบรนน้อย และประสิทธิภาพการแยกเกลือออกจากน้ำสูง เมมเบรนนี้จึงเป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการบำบัดน้ำเค็ม" วิทยากรหญิงกล่าว

ตามที่ ดร.เฮา กล่าว ข้อได้เปรียบที่โดดเด่นของเทคโนโลยีนี้คือ มันทำงานบนหลักการออสโมซิสธรรมชาติ เนื่องจากความแตกต่างของความดันออสโมซิสระหว่างสารละลายสองชนิด น้ำจะไหลจากจุดที่มีความเข้มข้นต่ำผ่านเมมเบรนไปยังจุดที่มีความเข้มข้นสูง ดังนั้นเทคโนโลยีเมมเบรนแบบออสโมซิสไปข้างหน้าจึงไม่ใช้แรงดันไฮดรอลิกเหมือนกับระบบออสโมซิสย้อนกลับ (RO) ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานและลดการเกาะตัวของเมมเบรน ส่งผลให้มีต้นทุนการบำบัดต่ำ

อาจารย์สาววิตกเมื่อชาวบ้านในพื้นที่ประสบภัยเกลือต้องเสียเงินแพงในการซื้อน้ำจืดใช้ในชีวิตประจำวัน

ระหว่างการวิจัย ดร.เฮาได้ตัดสินใจเลือกตัวอย่างน้ำทะเลจากพื้นที่ชายฝั่งของจังหวัดนิญถ่วนและเกาะอันบิ่ญ จังหวัดกวางงาย เพื่อนำมาบำบัด เนื่องจากพื้นที่เหล่านี้กำลังประสบปัญหาขาดแคลนน้ำจืดอย่างร้ายแรงที่สุด

ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าระบบ FO-MD บรรลุประสิทธิภาพการบำบัดเกลือสูงและไม่ขึ้นอยู่กับความเค็มของน้ำที่ไหลเข้า สิ่งสกปรกบนพื้นผิวเมมเบรน FO นั้นมีเล็กน้อยและสามารถทำความสะอาดได้โดยการล้างด้วยน้ำ DI เป็นเวลา 5 นาที และพร้อมสำหรับรอบถัดไป นอกจากนี้ ระบบบูรณาการ FO-MD ยังสามารถผลิตน้ำสะอาดคุณภาพสูงได้ เนื่องจากน้ำเกลือจะได้รับการบำบัดผ่านเมมเบรน 2 ขั้นตอนระหว่างการทำงาน

ตามการคำนวณเบื้องต้นในห้องปฏิบัติการ (โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์) ต้นทุนการดำเนินงานรวมของระบบ FO-MD ในการบำบัดน้ำจืด 1 ^ม.3 อยู่ที่ 20,389 ดอง ในขณะเดียวกัน ต้นทุนการดำเนินการทั้งหมดสำหรับระบบ RO (เทคโนโลยีออสโมซิสย้อนกลับ) เพื่อบำบัดน้ำจืด 1 ^ม.3 อยู่ที่ 49,160 ดอง แพงกว่าเทคโนโลยี FO-MD ถึง 2.4 เท่า

เป็นที่ทราบกันว่าหัวข้อนี้ได้รับการยอมรับด้วยเกรดดีเยี่ยมจากมหาวิทยาลัยดาลัดก่อนที่จะเข้าร่วมการประกวด “ปัจจุบัน ฉันยังคงดำเนินโครงการของกองทุน NAFOSTED ซึ่งเป็นโครงการของ Vingroup ที่มุ่งเน้นการสังเคราะห์เมมเบรนกรอง FO และ MD โดยใช้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในห้องปฏิบัติการเพื่อออกแบบเครื่องกรองน้ำทะเลที่มีพลังงานแสงอาทิตย์ในตัวเพื่อนำไปใช้ในการบำบัดน้ำทะเลในพื้นที่เกาะและเรือเดินทะเล” ดร. Nguyen Thi Hau กล่าว

รางวัลวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับอาจารย์รุ่นเยาว์ (อายุต่ำกว่า 35 ปี) ในสถาบันอุดมศึกษา ได้รับการริเริ่มโดยกระทรวงศึกษาธิการและการฝึกอบรม ร่วมกับกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และคณะกรรมการกลางสหภาพเยาวชนคอมมิวนิสต์โฮจิมินห์ ตั้งแต่ปี 2561

เกณฑ์การมอบรางวัล คือ ผลงานวิจัยจะต้องเป็นสิ่งใหม่ มีความคิดสร้างสรรค์ มีคุณค่าทางวิทยาศาสตร์และเชิงปฏิบัติ ได้รับการตีพิมพ์หรือประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติมาแล้วอย่างน้อย 1 ปี (ณ เวลาที่สมัคร) และไม่เคยเข้าร่วมหรือได้รับรางวัลระดับชาติหรือนานาชาติใดๆ มาก่อน

ที่มา: https://thanhnien.vn/nu-giang-vien-tre-nghien-cuu-cong-nghe-moi-bien-nuoc-man-thanh-nuoc-ngot-185241030213818512.htm